机械工程材料课件_

机械工程材料欢迎来到机械工程材料课程本课程将深入探讨各种工程材料的性质、分类和应用，为您的机械工程学习打下坚实基础课程概述材料基础主要材料类型12探讨材料的基本性质和分类深入学习金属、陶瓷、高分子和复合材料材料处理实际应用34了解热处理和防腐技术学习材料选择原则和工程应用材料的基本性质物理性质化学性质机械性质密度、熔点、导热性、电导率等耐腐蚀性、氧化性、还原性等强度、硬度、韧性、塑性等金属材料高强度良好延展性金属材料通常具有较高的强度和硬许多金属具有优良的塑性变形能力度导电导热金属普遍具有良好的导电性和导热性金属的结构和性质原子结构1晶体结构2微观结构3宏观性质4金属的性质由其多层次结构决定，从原子到宏观尺度都有影响金属的分类黑色金属有色金属包括铁及其合金，如钢铁、铸非铁金属，如铜、铝、锌、镁铁等等贵金属稀有金属稀有且价值高的金属，如金、稀缺且应用特殊的金属，如钛银、铂等、锆、钨等铸铁灰铸铁1含碳量高，石墨呈片状，机械性能较差但铸造性能好白铸铁2碳以碳化物形式存在，硬度高但脆性大球墨铸铁3石墨呈球状，综合性能优良可锻铸铁4经热处理后，碳化物分解，性能改善钢铁碳钢主要含铁和碳，性能随碳含量变化合金钢添加其他元素，如镍、铬等，提高特定性能工具钢高碳高合金钢，用于制造切削工具不锈钢含铬量高，具有优异的耐蚀性有色金属有色金属种类繁多，各具特色，在工程中有广泛应用陶瓷材料耐高温高硬度陶瓷材料通常具有很高的熔点许多陶瓷材料硬度极高，耐磨性好脆性陶瓷材料通常较脆，抗冲击能力弱陶瓷的概念和特点定义结构陶瓷是无机非金属材料，通通常为离子键或共价键结合过高温烧结而成的晶体结构特性应用高硬度、耐高温、化学稳定广泛应用于建筑、电子、医性好，但脆性大疗等领域陶瓷的分类传统陶瓷新型陶瓷玻璃如瓷器、砖瓦等，主要由天然原料制成如氧化铝、氮化硅等，具有特殊功能和非晶态陶瓷，具有透明性和可塑性性能常见的陶瓷材料氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷压电陶瓷高硬度、耐磨性好，用于切削工具和耐高强度、耐热震，用于汽车发动机部件能将机械能转化为电能，用于传感器和磨部件执行器高分子材料单体1聚合2大分子3高分子材料4高分子材料由大量重复单元通过化学键连接而成，具有独特的性质高分子材料的概念定义特点由大量重复结构单元通过共价键连接而成的大分子化合密度低、柔韧性好、加工性能优异物来源应用可以是天然的，如橡胶；也可以是合成的，如塑料广泛应用于日常生活和工业生产中高分子材料的分类热塑性塑料热固性塑料弹性体加热可软化，冷却后硬化，可反复加工一旦成型就不能再熔化和塑形如酚醛具有良好的弹性，如天然橡胶、合成橡如聚乙烯、聚丙烯等树脂、环氧树脂等胶等常见的高分子材料高分子材料种类繁多，应用广泛，在我们的日常生活中无处不在复合材料高强度轻量化复合材料通常具有优异的强度和刚相对于传统材料，复合材料通常更度轻设计灵活可以根据需求设计特定性能的复合材料复合材料的概念和特点定义组成由两种或两种以上不同性质通常包括增强体和基体两部的材料组合而成的新材料分特点优势综合了各组分的优点，性能可设计性强，能满足特定应优于单一材料用需求复合材料的分类纤维增强复合材料颗粒增强复合材料如玻璃纤维增强塑料、碳纤维如陶瓷颗粒增强金属基复合材复合材料等料层状复合材料结构复合材料如夹层结构、金属层状复合材如蜂窝结构、三明治结构等料等常见的复合材料碳纤维复合材料玻璃钢金属基复合材料轻质高强，广泛应用于航空航天和体育耐腐蚀、强度高，用于船舶和化工设备结合金属和陶瓷优点，用于高温高压环器材境材料的热处理加热将材料加热到特定温度保温在特定温度下保持一定时间冷却以不同速度冷却材料性能改变获得所需的材料性能热处理的概念和目的定义目的通过加热和冷却来改变材料改善材料的机械性能、物理内部结构的工艺性能或化学性能应用效果主要用于金属材料，尤其是可以增加硬度、强度，或改钢铁材料善韧性、塑性等常见的热处理工艺退火淬火缓慢冷却，降低硬度，提高塑性和快速冷却，提高硬度和强度韧性回火淬火后再加热，减少内应力，提高韧性热处理对材料性能的影响机械性能物理性能化学性能可以改变材料的强度、硬度、韧性和塑影响材料的导电性、磁性和热膨胀系数可能改变材料的耐腐蚀性和抗氧化性性等材料的腐蚀与防护腐蚀现象1腐蚀机理2腐蚀类型3防腐技术4材料保护5了解腐蚀机理和防护方法对延长材料使用寿命至关重要材料腐蚀的概念和原因定义原因材料与环境发生化学或电化环境因素（如氧、水、酸碱学反应，导致材料性能退化）与材料相互作用影响范围降低材料强度，缩短使用寿影响金属、陶瓷、高分子等命，威胁结构安全多种材料腐蚀的类型不同类型的腐蚀有不同的表现形式和机理，需要采取相应的防护措施材料的防腐措施表面涂层阴极保护应用防腐涂料或金属镀层，隔离环利用电化学原理，抑制金属腐蚀境添加缓蚀剂在环境中加入抑制腐蚀的化学物质材料的选择与应用性能要求1环境因素2经济考虑3加工工艺4合理选择材料需要综合考虑多方面因素，以满足特定应用需求材料选择的原则性能匹配环境适应性12选择的材料性能应满足产品考虑材料在使用环境中的稳设计要求定性和耐久性经济性可加工性34在满足性能要求的前提下，选择的材料应便于加工和制考虑材料成本和加工成本造材料在机械工程中的应用航空航天汽车工业生物医学高强度轻质合金和复合材料广泛应用于轻量化材料和高强度钢用于车身和发动生物相容性材料用于人体植入物和医疗飞机和火箭制造机部件器械课程总结材料多样性性能改善了解了金属、陶瓷、高分子学习了热处理等改善材料性和复合材料的特性能的方法防护技术应用原则掌握了材料腐蚀机理和防护理解了材料选择和应用的基措施本原则。