一、工程材料的基本知识
工程材料学知识点
工程材料学知识点第一章材料是有用途的物质。
一般将人们去开掘的对象称为“原料”，将经过加工后的原料称为“材料”工程材料：主要利用其力学性能，制造结构件的一类材料。
主要有：建筑材料、结构材料力学性能：强度、塑性、硬度功能材料：主要利用其物理、化学性能制造器件的一类材料.主要有：半导体材料（Si）磁性材料压电材料光电材料金属材料：纯金属和合金金属材料有两大类：钢铁（黑色金属）非铁金属材料（有色金属）非铁金属材料：轻金属（Ni以前）重金属（Ni以后）贵金属（Ag，Au，Pt，Pd）稀有金属（Zr，Nb，Ta）放射性金属（Ra，U）高分子材料：由低分子化合物依靠分子键聚合而成的有机聚合物主要组成：C，H，O，N，S，Cl，F，Si三大类：塑料（低分子量）：聚丙稀树脂（中等分子量）：酚醛树脂，环氧树脂橡胶（高分子量）：天然橡胶，合成橡胶陶瓷材料：由一种或多种金属或非金属的氧化物，碳化物，氮化物，硅化物及硅酸盐组成的无机非金属材料。
陶瓷：结构陶瓷Al2O3，Si3N4，SiC等功能陶瓷铁电压电材料的工艺性能：主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。
材料可生产性：材料是否易获得或易制备铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的能力锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量焊接性：利用部分熔体，将两块材料连接在一起能力第二章（详见课本）密排面密排方向fcc{111}<110>bcc{110}<111>体心立方bcc面心立方fcc密堆六方cph点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小，是原子尺寸大小的晶体缺陷。
类型：空位：在晶格结点位置应有原子的地方空缺，这种缺陷称为“空位”。
间隙原子：在晶格非结点位置，往往是晶格的间隙，出现了多余的原子。
它们可能是同类原子，也可能是异类原子。
异类原子：在一种类型的原子组成的晶格中，不同种类的原子占据原有的原子位置。
工程材料基础知识
2．材料的硬度 （1）硬度的概念。硬度是指金属材料抵抗硬物体压入的能力，或者说金属表面对局部塑性变 形的抵抗能力。 （2）布氏硬度（HB）。将一定直径的淬火钢球以规定的载荷P压入被测材料表面，保持一定 时间后，卸除载荷，测出压痕直径d，求出压痕面积S，计算出平均应力值，以此作为布氏硬度 值的计量指标，并用符号HB表示，单位为N/mm2。 （3）洛氏硬度（HR）。测量洛氏硬度时，将压头（金刚石圆锥体或钢球）压入试样表面，经 规定时间后，卸除主试验力，由测量的原残余压痕深度增量来计算硬度值，以符号HR表示。 洛氏硬度的优点是操作简便，压痕小，可用于成品和薄形件；缺点是测量数值分散，不如布氏 硬度测量准确。
（3）疲劳破坏的原因。疲劳断裂一般认为是由于材料表面与内部的缺陷（夹杂、划痕、尖角等） 造成局部应力集中，形成微裂纹。这种微裂纹随应力循环次数的增加而逐渐扩展，使零件的有 效承载面积逐渐减小，以至于最后承受不起所加载荷而突然断裂。
为了提高零件的疲劳强度，除了改善其结构形状，避免应力集中外，还可以通过提高零件表面 加工光洁度和采用表面强化的方法来达到，如对零件表面进行喷丸处理、表面淬火等
西南科技大学毕业论文答辩
1.2.3 工程塑料 西南科技大学毕业论文答辩
1.2.4 材料的选用
1．选材的原则 机械零件的选材是一项十分重要的工作。选材是否恰当，特别是一台机器中关键零件的选材是否恰当， 直接影响到产品的机械性能、使用寿命及制造成本。选材不当，严重的可能导致零件的完全失效。 根据生产经验，判断零件选材是否合理的基本标志有以下3点。 （1）能否满足必需的机械性能。材料的机械性能是选材时考虑的最主要依据。零件的工作条件往往比 较复杂，需要从受力状态、载荷性质、工作温度及环境介质等几个方面全面分析。 ① 受力状态有拉、压、弯和扭等。 ② 载荷性质有静载、冲击载荷、交变载荷等。 ③ 工作温度可分为低温、室温、高温和交变温度。 ④ 环境介质为与零件接触的介质，如润滑剂、海水、酸、碱及盐等。 为了更准确地了解零件的机械性能，还必须分析零件的失效方式，从而找出对零件失效起主要作用的性 能指标。 （2）能否具有良好的工艺性能。在满足了必要的机械性能后，接下来选定的材料要具有良好的工艺性 能，即容易加工出需要的形状，而且质量优良。 （3）低成本。除此之外，还要考虑使用该材料制作的产品具有较低的成本。
工程材料学知识点总结
工程材料学知识点总结一、材料的基本性质1. 密度：材料的密度是指单位体积内的质量。
密度越大，材料的质量就越大，密度越小，材料的质量就越小。
2. 弹性模量：材料的弹性模量是指材料在受力时产生弹性变形的能力。
弹性模量越大，材料的刚度就越大，抗压抗弯能力就越强。
3. 强度：材料的强度是指材料在受力时承受拉伸、压缩、剪切等力的能力。
强度越大，材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度就越大。
4. 韧性：材料的韧性是指材料在受外力作用下能够吸收能量的能力。
韧性越大，材料的抗冲击性就越好。
5. 硬度：材料的硬度是指材料的抗划伤、抗刮伤能力。
硬度越大，材料就越难被划伤或刮伤。
6. 热膨胀系数：材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时产生体积膨胀或收缩的程度。
热膨胀系数越大，材料在温度变化时的变形就越大。
二、金属材料1. 铁素体和奥氏体：铁素体是铁碳合金中的烤饼组织，具有较低的强度和硬度；奥氏体是铁碳合金中的馒头组织，具有较高的强度和硬度。
2. 钢的分类：钢可以按照成分分为碳钢、合金钢和特种钢；按照用途分为结构钢、工具钢和耐磨钢。
3. 铸铁的分类：铸铁可以按照形态分为白口铸铁和灰口铸铁；按照成分分为白口铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁。
4. 不锈钢的特性：不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等特性，适用于化工、食品加工、医疗器械等领域。
5. 铝合金的应用：铝合金具有轻质、耐腐蚀、导热性好的特性，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
三、非金属材料1. 水泥混凝土：水泥混凝土应用广泛，常见于建筑、桥梁、水利工程等领域。
它具有强度高、耐久性好、施工方便等特点。
2. 砖瓦：砖瓦是建筑材料的重要组成部分，主要用于墙体、地面、屋面的施工。
它们具有隔热、隔音、防潮等特性。
3. 玻璃：玻璃具有透明、坚硬、抗腐蚀等特点，广泛应用于建筑、家具、日用品等领域。
4. 塑料：塑料具有轻质、耐腐蚀、可塑性好的特性，广泛应用于包装、日用品、建筑材料等领域。
5. 纤维素材料：纤维素材料主要包括木材、纸张、纺织品等，具有可再生、易加工、环保等特点。
工程材料的基本知识
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(2) 橡胶
•以生胶为基础加入适量的填加剂组成的高分子弹性体
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•分类
•天然橡胶：从天然植物中采集到的一种聚乙戊二烯 为主要成分的高聚物，用来制造轮胎，也可用作胶带、
胶管及各种橡胶制品，如刹车皮碗
合成橡胶 ：基本性能和用途与天然橡胶相似，可用于
（1）工程材料的力学性能
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1）强度 2）塑性 3）硬度 4）冲击韧性 5）疲劳强度 6）耐磨性
（2）工程材料的物理、化学及工艺性能
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1）强度： 强度是指在外力作用下材料抵抗变形与断裂的能力
F A0
i）弹性极限 e 和弹性模量E
E
ii) 屈服极限
s
iii） 抗拉强度 b
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模 锻 模 具
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冲裁
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弯曲
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拉伸
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3. 焊接
通过加热或加压，依靠金属原子的结合与扩散作用，使分离金属材 料牢固地连接起来 按焊接过程主要分为： 熔化焊：利用热源，将被焊金属结合处局部加热到熔化状态，并与熔化 的焊条金属混合，冷却时凝固结晶，使之焊合在一起 压力焊：利用加压力（或同时加热），使金属产生塑性变形，实现原子
2. 塑性加工
•利用金属的塑性，使其在外力作用下成形的一种加工方法。 •主要有：自由锻、模锻、板料冲压、轧制、挤压、拉拔 自由锻 ：利用自由锻设备的上下砧块或一些简单的通用工具，直接 使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件
模锻 ：利用模具使坯料变形而获得比自由锻质量更高的锻件的锻造 板料冲压 ：利用安装在压力机上的冲模对板料加压，使其产生分 离或变形，以获得零件的一种工艺方法。主要有冲裁、弯曲、拉伸
工程材料知识
工程材料知识工程材料是指在工程结构中使用的材料，包括金属材料、非金属材料、复合材料和高分子材料等。
其质量和性能直接关系到工程安全和可持续发展。
因此，对于工程材料的知识，对于工程师来说至关重要。
1. 金属材料金属材料是工程结构中最常用的材料之一。
它具有强度高、容易加工、抗腐蚀、导电、导热和廉价等特点。
根据组织结构，金属材料可以分为晶体、多晶体和非晶体三种；根据化学成分，可以分为铁基材料、有色材料和稀有金属材料三种。
工程师需要了解这些不同种类材料的特点以及如何选取适合的金属材料来应用于电子、机械、建筑和航空等各种领域。
2. 非金属材料非金属材料是组成工程结构的另一类重要材料。
它包括陶瓷、玻璃、聚合物和半导体等。
这些材料通常具有较低的密度、良好的耐热性、耐腐蚀性和高的绝缘性等特点。
非金属材料在建筑、电子、医疗、能源和环境等领域中有广泛的应用。
工程师需要了解这些不同种类的材料的物理和化学特性以及工程结构中如何选择和应用这些材料。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成，具有比单一材料更高的性能和应用价值。
常见的复合材料包括玻璃钢、碳纤维增强复合材料和Kevlar纤维增强复合材料等。
复合材料具有轻质化、高强度和高刚度等特点，因此在航空、汽车、运动器材和建筑等领域有很广泛的应用。
工程师需要了解复合材料的制造和组合技术并为工程结构选择适合的复合材料。
4. 高分子材料高分子材料是一类相对新的工程材料，它们由重复单元组成，具有较好的可溶性、成型性、成本低和良好的力学性能等特点。
高分子材料包括塑料、橡胶和纤维等。
这些材料在汽车、医疗、包装和电子等领域中有广泛的应用。
工程师需要了解高分子材料的化学结构和物理性能，以及在不同的应用中如何选择和使用这些材料。
总之，工程材料知识对于设计和开发安全、可靠的工程结构至关重要。
工程师需要了解材料的物理和化学特性，以及如何选择和使用不同种类的材料来确保工程结构在使用过程中的安全性和性能。
工程材料相关知识(doc 6页)
工程材料相关知识(doc 6页)第一单元晶体：指材料内部质点呈现规则排列的，具有一定结晶形状的固体。
·玻璃体：熔融的物质经急冷而形成的无定形体。
胶体：指以粒径为10-7 ~10 -9m的固体颗粒作为分散相，分散在连续相介质中所形成的分散体系。
表面张力：沿液体表面垂直作用于单位长度上的紧缩力。
当水滴与固体间的润湿角大于90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子间的相互吸引力，这种材料称为亲水性材料。
当水滴与固体间的润湿角小于90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的相互吸引力，则材料表面不会被水浸润，这种材料称为憎水性材料。
孔隙率：指材料孔隙体积占自然状态下总体积的百分比。
密实度：指与孔隙率对应的概念，即材料的实体体积占自然状态下总体积的百分比。
体积密度：指材料自然状态下，单位体积（包脆性：指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。
韧性：指在冲击或震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。
硬度：指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力。
环境协调性：指对资源和能源消耗少、对环境污染少和循环再生利用率高的性质。
比热：单位质量的材料吸引或释放热量的能力表观密度：单位体积（包括实体体积和闭口孔体积）的质量。
含水率：是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比.软化系数：饱和吸水状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比。
耐热性：是指材料长期在高温作用下，不失去使用功能的性质。
耐燃性：是指在发生火灾时，材料抵抗和延缓燃烧的性质，又称防火性。
2.晶体、玻璃体和胶体材料性能各有何特点？晶体材料大多是由大量排列规则的晶粒组成，因此，具有各向异性的性质。
玻璃体是非晶体，质点排列无规律，因此而具有各向同性。
玻璃体具有化学不稳定性，即具有潜在化学活性，在一定条件下容易与其他物质发生化学反应。
胶体的分散相很小，比表面积很大。
因而胶体表面能大，吸附能力很强，质点间具有很强的粘结力。
材料工程基础知识点总结
材料工程基础知识点总结
第一章、材料的性能及应用
1、常用的力学性能，如：σS，σb，σe，σP 等所表示的含义，弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。
不同材料所适用的硬度（HB、HR、HV）测量方法。
第二章、原子结构和结合键
1、结合键的类型(主要为金属键、离子键、共价键)及其主要特点，它们对材料性能的主要影响
第三章、晶体结构
1、晶面与晶向的标注和识别
2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。
3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。
第四章、晶体缺陷
1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。
位错（及点缺陷）密度的变化对材料性能（主要是力学性能）的影响。
2、晶界原子排列?的特点及其分类，晶界的特性；相界的分类、润湿
第五章、固体材料中原子的扩散
1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算
2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用（如：工业渗碳为何在奥氏体状态下进行）
第六章、相平衡与相图原理
1、Gibbs相律含义，二元匀晶、共晶相图分析，杠杆定律的应用计算；相图与合金使用性（强度、硬度）和工艺性（铸造）的关系
2、铁碳相图（简化版）及其标注上面主要的成分点和温度及相；不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化，利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量（主要针对C%<2.11%的合金，即钢）第七章、材料的凝固
1、液态合金结构的特点，过冷度及其与冷却速率的关系?。
工程材料基础知识要点
第一章机械零件的失效分析一、基本要求本章主要介绍了机械零件在常温静载下的过量变形、在静载和冲击载荷下的断裂、在交变载荷下的疲劳断裂、零件的磨损失效和腐蚀失效以及在高温下的蠕变变形和断裂失效。
要求学生掌握全部内容。
二、重点内容1零件的过量变形以及性能指标,如屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度等。
2零件在静载和冲击载荷下的断裂及性能指标，如冲击韧性、断裂韧性等。
3零件在交变载荷下的疲劳断裂、疲劳抗力指标及影响因素。
4零件的磨损和腐蚀失效以及防止措施。
5零件在高温下的蠕变变形和断裂失效。
三、难点断裂韧性及衡量指标，影响断裂的因素。
四、基本知识点第一节零件在常温静载下的过量变形1、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化。
弹性变形：外力去除后可恢复变形。
塑性变形：外力去除后不可恢复。
低碳钢，正火、退火、调质态的中碳钢或低、中碳合金钢和有些铝合金及某些高分子材料都具有图1-1所示的应力-应变行为。
即在拉伸应力的作用下的变形过程分为四个阶段：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形。
2、静载试验材料性能指标刚度：零构件在受力时抵抗弹性变形的能力。
等于材料弹性模量与零构件截面积的乘积。
强度：材料抵抗变形或者断裂的能力，屈服强度、抗拉强度、断裂强度。
弹性指标：弹性比功。
塑性指标：伸长率、断面收缩率。
硬度：布氏硬度（HB ）、洛氏硬度（HRC ）、维氏硬度（HV ） 3过量变形失效过量弹性变形抗力指标：弹性模量E 或者切变模量G 。
过量塑性变形抗力指标：比例极限、弹性极限或者屈服强度。
第二节零件在静载和冲击载荷下的断裂1、基本概念断裂：材料在应力作用下分为两个或两个以上部分的现象。
韧性断裂：断裂前发生明显宏观塑性变形。
脆性断裂：断裂前不发生塑性变形，断裂后其断口齐平，由无数发亮的小平面组成。
2、冲击韧性及衡量指标冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力，是材料强度和塑性的综合表现。
机械员-专业基础知识-工程材料的基本知识
机械员-专业基础知识-工程材料的基本知识[单选题]1.常用于砌筑堤坝、挡土墙的石材是()。
A.毛石B.粗料石C.细料石D.条石正确答案：A参考解析：毛石可用于砌（江南博哥）筑基础、勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等，乱毛石也可用作毛石混凝土的骨料。
[单选题]2.高合金钢的含合金元素总量大于()。
A.3％B.5％C.7%D.10％正确答案：D参考解析：按钢的化学成分分类。
分为碳素钢和合金钢两类。
碳素钢按含碳量的不同又可分为低碳钢（含碳量小于0.25%)、中碳钢（含碳量为0.25%?0。
6%)、高碳钢（含碳量大于0。
6%);合金钢按含合金元素量的不同可分为低合金钢（含合金元素总量小于5%)、中合金钢（含合金元素总量为5%?10%)、高合金钢（含合金元素总量大于10%)。
[单选题]4.下列哪项不属于水泥砂浆的特性()。
A.强度高B.耐久性好C.流动性好D.耐火性好正确答案：C参考解析：水泥砂浆强度高、耐久性和耐火性好，但其流动性和保水性差，施工相对较困难，常用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位。
[单选题]5.合金结构钢加人的合金元素的总量不超过()。
A.3%B.5％C.7％D.10％正确答案：B参考解析：合金结构钢加人的合金元素的总量不超过5％。
[单选题]6.轻质石材多用作()材料。
A.墙体B.基础C.桥涵D.挡土墙正确答案：A参考解析：石材按照表观密度的大小分为重质石材和轻质石材两类。
表观密度大于1800kg/m3的为重质石材，主要用于基础、桥涵、挡土墙、道路工程等。
表观密度小于1800kg/m3的为轻质石材，多用作墙体材料。
[单选题]7.轻骨料混凝土小型空心砌块的强度等级()以下的砌块主要用于保温墙体或非承重墙。
A.3级B.3.5级C.4级D.4.5级正确答案：B参考解析：轻骨料混凝土小型空心砌块的强度等级3.5级以下的砌块主要用于保温墙体或非承重墙。
[单选题]8.国家标准规定，六大常用水泥的初凝时间均不得短于()min。
工程材料知识点总结
工程材料复习总结第一部分项目一：工程材料1．金属材料一般是指具有金属特性的物质。
2．金属材料通常分为钢铁材料、非铁金属材料、粉末冶金材料。
3．钢铁材料是指以铁、碳为主要元素组成的铁碳合金，分为工业用钢、工程铸铁。
4．非合金钢（碳素钢），通常分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢。
5．工业用钢是指碳的质量分数在%11.2以下并含有其他元素的铁碳合金；工程铸铁是指碳的质量分数在%.2以上并含有其他元素的铁碳合金。
116．钢材生产过程：轧制→锻造→拉拔→挤压7．钢材分类：板材、型材和管材。
项目二：工程材料性能1．力学性能：材料在力的作用下表现出来的特性。
2．力学指标：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。
实验：拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验。
3．变形：材料受到外力作用时，机器零件和部件在宏观上将表现出形状和尺寸的变化。
4.⎩⎨⎧变形外力之后被保留下来的产生不能自行恢复卸除外力继续加大，材料将塑性变形，变形随之消失外力不大时，去除外力弹性变形变形5. 荷载（负荷、负载）：材料所受的力。
⎪⎩⎪⎨⎧化向随时间发生周期性变大小、方向或大小和方变动载荷突然增加的载荷冲击载荷载荷大小不变或变动很慢的静载荷分类6．强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
7．变形的五种基本形式：拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲。
8．力—伸长曲线()1Oe 弹性变形阶段：发生弹性变形()2eeL 微量塑性变形阶段：弹性变形（大部分）+塑性变形（小部分）()3'eLeL 屈服阶段：屈服现象（水平线段或锯齿形线段）()4M eL '均匀变形阶段：材料发生大量塑性变形()5mz 缩颈阶段：缩颈现象，在z 点发生断裂图2-1 力—伸长曲线9．强度指标强度指标是判定材料强度大小的量化数据，通常用应力表示。
应力是指试验过程中的力除以试样原始横截面积的商，即试样单位横截面积上所受到的力，用符号R 表示，单位为MPa （兆帕）。
大一工程材料考试知识点
大一工程材料考试知识点工程材料是工程领域中非常重要的一门学科，它涉及到各种建筑、桥梁、道路、水利等工程中所使用的材料及其性能。
对于大一学生来说，掌握工程材料的基本知识点，不仅对于学习和理解后续专业课程有很大的帮助，而且也为将来从事相关工作打下了基础。
本文将介绍一些大一工程材料考试的重点知识点，希望能够对大家有所帮助。
一、材料的分类工程材料可以按照不同的性质和用途进行分类。
一般而言，它们可以分为金属材料、无机非金属材料和有机非金属材料三类。
其中，金属材料具有良好的导电、导热和机械性能，包括钢、铁、铝等常见的金属。
无机非金属材料主要由无机化合物组成，可以分为陶瓷材料、玻璃材料、胶凝材料等。
而有机非金属材料则是由碳和其他元素组成，包括塑料、橡胶等。
二、材料的结构与性能材料的结构与性能密切相关。
在考试中，常常会考察材料的晶体结构和非晶体结构。
晶体结构是指材料中的原子或分子按照一定的规则排列形成的有序结构，而非晶体结构则是指材料中的原子或分子没有明确的长程有序排列。
晶体结构和非晶体结构的不同会影响材料的性能，如硬度、韧性、导热性等。
三、力学性能在工程实践中，我们经常需要考虑材料的力学性能，包括强度、刚度、韧性等。
强度是指材料在受力时能够承受的最大应力，通常通过拉伸试验来测试。
刚度是指材料在受力时的变形程度，可以通过弹性模量来表示。
而韧性则是指材料在受力时能够吸收变形能量的能力。
四、热学性能热学性能是指材料在受热或受冷时的行为。
考试中，我们需要了解材料的热膨胀性、导热性和热传导性等性能。
热膨胀性是指材料在受热或受冷时体积的变化情况。
而导热性和热传导性则分别用来描述材料传热的能力和方式。
五、耐久性在实际工程中，材料的耐久性是一个重要考量因素。
考试中，我们需要了解材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐疲劳性等。
耐腐蚀性指材料在受到化学物质或其他环境因素侵蚀时的稳定性。
而耐磨性则是指材料抵抗磨损和刮擦的能力。
耐疲劳性则是指材料在受到循环加载时的抗损伤能力。
工程材料知识点总结(全)
第二章材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定.缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB）。
2、洛氏硬度HRA用于测量高硬度材料，如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等.HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便,压痕小，适用范围广.缺点:测量结果分散度大。
3、维氏硬度维氏硬度所用载荷小,压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。
4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示.分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。
5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象.6、蠕变：恒温、恒应力下,随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。
7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。
第三章金属的结构与结晶1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构.为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。
晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。
由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。
晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数.①体心立方晶格晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4,每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。
属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。
②面心立方晶格原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）典型金属（金、银、铝、铜等)。
③密排六方晶格每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。
典型金属锌等.2、各向异性：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的，所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异,此特性称为各向异性。
工程材料基础
工程材料基础
工程材料基础是指对工程材料的基本性质和特点进行系统、全面的学习，包括材料的
组成、性能、结构、加工工艺等方面的知识。
工程材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料主要由金属元
素组成，具有优秀的导电、导热和机械性能，常用于制造建筑结构和机械设备。
非金
属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等，根据性质的不同可以应用于不同领域，如建筑、电子、化工等。
复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成，相互补充、增强性能，具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。
工程材料的性能包括机械性能、物理性能、化学性能和热性能等。
机械性能包括强度、韧性、硬度等，能够反映材料的承受能力和变形能力。
物理性能包括密度、导热性、
导电性等，直接影响材料的使用效果和工艺加工。
化学性能指材料在化学介质中的抗
腐蚀能力和稳定性。
热性能包括热膨胀系数、热导率等，影响材料在高温环境下的变
形和损伤。
工程材料的结构是指材料的内部组织和形态特征，包括晶体结构、晶粒大小和相的组
成等。
材料的结构对其性能有很大影响，如晶体结构的完整性和晶粒的大小会影响材
料的强度和韧性。
工程材料的加工是指材料的加工与制造过程，包括材料的成型、加热处理、焊接、涂
层等。
不同材料有不同的加工特点和要求，需要选择合适的加工工艺和设备，以保证
材料的质量和工程的可靠性。
通过对工程材料基础的学习，可以更好地理解和应用材料科学原理，为工程设计和制
造提供基础支持，提高工程质量和效率。
第1章工程材料的基本知识
第1章工程材料的基本知识第1章工程材料的基本知识主要内容：1.1 金属材料1.2 非金属材料的力学性能一、工程材料的种类：工程材料：金属材料、非金属材料和复合材料；1、金属材料：黑色金属、有色金属2、非金属材料：高分子材料、陶瓷材料3、复合材料：金属基复合材料、非金属基复合材料1、使用性能：力学性能、物理性能、化学性能；2、工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能；二、工程材料的主要性能：1.1 金属材料金属材料的力学性能也称机械性能，指金属材料在外载荷1.1.1 金属材料的力学性能作用下，其抵抗变形和破坏的能力；注意：材料在不同的外部条件和载荷作用下，会呈现出不同的特性；如：常温状态下和高、低温状态下金属材料的力学性能就不一样；静载荷和动载荷作用下金属材料的力学性能也不一样；常见的金属材料的力学性能有：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等；1、强度和塑性(1)强度强度是指金属材料在外(静)载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度指标一般用单位面积所承受的载荷(即力)表示，符号为σ,单位为MPa。
工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs表示。
抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用σb表示。
对于大多数机械零件(如压力容器),工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件(如螺栓),而用抗拉强度作为其强度设计的依据。
(2)塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。
工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。
伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。
断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用表示。
伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。
良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。
工程材料学知识要点
工程材料学知识要点工程材料学是工程领域中一门重要的学科，主要研究各种工程材料的组成、性质、加工、应用等方面的知识。
对于从事工程领域的学生或者从业人员来说，学习了解工程材料学的知识点是非常必要的。
本文将从工程材料分类、晶体结构、成分、热力学、化学、力学等方面为大家详细介绍工程材料学常见的知识点。
一、工程材料分类1.金属材料：常见的有铁、铝、铜、锌等，应用最多的材料。
2.非金属材料：常见的有陶瓷、聚合物、复合材料等。
3.半导体材料：如硅、锗等。
4.磁性材料：如铁氧体、硬磁材料等。
二、晶体结构1.晶体是由一定数量的离子、原子或分子组成，按照它们的排列方式制成的。
2.晶格：它描述了晶体内原子或离子之间的空间布局，是晶体中最基本的结构单元。
3.晶体有14种基本的对称性类型，每一种晶体结构类型都有其特定的晶体结构参数，如胞型参数、晶胞参数、原子坐标等。
三、成分1.组分：指材料中所包含的元素或化合物，这些元素或化合物的种类和数量给出材料的化学组成。
2.相：相是指材料中具有相同组成和结构的部分，单一组分材料只有一个相，而多组分材料则存在多个相。
四、热力学1.热力学是研究热、功、能量之间的关系的分支学科，它涉及相变、绿木况、热力学函数等基本概念。
2.相图：相图是不同条件下研究物质的物理状态的视觉表示，它涵盖了各种透平、不透明和化学变化等。
五、化学1.化学反应：工程材料在加工和使用过程中经常会发生化学反应，例如腐蚀、印刷、加工等。
2.酸碱中和反应：材料的腐蚀往往与酸碱中和反应有关，例如酸性大气污染、海洋水腐蚀等。
六、力学1.力的概念：力是物体作用于另一个物体时给它的物理量，通常由力的大小、方向和作用点三部分组成。
2.应力和应变：在力下，物体内部会受到应力的作用，使其发生应变变化。
这两种力学量在多种工程材料的力学设计和分析过程中很重要。
以上就是关于工程材料学知识要点的简单介绍，工程材料学是一个非常广泛、复杂和深奥的领域，需要我们不断地学习、实践和探索。
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L A+L 共晶反应
A+Fe3CII+Le 共析反应
3点以下 P+Fe3CII+Le’ 注明： Fe3CII—二次渗碳体 Le —高温莱氏体
Le’—低温莱氏体
室温组织 P+Fe3CII+Le’
第二节 铁碳合金状态图
温度℃ A
1538 ℃ 1 2 2
②
①③
1
⑤
1
L+ A
2
L
⑥
1 1
1 1147℃
④
C
A
9ห้องสมุดไป่ตู้2℃
Le
G Q
S
FP
P
4.3
Fe3 C K
6.67
0.02 0.77 2.06
C%
第二节 铁碳合金状态图
C—共晶点，1147℃ 4.3%C 共晶点—发生共晶反应的点。 共晶反应 — 在一定的温度下，由一定成分的液体同时结 晶出一定成分的两个固相的反应。 共晶反应的产物——共晶体——机械混合物
是研究合金的成分、温度、 组织、状态之间变化规律的 工具。
时间
（成分）
第二节 铁碳合金状态图
三、铁碳合金状态图
温度℃
1. 状态图上点的意义
A—纯铁的熔点。 D—Fe3C的熔点。
1538 ℃
A
E 1147℃
727℃
L
C
D F
E—C在γ-Fe中的最 大溶解度点。 1147℃ 2.06%C 钢和铁的分界点。
材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形，称 为塑性变形。
F F F
第一节 材料的力学性能
F Fb 拉伸实验
b
F
l0
d0
dk
F
F0 Fs S
s e
k
Fe
L
o 缩颈 拉伸曲线 K — 断裂点 b — 极限载荷点
l
lk
e — 弹性极限点
S — 屈服点
l0
l
应力—应变曲线
第一节 材料的力学性能
第一章、工程材料的基本知识·
【主要内容】 1．金属材料的力学性能
(1)强度(屈服强度、抗拉强度、塑性) (2)硬度 (3)冲击韧性 (4)疲劳强度和蠕变强度
2．铁碳合金相圈
(1)铁碳合金的基本组织 (2)含碳量对铁碳含金组织与性能的影响 (3)合金相图的应用
【考核内容】
1.金属材料的力学性能 2.铁碳合金相图
1.1 金属材料
材料是人类用于制造物品、器件、构 件、机器或其他产品的物质。 材料的主要性能是指:
（1）力学性能 强度、塑性、硬度
1.使用性能
（2）物理性能 密度、熔点、导电性 （3）化学性能 耐酸碱性、抗氧化性。
2.工艺性能 ——加工成形的性能
第一节 材料的力学性能
一、外力作用下材料的变形
力学性能 —— 材料在外力作用下所表现出的特性。
GP线 — F析出终了线。 PQ线 — 碳在α-Fe中的溶解度曲线。 PSK线 — 共析线 727℃ （1） 单相区：L、F、A、Fe3C （2） 两相区：L+A、L+ Fe3C、A+F、F+ Fe3C （3） 三相区：L+A+ Fe3C、A+F+ Fe3C
第二节 铁碳合金状态图
四 铁碳合金状态图分析
作用在机件上的外力——载荷 F F F’ 静载荷 动载荷
F
F = F’
F' F S S
σ= F’ /S
（MPa）
外力 —— 内力——应力
1.两种基本变形
（1）弹性变形：
材料受外力作用时产生变形，当外力去除后恢复其原来 形状，这种随外力消失而消失的变形，称为弹性变形。
F F F
（2）塑性变形:
低碳钢： σb≈3.6HB
高碳钢： σb≈3.4HB 调质合金钢： σb≈3.25HB
5．冲击韧性(Ak)
材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。 AK = G（H1 – H2）（J） ak = AK /S （J/m2）
H1
H2
在冲击载荷下工作的零件，往往是受 小能量多次重复冲击而破坏的。
第一节 材料的力学性能
1 亚共析钢的结晶过程
1点以上 1～2 2～3 3～4 4~5 5点 5点以下 L L＋δ A+L A A+F A→P P+F
室温组织：F+P
亚共析钢的结晶过程
第二节 铁碳合金状态图 2 共析钢（T8钢）
1点以上 L 1～2 L＋A 2～3 A 3点 A→P 3点以下 P
室温组织: P
共析钢的结晶过程
第二节 铁碳合金状态图
五、铁碳合金的结晶过程及组织转变
1．钢 共析钢: L
1 1 1
L+ A L+A L+ A Le
2
2 2 2
A A
3 3 3
P A+F
4
亚共析钢: L
过共析钢: L 2．生铁 共晶生铁: L 亚共晶生铁: L 过共晶生铁: L
P+F
4
A Le’
A+ Fe3C
P+Fe3C
1 1 1
1．强度：
材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
（1） 屈服强度（σS）
指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。
σS =Fs/S0 （MPa） 当 σe<σ<σs 时，只产生微量的塑性变形。当 σ>σs 时， 材料将产生明显的塑性变形。 条件屈服强度: σ0.2=F
0.2/S0
（MPa）
屈服强度 — 是塑性材料选材和评定的依据。
D
A
912℃ 3 3 F+A
L+ Fe3CⅠ
2
E
Fe3CⅡ
2
F
Le
2
G
F P
Q
0.02
S 3 727℃ 3
4 4
Fe3C+Le
3
Fe3C
K
P
0.77
P+Fe3C+Le’
F+P P+Fe3C
2.06
Le’
Fe3C+Le’
6.67
4.3
C%
2 Fe 2 2 Le’ 33 4 11 2 4 CP+F 1L+ 23 3 ① ④ ③ 1 2 3C+Le’ ② L L+ Le A C F Fe A A A A+ L+ P ⑥L ⑤ L L+ Fe C+ Le Fe3 L L+A 3 A+ Le 3 A+Le C P+Fe3C+Le’ 3 +Fe3P+Fe 3C
6．疲劳强度(σ-1)
材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。
据统计，约80%的机件失效 为疲劳破坏。
1
n0
— 循环基数
钢： n0
107
8
有色金属：n0 10
n0
n
第一节 材料的力学性能
7、几种常用金属材料的力学性能
牌 号 力
σb/ MPa 400 610 570 310
4．硬度
是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
(1)布氏硬度（HB）：
F
压入载荷（N） HB 压痕的表面积（ m m）
D D
d
第一节 材料的力学性能
F F F
120
0
布氏硬度适用HB<450
(2)洛氏硬度（HRC）
h
洛氏硬度一般用于HB>450
HRC:HB=1：10
第一节 材料的力学性能
硬度σb 与强度HB的关系
共析反应的产物 — 共析体— 机械混合物
727℃ A（0.77%C） F（0.002%C ）+ Fe3C（6.67%C ） P
第二节 铁碳合金状态图
2. 状态图上线的意义
ACD线—液相线 AC—析出A CD—析出 Fe3C AECF线—固相线 AE—A析出终了线
912℃
温度℃
1538 ℃
A
E 1147℃
第一节 材料的力学性能
（2）抗拉强度（σb ）
F s 0.2 F S0 抗拉强度是材料在拉断前 F0.2 b s 承受最大载荷时的应力。 σb =Fb/S0 （MPa） 它表征了材料在拉伸条件下 所能承受的最大应力。
b
e
k
0.2%
l
l0
l
抗拉强度 — 是脆性材料选材的依据。
第一节 材料的力学性能
【考核要求】
1.了解材料的力学性能和各状态的组织结构。 2.掌握金属的强度、硬度、韧性，并能够判断出金属的机械性能的优劣。 3．掌握铁碳合金相图。
材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。
黑色金属 金属 材料
·
工程 材料
非金 · 属材 料
有色金属 陶瓷材料
·
高分子材料 金属复合材料
复合 材料
·
非金属复合材料·
σs /
学
性
HBS
能
HRC αk/ J/Cm2
δ%
应 用
MPa 235 26 16 15 229
Q235-A 45钢 ZG310570
工程结构 55 （淬火） 3 轴、杆 铸钢件
ZAlSi2
HT250 QT700-2
143
250 700 420
4
50
活塞
气缸体 曲轴
2
270
三、力学性能与失效形式的 关系
力学性能 b 强度 s 塑性 刚度 断裂 塑性变形 过量弹变 磨损 失效形式