工程材料ENGINEERING_MATERIALS_总复习[1]
工程材料复习资料
⼯程材料复习资料第⼀章⼀、名词解释：晶体：当材料处于固体状态时，若组成它的离⼦、原⼦或分⼦在三维空间呈有规则的长距离（⼤⼤超过原⼦或分⼦尺⼨）的周期性重复排列，即具有长程有序，这⼀类固态物质称为晶体。
它们离⼦、原⼦、分⼦规则排列的⽅式就称为晶体结构。
晶格：为了便于描述晶体中原⼦排列规律，把晶体中的原⼦（或离⼦等）想象成⼏何结点，并⽤直线从其中⼼连接起来⽽构成的空间格架，称为晶格。
固溶体：在固态下，合⾦组元间会相互溶解，形成在某⼀组元晶格中包含其它组元的新相，这种新相称为固溶体。
强度：指在外⼒作⽤下材料抵抗变形和断裂的能⼒。
弹性：卸载后试样的变形⽴即消失即恢复原状，这种不产⽣永久变形的性能称为弹性。
刚度：，弹性模量，⼯程上叫刚度。
疲劳强度：疲劳强度是指在⼤⼩和⽅向重复循环变化的载荷作⽤下，材料抵抗断裂的能⼒。
在理论上，是抵抗断裂的最⼤应⼒，⽤σ－1表⽰。
塑性：⾦属的塑性指⾦属材料在外⼒作⽤下，产⽣永久性变形⽽不破坏其完整性的能⼒。
⽤伸长率δ和断⾯收缩率ψ表⽰。
硬度：硬度是在外⼒作⽤下，材料抵抗局部塑性变形的能⼒。
⼆、名词区别：1、置换固溶体与间隙固溶体置换固溶体是指溶质原⼦取代部分溶剂原⼦⽽占据着晶格的结点位置所形成的固溶体；若溶质原⼦不是占据晶格结点位置⽽是分布在晶格间隙所形成的固溶体，称为间隙固溶体。
2、相组成物和组织组成物相组成物有三种：铁素体、奥⽒体、渗碳体。
组织组成物是有相组成物组成的物质，也可由单⼀相构成，如：珠光体、莱⽒体。
算相对量⽤每种相的铁碳⽐例。
三、何谓点缺陷？对性能有何影响？点缺陷是⼀种在三维空间各个⽅向上尺⼨都很⼩，尺⼨范围约为⼀个或⼏个原⼦间距的缺陷，包括空位、间隙原⼦、置换原⼦。
四.固溶体和⾦属间化合物在结构、性能上有何不同？当合⾦中溶质含量超过固溶体的溶解度时，将析出新相。
若新相的晶体结构与合⾦其它组元相同，则新相是为另⼀个组元为溶剂的固溶体。
若新相不同于任⼀组元，则新相是组元间形成的⼀种新物质－化合物。
工程材料复习资料
工程材料复习资料工程材料复习资料工程材料是指用于建筑、道路、桥梁、机械等工程领域的材料。
它们的性能直接影响到工程的质量和使用寿命。
在工程材料的学习中，我们需要了解不同材料的特点、应用范围以及其在工程中的作用。
本文将从金属材料、非金属材料和复合材料三个方面进行复习资料的整理。
一、金属材料金属材料是工程中最常用的材料之一，其具有优良的导电、导热、强度和可塑性等特点。
常见的金属材料有铁、铜、铝、钢等。
其中，钢是一种合金，由铁和碳组成。
不同的合金元素可以使钢具有不同的性能，如镍可以提高钢的耐腐蚀性能，铬可以提高钢的硬度和耐磨性。
金属材料在工程中的应用非常广泛，如钢材常用于建筑结构、汽车制造和机械制造等领域。
铝材具有轻质、耐腐蚀和导电性好的特点，常用于航空航天和电子设备制造。
铜材具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电力传输和制冷设备。
二、非金属材料非金属材料是指不含金属元素的材料，如陶瓷、塑料、橡胶等。
这些材料具有不同的特性和应用范围。
陶瓷材料具有高硬度、耐高温和耐腐蚀的特点，常用于制造耐磨、耐腐蚀的零部件，如瓷砖、陶瓷刀具等。
塑料材料具有轻质、绝缘和可塑性好的特点，广泛应用于包装、建筑和电子设备等领域。
不同种类的塑料具有不同的性能，如聚乙烯具有良好的韧性和耐腐蚀性，聚氯乙烯具有较好的耐候性和绝缘性。
橡胶材料具有良好的弹性和耐磨性，常用于制造轮胎、密封件和振动吸收材料等。
不同种类的橡胶具有不同的性能，如丁苯橡胶具有较好的耐热性和耐油性，丁腈橡胶具有较好的耐油性和耐候性。
三、复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料，具有优良的综合性能。
常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维复合材料等。
玻璃钢是由玻璃纤维和树脂组成的复合材料，具有良好的耐腐蚀性和强度，广泛应用于船舶制造和化工设备。
碳纤维复合材料具有轻质、高强度和耐高温的特点，常用于航空航天和汽车制造等领域。
它的制造过程包括纤维预浸料的制备、层叠和固化等步骤。
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第二章材料的性能一、1）弹性和刚度弹性：为不产生永久变形的最大应力，成为弹性极限刚度：在弹性极限范围内，应力与应变成正比，即：比例常数E称为弹性模量，它是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标，亦称为刚度。
2）强度屈服点与屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值，即：3 ）疲劳强度:表示材料抵抗交变应力的能力, 即：脚标r为应力比，即：对于对称循环交变应力，r= —1时，这种情况下材料的疲劳代号为4）裂纹扩展时的临界状态所对应的应力场强度因子，称为材料的断裂韧度•用Kc表示二、材料的高温性能：1、蠕变的定义：是指在长时间的恒温下、恒应力作用下，即使应力小于该温度下的屈服点, 材料也会缓慢的产生型性变形的现象，而导致的材料断裂的现象称为蠕变断裂2、端变变形与断裂机理：材料的蠕变变形主要通过位错滑移、原子扩散及晶界滑动等机理进行的；而蠕变断裂是山于在晶界上形成裂纹并逐渐扩展而引起的，大多为沿晶断裂。
3、应力松弛：指承受弹性变形的零件，在工作中总变形量应保持不变，但随时间的延长而发生蠕变，从而导致工作应力自行逐渐衰减的现象4、蠕变温度：指金属在一定的温度下、一定的时间内产生一定变形量所能承受的最大应力5、持久强度：指金属在一定温度下、一定时间内所能承受最大断裂应力第三章：金属结构与结晶三种常见金属晶格：体心立方晶格，面心立方晶格、密排六方晶格晶格致密度和配位数晶面和晶向分析1、晶面指数2、晶向指数3、晶面族和晶向族4、晶面和晶向的原子密度第四章：二元合金相图（计算组织组成物的相对含量及相的相对量）1、二元合金相图的建立2、二元合金的基本相图1）匀晶相图（枝晶偏析：由于固溶体一般都以树枝状方式结晶，先结晶的树枝晶轴含高熔点的组元较多;后结晶的晶枝间含低熔点组元较多，故把晶内偏析又称为枝晶偏析）2）共晶相图3）包晶相图4）共晶相图3、铁碳合金铁碳合金基本相1）铁素体2）奥氏体3）渗碳体4）石墨第五章金属塑性变形与再结晶1、单晶体塑性变形形式1）滑移2）挛生2、加工硬化：随着变形程度的增加，金属的强度、硬度上升而塑性、韧性下降,即为冷变形强化，也称加工硬化。
工程材料部分复习大纲
工程材料部分复习大纲（8学时）
（一）工程材料的种类与材料力学性能（1）
1了解工程材料的种类。
2 掌握材料常用的力学性能指标；了解材料的物理、化学和工艺性能。
（二）材料的内部结构与结晶（1）
1掌握晶体与非晶体的定义与特点。
2了解金属的晶体结构类型；掌握晶格与晶包的定义和三种常用的晶格类型。
3了解金属的结晶过程；掌握单晶体与多晶体的概念。
4掌握同素异晶转变。
5了解合金、组元、相和相变的概念。
（三）铁-碳合金相图（3）
1了解铁-碳合金的基本相与铁-碳相图的构成。
2掌握在铁-碳相图上分析不同成分铁-碳合金的结晶过程及其室温下的平衡组织。
3了解碳对铁碳合金组织和性能影响。
4了解铁碳合金相图应用。
5了解钢的分类与牌号。
（四）钢的热处理（2学时）
1了解钢在加热时的组织转变、奥氏体晶粒大小及因素。
2了解钢在冷却时的组织转变类型、特点和应用。
3了解钢的退火及正火的目的和用途；掌握工具钢的球化退火。
4了解铸、锻、焊工件的退火与正火；掌握退火与正火工艺制定原则。
5了解钢的淬火和回火的目的、方法与用途。
（五）常用非金属材料种类、性能特点和应用（1）
1了解高分子材料、工程塑料和合成橡胶等的组成、性能特点及用途。
2掌握陶瓷材料的分类和性能特点。
3了解复合材料的种类、性能特点和应用。
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一、判断题1. 金属铸件不可通过再结晶退火来细化晶粒。
2. 细晶强化可以提高金属的强度降低其韧性。
3. 凡由液体凝固成固体的过程都是结晶。
4. 共析钢加热为奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。
（05. 奥氏体不锈钢不能淬火强化。
6. Ti,V, Zr等元素主要是提高钢的淬透性。
7. 铸铁都是硬而脆的。
8. T12与20CrMTi相比，淬透性与淬硬性都较高。
9 ,拖拉机齿轮用45钢调质以获得心部韧性，再表面淬火以获得表面的耐磨性。
10. 某弹簧，用60钢制造，淬火+中温回火。
11. 热加工后的显微组织是纤维组织。
12. 金属结晶时，冷速愈大，则晶粒愈细。
13. 当冷却速度非常缓慢时，不要过冷也可以结晶。
14. 钢的实际晶粒度取决于钢的加热温度。
15. 合金元素不能提高钢的回火稳定性。
16. 高速钢淬火后硬度较其它工具钢高，故能高速切削。
17. 铸铁经热处理改变了其基体和石墨形态，从而改变了性能。
18. 要求表面耐磨的凸轮，用45钢淬火、回火HRC60~63。
19. 直径30mm ,要求良好综合机械性能的传动轴，用40Cr调质HBS220~250。
（1. 冷热加工的差别是产不产生加工硬化。
2. 细晶强化可以提高金属的强度不降低其韧性。
（）3. 当冷却速度非常缓慢时，不要过冷也可以结晶。
（）4. 高碳钢为便于机加工，采用球化退火；低碳钢为便于机加工也常进行球化退火。
（）5. 合金元素可提高钢的淬透性和回火稳定性。
（）6. 高速钢淬火后硬度较其它工具钢高，故能高速切削。
（）7. 铸铁经热处理改变了其基体和石墨形态，从而改变了性能。
（）8. 表面要求耐磨的凸轮，选用45钢，淬火、回火、硬度HRC60〜63。
（）9. 直径30mm ,要求良好综合机械性的传动轴，用40C「，调质HBS220〜250。
（）10. 弹簧用60钢、调质处理。
（）11. 热加工后的显微组织是纤维组织。
（）12. 金属结晶时，冷速愈大，则晶粒愈细。
工程材料复习要点
工程材料复习要点工程材料是工程学科中很重要的一门学科，主要研究材料的性能、制备、应用以及与工程的相互关系。
以下是工程材料复习的一些要点：1.材料分类：根据其组成和性质的不同，材料可以分为金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。
2.金属材料：金属材料具有良好的导电性、导热性、机械性能和可塑性，常用的金属材料有钢、铝、铜等。
3.陶瓷材料：陶瓷材料具有较高的硬度、抗磨损能力和耐高温性能，常用的陶瓷材料有瓷器、玻璃等。
4.聚合物材料：聚合物材料具有良好的电绝缘性、耐腐蚀性，常用的聚合物材料有塑料、橡胶等。
5.复合材料：复合材料由两种或两种以上不同种类的材料组合而成，具有优异的性能，常用的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃钢等。
6.材料的微观结构：材料的性能与其微观结构的组成和排列方式有关，常见的微观结构有晶体结构和非晶体结构。
7.材料的物理性能：材料的物理性能包括密度、热性能、电性能、光学性能等。
8.材料的力学性能：材料的力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性等。
9.材料的热处理：热处理是为了改变材料的性能，常见的热处理方法有退火、淬火、回火等。
10.材料的腐蚀和防护：材料在特定环境中会发生腐蚀，需要采取防护措施，常见的防护方式有电镀、涂层等。
11.材料的应力和应变：材料在外力作用下会发生应力和应变，应力和应变的关系可以通过杨氏模量和泊松比来描述。
12.材料的断裂：材料在受到超过其强度的应力时会发生断裂，常见的断裂方式有拉伸断裂和抗拉断裂等。
13.材料的疲劳：材料在反复加载下会出现疲劳失效，需要进行疲劳寿命的评估和预测。
14.材料的可持续性：材料的可持续性是指材料的制备和使用过程对环境的影响以及资源的可持续利用等方面的问题。
以上是工程材料复习的一些重点要点，希望对你的复习有所帮助。
如果需要更详细的内容，你可以参考相关的教材和专业资料。
工程材料复习总结超棒
1、力学性能⑴刚度：材料抵抗弹性变形的能力——指标为弹性模量：E=σ/ε⑵强度：材料抵抗变形和破坏的能力。
指标：抗拉强度σ b—材料断裂前承受的最大应力。
屈服强度σ s—材料产生微量塑性变形时的应力。
条件屈服强度σ 0.2—残余塑变为0.2%时的应力。
疲劳强度σ -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。
⑶塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。
指标为δ、ψ。
⑷硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。
指标为HB、HRC。
⑸冲击韧性：材料抵抗冲击破坏的能力。
指标为αk.材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。
⑹断裂韧性：材料抵抗内部裂纹扩展的能力。
指标为K1C。
2、化学性能⑴耐蚀性：材料在介质中抵抗腐蚀的能力。
⑵抗氧化性：材料在高温下抵抗氧化作用的能力。
3、耐磨性：材料抵抗磨损的能力。
㈡工艺性能1、铸造性能：液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。
2、锻造性能：成型性与变形抗力。
3、切削性能：对刀具的磨损、断屑能力及导热性。
4、焊接性能：产生焊接缺陷的倾向。
5、热处理性能：淬透性、耐回火性、二次硬化、回火脆性二、晶体结构㈠纯金属的晶体结构1、理想金属⑴晶体：原子呈规则排列的固体。
晶格：表示原子排列规律的空间格架。
晶胞：晶格中代表原子排列规律的最小几何单元.⑶立方晶系的晶面指数和晶向指数①晶面指数：晶面三坐标截距值倒数取整加（）②晶向指数：晶向上任一点坐标值取整加[ ]立方晶系常见的晶面和晶向⑷晶面族与晶向族指数不同但原子排列完全相同的晶面或晶向。
⑸密排面和密排方向——同滑移面与滑移方向在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。
2、实际金属⑴多晶体结构：由多晶粒组成的晶体结构。
晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体.晶界：晶粒之间的交界面。
⑵晶体缺陷—晶格不完整的部位①点缺陷空位：晶格中的空结点。
间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。
置换原子：取代原来原子位置的外来原子。
②线缺陷——位错晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移, 滑移面上滑移区与未滑移区的③面缺陷——晶界和亚晶界亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。
工程材料复习资料
工程材料复习资料工程材料可以指用于建筑、道路、桥梁等建设项目中的材料，也可以指应用于机械、电子、航空航天等行业的各种材料。
无论是哪类工程材料，其性能实际上都是非常关键的。
因此，在学习工程材料知识时，一定要重视对其性能的学习与理解。
下面就是一份工程材料复习资料，供各位同学参考使用。
1. 金属材料1.1 钢铁1.1.1 钢的分类、组织结构及其与力学性能的关系1.1.2 钢铁制品的形成及热处理工艺1.2 铝合金1.2.1 铝合金的分类、组织结构及其与力学性能的关系1.2.2铝合金的性能测试方法和热处理工艺2. 无机非金属材料2.1 混凝土2.1.1 混凝土的组成及其与力学性能的关系2.1.2 混凝土的制备方法和施工技术2.2 玻璃2.2.1 玻璃的基本组成及其性质2.2.2 玻璃的制备方法和分类3. 有机非金属材料3.1 塑料3.1.1 塑料的分类及其与力学性能的关系3.1.2 塑料的加工方法和性能测试方法3.2 橡胶3.2.1 橡胶的分类及其与力学性能的关系3.2.2 橡胶的制备方法和加工工艺4. 复合材料4.1 碳纤维复合材料4.1.1 碳纤维复合材料的组成及其与力学性能的关系4.1.2 碳纤维复合材料的制备方法和应用领域4.2 玻璃纤维复合材料4.2.1 玻璃纤维复合材料的组成及其与力学性能的关系4.2.2 玻璃纤维复合材料的制备方法和应用领域5. 其它材料5.1 化学材料5.1.1 化学材料的分类及其性质5.1.2 化学材料的加工方法和应用领域5.2 土工材料5.2.1 土工材料的分类及其与力学性能的关系5.2.2 土工材料的应用领域和处理方法以上就是一份比较全面的工程材料复习资料。
在学习的过程中，一定要尽可能多地做题，增强自己的实践能力。
同时，要加强实验环节，对各种材料进行实验分析，更好地理解其性能。
只有将理论和实践相结合，才能够真正掌握工程材料的知识。
工程材料(EngineeringMaterials)
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六下午5时47分 16秒17:47:1620.10.24
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 下午5时 47分20.10.2417:47Oc tober 24, 2020
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月24日星期 六5时47分16秒 17:47:1624 October 2020
绪 论 陶器与瓷器的发明和使用
陶器
瓷器
新石东器汉时时代期(公发元明前了6瓷00器0年。～于公9世元纪前传500到0年非)洲，东中部华和民族 的阿先拉人伯们国用家粘，土13(世主纪要传成到分日为本SiO，2，十A五l2O世3)烧纪制传成到陶欧器洲。 马家瓷窑器(成甘为肃中)文国化文时化期的的象陶征器，表对面世彩界绘文有明条产带生纹了、极波 纹大和的舞影蹈响纹。等，制品有炊具、食具、盛储器皿等。
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好的事情马上就会到来，一切பைடு நூலகம்是最 好的安 排。下 午5时47分16秒 下午5时47分17:47:1620.10.24
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专注今天，好好努力，剩下的交给时 间。20.10.2420.10.2417:4717:47:1617:47:16Oct-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六5时47分 16秒Saturday, October 24, 2020
西汉时期 炼铁技术有很大的提高，采用煤作 为炼铁的燃料，比欧洲早1700多年。在河南 巩县汉代冶铁遗址中，发掘出20多座冶铁炉 和锻炉。炉型庞大，结构复杂，并有鼓风装 置和铸造坑。生产规模壮观。
我国古代创造了三种炼钢方法: 1.从矿石中直接炼出自然钢。用这种钢做的剑
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工程材料与成形技术基础概念定义原理规律小结一、材料部分材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度。
材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的塑性。
拉伸过程中，载荷不增加而应变仍在增大的现象称为屈服。
拉伸曲线上与此相对应的点应力σS ，称为材料的屈服点。
拉伸曲线上D 点的应力σb 称为材料的抗拉强度，它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。
硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力，它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。
一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性就越好。
韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。
材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂。
疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下发生，断裂前也无明显的塑性变形，而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂，因此疲劳断裂的后果是十分严重的。
在晶体中，原子(或分子)按一定的几何规律作周期性地排列；晶体表现出各向异性；具有的凝固点或熔点。
而在非晶体中，原子(或分子)是无规则地堆积在一起。
常见的有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。
体心立方晶格的致密度比面心立方晶格结构的小。
金属的结晶都要经历晶核的形成和晶核的长大两个过程。
由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称为合金；合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分称为相。
通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的变形抗力增大，强度、硬度升高的现象称为固溶强化，它是金属材料强化的重要途径之一。
（马氏体型转变、合金化）金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程，称为金属的结晶过程。
金属从一种固态过渡为另一种固态的转变即相变，称为二次结晶或重结晶。
实验证明，在一般的情况下，晶粒长大对材料力学性能不利，使强度、塑性、韧性下降。
晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。
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Monday, 06 July 2020
12
工程材料
2.重点内容： （1）掌握常见金属的晶格类型、实际晶体中的缺陷； （2）熟悉金属的结晶过程，理解金属的晶粒大小对其 力学性能的影响，并掌握控制晶粒大小的途径； （3）能默画出铁碳合金相图，掌握纯铁的同素异构转 变，掌握铁碳合金的基本相和组织，理解相图中的特性 点、线的含义，并能够利用冷却曲线及文字分析典型成 分的铁碳合金的平衡结晶过程； （5）用杠杆定律计算合金的相组成和组织组成物的相 对量，会画组织示意图； （6）掌握铁碳合金的分类、含碳量、组织和性能之间 的关系； （7）了解铁碳合金相图的应用；
Monday, 06 July 2020
Monday, 06 July 2020
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工程材料
四、学习（复习）要点 重点章节： 第2.1 ～2.2章为第2.2章铁碳合金相图奠定基础，(第2.2 章为前两章节的应用和拓展——重点内容）、第2.4章( 钢的热处理，其中四把火及应用——重点内容）、第3 章[其中各种材料(包括碳钢、合金钢、铸铁和有色金属) 的编号原则，常用材料的热处理特点，使用状态的组织 及应用——重点内容]、第8～10章（工程材料的合理选 用和典型零件的加工工艺路线尤其是热处理工艺在整个 加工路线中位置的设计——重点内容） 其中第3章和第8～10章可以看作是第2.2章和第2.4章知 识的综合应用，因此第2.2章和第2.4章的知识对整个课 程的学习和把握尤为重要。
Monday, 06 July 2020
14
工程材料
（14）掌握表面淬火和渗碳的基本原理工艺、目的应 用、表面和心部的组织和性能；
(15) 了解合金元素在钢中的主要作用； （16）掌握碳钢的牌号，知道它们的用途； （17）熟悉合金钢的编号原则和方法，会从钢号判断 出它的种类、大致化学成分、主要用途性能特点、及 应该进行的热处理； （18）懂得石墨形态对铸铁性能的影响，常用铸铁的 分类、牌号，主要用途。
固溶体、固溶强化、金属化合物、相组成物、组织组
成物、枝晶偏析、结晶、过冷度、同素异构转变、单
晶体、多晶体、自发形核、非自发形核、变质处理、
变质剂、匀晶、共晶、共析、共析转变、杠杆定律、
滑移、滑移面、滑移方向、滑移系、固溶强化、细晶
强化、弥散强化、加工硬化、回复、再结晶、再结晶
温度、热加工、冷加工、 热加工流线、奥氏体化、孕
性 能
工 艺
性
能
Monday, 06 July 2020
强度
力学性能 物理性能 化学性能
塑性 硬度HB HR
韧性Ak
锻造性能 铸造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性
疲劳极限 如：σ-1
工程材料的性能，掌 握机械工程中常用力 学性能指标的意义、 单位和应用 （σs， σ0.2，σb， δ，ψ， HBS， HRC， Ak， σ-1）
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工程材料
1. 基本理论
金
属
基
学
本
理
论
热
处
理
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材料的性能 材料的结构 材料的结晶 相图及铁碳相图 塑变与再结晶 钢的热处理 铸铁的热处理
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工程材料
1.重要术语：
（1）晶体、晶格、晶胞、点缺陷、线缺陷、面缺陷、
合金、组元、相、相图、固溶体、置换固溶体、间隙
晶体最多的成分点）
4）热处理性能：淬透性 vk
C曲线的位置
过冷A的稳定性
A的化学成分(碳、合金元素)
加热状态 第二相、A中的成分均匀性、A晶粒大小
5）残余奥氏体(w(C) =0.5%判据)
A中w(C) ↑→Ms ↓Mf↓→w(A′)↑ A中w(Me)％↑→Ms↓Mf↓→w(A′)↑
Monday, 06 July 2020
平衡、综合考虑利弊，达到完美统一。
1.1.2 工艺性能
热处理 工艺性
铸造性 锻压性
切削 加工性
焊接性
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工程材料
1）切削加工性:
中碳钢 >高碳钢
含碳量相同的钢中，球状珠光体>片状珠光体
2）焊接性能:低碳钢 >中碳钢 >高碳钢
3）铸造性能：流动性和偏析 用共晶相图说明（共
2．在理解的基础上进行强化记忆 机械工程材料课程内容以定性描述为主，具体表现为 “三多”：讲授内容中名词、概念、术语“多”，定性 描述、经验性总结“多”，需记忆的规律“多”。学习 (复习)中应把每章的基本术语、概念、规律和观点深刻 透彻理解，本课程的内容很自然就能基本掌握了。
Monday, 06 July 2020
Monday, 06 July 2020
5
工程材料
从这一主线出发本课程的内容可归纳为四大部分：
第一部分：基本理论基础。主要说明工程材料的化学
成分、组织结构与性能之间的相互关系与变化规律。对
应教材内容主要为第1章、第2章。
第二部分：工程材料的强韧化。强化工程材料主要有
优化成分和变更工艺两种途径，本课主要讨论后一种途
⑶ 塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标
为、。
⑷ 硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力（HB、HRC）。
（HRA、HRB、HRC）
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工程材料
表面淬火钢宜用HRA硬度指标 铝合金成品宜用HRB硬度指标 整体淬火钢宜用HRC硬度指标 ⑸ 冲击韧性：材料抵抗冲击破坏的能力。指标为Ak 材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。 1.1.1.2 化学性能 (1) 耐蚀性：材料在介质中抵抗腐蚀的能力。 (2) 抗氧化性：材料在高温下抵抗氧化作用的能力。 1.1.1.3 物理性能：密度 ρ；熔点；热膨胀性（线膨胀 系数α）；磁性；导热性（导热系数λ）；导电性（电阻 率） 1.1.1.4. 耐磨性：材料抵抗磨损的能力。
育期、临界冷却速度、奥氏体的起始晶粒度、实际晶
粒度、本质晶粒度、淬透性、淬硬性、碳钢、合金钢
、合金结构钢(低合金高强钢、渗碳钢、调质钢、弹簧
钢、轴承钢)、合金工具钢(低合金刃具钢、高速钢、
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工程材料
冷作模具钢、热作模具钢)、特殊性能钢(不锈钢)、碳化 物形成元素和非碳化物形成元素、二次硬化、红硬性、 灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铸造铝合金、形变铝 合金、黄铜、轴承合金(巴氏合金)、普通陶瓷、特种陶 瓷、结构陶瓷、单体、高聚物、大分子链、链节、线形 链、网状链、热塑性塑料、热固性塑料； （2)铁素体、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体、渗碳 体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳 体、共析渗碳体、珠光体、索氏体、回火索氏体、托氏 体、回火托氏体、莱氏体、贝氏体、上贝氏体、下贝氏 体、马氏体、板条马氏体、针状马氏体、回火马氏体 ； （3）退火、正火、淬火、回火、调质处理、等温淬火 、冷处理、表面热处理，化学热处理。
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工程材料
1.1.1 使用性能
1.1.1.1 力学性能
⑴ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。
指标为弹性模量E：E=/
⑵ 强度：材料抵抗塑性变形和破坏的能力。指标：
抗拉强度b—材料断裂前承受的最大应力。 屈服强度s—材料产生微量塑性变形时的应力。 条件 屈服强度0.2—残余塑性变形为0.2%时的应力。 疲劳强度-1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最 大应力。
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工程材料
请记住五大机械性能指标：意义、符号、单位等；强
度(屈服强度σs、 抗拉强度σb);塑性(延伸率δ、断面收缩 率ψ)； 韧性(冲击韧性Ak)；疲劳强度(σ-1)；硬度(布氏 硬度HB；洛氏硬度HRC 、HRA、HRB)
工程材料强度与塑性是一对互为消长的矛盾体，协调、
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工程材料
（8）理解金属单晶体和多晶体塑性变形的实质、掌握 细晶强化（晶界强化）的实质； （9）掌握塑性变形对金属组织和性能的影响，加工硬 化及优缺点； （10）掌握回复、再结晶、晶粒长大及其对组织和性 能的影响； （11）理解金属冷加工和热加工的区别，热加工的主要 作用； （12）掌握共析钢TTT曲线中各线的意义、各转变区 域的组织； （13）掌握经退火、正火、淬火+回火等各常规热处理 后的组织、性能、目的、应用范围以及加热温度和冷 却方式的选择，掌握淬透性、淬硬性及影响因素；
径，介绍了细晶强化、固溶强化、位错强化、第二相(沉 淀强化、弥散强化)强化等四种强化方法。对应教材内容
主要为第1、2章。
第三部分：常用工程材料。主要介绍了工业用钢、铸
铁、有色金属及其合金的成分、性能、常用热处理方法
、使用状态（组织）和典型用途。简要介绍了非金属材
料的成分、性能和用途。对应教材内容主要为第3～6章
转变)
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工程材料
材料的结构 分两个层次，一种是原子尺度的结构 (atomic-scale structure)，在材料学中常称为晶体结 构或相结构(Crystalline/lattice structure)，对应有 晶体(crystal)和非晶体(non-crystal)；另一种是微观 尺度的结构(microscopic-scale structure)，在材料学 科中常称为显微组织(microstructure)，对应于金相 （morphology）。
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工程材料
1.2 材料的结构（金属的晶体结构）
知识点→结构、组织、强化方式与性能的关系 金属的晶体结构与铁碳合金的组织与性能
晶体
合金
结
结构
组织
晶
体 面 密 固 金属 机械 心 心 排 溶 化合 混合