工程材料与成型工艺98272252
工程材料与成型工艺基础复习
相(Phase): 是指金属或合金中成分、结极
单相 合金
和性能相同，并与其它部分有界面
分开的均匀组成部分。 显微组织(Microstructure): 是指在显微镜下观察到的材料 内部所具有的形态特征，即金属中
各相或各晶粒的形态、数量、大小
和分布的组合。 组成合金的元素相互作用可形成不同的相。
两相 合金
力学 性能 强度 性能指标 符号 σb σs 名称 抗拉强度 屈服强度 说 明 试样在拉断前承受的最大应力值 材料开始产生屈服现象时的应力
σ0.2
塑性 δ（ δ5、δ10）
条件屈服 强度
延伸率
对于无明显屈服的材料，规定产生 0.2%残余伸长时所对应的应力值
断后试样标距伸长量与原始标距之比 的百分率，试样的长度/直径比为5、 10时记为δ5、δ10
布氏
HBS
HBW
10mm淬 火钢球
10mm硬 质合金球 120°金刚 石圆锥 1.588mm 淬火钢球 120°金刚 石圆锥 136°金刚 石四棱锥
1000
1000 60 100 150 5－120
<450
<650 70-85 25-100 20-67 0-1000
退火、正火或 调质钢件
淬火钢等较硬 材料 硬质合金、表 面淬火钢 退火钢、有色 合金 一般淬火钢件 经表面处理后 的材料表面层
洛氏
HRA HRB HRC
维氏
HV
第二章 材料的微观结构 重点：
1. 三种典型晶体结极的原子排列规则及其基本参数。
2. 实际晶体结极的点、线、面缺陷与性能的关系。 3. 合金的相结极
晶体学基础知识
1. 晶格：把粒子(原子或分子)
在空间的平衡位置抽象为规则
工程材料与成型工艺
⼯程材料与成型⼯艺第⼀章：⼯程材料的分类及⼒学性能1、强度：材料抵抗外⼒作⽤下变形和断裂的能⼒（MPa ）（1）弹性限度0e S Fe =σ（2）屈服点0s S Fs =σ屈服阶段特点：负荷F 不变，或略有升⾼，伸长量L ?继续显著增加（3）条件屈服极限2.0σ（⽆明显屈服现象）（4）抗拉强度b σ（材料能抵抗最⼤塑性变形和断裂的能⼒）2、塑性：在外⼒作⽤下，材料产⽣永久性变形⽽不破坏的能⼒（柔软性）断后伸长率δ=00L L L u -断⾯收缩率ψ=00S S S u-。
ψδ，越⼤塑性越好 3、硬度（耐磨性）：材料抵抗变形特别是压痕或划痕⾏成的永久变形的能⼒。
（1）布⽒硬度HBW /HBS ：以式样压痕的表⾯积A 去除符合下所得的商压头：硬质合⾦头/淬⽕钢球 HBW=F/A优点：能准确反映试样的真实硬度。
缺点：不适于检验⼩件薄件和成品件。
350HBW10/1000/30：⽤直径10mm 的硬质合⾦钢球在9.807KN 试验⼒作⽤下保持30s 测得的布⽒硬度值为350。
（2）洛⽒硬度HR ：以残余压痕的⼤⼩作为计量硬度的依据。
压头：⾦刚⽯圆锥、钢球或硬质合⾦球 HR=100-n/0.00260HRBW/s ：⽤硬质合⾦球/钢球压头在B 标尺上测得洛⽒硬度值为60。
优点：压痕⾯积⼩，可检测成品⼩件和薄件，测量范围⼤，测量简便迅速。
缺点：对内部组织和性能不均匀的材料测量不准确。
4、冲击韧性k a ：在冲击再和作⽤下抵抗冲击⼒的作⽤⽽不被破坏的能⼒。
5、疲劳强度：b 121σσ=-材料在规定N 次的交变载荷作⽤下，⽽不致引起断裂的最⼤应⼒称为疲劳强度。
6、断裂韧度IC K ：是指带微裂纹的材料或零件阻⽌裂纹扩展的能⼒。
第⼆章：⾦属学基础⼀、⾦属的晶体结构2、典型⾦属晶格类型3、⾦属的同素异构转变：同⼀⾦属在⼀定温度下，发⽣晶体结构变化的现象。
纯铁在固态下发⽣两次同素异构转变⼆、⾦属的结晶1、过冷现象：结晶过程中，n T 总是低于0T 的现象0T ：理论结晶温度；n T 实际结晶温度过冷度：0T 与n T 的差值，n T T T-=?02、过冷是⾦属结晶的必要条件。
工程材料与成型工艺教学大纲
《工程材料及成型工艺》教学大纲（Engineering Material and Forming Technology）课程代码：31010280学位课程/非学位课程：非学位课学时/学分：60/4适用专业：机械工程专业课程简介：《工程材料及成形工艺》是研究工程材料及其成形工艺方法的一门综合性专业技术基础课。
本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线，重点介绍材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。
使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性、成形方法的基本知识。
一、教学目标1、知识水平教学目标通过本课程的教学，使学生了解工程材料与热加工工艺技术在机械制造过程中的地位和作用，熟悉工程材料的种类、牌号、成分、性能、改性方法和用途；了解常用热加工工艺方法的基本知识。
了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势。
2、能力培养目标通过本课程的教学，使学生具有现代机械制造过程的完整概念。
能运用工程材料及改性的知识，正确选用零件材料和改性方法的初步能力；能综合运用热加工工艺知识，选用毛坯成形方法；初步具有运用工程材料与热加工工艺新技术、新工艺解决实际问题的能力。
3、素质培养目标培养热爱科学、求真务实的学风和对机械技术工作的奉献精神。
二、教学重点与难点1、教学重点：铁碳合金相图、钢的热处理、工业用钢、铸造。
2、教学难点：铁碳合金相图、钢的热处理、工业用钢、铸造。
三、教学方法与手段采用启发式教学，调动学生学习的主观能动性，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，以“少而精”为原则，精选教学内容，使学生对机械制造的新材料、新工艺、新技术有所了解。
采用多媒体教学，充分利用课件中的影音文件和图片资料，增强直观性，加深理解。
同时注重每个章节的小结，帮助学生将课程内容结构化，有助于记忆。
四、教学内容、学习目标与学时分配教学内容教学目标课时分配（60学时，其中实验8学时）绪论了解0.51．金属材料的力学性能 1.51.1刚度、强度、塑性掌握 11.2冲击韧性掌握1.3疲劳强度了解 0.51.4硬度理解2．金属及合金的结构与结晶 42.1金属的结构与结晶理解 22.2合金的结构与相图掌握 23．铁碳合金相图 43.1铁碳合金的组元及基本相理解 13.2 Fe-Fe3C相图掌握 2.53.3含碳量对碳钢组织与性能的影响了解 0.54．钢的热处理 104.1钢在加热时的转变理解 14.2钢在冷却时的转变掌握 34.3钢的退火与正火掌握 14.4钢的淬火与回火掌握 24.5钢的淬透性与淬硬性理解 14.6钢的表面热处理掌握 25．工业用钢 65.1概述理解 25.2结构钢掌握 25.3工具钢掌握 1.55.4特殊性能钢理解 0.5 6．有色金属及其合金 26.1铝及铝合金了解 16.2铜及铜合金了解 0.56.3滑动轴承合金了解 0.5 8．铸造 108.1合金的铸造性能理解 28.2常用铸造合金掌握 28.3砂型铸造掌握 28.4铸件工艺的制定原则及结构了解 28.5特种铸造了解 2 9．金属压力加工 89.1金属塑性成形理解 29.2锻造掌握 49.3板料冲压掌握 2 10．焊接 610.1金属熔焊掌握 210.2电弧焊掌握 110.3其他焊接方法了解 110.4常用金属材料的焊接掌握 110.5焊接结构设计了解 1实验项目与学时分配表五、作业要求（宋体小四号加粗）1、课外作业：每章结束后，要求布置作业一次，以综合应用题为主。
《工程材料及成型技术》大纲
工程材料及成型技术课程（Engineering Material and Processing）（36学时，工业工程专业适用）一、简要说明《工程材料及成型技术》是工业工程专业的必修课，36学时，2学分。
二、课程的性质，地位和任务《工程材料及成型技术》是研究工程材料及其成形技术的综合性课程，是机械类、工业工程专业必修的技术基础课。
本课程包括工程材料及其选择、材料成形技术及其选择两大部分，使学生通过本课程的学习，达到以下目的：1．获得工程材料性能及其改性和成型工艺的基本知识；2．掌握工程材料及其主要成形方法的基本原理和工艺特点，具有合理选择零件材料，零件、毛坯成形方法以及工艺分析的初步能力；3．具有应用工艺知识考虑零件结构设计工艺性的初步能力；4．了解现代材料及其成形的新技术和发展方向。
为其它相关课程的学习和将来从事机械制造工作奠定基础。
三、教学基本要求和方法本课程是一门密切联系工业生产实践的综合性技术基础课，课堂教学之前应具有一定的生产实践知识，因此学习本课程之前或在学习过程中应到机械制造厂进行一次多工种的金工实习，对于主要工种（如铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工等）的基本操作应作全面了解和动手实践，以获得零件加工的感性知识。
在学习本课程之前，应先修完工程图学，工程力学，并完成金工实习，可与机械加工技术、机械原理、互换性原理等课程并行开课。
四、授课教材与主要参考书教材：材料及热加工，陈培里等，高等教育出版社，2006.8参考书：1．工程材料及成型技术基础，吕广庶，张远明主编，高教出版社，2001.82．热加工工艺基础张万昌主编，清华大学出版社，3．材料科学与工程导论王高潮主编，机械工业出版社，20064．机械工程材料，沈莲主编，机械工业出版社，2003。
四、学分和学时分配《工程材料及热处理》36学时，2学分，学时分配如下表。
五、教学内容及学时分配（一）理论教学(30学时）绪论（1学时）1．目的要求：使学生对材料科学、材料及机械零件的成型技术的发展概况、材料及成型技术与工业工程专业的关系、以及《材料及成型技术》的课程特点及学习方法有总的了解。
工程材料与成型技术
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。
再结晶：被加热到较高的温度时，原子也具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。
从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。
和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。
热加工：将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。
冷加工：在再结晶温度以下进行的压力加工。
合金：通过熔炼，烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质，称为合金。
组元：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。
相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。
相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。
固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。
改善冲压件结构工艺性的途 1.在使用功能不变的情况下，尽量简化结构，以减少工序，节省材料，降低成本。
2.采用冲压结构。
对于形状复杂或特别的冲压件，可以设计成若干个简单冲压件，然后再用焊接或者用其他连接方法形成整体件。
3.采用冲口工艺，以减少一些组合件。
4.冲压件的厚度。
在强度、刚度允许的情况下，应该尽量采用厚度比较薄的材料来制作，以减少金属的消耗，减轻结构质量，对局部刚度不够的地方，可采用加强筋。
加工硬化：晶粒沿变形最大的方向伸长；晶格和晶粒均发生扭曲，产生内应力；晶粒间产生碎晶。
组织结构的变化使其力学性能，物理和化学性能都发生变化。
而力学性能的变化最为明显：随着变形程度的增加，金属的强度和硬度逐渐升高，而塑性和韧性降低。
工程材料与成型工艺
工程材料与成型工艺工程材料与成型工艺是现代工程领域中非常重要的一部分，它们在各种工程项目中都发挥着至关重要的作用。
工程材料是指用于各种工程结构和设备中的材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
而成型工艺则是指将原材料加工成所需形状和尺寸的过程，包括铸造、锻造、压力加工、焊接、切削加工等各种加工方法。
本文将就工程材料与成型工艺的相关内容进行探讨，以便更好地了解它们在工程中的应用和意义。
首先，工程材料的选择对工程项目的质量和性能有着直接的影响。
不同的工程项目对材料的性能要求各不相同，因此在选择工程材料时需要考虑到其力学性能、耐热性、耐腐蚀性、导热导电性等各项指标。
例如，在制造高速列车的轨道时，需要选用具有良好耐磨性和高强度的特种钢材料；在建筑领域，需要选用具有良好耐候性和耐腐蚀性的建筑材料。
因此，工程材料的选择需要根据具体工程项目的要求来进行综合考虑，以确保工程项目的质量和安全。
其次，成型工艺在工程制造中扮演着至关重要的角色。
成型工艺的选择直接影响着工件的精度、表面质量和加工效率。
不同的工程材料和工件形状需要采用不同的成型工艺来加工。
例如，对于形状复杂的工件，可以采用数控加工技术来进行加工，以保证工件的精度和表面质量；而对于大型铸件，则需要采用铸造工艺来进行生产。
因此，成型工艺的选择需要根据工程材料的性能和工件形状来进行综合考虑，以确保工件的加工质量和生产效率。
此外，工程材料与成型工艺的发展也在不断推动着工程领域的进步。
随着科学技术的不断发展，新型工程材料和成型工艺不断涌现，为工程领域的发展带来了新的机遇和挑战。
例如，高性能复合材料的应用大大提高了航空航天领域的性能和安全性；先进的数控加工技术则大大提高了工件的加工精度和生产效率。
因此，工程材料与成型工艺的不断创新和进步为工程领域的发展注入了新的活力和动力。
总之，工程材料与成型工艺在现代工程领域中具有非常重要的地位和作用。
它们的选择和应用直接影响着工程项目的质量和性能，同时也推动着工程领域的不断发展和进步。
《工程材料与材料成型工艺基础》课程教学大纲
《工程材料与材料成型工艺基础》课程教学大纲课程编号：ME04556课程名称：工程材料与材料成型工艺基础英文名称：Engineering Materials & Fundamentals of Material Forming Technology学时：34h（课堂教学）+8h(讨论) + 8h (实验)＝50h适用专业：车辆工程课程性质：必修先修课程：汽车结构、画法几何与机械制图、材料力学一、课程教学目标《工程材料与材料成型工艺基础》课程是车辆工程专业本科学生的基础课程。
通过学习该课程，要求学生掌握研究车辆工程学科涉及的金属材料的基本理论、基本知识和技能，了解非金属材料和复合材料的基础知识；掌握工程材料组成（成分）—结构—工艺—性能之间的关系及变化规律；认知工程材料常用的成形方法及其工艺特点；具备合理选用车用材料及其制造方法的初步能力；了解车辆领域的新材料及其相关的新技术、新工艺和发展趋势。
为车辆工程专业学生今后从事汽车设计、制造和开发打下材料及其成型工艺技术方面的坚实基础。
二、教学内容及基本要求一）工程材料部分：1、工程材料力学性能评价分析，如：强度、断裂韧性、硬度等；2、了解金属的晶体结构、结晶规律、晶体缺陷及其对性能的影响；3、熟悉典型合金的化学成份、相、组织与性能之间的关系；4、了解二元合金状态图和铁碳合金状态图；5、学习金属塑性变形的基础理论，了解金属塑性变形对金属组织和性能的影响；6、学习并掌握碳钢、合金钢和铸铁的种类、牌号；了解常存元素对钢的性能的影响；合金元素在钢中的作用；了解结构钢、工具钢、特殊性能钢的性能及其应用。
7、熟悉常用热处理工艺（退火、正火、淬火、回火、表面热处理）的工艺特点；了解钢在热处理过程中的组织转变及转变产物的基本性能；了解常见热处理缺陷、产生原因、及预防措施；8、掌握车辆工程典型金属材料及其应用；9、了解车用非金属材料种类、特性与应用；10、学习车用复合材料基础理论知识，包括材料特点、设计原则、界面测试分析方法；11、熟悉车用复合材料种类、特性与应用。
培训课件 - 工程材料与成型工艺(上)
金属材料
Metallic Materials
按成分分类
2020/8/19
高分子材料
Polymer培ic训M课a件te- r工ia程ls材料与成型工艺
陶瓷材料 按成分分类 Ceramic Materials
复合材料
Composite Materials
四者的关系
2020/8/19
铁制车轮
2020/8/19
铸铁，各种农具
培训课件 - 工程材料与成型工艺
人工复合材料（artificial composite material） 中国大发展时代
高分子材料、陶瓷、功能材料、纳米材料等
用扫描隧道显微镜搬动48个Fe原
在Au-Pa（金-镤）薄膜上用
子到Cu表面上构成的量子围栏
2020A/8F/1M9 探针的纳米雕刻（培北训课大件）- 工程材料与成型工艺
培训课件 - 工程材料与成型工艺
参考资料
➢工程材料与成形技术基础. 第2版，鞠鲁粤主编
➢工程材料与成形工艺 , 杨红玉, 刘长青主编
➢ Engineering materials technology :
structures, processing, properties, and
selection = 工程材料技术, James A. Jacobs,
重点：
强度、塑性、硬度、韧性等力学性能指标。
难点：
熟记常用指标并能在选材中初步应用。
课堂练习：练习题
2020/8/19
培训课件 - 工程材料与成型工艺
第一章 工程材料的分类及力 学性能
第一节 工程材料的分类
（Classification of engineering materials）
工程材料与成型工艺
工程材料与成型工艺工程材料是指用于工程结构和零部件制造的材料，它们具有一定的力学性能、物理性能和化学性能。
在工程设计和制造中，材料的选择和成型工艺的应用对产品的质量、性能和成本都有着重要的影响。
本文将从工程材料和成型工艺两个方面进行探讨。
首先，工程材料的选择对产品的性能和成本有着直接的影响。
不同的工程材料具有不同的力学性能和化学性能，因此在产品设计中需要根据产品的使用环境和要求来选择合适的材料。
比如，在汽车制造中，发动机零部件需要使用耐高温、耐磨损的材料，而车身结构则需要轻质、高强度的材料。
材料的选择需要综合考虑产品的使用要求、成本和加工性能等因素，以达到最佳的性能和成本效益。
其次，成型工艺是将选定的材料加工成产品的过程，它直接影响着产品的精度、表面质量和生产效率。
不同的工程材料需要采用不同的成型工艺来实现产品的加工和制造。
比如，金属材料可以采用铸造、锻造、热处理等工艺，而塑料材料则可以采用注塑、挤出、吹塑等工艺。
成型工艺的选择需要考虑产品的形状复杂度、尺寸精度要求、生产批量和成本等因素，以实现高效、稳定的生产。
在工程材料和成型工艺的选择过程中，需要充分考虑产品的设计要求、使用环境和经济性等因素，以实现最佳的性能和成本效益。
同时，还需要不断关注新材料和新工艺的发展，以应对市场的需求和技术的变革。
总之，工程材料与成型工艺是工程制造中的重要环节，它们直接影响着产品的质量、性能和成本。
在产品设计和制造过程中，需要综合考虑材料的选择和成型工艺的应用，以实现最佳的性能和成本效益。
随着科技的不断进步，工程材料和成型工艺也将不断发展和完善，为工程制造提供更多的选择和可能性。
工程材料与成型工艺说课课件ppt
02
工程材料
金属材料
定义
金属材料是指以金属元素或以 金属元素为主构成的具有金属
特性的材料的统称。
分类
黑色金属、有色金属、特种金属 。
特点
高强度、高硬度、良好的塑性和韧 性。
非金属材料
01
02
03
定义
非金属材料是以非金属元 素或非金属元素为主构成 的具有非金属特性的材料 的统称。
分类
塑料、橡胶、陶瓷、玻璃 等。
工程材料与成型工艺的发展趋势
发展趋势
随着科技的不断发展，工程材料与成型工艺也在不断进步。新型工程材料的 不断涌现，成型工艺的不断创新，使得工程材料与成型工艺在未来的应用中 更加广泛和高效。
未来展望
未来，工程材料与成型工艺将会朝着更加高效、节能、环保、可持续发展的 方向发展。同时，随着工业4.0的到来，工程材料与成型工艺将会更加智能化 、自动化、数字化。
03
在满足性能要求的前提下，优先选择成本低、来源广泛、易于
加工的材料，同时考虑材料对环境的影响。
成型工艺选择的原则和方法
符合材料特性
满足使用要求
选择与材料特性相匹配的成型工艺，如塑料 材料宜采用注射成型工艺。
根据产品形状、尺寸和性能要求选择合适的 成型工艺。
考虑生产批量
考虑经济效益
生产批量不同，所需的设备和工艺也不同， 应根据实际情况选择最经济的生产方法。
案例二：航空航天中的材料与工艺应用
总结词
航空航天领域对材料和工艺的要求极为苛刻，需要克服高强度、高温、腐蚀等多种复杂条件。
详细描述
航空航天领域需要使用各种高性能材料，如钛合金、高温合金、复合材料等，以及各种先进成型工艺，如真空 吸铸、粉末冶金、3D打印等。在航空航天领域，材料和工艺的选择和优化直接影响到飞行器的性能、安全和 可靠性，因此需要加强研究和技术创新。
工程材料及成形工艺基础ppt
通过加热或加压将两个或多个金属件连接在一起 ，以获得所需形状和尺寸的组件。包括电弧焊、 激光焊、气体保护焊等方法。
锻造
通过高温将金属坯料放在模具中锻打，以获得所 需形状和尺寸的零件。包括自由锻、模锻、精密 锻等方法。
塑料成形
通过加热和成型将塑料原料变成所需形状和尺寸 的零件。包括注射成形、挤出成形、吹塑成形等 方法。
3
复合材料
由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有 优异的综合性能
工程材料的制造工艺
铸造
将液态金属倒入模具中凝固成型的过程，包括砂 型铸造、金属型铸造等
锻造
将固态金属进行压力加工，制成各种形状和尺寸 的零件
焊接
通过加热或加压，使两个或多个金属件连接起来 ，达到密封和连接的目的
工程材料的应用
钢铁
01
目前，智能成形技术在国内外得到了广泛的应用和推广，在提高生产
效率、降低生产成本、提高产品质量等方面发挥了重要作用。
03
智能成形技术的未来趋势
未来，智能成形技术将朝着更加智能化、自动化、绿色化的方向发展
，实现生产过程的全面自动化、智能化、信息化。
06
结论
材料成形工艺在制造业中的地位与作用
材料成形工艺是制造 业的基础
使用高压将金属液体注入金属模具，凝固后形成铸件。
锻压技术
自由锻
使用锻锤在空气中自由锻打金属坯料，使其变形并形成所需形状。
模锻
使用模具限制金属坯料在变形过程中移动，使其形成所需形状。
焊接技术
熔化焊
将两个金属件加热至熔化状态，然后将其连接在一起。
压焊
通过加压将两个金属件连接在一起，其中一个或两个金属件 需要加热。
铝合金具有轻质、高强、耐腐蚀等特 点，在交通运输、航空航天、建筑等 领域得到广泛应用。
工程材料与成型工艺98272252
4.2 陶瓷材料及其成型
注浆法
原理：将陶瓷悬浮料浆注入多孔质模型内，借助模型的吸
水能力将料浆中的水吸出，从而在模型内形成坯体。
分类：一般注浆法、热压注成形法和流延法等 应用：适于制造大型厚胎、薄壁、形状复杂不规则的制品 （1）一般注浆法
➢空心注浆（单面注浆）：小件、薄壁产品
4.2 陶瓷材料及其成型
不受任何化学品腐蚀；无味、无毒、不燃，有良 好的生物相容性及抗血栓性。
应用：不粘锅涂层、管道密封用生料带等。医用材料中
人造血管、人工心脏等。
不粘锅
4.1 高分子材料及其成型
2）热固性塑料 特点：热固性塑料加热软化，冷却后坚硬，能再成形。
➢酚醛塑料（PF）：俗称“电木”。合成塑料的鼻祖。 性能：耐磨、绝缘性好、耐热性好，但性脆。有毒。 应用：电话机壳、开关、插座、纽扣、刹车片、齿轮等
1.比强度和比模量高。 2.抗疲劳性能好。 3.减振性能良好。 4.高温性能好。 5.断裂安全性高。
缺点：
1.各向异性。 2.冲击韧性低。 3.易老化。 4.成本高。
4.3 复合材料及其成型
第四章 非金属材料成型
4.1 高分子材料及其成型
一、高分子材料
定义：是以高分子化合物为主要组分的材料。 1.高分子化合物的组成 组成：由简单的结构单元重复连接。
聚乙烯分子链
CH
4.1 高分子材料及其成型
2.高分子化合物的合成方法 加聚反应
合成方法 缩聚反应
3.高分子化合物的结构
分类：高分子链结构和聚集态结构。
质，通过一定的工艺方法人工合成的多相固体材料。
1.复合材料的组成及分类
（1）组成 基体相：起粘结作用。 增强相：起承受载荷、提高强度、韧性的作用。
《工程材料及成型技术》课程教学大纲
《工程材料及成型技术》课程教学大纲一、课程与任课教师基本信息二、课程简介本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门技术基础必修课程。
本课程的教学目的和任务是使学生获得常用机械工程材料、热处理以及成形技术的基本知识，为后续课程的学习和将来从事专业生产技术工作奠定必要的基础。
三、课程目标结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。
这些目标包括：1．知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生了解常用机械工程材料的成份、组织、结构和性能及其相互间的关系和变化规律；理解金属材料热处理的基本理论；初步掌握工程材料的性能与应用。
使学生具有合理选择机械零件、模具零件材料的初步能力；熟悉常用热处理工艺的应用，使学生具有选择机械零件、模具零件热处理方法和确定其工序位置的能力；熟悉各种材料成形工艺方法的工艺特点及应用范围，具备合理选择毛坯成形工艺的初步能力。
2．过程与方法目标：结合金工实习获得的感性认识，在学习工程材料的成分、组织、结构和性能及其相互间的关系和变化规律、金属材料热处理原理、各类材料成形工艺的基本理论等内容的过程中，使学生的思维和分析方法得到一定的训练并逐步形成科学的有效地学习方法。
3．情感、态度与价值观发展目标：通过本课程的学习，培养作为一名机械类专业技术人员必须具备的刻苦专研和锲而不舍的学习精神，严谨的科学态度和积极向上的价值观，为未来的专业深造和工作奠定坚实的基础。
四、与前后课程的联系本课程为专业基础课，先修课程为金工实习，对金属材料及其冷、热加工能获得一定的感性认识。
本课程的后续课程为机械设计、机械制造工程原理等，学好本课程对后续课程有很大的影响。
五、教材选用与参考书1．选用教材：《工程材料与成形技术基础》，庞国星主编，第2版，机械工业出版社. 2014.62．参考书：《机械工程材料实验与习题》，初福民主编，机械工业出版社. 2003 《机械工程材料》，王运炎、叶尚川主编，第2版，机械工业出版社，2000六、课程进度表表1 理论教学进程表表2 实验教学进程表* 实验类型：分演示性、验证性、综合性、设计性等四种。
工程材料与成形技术课件
• 2、变质处理（加入“人工晶核”）
•
3、附加振动
1.4.2 金属的同素异构
•
固态金属由一种晶格转变为另一种
晶格的过程或现象，称为同素异构转变。
• 同素异构转变也是在一定温度下通 过形核——长大的方式完成的，故又称 为重结晶。
• 具有同素异构转变的金属有铁、锰、 钛、钴、锡等。
• 纯铁的同素 • 异构转变
3、塑性
• 材料在外力作用下产生永久变形而不被破 坏的能力称为塑性。塑性指标一般用材料发
生断裂前所达到的最大塑性变形量来表示， 在拉伸时可用伸长率和断面收缩率表示。
•
•
伸长率
δ=（L1–L0）/ L0
•
断面收缩率 ψ=（A0 –A1）/ A0
•
•
材料塑性的好坏，对于其安全使用和是
否适合于塑性加工具有重要的意 义。
•
大小表示硬度值的高低。
• 标注：硬度值+HBS（HBW）
•
例如，350HBS、600HBW
• 应用：灰铸铁、有色金属、软钢等
2）洛氏硬度
• 压头：金刚石圆锥体（HRA、HRC）
•
淬火钢球（HRB）
• 原理： 用压坑的相对深度表示硬度值高低
• 标注：硬度值+HRC（HRA、HRB）
• 应用： 可根据被测材料的硬度，选择相应
• 晶胞
• 为了便于研究晶体结构而从晶格中选 取的能够反映晶格特征的最小几何单元
• 晶格常数
• 晶胞的棱边长度 a、b、c
• 对于立方晶格而言，因三条棱边相等， 故晶格常数为 a。
• 2、常见金属的晶格类型 1、体心立方晶格
• 晶格常数 a • 晶胞原子数 2 • 致密度 68%
工程材料及成型工艺课程整体设计
《工程材料及应用》课程整体教学设计课程名称：工程材料及应用开设专业：机电一体化技术课程设计人：所属系：合作人：制订时间：2014年2月课程整体教学设计一、课程基本信息二、课程目标设计总体目标：《工程材料及成型工艺》是是机械、材料等机类专业学生的一门重要的技术基础课。
本课程研究如何将工程材料加工成为毛坯或机器零件的工艺方法。
通过本课程学习，可获得常用工程材料成形工艺的基本知识，培养学生的工艺分析能力,为后续课程学习和今后的工作实践奠定基础。
能力目标：能根据某一零件的结构特点及性能要求，初步具有选用材料、确定毛坯成形方法、零件加工方法及制订加工工艺路线的能力。
知识目标：通过本课程学习，熟悉常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法，掌握各种毛坯成形方法及零件的加工工艺基础，同时有针对性地了解新的成形工艺的应用。
素质目标：培养学生积极思考、敢于动手、自主探究的能力，同时养成严谨细致的工作作风，以适应培养高质量应用型人才的要求。
三、课程内容设计：四、能力训练项目设计五、课程进程表六、第一节课梗概1、从古至今，材料的发展过程通过展示从古至今，材料在整个人类发明史上的地位，了解材料对经济与社会发展的重要性，明确材料在本专业学习中的地位，让同学们了解材料的重要性，激起同学们学习的兴趣。
2、介绍课程的性质地位课程理论性较强，要求学生分析学习能力高，所以对每一单元要进行案例考核，并加强应用能力的考核。
3、本课程主要学习内容及学习方法七、考核方案1、考核方法1）课程考试成绩95%（1）关注评价的多元性，将上课出勤、学生作业、作为平时成绩，占总成绩的10%。
（2）期末闭卷考试：期末考试成绩占总成绩的90%。
2）实验成绩实验技能操作和学生协作表现作为实验成绩占5%。
八、教学材料工程材料及成型工艺，刘春延主编，西安电子科技大学；金属材料工程实践教学综合实验指导，吴润主编，冶金工业出版社；金工实习，孙以安主编，上海交通大学出版社；工程材料及热加工，陈培里主编，高等教育出版社；工程材料及成型工艺基础，齐乐华主编，西北工业大学出版社。
工程材料与材料成形工艺课程标准
金属工艺学》课程标准课程代码：课程名称：金属工艺学适用专业（群）：制造类1.前言1.1 课程性质1、课程的性质《金属工艺学》是制造类专业必修的一门专业技术基础课，课程着重介绍机械制造中的工程材料与热处理及冷、热加工方法，热加工方法包括铸造生产、锻造生产、焊接生产，以及零件的冲压和挤压生产等内容，冷加工方法包括车、铣、刨、磨等加工方法。
主要研究上述生产方法的工艺过程、工艺特点、工艺质量的控制和质量问题的分析以及它们的应用场合。
2、本课程与前后课程之间的联系《金属工艺学》是制造类专业学生选择工程材料、学习机械制造方法和制造工艺及装备的先行课程，为后续专业课程的学习打下基础。
1.2 课程的教学设计课程的指导思想：（1）坚持以高职教育培养目标为依据，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“理论联系实际、加强实践、突出应用”。
（2）符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。
（3）把创新素质的培养贯穿于教学中，采用行之有效的教学方法，注重提高学生分析和解决问题的能力。
（4）强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。
（5）注意与相关的专业技术“接口”。
课程的设计思路：（1）根据课程目标确定课程内容标准。
(2)根据课程内容特征确定必修内容。
(3)根据各专业的需求确定选修内容。
实现目标的学习领域：金属材料的力学性能与常用热处理、铸造生产、锻压生产、焊接生产。
2.课程目标总体目标：通过本课程的学习，使学生较系统地了解机械加工方法，掌握常用工程材料与热处理及冷、热加工方法的实质、基本原理与工艺特点；了解各种主要加工设备、工具的结构和工作原理，具有选用工程材料的初步能力；具备选择毛坯加工方法和切削成形方法以及工分析的初步能力。
培养分析零件结构工艺性和选择加工方法的初步能力；培养学生树立崇尚科学精神，坚定求真、求实和创新的科学态度，形成科学的人生观和世界观，逐步学会从不同的角度提出问题、分析问题并能应用所学知识解决问题，不断培养应用意识，养成严谨求实的科学态度以及质疑和独立思考的学习习惯，从而为学习其他后续课程和今后工作奠定必要的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电话壳
开关壳
4.1 高分子材料及其成型
三、橡胶
定义：是以高分子化合物为基础的具有高弹性的材料。 1.橡胶的性能特点及应用 特点：高弹性。还有储能、耐磨、隔音、绝缘等性能。 应用：广泛用于制造密封件、减振件、传动件等。
2.橡胶的组成 组成：由生胶和橡胶配合剂组成。配合剂有硫化
剂、硫化促进剂、防老剂、软化剂、着色剂等。
物理化学性能：高绝缘性；高化学稳定性； 低耐热性和导热性。
缺点： 高分子材料老化－－失去弹性、出现龟裂、变 硬、变软、变色等； 降解困难，对环境不友好。
4.1 高分子材料及其成型
5. 高分子化合物的分类及命名
（1）分类
塑料
按性能和用途分 橡胶 纤维
（2）命名
高分子材料多采用习惯命名。常用的有： 原料单体前加“聚”字，如聚乙烯、聚氯乙烯 原料单体后加“树脂”，如环氧树脂等。 采用商品名称，如尼龙、涤纶等。 采用英文字母缩写，如聚乙烯用PE等。
2）大分子链的形态 分类：按照几何形状，分为线型、支链型和体型结构。
线型结构：弹性、塑性好，硬度低，热塑性材料； 支链型结构：性能与线型分子结构相近； 体型结构：硬度高，脆性大，无弹性和塑性，热固性材料。
4.1 高分子材料及其成型
4. 高分子材料的性能 力学性能：低强度，比强度较高；低弹性模
量，高弹性；高耐磨性。
但低温脆性大。无毒无味。
应用：电视机、电扇等壳体等；微波炉餐具、椅子、安
全帽；PP膜可作香烟等。
PP
PP
PP
微波炉餐盒
4.1 高分子材料及其成型
➢热塑性聚酯（PET）：每天接触的塑料。 性能：PET膜拉伸强度很高，但耐热性不高。 应用：主要用于各种食品、药品、精密仪器的高档包装、
录音带、光盘、磁卡等；各种饮料瓶、矿泉水瓶等。
➢聚苯乙烯（PS）：最鲜艳且成形性特好的塑料。 特点：极易染成鲜艳颜色、透明度好，电绝缘性好，脆
性大，户外长期使用易变黄变脆。
应用：各类电器配件、壳体、灯罩、建筑广告装饰板、
磁带盒、笔杆、饭盒等。
4.1 高分子材料及其成型
➢聚丙烯（PP）：最轻且价廉的塑料。 性能：力学性能、耐热性（150℃）最高，密度最低，
2）硅橡胶。 特点：耐高温和低温。缺点强度和耐磨性差，价格较贵 应用：主要用于飞机和宇航中的密封件等。
3）氟橡胶。 特点：最耐腐蚀，其缺点是价格昂贵、耐寒性差。 应用：用于高级密封件及火箭、导弹的密封垫圈等。
第四章 非金属材料成型
4.1 高分子材料及其成型
一、高分子材料
定义：是以高分子化合物为主要组分的材料。 1.高分子化合物的组成 组成：由简单的结构单元重复连接。
聚乙烯分子链
CH
4.1 高分子材料及其成型
2.高分子化合物的合成方法 加聚反应
合成方法 缩聚反应
3.高分子化合物的结构
分类：高分子链结构和聚集态结构。
4.1 高分子材料及其成型
摩擦传动零件用塑料： 聚酰胺(PA)：强韧、耐磨耐油。 性能：优良的耐磨性、减摩性和自润滑性、耐油性。 应用：机械行业中应用广泛，如轴承、齿轮、凸轮等。
拉链、打火机壳、头盔、球拍线、输血管等 。
PA
PA轴承座
4.1 高分子材料及其成型
➢聚四氟乙烯(PTFE) （F－4）：俗称“塑料王”。 性能：最优良的耐高、低温性能（-260~250 ℃），几乎
不受任何化学品腐蚀；无味、无毒、不燃，有良 好的生物相容性及抗血栓性。
应用：不粘锅涂层、管道密封用生料带等。医用材料中
人造血管、人工心脏等。
不粘锅
4.1 高分子材料及其成型
2）热固性塑料 特点：热固性塑料加热软化，冷却后坚硬，能再成形。
➢酚醛塑料（PF）：俗称“电木”。合成塑料的鼻祖。 性能：耐磨、绝缘性好、耐热性好，但性脆。有毒。 应用：电话机壳、开关、插座、纽扣、刹车片、齿轮等
4.1 高分子材料及其成型
（2）通用合成橡胶 1）丁苯橡胶（SBR）：产量最大的合成橡胶。 特点：耐磨性、耐热性、耐老化性好，价格便宜。 应用：制造轮胎、胶带、胶管及生活用品。
SBR板
4.1 高分子材料及其成型
2）顺丁橡胶（BR）：弹性最好。 特点：弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性均优于天然橡胶，
是制造轮胎的优良材料。缺点强度较低。
4.1 高分子材料及其成型
3.橡胶分类 按原料来源分类
天然橡胶 合成橡胶
按应用范围分类
通用橡胶 特种橡胶
4.1 高分子材料及其成型
（1）天然橡胶（NR）:最早应用的橡胶。 特点：强度高；弹性、耐磨性、耐寒性、防水性、绝缘
性好等，但耐热、耐油及耐老化性差。
应用：各类轮胎、胶带、胶鞋、气球及医疗卫生品等。
保温瓶壳、茶杯、奶瓶等。
保鲜膜
4.1 高分子材料及其成型
➢聚氯乙烯（PVC）:第一种热塑性的全能塑料。 性能：强度、硬度高，绝缘性和耐蚀性好，但热稳定性，
一般在-15~60 ℃使用。有毒。
应用：适用于如输油管、容器、阀门管件等耐蚀结构件及
桌布，化妆品的硬质外包装，电线绝缘护套等
农用薄膜
4.1 高分子材料及其成型
4.1 高分子材料及其成型
（1）高分子链结构 1）大分子链的化学组成 组成：主要是碳、氢、氧，还有氮、氯、氟、硼、硅等。
根据组成元素 不同可分为
碳链大分子：主链全部为碳原子。 杂链大分子：主链除有碳原子外， 还
有氧等原子。
元素链大分子：主链不含碳原子，有
硅、氧、硼等元素。
4.1 高分子材料及其成型
应用：制造轮胎、三角带、橡胶弹簧、鞋底等。
顺丁橡胶
4.1 高分子材料及其成型
3)氯丁橡胶（CR）：“万能”橡胶。 特点：耐油性、耐磨性、耐热性、耐老化均优于天然橡胶。 应用：耐老化的电线电缆绝缘层、耐油耐蚀的胶管、输送
带、矿井用橡胶制品等。
输送带
4.1 高分子材料及其成型
（3）特种合成橡胶 1）丁腈橡胶。 特点：优异的耐油性著称，耐磨性也高。 应用：用于油桶、输油管、手套等。
4.1 高分子材料及其成型二、料1.塑料的组成 ➢合成树脂－主要成分，起决定性作用； ➢添加剂－辅助成分，改善塑料某些性能。 2.塑料的分类及用途
热塑性塑料 按受热时行为
热固性塑料
4.1 高分子材料及其成型
1）热塑性塑料 特点：加热时变软，冷却后变硬，可反复成形。
一般结构用塑料： 聚乙烯（PE）:结构最简单的塑料。无毒。 应用：化工用管道，承载小的齿轮、轴承；瓶、食品包装、