文档介绍：机械工程学院、光机工程学院机械工程材料(讲义)韩志范材料科学与工程学院E-mail:******@(制造)物品的原材料再我们的坐活领域、工业领域、科技领域应用了各种材料:陶瓷、金属、高分子及复合材料。特别是一些新材料:高分子功能材料(有机高分子材料、无机高分子材料)纳米材料功能陶瓷材料制造一台机器需要很多种材料,例如:一艘现代化航空母舰使用了2000种材料一辆坦克、、、、、、、、200、、、、一辆汽车、、、、、、、、100、、、、、、、一支钢笔、、、、、、、、6种材料为什么要如此选择(不同的)材料呢?简言之:为了利用材料的不同性能(力学性能、物理性能、化学性能)。那么,是否只要选择相同的材料集合(群体)便得到了相同的性能集合呢?否!例一:我国仿造汽车的历史:材料选择一样(成分化验易做到),另部件几何尺寸一样(精密测绘与精密加工可保证),但寿命低。其原因在于关键另部件的性能差别造成整机使用寿命差别。可见,相同的材料采用不同的加工工艺(非单纯的机加工)其性能不同。**实例表演:同一根锯条一半脆,一半不脆(经退火处理)。而不同的材料采用不同的加工工艺(非单纯的机加工)其某些性能可相同。例如,不同的材料可处理成硬度相同,以便车床切削、、、、、、;上述事例说明下列概念:、材料科学是“关于材料的一门学问”。或者说,材料科学是以材料为研究对象的学问。、材料科学的研究内容材料的各种外在性能是其内部结构(积聚状态)的本质反映; 所以,材料科学的研究内容就是:物质的聚集状态与其对应性能关系化学成分组织结构性能(客观规律)A、材料形成机理与制取方法指导生产新材料B、材料性能的测试方法与技术C、失效分析、材料的合理加工方法和最佳使用方案贯穿于从认识材料到使用材料的全过程。、关于材料科学的哲学问题历史学家的观点:材料是人类文明发展水平的重要标志和里程碑。推动和制约人类文明发展的重要因素是材料科学。人类历史划分为:石器、青铜器、铁器时代;、、、材料科学的发展史从宏观到微观,从初级到高级,层层深入发展。材料科学的发展推动了科技进步;科技进步又促进了材料科学的发展。观测手段的提高和丰富促进了理论的发展,理论又指导人们制造出各种各样的新材料。有些材料是大自然中不曾有过的。例如:B、AlN、TiN、、、、、、、高分子(有机、无机)材料、、、、、、。材料科学的发展,不仅源自其本身,而且亦源自相关学科的发展。(物理、化学、物理化学、量子力学、医学、坐物工程、等。所以说:材料科学是以材料为研究对象的多学科性科学。(P1)工程材料的分类分类方法多样化,可按用途、状态、性能、化学成分与结合键的特点等方法。有色金属(轻、重、贵、稀散、放射)1、金属材料黑色金属(铁、锰、铬) 高分子(有机、无机)工程材料 2、非金属材料无机非金属 3、复合材料 金属——金属金属——非金属机械工程材料的应用和发展***的门类繁多,(医疗、化工、冶金、车辆、军事等),发展方向各有特点。对材料的种类及其性能的要求不断增加。例如:1、医疗设备的坐物性能(抗血凝、、、、)2、军事装备的隐形3、金刚石表面金属化4、化工催化5、环保(空气及水净化、杀菌等)工程材料课程的任务通过对工程材料的“成分——组织结构——性能”理论学****在机械设计中做到“合理选材、合理的性能要求、合理地设计工艺”。机械工程材料的基本理论知识第一章、材料的性能设计制造机器与设备时,对材料的选择应首先考虑其使用性能。 1、使用性能:力学性能、物理化学性能、、、、工程材料性能2、工艺性能:铸、锻、焊、切削、热处理、烧结、、、、、、§1、力学性能(机械性能)同学们已学过《材料力学》,故自己复****之。(不讲)§2、物理和化学性能(阅读)§3、工艺性能(略讲)材料的工艺性能关系到加工工艺设计及其成本的高低。铸造性:流动性、收缩性、偏析倾向是铸造性能的判据。可锻性:可进行压力加工(含轧制)的性能。可焊性:焊接在一起的难易程度及其焊缝质量。切削加工性:切削的难易程度与表面切削质量(光洁度)。钢的硬度在HB220±40时切削性能好。第二章、材料的结构**结构:分子、原子的空间连结构架,即原子(或分子)的排列位置和空间分布。 1、固态(晶态、非晶态) 2、液态物质的积聚状态 3、气态 4、等离子态5、液晶态§1、材料的结合方式化学键组成物质的质点(原子、分子或离子)相互作用而联系在一起。这种粒子之间的相互作用称为化学键。化学键的性质对物质的性能影响很大。**物质积聚物的性能不仅取决于组成物质整体的质点的种类和数目,同时取决于相互之间化学键的特点及其排列方式。三层意思分述如下:、种类和数目的影响:种类的影响不言而喻,数目减少到纳米级时物化性能产坐突变。例如:纳米材料、化学键的影响:例如,石墨与金刚石。、排列