纯手打的工程材料重点ppt课件.pptx

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1、一、晶体与非晶体（1）晶体固态下，原子或分子在空间上呈有序排列结构。几乎所有金属、大部分的陶瓷以及一些聚合物。特点：1）结构有序（排列紧密、高对称性）2）物理性质表现为各向异性3）有固定的熔点4）在一定的条件下有规则的几何外形长程有序金刚石（2）非晶体：原子无序排列特点：1）结构无序2）物理性质表现为各向同性3）没有固定的熔点4）热导率和热膨胀性小5）塑性变形大6）组成的变化范围大玻璃短程有序（3）晶体和非晶体间的相互转化两者在某些条件下可以相互转化。例如：金属液体在高速冷却的条件下，可以得到非晶态金属（金属玻璃）。玻璃经过适当处理可以形成晶态玻璃。（4）晶体和非晶体

2、的两大性能区别晶体非晶体熔点固定熔点熔化范围方向性各向异性各向同性©2003Brooks/ColePublishing/ThomsonLearning™金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使各原子结合到一起的方式。金属键与金属晶体方向性：按照一定的方向形成作用力；饱和性：形成特定数目的作用力；金属键无所谓饱和性和方向性。金属晶体特点：导电性、导热性、延展性好，正的电阻温度系数，熔点较高，有金属光泽。绝大部分金属均以金属键结合共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；共价晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。

3、如陶瓷材料。©2003Brooks/ColePublishing/ThomsonLearning™©2003Brooks/ColePublishing/ThomsonLearning™离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体：硬度高，脆性大，熔点高、热胀系数小、导电性差。如NaCl。©2003Brooks/ColePublishing/ThomsonLearning™各种结合键比较结合键类型结构特点热力学性能力学性能电学性能结合能（KJ/mol）金属键无方向性熔点范围，导热性好，结晶温度范围宽硬度、强度范围，塑性导电性能好113-660

4、共价键有方向性熔点高、热膨胀系数小强度高、硬度大绝缘体150-712离子键无方向性熔点高、热膨胀系数小强度高、硬度大、劈裂性好绝缘体，溶体为导体586-1047分子键有方向性熔点低、热膨胀系数大强度、硬度低绝缘体<42本课程主要研究：用于机械结构和机械零件的机械工程材料。机械工程材料金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料黑色金属有色金属铸铁碳钢合金钢铝合金铜合金其它有色金属塑料橡胶合成纤维传统陶瓷特种陶瓷金属基复合材料高分子基复合材料陶瓷基复合材料金属材料钢铁材料非铁材料铸铁(C%>2.11%)钢(C%<2.11%)普通灰铸铁白口铸铁可锻铸铁球墨铸铁特殊性能铸铁碳素钢合金

5、钢轻金属(密度小于3.5g/cm3，铝(Al)、镁(Mg)、钠(Na)、钙(Ga)重金属(密度大于3.5g/cm3，铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、铅(Pb)、锌(Zn))贵金属(金(Au)、银(Ag)、铂(Pt))稀有金属(钨(W)、钛(Ti)、锂(Li)、铍(Be)、钽(Ta))稀土金属(钪(Sc)、钇(Y)、镧(La))放射性金属(镭(Ra)、铀(U)、钍(Tb))第三节工程材料的性能使用性能：材料在使用条件下所表现出来的性能，包括力学、物理和化学性能。工艺性能：制造工艺过程中，材料适应加工的能力。一、力学性能材料受力后就会产生变形，材料力学性能是指材料在受

6、力时的行为。描述材料变形行为的指标是应力σ和应变ε。σ—单位面积上的作用力ε—单位长度的变形屈服强度力—伸长曲线b屈服弹性变形断裂塑性变形σ（F）(L)εOaefc缩颈抗拉强度弹性极限比例极限εσσeeO低碳钢应力-应变曲线oe：弹性变形阶段试样的应力与应变成正比。卸去载荷，试样伸长量消失，试样恢复原状。σe：弹性极限1）刚性指标：弹性模量E单位GPa(N/mm2)刚度是指金属材料受外力作用时，抵抗弹性变形的能力在弹性范围内，应力与应变的比值称为弹性模量，用符号E表示a.E的大小与材料的化学成分及温度有关，即E是材料是固有属性。b.E越大，表示在一定的应力作用下弹性变

7、形越小，即刚度越大。c.相同材料的零件，截面尺寸大的不易发生弹性变形。εσσsσeeOs低碳钢应力-应变曲线es：塑性变形阶段（屈服阶段）应力与应变间不再成正比，出现屈服齿。卸去载荷，试样的变形只能部分恢复，保留一部分残余变形。载荷不增加时，试样的变形量仍自动增大。εσσsσeeOs低碳钢应力-应变曲线es：塑性变形阶段（屈服阶段）σs：屈服强度（屈服点）对于无明显屈服的塑性材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限。σ0.2：名义屈服强度εσσbσsOsb低碳钢应力-应变曲线sb：强化阶段σb：抗拉强度表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。试