机械工程材料基本知识点

晶体缺陷：

点缺陷（空位、间隙原子、异类原子微观影响：晶格畸变）线缺陷（位错；极为重要的晶体缺陷，对金属强度、塑性、扩散及相变有显著影响）面缺陷（晶界、亚晶界）

合金相结构

:相是指系统中均匀的、与其他部分有界面分开的部分。相变：相与相的转变。按结构特点:固溶体、化合物、非晶相。

固溶体:指溶质原子溶入溶剂中所形成的均一结晶相。其晶体结构与溶剂相同。置换固溶体（溶质原子占溶剂晶格结点位置形成的固溶体）间隙固溶体:溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体

结晶：

材料从液态向固态的凝固成晶体的过程。

基本规律:晶核形成和长大交替进行。包括形核和核长大俩个过程，

影响形核率和成长率的因素：过冷度、不容杂志、振动和搅拌

变质处理：金属结晶时，有意向金属溶液中加入某种难溶物质，从而细化晶粒，改善金属性能

调质处理:淬火和高温回火

同素异构转变;固态金属由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变。

合金的组织决定合金的性能

金属材料的强化

本质;阻碍晶体位错的运动

强化途径:形变强化（冷加工变形）、固溶强化（形成固溶体）、第二相强化、细晶强化（晶粒粒度的细化）

钢的热处理

预先热处理：正火和退火

最终热处理：淬火和回火

退火：将钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。目的：降低硬度，提高塑性，改善切削性能；消除钢中内应力；细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。常用：完全退火Ac3以上30-50度（适用亚共析钢和合金钢，不适应低碳钢和过共析钢）得到组织为铁素体和珠光体，等温退火：适用某些奥氏体比较稳定的合金钢，加热和保温同完全退火，使奥氏体转变为珠光体，球化退火：温度略高于Ac1，适用过共析钢和合金工具钢，得到组织球状珠光体，去应力退火：Ac1以下100-200度，不发生组织变化，另外还有再结晶退火和扩散退火。

正火：亚共析钢Ac3以上30-50度，过共析钢Accm以上30-50度，保温后空冷获得细密而均匀的珠光体组织。目的:调整钢的硬度，改善加工性能；消除钢中内应力，细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。主要作用:作为低、中碳钢的预先热处理；消除过共析钢中的网状二次渗碳体，为球化退火做准备；作为普通件的最终热处理。

退火和正火区别：冷却速度不同，正火快，得到珠光体组织细，因而强度和硬度也高。实际中，如果俩者均能达到预先热处理要求时，通常选正火

淬火：加热到Ac1或Ac3以上某个温度，保温后以大于临界冷却速度冷却，使A转变为M 的热处理工艺.目的：获得马氏体或下贝氏体组织。温度：亚共析钢Ac3上30-50度，组织为M+少量A残，共析钢和过共析钢Ac1上30-50度，组织M+粒状Fe3C+少量A残

要求:淬火冷却速度必须大于临界冷却温度Vk.常用方法;单液、双液、分级、等温、局部淬火

回火：淬火以后的工件加热到Ac1以下某个温度，保温后冷却的一种热处理工艺.目的：降

低或消除内应力，防止工件变形和开裂；减少或消除A残；稳定工件尺寸；调整工件的内部组织和性能，获得所需力学性能，满足工件使用要求。

分类：低温回火：150-250度，得到M回

中温回火：350-500，得到T回

高温回火：500-650，得到S回

淬透性：指钢在淬火时获得淬硬层的能力，它表征了钢在淬火时获得M的能力。

淬硬性：钢淬火得到M所能达到的最高硬度。

高分子材料：

以高分子化合物为主要组分的材料。

结构包括大分子链结构和高分子聚集态结构。高分子化合物:是由具有重复基团的大分子链构成。三态:玻璃态（刚硬性）、高弹态（弹性材料）黏流态（加工状态）,室温下处于黏流态的是流动性树脂、高弹态的是橡胶、处于玻璃态的是塑料。合成方法：加聚反应和缩聚反应塑料

是由主要的合成树脂和根据需要加入的各种添加剂组成。

性能:质量轻、比强度高、化学稳定性好、电绝缘性好、耐磨、耐摩和自润滑性好

常见塑料;聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚四氟乙烯、聚四氯乙烯（后俩个塑料王）、聚甲基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃）

热固性塑料：主要由聚合树脂制成，加入少量稳定剂和润滑剂，分子结构为线型或支链型。热塑性塑料：以缩聚树脂为基础，加入添加剂而成，分子结构为体型。

陶瓷:

是用天然或人工合成的粉状化合物，经成型和高温烧结制成的无机非金属材料。都是由晶相（基本组成部分）、玻璃相和气相三部分组成，大部分陶瓷都是晶体。

常用陶瓷材料：普通陶瓷（粘土类陶瓷）、特种陶瓷（主要成分Al2O3）、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、金属陶瓷。

制备:坏料制备、成型（可塑法、注浆法、压制法）、烧结

复合材料：

指经过一定数量比的俩种或俩种以上组分，通过人工合成，组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的，具有特色性能的材料。由基体相（主要部分）、增强相、界面相组成。

基体相、增强相和两者之间的界面相决定复合材料的总体性

性能特点:比强度和比模量大、耐疲劳性好、阻尼减震性好、耐高温性能、耐化学腐蚀

常用增强从材料：1纤维、晶须增强材料（玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、）2颗粒增强材料（陶瓷、石墨、金属颗粒）

分类：按使用性能：结构复合材料和功能复合材料

按增强相：纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、薄片增强复合材料、叠层状复合材料

按基体分：聚合物基、金属基、陶瓷基复合材料

选材原则:使用性能原则、工艺性能原则、经济性能原则、可持续发展原则