设计工程学基础材料篇课件.ppt

《设计工程学基础材料篇课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、工业设计工程基础第二篇产品造型材料的性能引言INTRODUCTION在工业生产中，材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质。产品造型材料有各种不同的分类方法，目前常用的分类方法是按照材料的化学成分分类，按照这种分类方法可以分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。本章分别介绍四大类材料、新材料以及材料的感觉特性。目录3.1金属材料3.2有机高分子材料3.3无机非金属材料3.4复合材料3.5新材料3.6材料感觉特性3.1金属材料金属材料是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统

2、称。在工业生产中常用金属分成黑色金属和有色金属，黑色金属是铁和以铁为基体的合金---钢铁材料；有色金属是铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、锌及锌合金、钛及钛合金等。3.1金属材料3.1.1钢铁材料3.1.2铝及铝合金3.1.3铜及铜合金3.1.4其他有色金属及其合金3.1金属材料钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外，C（碳）的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。（1）钢材依据分类标准不同，钢的分类方法有多种。如按化学成分不同，分为

3、碳钢和合金钢，其中碳钢按碳含量又可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢；合金钢按合金元素含量也可分为低合金钢、中合金钢、高合金钢；按钢的主要用途分为结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢等。3.1.1钢铁材料3.1金属材料结构钢结构钢是各种工程构件和机器零件用钢。3.1.1钢铁材料3.1金属材料结构钢3.1.1钢铁材料3.1金属材料工具钢工具钢是用以制造切削刀具、量具、耐磨工具和模具的钢。工具钢具有较高的硬度，在高温下同样能保持高硬度以及高的耐磨性和适当的韧性。3.1.1钢铁材料3.1金属材料工具钢3.1.1钢铁材料3.1金属材料（2

4、）铸铁铸铁是碳的质量分数大于2.11％的铁碳合金。铸铁的抗拉强度、塑性和韧性不如钢，无法进行锻造，但它具有良好的铸造性、减摩性、减震性，且熔炼简便，成本低廉，应用范围较广。根据灰铸铁中石墨存在的形态不同，又可分为灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等。3.1.1钢铁材料3.1金属材料3.1.1钢铁材料3.1.2铝及铝合金3.1.3铜及铜合金3.1.4其他有色金属及其合金3.1金属材料铝是一种常用的金属，在工业设计中尤其重要。它有很高的重量比，具有良好的可锻性以及其自身的抗腐蚀机制。（1）工业纯铝纯铝的塑性较高，能通过冷或

5、热的压力加工制成各种型材如丝、线、箔、片、棒、管等。3.1.2铝及铝合金3.1金属材料（2）铝合金铝合金是以铝为基的合金总称。铝与Si（硅）、Cu（铜）、Mg（镁）、Mn（锰）、Zn（锌）等元素组成的铝合金，具有比纯铝高的强度，良好的机械性能，物理性能，抗腐蚀性能和装饰性能。3.1.2铝及铝合金3.1金属材料（2）铝合金3.1.2铝及铝合金3.1金属材料3.1.1钢铁材料3.1.2铝及铝合金3.1.3铜及铜合金3.1.4其他有色金属及其合金3.1金属材料铜及铜合金易于成形和连接，有极佳的导电性和导热性，具有良好的色彩和光泽

6、度以及极好的抗腐蚀性能，铜及其合金在工业中有广泛的应用。（1）纯铜纯铜通常呈紫色，故又称紫铜。铜的化学稳定性好，在大气、水中有优良的抗蚀性。铜的强度硬度很低，但塑性很好。3.1.3铜及铜合金3.1金属材料（2）铜合金工业中广泛应用的是铜的合金，铜合金以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。按照化学成分，常用的铜合金有黄铜、青铜和白铜。3.1.3铜及铜合金3.1金属材料3.1.1钢铁材料3.1.2铝及铝合金3.1.3铜及铜合金3.1.4其他有色金属及其合金3.1金属材料（1）镁及镁合金镁是一种对于产品设计非常重要的金

7、属，因为它是日常应用中最轻的结构金属。镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金，广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。3.1.4其它有色金属及合金3.1金属材料（2）锌及锌合金锌具有中等强度和延展性。因为具有极好的抗腐蚀性，锌被应用与钢铁的涂层，被称为镀锌钢。锌合金是以锌为基加入其他元素组成的合金。锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔。3.1.4其它有色金属及合金3.1金属材料（3）钛及钛合金钛的资源丰富，在地球中的储藏量位于铝、铁、镁三类常用金属之后居第四位。钛

8、的突出优点是比强度高、耐热性好、抗蚀性能优异。钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛合金具有强度高，抗蚀性好，低温性能好，导热系数小等优良性能，是航空、船舶、化工等工业中常用的一种材料。3.1.4其它有色金属及合金返回3.2有机高分子材料常用的有机高分子材料也称为聚合物材料，是以有机高分子化合物（树