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金工实****总结报告
工程材料综述
概述
用以制造各种机电产品的材料,统称为机械工程材料。机械工程材料一般分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类,并可细分为若干小类。
金属材料(最重要的机械工程材料)
钢铁材料<黑色金属>、非铁材料<有色金属>
非金属材料
高分子材料、陶瓷材料
复合材料
复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料合成的新材料。不同的非金属材料可以相互复合,非金属材料与金属材料可以复合,不同的金属材料之间也可以相互复合。几种不同材料复合之后,保留了各自的优点,得到单一材料无法比拟的综合性能。
2、金属材料的性能
1)力学性能
金属材料的力学性能是指在外加载荷作用下所表现出的抵抗变形和断裂的能力。它是设计零件以及选用、鉴定和验收材料的重要依据。常用的力学性能有:强度、硬度、塑性、冲击韧度、疲劳极限(强度)以及刚度、弹性和断裂韧度等。
1*强度
强度是指抵抗永久变形和断裂的能力。机械工程中常用的强度判据有屈服强度σs和抗拉强度σb。屈服强度是指材料开始产生明显性变形时的最低应力值,即σs= Fs/Ao 抗拉强度是指材料在拉断前所能承受的最大应力值,即σb=Fb/ Ao σs和σb是零件设计时的主要强度依据,也是评定金属材料强度的重要指标。
2*塑性
塑性是指断裂前材料产生不可逆永久变形的能力,常用的塑性判据是断后伸长率δ和断面收缩率ψ。材料的δ和ψ值越大,则其塑性越好,但强度、硬度一般较低;反之,相反。
3*硬度
硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量金属软硬的判据,也是力学性能的一项综合指标。
4*冲击韧度
冲击韧度是指冲击试样缺口部单位截面积上承受的冲击吸收功。
5*疲劳极限
金属材料在这中无数次重复或交变载荷作用下而不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限(强度)。一般规定,钢在经受应力循环10³次、非铁材料(有色金属)10次时,不断产生断裂的最大应力,作为疲劳极限指标。
2)物理、化学性能
金属材料的物理、化学性能有:密度、熔点、导电性、导热性、磁性、热膨胀性、耐热性和耐蚀性等。机械零件的用途不同,对材料的物理、化学性能要求也不同。
3)工艺性能
金属材料对某种制造工艺所表现的适应性称为工艺性能,金属材料的主要通过铸造、压力加工、焊接、切削加工等工艺形成零件,因而金属材料的工艺性能主要有:铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。
3、钢与铸铁
1)铁碳合金
钢、铸铁是现代工业中应用最广泛的金属材料,它们是以铁为基体,含有不同碳的质量分数的合金,故统称为铁碳合金。
2)钢
1*钢的分类
1>按化学成分分类:
碳素钢,按碳的质量分数大小又可以分为低碳钢(ω(c)≤%)、中碳钢(%﹤ω(c)≤%)和高碳钢(ω(c)﹥%)三种
合金钢,按合金元素含量多少可分为低合金钢(含金元素总的质量分数小于5%)、中合金钢(含金元素总的质量分数为5%~10%)和高合金钢(含金的元素质量分数大于10%)三种
2>按品质分类
普通钢,ω(p)≤% , ω(s)≤%
优质钢, ω(s、p)≤%
高级优质钢,ω(p)≤%~% ω(s)≤%~%
3>按用途分类
结构钢,用于制造工程结构及机器零件。
工具钢,用于制造刃具、量具和模具等。
特殊性能钢,如不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。
专业用钢,如桥梁用钢、航空用钢、焊条用钢、船用钢和锅炉用钢等。
2*钢的牌号及用途
1>碳素钢

碳素结构钢,它的牌号是由屈服点的“屈”字汉语拼音首位字母“Q”
屈服点数、质量等级符号和脱氧方法符号按顺序组成。
优质碳素结构钢,它的牌号是用两位数字表示,这两位数字以名义万分数表示钢中碳的平均质量分数。
碳素工具钢,它的牌号是用符号“T”(“碳”字的汉语拼音字首)和数字表示。数字以名义千分数表示碳的平均质量分数,若为高级优质碳素工具钢则在牌号后加符号“A”。
2>合金钢
低合金高强度结构钢,它的牌号是由屈服点的“屈”字汉语拼音首位字母“Q”、屈服点数、质量等级符号按顺序组成。
合金结构钢,他的牌号是由“二位数字+化学元素符号+数字”表示。
合金工具钢,他的牌号组成只是最前面的数字以名义千分数表示碳的平均质量分数,且当平均ω(c)≥%时,不表明数字。
3>铸钢
铸钢按化学成分分为铸造碳钢和铸造合金钢两类。
4、钢的热处理
钢的热处理就是将固态钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却以及获得所需要的组织结构与性能的工艺方法,可用图1—8的温度—时间关系曲线来描述其基本过程。
保温
相变点