机械工程材料.doc

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1、机械工程材料百科名片用于制造各类机械零件、构件的材料和在机械制造过程中所应用的工艺材料。人类最先利用的材料是自然材料:石头、木头、泥土、兽皮，发明火以后，可以使用陶器和瓷器，青铜是金属材料的最早使用，炼铁和炼钢丰富和发展了机械材料，钢铁是机械材料的主要材料，提高钢铁等金属材料的使用性能和加工性能是19世纪20世纪21世纪材料专家的主要研究内容，非金属材料，如高分子材料和现代陶瓷是21世纪材料工作者的研究目标。　　机械工程材料:用于制造各类机械零件、构件的材料和在机械制造过程中所应用的工艺材料。简史　　人类在同自然界的

2、斗争中，不断改进用以制造工具的材料。最早是用天然的石头和木材制作工具，以后逐步发现和使用金属。中国使用金属材料的历史悠久，在两千多年前的《考工记》中就有“金之六齐”的记载，这是关于青铜合金成分配比规律最早的阐述。人类虽早在公元前已了解金、银、铜、汞、锡、铁、铅等多种金属，但由于采矿和冶炼技术的限制，在相当长的历史时期内，很多器械仍用木材制造或采用铁木混合结构。直到1856年英国人H.贝塞麦发明转炉炼钢法，1856～1864年英国人K.W.西门子和法国人P.┵.马丁发明平炉炼钢以后，大规模炼钢工业兴起，钢铁才成为最主要

3、的机械工程材料。到20世纪30年代，铝（见铝合金）、镁（见镁合金）等轻金属逐步得到应用。第二次世界大战后，科学技术的进步促进了新型材料的发展，球墨铸铁、合金铸铁、合金钢、耐热钢、不锈钢、镍合金、钛合金和硬质合金等相继形成系列并扩大应用。同时，随着石油化学工业的发展，促进了合成材料的兴起，工程塑料、合成橡胶和胶粘剂等在机械工程材料中的比重逐步提高。另外，宝石、玻璃和特种陶瓷材料等也逐步扩大在机械工程中的应用。分类　　机械工程材料涉及面很广，按属性可分为金属材料和非金属材料两大类。金属材料包括黑色金属和有色机械工程金属。

4、有色金属用量虽只占金属材料的5％，但因具有良好的导热性、导电性，以及优异的化学稳定性和高的比强度等，而在机械工程中占有重要的地位。非金属材料又可分为无机非金属材料和有机高分子材料。前者除传统的陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料外，还包括氮化硅、碳化硅等新型材料以及碳素材料（见碳和石墨材料）等。后者除了天然有机材料如木材、橡胶等外，较重要的还有合成树脂（见工程塑料）。此外，还有由两种或多种不同材料组合而成的复合材料。这种材料由于复合效应，具有比单一材料优越的综合性能，成为一类新型的工程材料。　　机械工程材料也可按用途分类，如结

5、构材料（结构钢）。工模具材料（工具钢）。耐蚀材料（不锈钢）、耐热材料（耐热钢）、耐磨材料（耐磨钢）和减摩材料等。由于材料与工艺紧密联系，也可结合工艺特点来进行分类，如铸造合金材料、超塑性材料、粉末冶金材料等。粉末冶金可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，也可直接制造各种精密机械零件，已发展成一类粉末冶金材料。展望　　机械产品的可靠性和先进性，除设计因素外，在很大程度上取决于所选用材料的质量和性能。新型材料的发展是发展新型产品和提高产品质量的物质基础。各种高强度材料的发展，为发展大型结构件和逐步提高材料的使用强度等

6、级，减轻产品自重提供了条件;高性能的高温材料、耐腐蚀材料为开发和利用新能源开辟了新的途径。现代发展起来的新型材料有新型纤维材料、功能性高分子材料、非晶质材料、单晶体材料、精细陶瓷和新合金材料等，对于研制新一代的机械产品有重要意义。如碳纤维比玻璃纤维强度和弹性更高，用于制造飞机和汽车等结构件，能显著减轻自重而节约能源。精细陶瓷如热压氮化硅和部分稳定结晶氧化锆，有足够的强度，比合金材料有更高的耐热性，能大幅度提高热机的效率，是绝热发动机的关键材料。还有不少与能源利用和转换密切有关的功能材料的突破，将会引起机电产品的巨大变

7、革。　　随着科学技术的发展，尤其是材料测试分析技术的不断提高，如电子显微技术、微区成分分析技术等的应用，材料的内部结构和性能间的关系不断被揭示，对于材料的认识也从宏观领域进入微观领域。在认识各种材料的共性基本规律的基础上，正在探索按指定性能来设计新材料的途径。发展　　人类在同自然界的斗争中，不断改进用以制造工具的材料。最早是用天然的石头和木材制作工具,以后逐步机械工程发现和使用金属。中国使用金属材料的历史悠久，在两千多年前的《考工记》中就有“金之六齐”的记载，这是关于青铜合金成分配比规律最早的阐述。人类虽早在公元前已

8、了解金、银、铜、汞、锡、铁、铅等多种金属，但由于采矿和冶炼技术的限制，在相当长的历史时期内，很多器械仍用木材制造或采用铁木混合结构。　　1856年英国人H.贝塞麦发明转炉炼钢法，1856～1864年英国人K.W.西门子和法国人P.┵.马丁发明平炉炼钢以后，大规模炼钢工业兴起，钢铁才成为最主要的机械工程材料。到20世纪30年代，铝（见铝合金）、镁