机械工程材料主要内容
《机械工程材料(第4版)》课程大纲
“工程材料基础”课程教学大纲英文名称：Fundamentals of Engineering Materials课程编号：MATL300102（10位）学时：52 （理论学时：44 实验学时：8 上机学时：课外学时：（课外学时不计入总学时））学分：3适用对象：本科生先修课程：大学物理、材料力学使用教材及参考书：[1] 沈莲，范群成，王红洁.《机械工程材料》.北京：机械工业出版社，2007.[2] 席生岐等。
《工程材料基础实验指导书》.西安：西安交通大学出版社.2014[3] 朱张校等。
《工程材料》.北京：清华大学出版社.2009一、课程性质和目的（100字左右）性质：专业基础课目的：为机械、能动、航天、化工等学院本科生讲解材料的基础理论和工程应用，使学生了解材料的成分-组织-结构-性能的内在关系，培养学生根据零构件设计的性能指标选择合适材料，做到“知材、懂材”并能合理使用材料。
二、课程内容简介（200字左右）工程材料基础是面向机类、近机类及口腔医学专业开设的材料基础理论课程。
课程主要向学生讲授典型零件的失效方式及抗力指标、金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的基本知识，使学生掌握材料成分-工艺-组织-性能的内在关系，掌握工程材料实际应用的原则，培养学生“知理论、懂性能、会选材”的基本能力和素质。
课程实验主要包括金相试样制备和显微镜使用、铁碳合金组织的观察与分析、碳钢热处理与性能综合实验。
一、教学基本要求(1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。
(2) 掌握碳钢、铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及工程应用的基本知识。
(3) 掌握陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途。
(4) 学生具有根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及编写冷热加工工艺路线的基本能力。
(5) 了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。
机械工程材料课程标准
《机械工程材料》课程标准学时数：48学时______________ 课程性质：专业基础课------ 适用专业：机电技术应用一一、课程定位和课程设计（一）课程性质与作用该课程是焊接技术及自动化专业的一门重要的专业基础课程。
是研究工程材料的性能、组织、热处理的基本知识，以及它们之间相互联系的学科。
通过本课程的学习使学生掌握常用材料的性能组织之间的关系及有关热处理的基本知识，为学习有关后继课程和从事生产技术工作打下良好的基础。
培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生对常用机械工程材料有充分的认识，能根据材料的性能特点做到正确选材。
机械工程材料对帮住学生深入了解焊接技术专业特点，巩固加深专业知识，合理正确的选材起着非常重要的作用，课程的学习需要建立在相关专业基础课程的知识之上，尤其是机械制图、机械设计基础、机械制造基础、互换性与技术测量等课程的学习。
（二）课程设计理念遵循“设计导向”的现代职业教育指导思想，服从专业人才培养计划整体优化的要求。
在够用的基础上，考虑学生以后专业技能的发展，为培养“懂工艺、精操作、善维护、能管理、可提升”的高技术高素质、高技能应用型职业人才的培养目标而制定本课程标准。
培养学生树立终身学习的教育观念。
（三）课程设计思路在目前的教学条件下机械工程材料的教学主要以课堂讲授为主，保证了课程的学科体系，教学方法采用多媒体课件、现场教学、实物教学和项目教学相结合的教学模式。
二、课程目标（一）知识目标1.熟悉常用机械工程材料的成分，组织结构、加工工艺与性能之间的关系及变化规律；2.掌握常用机械工程材料的性能与应用，具有选用常用机械工程材料和改变材料性能方法的初步能力；3.掌握常用金属材料的牌号、性能、应用范围。
4.了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展概况；（二）能力培养目标1.熟悉常用机械工程材料的特点并能正确的选材；2.能根据所学知识进行简单热处理工艺的编制；（三）思想教育目标1培养学生热爱本职工作、勤学善思、勇于创新的精神；3.培养学生良好的职业道德素质；4.培养学生严谨、认真、务实的工作态度；5.培养学生刻苦钻研业务、擅于合作的团队精神。
机械工程材料-绪论-第一章
二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
.
2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
.
（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
.
三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
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第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
.
一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
《机械工程材料》教学大纲
《机械工程材料》教学大纲机械工程材料教学大纲一、课程名称：机械工程材料二、课程性质：专业课三、课程目标：1.理解机械工程材料的基本概念、分类和特点；2.掌握常见的机械工程材料的组织结构、力学性能及其与材料结构的关系；3.熟悉机械工程材料的重要应用和材料选择原则；4.培养学生的创新思维和问题解决能力，提高其对材料科学的研究兴趣。
四、课程内容和教学方法：1.材料的基本概念和分类-材料的定义和基本特点；-材料的分类及其性质；-材料的常见制备方法。
2.金属材料-金属结构与性能；-常见金属材料的组织结构和力学性能；-金属材料的变形与强化机制。
3.陶瓷材料-陶瓷材料的特点和分类；-陶瓷材料的组织结构和性能；-陶瓷材料的制备和应用。
4.高分子材料-高分子材料的基本特点和分类；-高分子材料的组织结构和性能；-高分子材料的制备和应用。
5.复合材料-复合材料的概念和分类；-复合材料的组织结构和力学性能；-复合材料的制备方法和应用。
6.材料选择与设计-材料选择的原则和方法；-材料在工程设计中的应用。
7.环境腐蚀与防护-环境腐蚀的基本原理和分类；-常见环境腐蚀的防护措施。
教学方法：1.以讲授为主，结合案例分析和实例讲解；2.组织学生参观机械工程材料的应用场所，加深对材料的理解；3.进行课堂互动和讨论，提高学生的问题解决能力；4.设计实验，培养学生的实验操作技能和数据处理能力。
五、评估方式：1.平时成绩（包括课堂表现、作业、小组讨论等）占30%；2.期中考试占30%；3.期末考试占40%。
六、参考书目：。
机械工程专业基础知识
机械工程专业基础知识一、介绍机械工程是一门应用科学，研究如何设计、制造和运用各种机械设备的工程学科。
本文将介绍机械工程专业的基础知识，包括力学、热学、材料学和流体力学等方面的内容。
二、力学1. 静力学静力学是研究物体处于平衡状态的力学学科。
它涉及到力的平衡、杠杆原理、力的分解和合成等内容。
2. 动力学动力学是研究物体在施加力的情况下的运动状态的力学学科。
它包括牛顿运动定律、加速度和力的关系等内容。
三、热学1. 热力学热力学是研究能量转换和能量传递的物理学分支。
它涉及热力学定律、热功和热量的关系等。
2. 热传导热传导是指热量在物质内部的传递过程。
它与材料的导热性能有关，涉及到导热方程和热传导系数等。
四、材料学1. 材料结构材料结构包括晶体结构和非晶体结构。
晶体结构涉及晶格参数、晶系和晶格缺陷等内容。
非晶体结构包括胶体和非晶态材料。
2. 材料力学性能材料力学性能是指材料在外力作用下的变形和破坏行为。
它包括弹性模量、屈服强度和断裂韧性等。
五、流体力学1. 流体静力学流体静力学是研究静止流体的力学学科。
它涉及压力、密度和浮力等内容。
流体静力学常用于设计和分析水压系统。
2. 流体动力学流体动力学是研究流体在运动状态下的力学学科。
它涉及速度、流量和雷诺数等内容。
流体动力学常用于设计和分析管道系统和空气动力学问题。
六、结论以上是机械工程专业的基础知识的简要介绍。
力学、热学、材料学和流体力学是机械工程师必须熟悉的基础学科。
掌握这些知识能够帮助机械工程师更好地进行设计、制造和运用机械设备。
在实践中，机械工程师还需要结合具体的工程问题应用这些基础知识。
机械工程材料前置课程
机械工程材料前置课程详解机械工程材料是机械工程专业中的一门重要课程，它涵盖了材料的性能、结构、制备、加工以及应用等方面的知识。
为了更好地理解和掌握这门课程，学生需要先修一些前置课程。
本文将详细阐述机械工程材料前置课程的内容，包括物理学、化学、材料科学基础以及机械制造基础等。
一、物理学物理学作为机械工程材料前置课程的基础学科，对于理解材料的性能和行为至关重要。
在物理学课程中，学生将学习到力学、热力学和电磁学等基本概念和原理。
这些原理将有助于解释材料在受力、加热和电磁场作用下的行为。
力学部分主要涉及静力学、动力学和材料力学。
静力学研究物体在静止状态下的受力平衡；动力学则关注物体在运动过程中的力与运动的关系；材料力学则着重于材料在受力作用下的变形和破坏行为。
这些知识将为后续研究材料在复杂应力状态下的性能提供基础。
热力学部分主要研究热量与能量转换的关系以及物质在不同温度下的性质变化。
这对于理解材料在加热和冷却过程中的相变、热膨胀等现象具有重要意义。
电磁学部分则关注电场、磁场以及电磁波与物质的相互作用。
这对于理解材料在电磁场中的行为以及电磁加工技术（如电焊、电磁铸造等）具有指导意义。
二、化学化学是机械工程材料前置课程的另一门重要学科。
在化学课程中，学生将学习到原子结构、化学键合、化学反应以及物质的性质等方面的知识。
这些知识将有助于理解材料的组成、结构以及性能之间的关系。
原子结构和化学键合部分主要研究原子内部的电子排布以及原子之间的相互作用。
这对于理解金属、陶瓷和高分子等不同类型材料的结构和性能具有重要意义。
例如，金属的导电性和导热性与其内部的自由电子有关；陶瓷的高硬度和高熔点则与其离子键和共价键的强键合作用有关。
化学反应部分则关注物质之间发生化学反应的条件、机理以及产物。
这对于理解材料在制备和加工过程中的化学变化以及材料表面的化学反应（如腐蚀、氧化等）具有指导意义。
三、材料科学基础材料科学基础是连接物理学和化学与机械工程材料的桥梁课程。
机械工程材料的定义和分类
绪论一、机械工程材料的定义和分类1 定义：机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。
2、分类按化学成分分为: 金属材料(用量最大、应用范围最广)高分子材料(质轻、耐腐蚀、化工、机械、航空航天等)陶瓷材料（高电强、高硬度、耐腐蚀、绝缘、勇于电器化工等）复合材料（轻、高强度、结合两种材料的性能优点，用于航空航天等领域）二（机械）工程材料的性能力学性能（）保证构件安全可靠（1）材料的使用性能物理性能包括两方面化学性能切削加工性能保证构件容易制备铸造性能材料的工艺性能焊接性能热处理性能：实际进行机械设计时：主要考虑的是材料的使用性能，其中有以力学性能最为重要。
原因：如果力学性能不能瞒住工作的要求时，将引起重大事故，带来灾难。
（如泰坦尼克巨轮的沉没，哥伦比亚号航天分级的解体和坠毁等）这些都是由于零件（部件）的失效引起的。
第一章机械零件的失效分析简介：一失效的定义1任何一个机械零件或部件都要具有一定的功能：（零件设计功能）（1）P、T、M 下，保持一定的几何形状和尺寸(最基本的要求，桥梁，钢轨等)（2）实现规定的机械运动（发动机中的活塞和衢州，把直线运动转换成沿圆周运动）（3）传递力和能（齿轮，传递力矩，水轮机江水能转变成电能）2失效：零件失去设计要求的效能（功能）----失效形式多样，常见的分为以下几种方式。
过量变形断裂磨损腐蚀2引起失效的原因：外界载荷、温度、介质等材料又损害作用（外界对材料的损害）材料本身：抵抗损害的能力。
（这种能力是有限的）若：前者大于后者------失效前者等于后者-------临界状态前者小于后者------正常工作二研究失效的意义1通过失效分析-----找出失效原因------确定相应的抗力指标-----为选材和制定工艺提供依据；2通过失效分析----减少和预防机械产品类事故的重复发生，提高产品质量、减少经济损失；3失效分析工作是机械产品维修工作的基础,确定维修的技术和方法,提高维修工作的质量和效益；4失效分析可以为人仲裁事故责任、侦破犯罪等提高可靠的技术依据。
工程材料及机械制造基础教材
工程材料及机械制造基础教材《工程材料与机械制造基础》是一本综合性的教材，主要分为三篇。
第一篇为工程材料，主要介绍了金属材料的主要性能、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金、钢的热处理以及常用金属材料等内容。
其中，着重讲述了钢铁材料和热处理的内容。
第二篇为热成形工艺基础，主要介绍铸造成形、锻压成形、焊接成形等内容。
此外，还系统阐述各种热加工工艺方法、特点、规律、应用与结构工艺性等内容。
第三篇为冷成形工艺基础，主要介绍金属切削的基础知识、常用加工方法综述、典型表面加工分析等内容。
本篇综合介绍了各种机加工方法、特点、应用等内容。
第四篇：机械制造工艺与装备这一部分主要介绍了机械制造的基本工艺，包括切削工具、夹具、量具和机床等基础知识。
同时，还会涉及到现代制造技术，如数控加工、柔性制造系统、计算机辅助制造等。
第五篇：工程材料的应用与选择这一部分将从工程应用的角度，介绍如何根据实际需要选择和使用工程材料。
包括材料的选用原则、材料性能与成本的综合考虑、材料的可加工性、耐腐蚀性、耐磨性等方面的内容。
第六篇：质量控制与检测这一部分将介绍质量控制的基本原理和方法，包括统计过程控制、抽样检验等。
同时，还将介绍常用的检测技术和方法，如无损检测、硬度测试、金相分析等。
附录：实验指导与习题这一部分将提供一系列的实验指导和习题，帮助学生巩固和应用所学知识。
实验指导部分将详细介绍实验的步骤、方法和注意事项；习题部分则将涵盖教材中的各个知识点，供学生练习和巩固。
《工程材料与机械制造基础》可以满足教学计划60~90课时的教学需要，可作为高等学校机电类应用型本科教学用书，也可作为高职高专、夜大等学生的教材，并可供工程技术人员参考。
总的来说，《工程材料与机械制造基础》是一本综合性的教材，旨在为学生提供全面的工程材料和机械制造基础知识。
通过学习和实践，学生可以掌握基本的工程材料和机械制造技术，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
机械基础下册知识点总结
机械基础下册知识点总结1. 机械基础概述机械基础是指机械工程专业学生必须掌握的基本知识和技能，这些基础知识和技能包括机械加工、传动、控制、测量与检测等方面的基础知识。
在学习机械基础的过程中，学生需要学习各种机械零件的分类、结构和性能，了解机械传动的基本原理和种类，掌握机械控制系统的基本知识，熟悉测量与检测仪器的使用和原理等。
2. 机械工程材料机械工程材料是机械工程中非常重要的一部分，它包括金属材料、非金属材料和高分子材料三大类。
金属材料是机械制造中使用最广泛的材料，其主要特点是硬度高、强度大、耐磨性好、导热性能好、耐腐蚀性好等。
非金属材料主要包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料等，这些材料广泛应用于机械工程中的制造和设计。
3. 机械加工工艺机械加工是机械制造的一项重要工艺，其目的是通过加工制造零件和构件，以满足各种规格、精度和表面光洁度的要求。
机械加工工艺包括车削、铣削、钻削、镗削、磨削等多种加工方法。
在机械加工工艺中，需要注意加工中产生的热量和切削压力，以及对加工表面的要求等问题。
4. 机械传动机械传动是指利用齿轮、皮带、链条、联轴器、减速器、机械连杆等传动机构实现机械设备工作运动和能量传递的过程。
机械传动系统主要包括传动元件、传动系统、传动机构及其工作原理、传动布置和传动设计等方面的内容。
在机械传动系统的设计与运用中，需要考虑传动效率、传动稳定性、传动噪声、传动精度和传动寿命等问题。
5. 机械控制系统机械控制系统是指利用各种控制元件和控制方法，实现机械设备运行和工艺过程的自动化、智能化和精确化控制。
机械控制系统主要包括机械传动控制系统、液压传动控制系统、气动传动控制系统等。
在机械控制系统的设计与运用中，需要考虑控制系统的稳定性、控制精度、控制速度和控制灵敏性等问题。
6. 机械测量与检测机械测量与检测是指利用各种测量技术和检测方法，实现对机械设备和工艺过程中各种参数和性能指标的测量和检测。
机械测量与检测主要包括机械尺寸测量、机械形位公差测量、机械表面质量检测、机械工艺过程参数检测、机械产品性能检测等方面的内容。
机械工程中的材料力学
机械工程中的材料力学机械工程是应用物理学、材料科学和机械原理等知识的交叉学科，其发展离不开材料力学的支持。
材料力学研究材料在外力作用下的物理和力学性质，为机械设计提供强有力的理论和技术支持。
一、材料的力学特性机械工程中常用的材料有金属材料、非金属材料和复合材料。
这些材料在外力作用下表现出不同的力学特性。
金属材料具有良好的可塑性和可加工性，但易于疲劳开裂、氧化腐蚀。
为了预测材料在外力作用下的响应，需要对其力学特性进行测试和分析。
常用的力学特性包括拉伸强度、屈服强度、韧性、冲击韧性等。
非金属材料具有轻质、高强度、抗磨损等特点，在机械工程中常用于复合材料制造、陶瓷制品等。
非金属材料的力学特性主要包括弹性模量、拉伸强度、蠕变实验等。
复合材料是不同种类材料的组合，具有优良的力学性能和化学稳定性。
与单一材料相比，复合材料的力学特性更加丰富。
复合材料的力学特性主要涉及复合材料的强度、抗拉伸性能等。
二、应力分析与计算应力分析是机械工程中重要的理论支撑，其目的是预测材料在外力作用下的响应。
在机械工程中，应力分析主要涉及静力学、弹性力学、塑性力学、损伤力学等。
静力学研究材料在静态外力作用下的应力和变形。
常用的静力学分析方法包括黄斯定理、最大剪应力理论、最大正应力理论、迪高格准则等。
弹性力学是研究材料在弹性变形时的力学特性。
弹性力学基本理论包括胡克定律、泊松比、切应力、剪切应力等。
弹性力学在机械工程中具有重要的应用，能够准确预测材料在外力作用下的响应。
塑性力学是研究材料在塑性变形时的力学性质。
塑性变形是指材料在超过其屈服点后仍能继续变形。
塑性力学理论包括杨-李理论、迎面裂纹历程理论、格里菲斯裂纹理论等。
损伤力学是研究材料在外界损伤作用下的响应。
发展损伤力学的目的是准确预测损伤的程度和影响，为材料的保养和加工提供有效的理论支持。
损伤力学理论包括线性损伤模型、弹性后损伤模型、塑性损伤模型等。
三、疲劳试验与寿命预测疲劳是材料在循环载荷下发生裂纹、断裂的现象。
机械工程材料期末总结
机械工程材料期末总结
机械工程材料是机械工程学科中的重要内容，涉及到材料的选择、设计与应用等方面。
在期末总结中，可以从以下几个方面进行总结：
1. 材料的分类与特性：总结常见的机械工程材料，包括金属材料、陶瓷材料、聚合物
材料等，并阐述它们的特性和应用范围。
例如，金属材料具有良好的导电性和导热性，适用于制造机械零件；陶瓷材料具有良好的耐高温和耐磨损性能，适用于高温工作环境。
2. 材料的选择与设计：总结机械工程师在选择材料和设计机械零件时需要考虑的因素。
例如，考虑到机械零件的强度和刚度要求，需要选择强度高、刚度大的材料；考虑到
机械零件的重量要求，需要选择密度小的材料。
3. 材料的加工与表面处理：总结机械工程师在材料加工和表面处理过程中的常见方法
和技术。
例如，常见的加工方法有切削、冲压、焊接等；常见的表面处理方法有热处理、电镀、喷涂等。
4. 材料的故障与保护：总结机械工程师在材料使用过程中可能出现的故障和保护方法。
例如，金属材料可能出现疲劳、腐蚀等问题，可以通过增加零件的强度、防腐涂层等
方式进行保护。
5. 材料的环境与可持续性：总结机械工程师在材料选择和设计中需要考虑的环境和可
持续性因素。
例如，选择可再生材料、减少材料浪费等方式可以提高材料的可持续性。
最后，总结机械工程材料的知识点和技能，以及在期末考试中的学习心得和体会。
同时，对未来的学习和应用提出展望和规划。
《机械工程材料》教学教案(全)
《机械工程材料》教学教案(第一部分)一、教学目标1. 让学生了解机械工程材料的分类及性能。
2. 使学生掌握金属材料（包括黑色金属和有色金属）的基本性质和应用。
3. 培养学生对材料选择和应用的能力。
二、教学内容1. 机械工程材料的分类及性能2. 金属材料的基本性质3. 金属材料的性能与应用三、教学重点与难点1. 重点：机械工程材料的分类、性能及应用。
2. 难点：金属材料的基本性质和应用。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解机械工程材料的基本概念、分类、性能及应用。
2. 利用案例分析法，分析实际工程中材料的选择和应用。
3. 开展小组讨论，培养学生独立思考和团队协作的能力。
五、教学准备1. 教材：《机械工程材料》2. 课件：机械工程材料的相关图片、图表、案例等3. 教具：实物模型、样品等《机械工程材料》教学教案(第二部分)一、教学目标1. 让学生了解非金属材料的基本性质和应用。
2. 使学生掌握复合材料的特点及应用。
3. 培养学生对材料选择和应用的能力。
二、教学内容1. 非金属材料的基本性质和应用2. 复合材料的特点及应用三、教学重点与难点1. 重点：非金属材料的基本性质和应用，复合材料的特点及应用。
2. 难点：复合材料的特点及应用。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解非金属材料的基本概念、分类、性能及应用。
2. 利用案例分析法，分析实际工程中材料的选择和应用。
3. 开展小组讨论，培养学生独立思考和团队协作的能力。
五、教学准备1. 教材：《机械工程材料》2. 课件：非金属材料、复合材料的相关图片、图表、案例等3. 教具：实物模型、样品等《机械工程材料》教学教案(第三部分)一、教学目标1. 让学生了解材料力学性能的测试方法。
2. 使学生掌握材料力学性能的主要指标。
3. 培养学生对材料力学性能的理解和应用能力。
二、教学内容1. 材料力学性能的测试方法2. 材料力学性能的主要指标三、教学重点与难点1. 重点：材料力学性能的测试方法，材料力学性能的主要指标。
机械工程材料的定义和分类
机械工程材料的定义和分类
机械工程材料是指用于制造机械零件、机械设备、工具和结构件等的材料。
它是机械制造行业中不可或缺的重要组成部分，直接影响着机械产品的性能、质量和寿命。
机械工程材料可以根据不同的标准进行分类，常见的分类方式包括：
1. 金属材料：包括黑色金属和有色金属，如钢、铁、铜、铝、镁等。
金属材料具有良好的力学性能、导电性、导热性和可塑性等特点，广泛应用于机械制造领域。
2. 非金属材料：包括塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等。
非金属材料具有密度低、比强度高、耐腐蚀、隔热、隔音等特点，常用于制造机械零件、密封件、绝缘材料等。
3. 复合材料：由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有比单一材料更优异的综合性能。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料、层压复合材料等，广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
4. 功能材料：具有特殊物理、化学或生物功能的材料，如磁性材料、光敏材料、生物医用材料等。
功能材料常用于制造传感器、电子元件、医疗器械等高性能产品。
总之，机械工程材料的分类是多样的，不同的材料具有不同的特点和应用领域。
在机械设计和制造过程中，选择合适的材料是至关重要的，它直接影响着产品的性能、质量和成本。
因此，了解各种机械工程材料的特点和分类，对于提高机械产品的设计和制造水平具有重要意义。
909机械工程基础
909机械工程基础
机械工程基础是机械工程领域的基础知识体系，包括机械工程的基本概念、原理和理论。
机械工程基础主要涵盖以下几个方面的内容：
1. 工程力学：研究力的作用效果及其平衡、运动规律，包括静力学、动力学和弹性力学等。
2. 材料力学：研究材料的力学性能，包括拉伸、压缩、弯曲和剪切等。
3. 热力学：研究能量转化和能量传递的规律，包括热平衡、热力学过程和热力学循环等。
4. 流体力学：研究流体的力学行为，包括流体静力学和流体动力学等。
5. 机械制图：研究机械零件和装配体的图形表示方法，包括工程图、三维造型和CAD技术等。
6. 机械工艺学：研究机械加工过程和方法，包括切削加工、焊接、铸造和锻造等。
7. 机械设计基础：研究机械零件和装配体的设计原则和方法，包括力学设计、工程设计和机械设计计算等。
8. 控制工程基础：研究机械控制系统的设计和优化，包括控制
理论、控制技术和自动化技术等。
以上是机械工程基础的主要内容，掌握这些基础知识对于从事机械工程的学习和实践非常重要。
《机械工程材料》课程思政元素
《机械工程材料》课程思政元素一、引言机械工程材料是机械工程专业学生必修的一门课程，旨在培养学生掌握机械工程材料的基本理论、基本知识和基本技能。
本课程通过引入思政元素，旨在帮助学生树立正确的价值观、人生观和职业观，培养他们的爱国情怀和社会责任感，为未来的机械工程事业做出贡献。
二、思政元素融入教学内容1. 爱国主义教育：在讲解机械工程材料的发展历程时，可以介绍我国机械工程材料的发展历史，强调我国在机械工程材料领域的成就和贡献，激发学生的爱国情怀。
2. 诚信教育：在讲解材料的性能指标时，可以强调诚信的重要性。
要求学生以诚信为本，在学习和工作中保持诚实守信的态度，树立良好的职业道德。
3. 创新精神培养：在讲解新材料和新工艺时，可以介绍国内外机械工程领域的创新成果，鼓励学生勇于创新、敢于尝试，培养他们的创新精神和实践能力。
4. 团队协作精神：在课程实践环节，可以组织小组合作完成任务，培养学生的团队协作精神。
通过共同讨论、分工合作、互相帮助，使学生学会尊重他人、关心他人、协作共赢。
5. 社会责任意识：在讲解机械工程材料的应用领域时，可以介绍机械工程材料对国家经济建设和人民生活的重要性，培养学生的社会责任感。
让他们意识到自己的专业知识和技能对社会发展的重要性，树立为人民服务的意识。
三、教学方法与手段1. 案例教学：结合实际案例，引导学生分析机械工程材料的应用场景和问题，培养学生解决实际问题的能力。
2. 互动式教学：鼓励学生积极参与课堂讨论，通过提问、小组讨论等方式，激发学生的学习兴趣和思考能力。
3. 实践操作：组织学生参观机械工程材料生产企业，了解机械工程材料的生产过程和工艺技术，增强学生的感性认识和实践能力。
4. 多媒体教学：利用多媒体手段，展示机械工程材料的图片、视频和动画，增强教学的直观性和生动性。
四、考核方式与思政元素评价1. 平时成绩：结合学生的出勤率、课堂表现、作业完成情况等方面，综合评价学生的平时表现。
简述机械工程的材料课程的特征及教改
简述机械工程的材料课程的特征及教改机械工程的材料课程是机械工程专业的重要基础课程之一，其主要内容涉及到材料的性能和应用。
在材料课程教学中，一般包括材料的基本性质、制备方法、结构与组织、性能测试及评价等方面的内容。
其特点如下：1. 理论与实践相结合：机械工程的材料课程注重理论与实践的结合，通过实验、案例分析等方式，帮助学生理解材料的性能特点和应用场景，培养学生的实际操作能力。
2. 综合性和交叉性强：材料课程是机械工程专业的基础课程，所涉及的材料种类较多，涵盖了金属材料、非金属材料、聚合物材料等多个领域。
材料的性能也与其制备、结构等诸多因素密切相关，因此材料课程具有较强的综合性和交叉性。
3. 知识更新较快：随着科学技术的快速发展，新材料的涌现和应用不断推动着材料科学的进步。
材料课程的教学内容也需要随着时代发展进行不断更新，及时介绍新材料的特点和应用。
针对机械工程的材料课程的特点，教改方面可以采取以下措施：1. 更新教学内容：根据材料科学的最新发展，进行教学内容的更新。
引入新材料的特点和应用案例，让学生了解前沿的材料科学知识。
3. 引入新的教学方法：采用多媒体教学、互动讨论等现代教学方法，提高教学效果。
通过教学视频、虚拟实验室等工具，增强学生的学习兴趣，激发学生的学习动力。
4. 加强师资队伍建设：培养高水平的教师队伍，提高他们的教学能力和科研水平。
教师应具备广泛的材料科学知识，同时还要具备创新能力，能够将前沿的科研成果应用到教学中。
机械工程的材料课程具有综合性、交叉性和实践性强的特点，针对这些特点，教改方面可以通过更新教学内容、强化实践教学、引入新的教学方法等措施，提高材料课程的教学质量，培养学生的材料科学知识和实践能力，以适应快速发展的科学技术需求。
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第一章 金属材料力学性能
1.1 金属的拉伸试验
1.2 金属的弹性与塑性 1.3 金属的力学性能
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1.1 金属的拉伸试验
脆性材料拉伸曲线
1.2 金属的弹性与塑性
弹性指标：弹性模量、比例极限、弹性极限
1. 弹性模量E ：表征金属材料对弹性变形的抗力，主
要由金属的种类和晶体结构所决定。
的必要条件，冷却速度愈快，过冷度愈大。 结晶过程是一个形成晶核和晶核不断长大的过程。
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3.1 纯金属的结晶
细晶强化：晶粒越细小，金属的强度，塑性 和韧性越好。结晶晶粒细化有以下措施： 1) 快速冷却，增加过冷度。 3) 振动和电磁搅拌。
2) 变质处理，加入难熔固态粉末作为外来晶核。
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3.2 合金的相结构
工程材料
第一章 金属材料力学性能
第二章 金属晶体结构与塑性变形
第三章 金属结晶及合金相图
第四章 钢的热处理 第五章 钢铁材料及其应用 第六章 有色金属及应用 第七章 非金属材料 第八章 材料选择基础
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绪 论
材料的分类？
三分法：是最常用的材料分类方法，将材料分为金
属材料、无机非金属材料和有机材料三大类。
四分法：将材料分为金属材料、无机非金属材料、
有机材料和复合材料四大类。
金属材料包括： 黑色金属（钢和铁）及有色金属。 工程材料：是工业生产中用作结构和机械零件的材
料。
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工程材料
第一章 金属材料力学性能
第二章 金属晶体结构与塑性变形
第三章 金属结晶及合金相图
第四章 钢的热处理 第五章 钢铁材料及其应用 第六章 有色金属及应用 第七章 非金属材料 第八章 材料选择基础
需的切应力较大，但产生的变形量却很小。
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2.2 金属的塑性变形
2. 多晶体的塑性变形
① 多晶体的晶界和晶粒不同位向：阻碍位错运动，使 变形抗力增大。 多晶体变形是分批地逐步进行,变形分散在每个晶 粒中。细晶金属不仅强度高，塑性、韧性也好。细 晶强化是金属重要的强韧化手段。 ② 第二相粒子：脆性相以颗粒状分布于塑性相之中, 会阻碍位错滑移，提高强度。用生成第二相粒子强 化金属的方法称为弥散强化或沉淀强化。
概念：合金, 组元, 合金系, 相
合金的基本相：固溶体、金属化合物。
1. 固溶体
1) 间隙固溶体, 置换固溶体
2) 固溶体的性能：较软，通常作为合金的基体组织。
3) 固溶强化：固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸 变，位错滑移阻力增大，合金的强度和硬度提高。
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3.2 合金的相结构
固溶强化是金属强化的一种重要形式。在溶质含 量适当时，可显著提高材料的强度和硬度，而塑
2.1 金属的晶体结构
2.2 金属的塑性变形 2.3 回复与再结晶
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2.1 金属的晶体结构
1. 三种常见的金属晶体结构：体心立方晶格、面心方 晶格、密排六方晶格
单晶体：晶体内部的晶格位相完全一致。 多晶体：由许多小单晶体组合成的晶体。实际金属 材料是多晶体结构。
2. 常见的三种晶体缺陷：点缺陷（空位﹑间隙原子﹑ 异类原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界﹑亚 晶界） 三种缺陷都增大塑性变形抗力，提高屈服强度。
L (1538℃)
(1394℃)
-Fe（体心立方）
-Fe（面心立方）
(912℃)
-Fe（体心立方）
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3.4.2 铁碳合金的基本相
铁碳合金基本相有两种固溶体和一种金属化合物。
1. 铁素体：碳在-Fe中的间隙固溶体，以符号 F 或 表示。体心立方晶格，727℃时溶解度最大0.0218%。 770℃以下有铁磁性，在770℃ 以上失去铁磁性。力 学性能与纯铁相近。
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2.2 金属的塑性变形
1. 单晶体的塑性变形
① 位错的滑移：在切应力作用下，金属的一部分相对
于另一部分，沿着一定的晶面和晶向 (滑移系)发生
的相对滑动。体心有48个滑移系、面心有12个滑移 系、密排六方有3个滑移系。 ② 孪生：在切应力作用下，金属的一部分相对于另一 部分，沿着特定的晶面发生均匀切变。孪生变形所
2.3 回复与再结晶
3. 晶粒长大
继续加热保温会发生晶粒长大。粗大的晶粒组织使 金属的强度、硬度、塑性、韧性等都显著降低。 冷加工：在金属的再结晶温度以下的塑性变形加工。 如低碳钢的冷轧、冷拔、冷冲等，有加工硬化的现 象产生。 热加工：在金属的再结晶温度以上的塑性变形加工。 如碳钢的热轧、锻造等，因有动态再结晶发生，无 加工硬化现象产生。 22
3.3 二元合金相图及结晶 3.4 铁碳合金相图
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3.1 纯金属的结晶
理论结晶温度：纯金属的结晶有一个严格的理论结 晶温度Tm，在Tm下金属的液固两相达成相平衡。
过冷度：金属的实际结晶温度Tn低于理论结晶温度
Tm的现象。理论结晶温度与实际结晶温度之差T
称为过冷度，即T = Tm－Tn。过冷度是金属结晶
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1.3 金属的力学性能
1. 强度：表征金属材料抵抗变形和断裂的能力。
① 屈服极限s：金属产生塑性变形的最小应力。没 有明屈服现象金属以0.2表示。 ② 抗拉强度b ：拉伸试验中金属所能承受的最大拉 伸应力。
③ 疲劳强度-1 ：材料经受无限次应力循环而不断裂 的最大应力。
材料的疲劳极限主要取决于抗拉强度，抗拉强度 相近时，塑性好的材料疲劳强度高。
性和韧性没有明显降低。
2. 金属化合物 金属化合物：合金组元相互作用形成的晶格类型 和特性完全不同于任一组元的新相即为金属化合 物，或称中间相。
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3.2 合金的相结构
常见的金属化合物有三种：正常价化合物, 电子化合物，间隙化合物： 间隙相，结构复 杂的间隙化合物。 金属化合物一般熔点较高，硬度高, 脆性大。 合金中含有金属化合物时，强度、硬度和耐 磨性提高, 而塑性和韧性降低。
HRA、 HRC的压头为120的金刚石圆锥， HRB
的压头为淬火钢球，可根据材料的软硬程度及试 样厚度选择不同的标尺，但不同标尺的硬度值不 能直接比较。 HRC是最为常用的标尺。 ③ 维氏硬度：压头是对面夹角136°的金刚石正四棱 锥体，以HV表示。
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1.3 金属的力学性能
④ 显微硬度：是载荷以克计量、压痕对角线以微米计 量的维氏硬度。主要用于测定各种组成相的硬度以 及表面硬化层的硬度分布，用HM表示。 ⑤ 里氏硬度：是一种便携式动载荷硬度计，用于检验
不发生明显变化。 强度和硬度只略有降低，塑性有所增高，残余应力 大大降低。 去应力退火就是利用回复过程、消除冷变形金属残
余内应力，保留加工硬化效果的工艺方法。
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2.3 回复与再结晶
2. 再结晶
加热温度较高，原子扩散能力增大，被压扁拉长、 破碎的晶粒重新生核、长大变成新的均匀、细小的 等轴晶。 再结晶后，内应力全部消失，金属的强度和硬度明 显降低，而塑性和韧性大大提高，加工硬化现象被 消除。 物理、化学性能基本上恢复到变形前的水平,晶格 类型不变。 21
2.2 金属的塑性变形
产生加工硬化原因是位错密度增加，相互缠结，造 成位错运动阻力增大，塑性变形抗力提高，产生残
余内应力。
② 产生形变织构趋于各向异性。
③ 影响金属的物理、化学性能，电阻增大，耐蚀性降
低。
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2.3 回复与再结晶
1. 回复
加热温度较低，原子晶内移动，点缺陷、线缺陷减
少、消失。晶粒和显微组织仍保持变形后的形态，
大型金属产品及部件的硬度，测量精度较低。
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工程材料
第一章 金属材料力学性能
第二章 金属晶体结构与塑性变形
第三章 金属结晶及合金相图
第四章 钢的热处理 第五章 钢铁材料及其应用 第六章 有色金属及应用 第七章 非金属材料 第八章 材料选择基础
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第二章 金属晶体结构与塑性变形
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3.3 二元合金相图及结晶
相平衡：在一定条件下合金系中参与相变各相的成
分和相对重量不再变化达成的一种状态。此时合金
系状态稳定不随时间改变。相平衡是一种动态平衡。
合金在极缓慢冷却条件下的结晶过程，可以认为是 平衡的结晶过程。
合金相图？
合金相图是表明在平衡状态下合金系中各合金的组
成相与温度、成分之间关系的图解。
2. 奥氏体：碳在 -Fe中的间隙固溶体，以符号A或 表示。面心立方晶格，1148℃时最大溶解度2.11%， 727℃ 溶解度0.77%。塑性韧性好，布氏硬度 HB170~220，延伸率40~50%，易于锻压成型。 34
3.4.2 铁碳合金的基本相
3. 渗碳体：Fe3C是铁和碳形成的一种结构复杂间隙化
合物，碳含量为6.69%。硬度高（HV950～1050），
而塑性韧性几乎为零，脆性极大。
在钢和铸铁中，随形成条件不同，渗碳体有片状、 网状、球状、棒状等形态，其形态、数量及分布对 钢铁的组织和性能起决定性作用。 此外，由铁素体相和渗碳体相可组成珠光体、莱氏
体等组织。
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3.4.2 铁碳合金的基本相
3. 硬度：衡量金属材料软硬程度的性能指标，表示 金属：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、
显微硬度、里氏硬度。
① 布氏硬度：压头是淬火钢球或硬质合金球，载荷
大、压痕大、数据稳定、重复性强。适用于较软
金属、毛坯或半成品，以HB表示。
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1.3 金属的力学性能
② 洛氏硬度：有HRA、HRB、HRC三种标尺，其中
在固态有限互溶。
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3.3 二元合金相图及结晶
杠杆定律适用条件：双相区、平衡状态。 杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点， 支点为合金的成分点。 会用杠杆定律计算双相区中各相的含量。 合金铸锭组织：细晶区、柱状晶区、中心等 轴晶区