机械工程材料基础_
《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。
机械基础：第03章机械工程材料
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.2 合金钢
3.合金工具钢 (2)刃具钢 ②高速钢 用途：主要适宜于制造切削速度较高的刃具（如车刀、钻头等）和形状复杂、负载较重的 成形刀具（如铣刀、拉刀等）。此外高速钢还可用于制造冷冲模、冷挤压模以及某些耐磨 零件。常用的高速钢有钨系高速钢，如W18Cr4V；钼系高速钢，如W6Mo5Cr4V2等。 (3)模具钢 定义：主要用来制造各种模具的钢称为模具钢。 ①冷变形模具钢 用于制造冷态金属成形的钢称为冷变形模具钢。如冷冲模、冷压模等。冷变形模具钢的性 能特点是高的硬度和高耐磨性，具有足够的强度、韧性和疲劳强度。 常用的冷变形模具钢有9SiCr、Cr12和Cr12MoV等。
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
3.2.1 碳素钢
2.碳素钢 （1）碳素结构钢 ②优质碳素结构钢 牌号：优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，这两位数字代表钢的平均含碳质量分数的万 之一。例如45表示平均含碳质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。 按照钢中锰的含量不同，可分为普通含锰量钢（WMn≤0.80%）和较高含锰量钢（WMn =0.7%～1.2%）两种，如果是后一种钢，则在两位数字后面加上Mn，如45Mn表示平均含碳 量分数为0.45%的较高锰优质碳素结构钢。 用途：优质碳素结构钢既保证力学性能又保证化学成分，而且钢中的有害杂质硫、磷质量分 数较低，质量较高，故广泛用于制造较重要的零件。
根据钢中含有害元素磷、硫质量分数划分。
普通碳素钢 Ws≤0.035%，Wp≤0.035%
优质钢
Ws≤0.030%，Wp≤0.030%
高级优质钢 Ws≤0.020%，Wp≤0.025%
第3章 机械工程材料
3.2 常用金属材料
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础随着工业化进程的加快，机械制造产业成为了产业结构调整和经济转型的重要部分。
而机械制造又离不开工程材料的选用和应用，因此，熟悉工程材料及机械制造基础知识，对机械制造从业者至关重要。
一、工程材料1. 金属材料金属材料是指以金属元素或其合金为主要成分和基体组成的材料。
金属材料具有导电性好、热导率高、强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在机械制造中被广泛应用。
常用金属材料有钢、铜、铝、镁、锌等。
2. 非金属材料非金属材料是指一类不含金属或含金属量较低的材料。
常用的有陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
其中，陶瓷材料通常用于高温炉具和电子产品；高分子材料适用于制作塑料制品、橡胶制品和纺织品等；复合材料在航空、航天、汽车等领域有广泛应用。
二、机械制造基础1. 机械制造方法常见的机械制造方法有车、铣、钻、刨、磨、冲压、焊接、锻造等。
各种机械制造方法的应用根据具体工艺之间的关系进行设计和选择。
2. 机械制造技术机械制造技术是指制造加工过程中使用的各种技术和方法，包括材料加工技术、生产加工技术、制造技术等。
其中，材料加工技术包括金属材料的锻造、挤压、模锻等方法，非金属材料的成型、压缩、挤压、拉伸等方法；生产加工技术包括车床加工、铣床加工、磨床加工等；制造技术则包括设计、加工、质量控制等。
3. 机械制造质量控制机械制造质量控制是保证机械制造品质的关键要素。
质量控制主要通过检测、检验等方式实现。
检测是检查组件、零件尺寸、外形、材料、硬度等，以记录分析；检验是通过材料检验、件检验、总体检验等方式，按照规定质量要求，分析原因，以实现优质机械制造。
三、结语工程材料和机械制造基础是机械制造产业不可或缺的组成部分，掌握了这些基础知识，能够实现从材料的选择、到机械制造过程中的技术选择、生产、质量控制，以及最终出厂的检查等各个环节的全掌控。
因此，各个从业者在实践中深入理解和应用这些知识，是非常必要的。
机械工程材料基础知识大全
《机械工程材料》基础篇一：填空1. 绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型，α－Fe是体心立方类型，其实际原子数为 2 。
2．晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。
3．固溶体按溶质原子在晶格位置分为置换固溶体、间隙固溶体。
4．铸造时常选用接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。
5．金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、织构现象的产生。
6．金属磨损的方式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。
7.金属铸件否（能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。
8．疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、断口呈粗糙带和光滑带、塑性很好的材料也会脆断。
9．钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。
10．珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。
11．正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织。
12. 淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成很大的热应力和组织应力。
13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。
甲、乙两厂产品的组织各是铁素体＋珠光体、回火索氏体。
14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。
15．常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。
16．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、球化退火。
17．量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为调质（退火、调质、回火）。
18．耐磨钢的耐磨原理是加工硬化。
19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。
20、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。
21．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。
22．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。
23．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向相互垂直关系。
机械制造基础常用工程材料
•优质碳素结构钢按锰的质量分数不同，分为两组： •普通锰(Mn＝0.25%～0.80%) •较高锰的(Mn=0.70%～1.20%)钢。 • 较高锰的优质碳素结构钢牌号数字后加“Mn”，如
45Mn。
•2020/7/17
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3）碳素工具钢的编号方法
•其牌号以“T”开头，后面的数字表示平均碳的质量分数的千倍
法同一般的合金结构钢。滚动轴承钢都是高级优质钢，但牌号后不 加“A”。
•例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数Cr＝
1.5％的滚动轴承钢。
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④ 合金工具钢
•当c＜1％时，用一位数字表示碳的质量分数的千倍 •当碳的质量分数≥1%时，则不予标出
• 合金元素的标注与合金结构钢相同
•高速工具钢例外，其平均碳的质量分数无论多少均不标出。因合金
•一般的轴承用钢是高碳低铬钢，其碳的质量分数为c＝0.95％～1.15
％，属过共析钢。铬的含量为Cr＝0.4％～1.65％ 。
•滚动轴承钢的热处理包括预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火与
低温回火)
•常用滚动轴承钢牌号有GCr9G、GCr15、GCr15SiMn。
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⑥低合金刃具钢
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④合金弹簧钢
•合金弹簧钢的碳的质量分数一般为c＝0.5％～0.7％，碳的质量分数 •过高时，塑性和韧性差，疲劳强度下降。常加入以硅、锰为主的提高 •淬透性的元素。硅、锰合金元素溶入铁素体中，使铁素体得到强化。
•常用合金弹簧钢牌号有60Si2Mn、60Si2CrVA和50CrVA。合金弹簧
钢主要用于制造各种弹性元件，如在汽车、拖拉机、坦克、机车车辆上 制作减震板簧和螺旋弹簧，大炮的缓冲弹簧，钟表的发条等。
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用机械设计是机械工程学科的核心领域之一，它涉及到机械元件的设计、制造与应用。
而在机械设计的过程中，材料的选择与应用是至关重要的因素之一。
本文将探讨机械设计中常用的工程材料以及它们的特点与应用。
一、金属材料金属材料是机械设计中最常用的材料之一。
常见的金属材料包括钢、铁、铝、铜等。
钢具有高强度、刚性和耐磨性的特点，广泛应用于制造机械零件和结构件。
铝材轻巧、导热性好，常用于制造轻型机械零件和外壳。
铜材具有良好的导电性和导热性，适用于电子元器件的制造。
在选择金属材料时，需要考虑其强度、耐腐蚀性、导电性等特性，以及成本和可加工性等因素。
二、合成材料合成材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
常见的合成材料有复合材料、聚合材料、陶瓷复合材料等。
复合材料由纤维和基质组成，具有高强度、高刚度和低密度的特点，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
聚合材料如塑料、橡胶等具有良好的抗腐蚀性和绝缘性能，常用于制造密封件和电气元件。
陶瓷复合材料具有高温耐磨性和绝缘性能，适用于高温和腐蚀环境下的应用。
三、非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃等。
塑料具有良好的韧性和绝缘性能，广泛应用于电器、家具等领域。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，适用于制造密封件和减震器等。
玻璃具有透明的特性，适用于制造光学元件和仪器。
四、选材原则在机械设计中，选材的原则是根据机械零件所处的工作环境和工作要求来选择合适的材料。
首先，要考虑材料的强度和刚度，以保证机械零件在工作负荷下不发生变形和破坏。
其次，要考虑材料的耐磨性和耐腐蚀性，以延长机械零件的使用寿命。
同时，还需考虑材料的导热性、导电性和绝缘性能，以满足特定工作要求。
最后，成本和可加工性也是选材的考虑因素之一。
五、材料应用案例1. 在汽车制造领域，使用高强度的钢材制造车身和车架，以提高碰撞安全性能。
2. 在飞机制造领域，使用复合材料制造机翼和机身，以提高飞机的轻量化和燃油效率。
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础是机械制造领域的核心知识，它包括了工程材料的基础知识以及机械制造方面的相关技术。
工程材料的选择和机械制造的工艺直接影响着机械产品的质量和性能。
因此，掌握工程材料及机械制造基础知识对于机械相关专业的学生来说至关重要。
本文将介绍工程材料及机械制造基础的一些重要知识点，供读者参考和学习。
一、工程材料工程材料是指在机械制造、建筑、化工、航空航天等工程领域中使用的材料。
工程材料的种类很多，涵盖了金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。
其中，金属材料是最常用的一种工程材料，由于其在强度、重量比等方面的优势，在机械制造行业中被广泛应用。
1. 金属材料金属材料是机械制造中最基础、最重要的材料之一。
金属材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能决定了机械产品的使用寿命和性能。
常用的金属材料有铁、钢、铜、铝、锌、镁、钛等。
其中，铁和钢是最常用的材料，它们在制造汽车、火车、船舶、建筑等方面有着广泛的应用。
2. 非金属材料非金属材料是指不包含金属元素的材料，如陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等。
这些材料常被用于制造密封件、冷却系统、耐高温、耐低温、耐腐蚀等零部件。
非金属材料通常具有轻便、耐磨、耐腐蚀等特点。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上材料组合而成的材料，具有单一材料所不具备的性能。
复合材料常用于制造高强度、高硬度、高温耐性、耐腐蚀、轻便等零部件。
常见的复合材料有碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料等。
二、机械制造机械制造是制造机器和设备的生产过程，它包括了机械零部件的加工技术、机械产品的设计和制造等方面。
机械制造在现代工业中发挥着至关重要的作用。
下面将介绍机械制造中的一些常见工艺和技术。
1. 压力加工压力加工是指通过施加力量使材料发生形变和变形的加工过程，包括了锻造、拉伸、挤压、压缩等多种工艺。
压力加工能够提高材料的韧性和强度，契合精度提高，可用于制造齿轮、轴等机械零部件。
2. 切削加工切削加工是指通过旋转或移动刀具来削除工件材料的加工工艺。
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。
机械工程基础知识点汇总
机械工程基础知识点汇总一、工程力学基础。
1. 静力学基本概念。
- 力：物体间的相互机械作用，使物体的运动状态发生改变（外效应）或使物体发生变形（内效应）。
力的三要素为大小、方向和作用点。
- 刚体：在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
这是静力学研究的理想化模型。
- 平衡：物体相对于惯性参考系（如地球）保持静止或作匀速直线运动的状态。
2. 静力学公理。
- 二力平衡公理：作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上。
- 加减平衡力系公理：在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。
- 力的平行四边形公理：作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。
- 作用力与反作用力公理：两物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、沿同一条直线，且分别作用在这两个物体上。
3. 受力分析与受力图。
- 约束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。
常见约束类型有柔索约束（只能承受拉力，约束反力沿柔索背离被约束物体）、光滑面约束（约束反力垂直于接触面指向被约束物体）、铰链约束（分为固定铰链和活动铰链，固定铰链约束反力方向一般未知，用两个正交分力表示；活动铰链约束反力垂直于支承面）等。
- 受力图：将研究对象从与其相联系的周围物体中分离出来，画出它所受的全部主动力和约束反力的简图。
4. 平面力系的合成与平衡。
- 平面汇交力系：合成方法有几何法（力多边形法则）和解析法（根据力在坐标轴上的投影计算合力）。
平衡条件为∑ F_x=0和∑ F_y=0。
- 平面力偶系：力偶是由大小相等、方向相反且不共线的两个平行力组成的力系。
力偶只能使物体产生转动效应，力偶矩M = Fd（F为力偶中的力，d为两力作用线之间的垂直距离）。
平面力偶系的合成结果为一个合力偶，平衡条件为∑ M = 0。
《机械工程材料及成形技术基础》复习题
《机械工程材料及成形技术基础》复习题一、名词解释题（每题3分，共30分）1、金属化合物；与组成元素晶体结构均不相同的固相2、固溶强化；随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
3、铁素体；碳在a-Fe中的固溶体4、加工硬化；随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
5、球化退火；将工件加热到Ac1以上30——50摄氏度保温一定时间后随炉缓慢冷却至600摄氏度后出炉空冷。
6、金属键；金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。
7、再结晶；冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.8、枝晶偏析；在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。
9、正火；是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中冷却的金属热处理工艺。
10、固溶体。
合金在固态时组元间会相互溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相，这种新相称为固溶体二、简答题（每题8分，共48分）1、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？《P16》l 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大结晶时的冷却速度（即过冷度）随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快，同时液体金属中难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率2、手锯锯条、普通螺钉、车床主轴分别用何种碳钢制造？手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造。
如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如Q195,Q215,Q235车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30，35，40，45，503、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？《1》晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等。
《2》晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降，《3》织构现象的产生，即随着变形的发生不仅金属中晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象，《4》冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础是机械工程领域中非常重要的一门基础课程，它涉及到材料科学、机械制造工艺、机械设计等多个方面的知识。
在工程实践中，材料的选择和机械制造工艺的应用直接影响着产品的质量和性能。
因此，深入理解工程材料及机械制造基础知识对于提高工程技术人员的综合素质和实际工作能力至关重要。
首先，工程材料是机械制造的基础。
材料的选择直接关系到产品的性能和成本。
在工程实践中，我们需要根据产品的使用环境、负荷条件、工作温度等因素来选择合适的材料。
比如，在高温高压环境下，我们通常会选择耐热、耐腐蚀的合金材料；而在一般机械零部件中，常用的材料有碳钢、合金钢、不锈钢等。
此外，材料的加工性能和可焊性也是选择材料时需要考虑的因素之一。
因此，工程材料的种类、性能、特点及应用是工程材料及机械制造基础课程中的重点内容。
其次，机械制造工艺是将原材料加工成零部件或成品的过程。
在机械制造中，我们需要掌握各种加工工艺，如铸造、锻造、焊接、切削加工等。
每种加工工艺都有其适用的材料和加工精度要求。
比如，对于需要承受大的冲击负荷的零部件，我们通常会选择锻造工艺来提高其强度和韧性；而对于需要高精度的零部件，则需要采用数控加工技术来保证其尺寸精度。
因此，机械制造工艺的选择和应用也是工程材料及机械制造基础课程的重要内容之一。
最后，机械设计是将选定的材料通过合适的机械制造工艺加工成产品的过程。
在机械设计中，我们需要考虑产品的结构、功能、使用性能等多个方面的因素。
同时，还需要考虑到材料的选择和加工工艺的应用。
因此，深入理解工程材料及机械制造基础知识对于提高机械设计师的设计水平和实际工作能力至关重要。
总之，工程材料及机械制造基础是机械工程领域中非常重要的一门基础课程。
通过学习这门课程，我们可以深入了解材料的种类、性能、特点及应用，掌握各种机械制造工艺的原理和应用，提高机械设计水平和实际工作能力，为工程实践提供坚实的基础。
希望大家能够认真学习这门课程，不断提高自己的综合素质和实际工作能力。
机械工程材料的定义和分类
机械工程材料的定义和分类一、机械工程材料的定义机械工程材料是指用于机械工程中各种零件制造的原材料，是机械制造工业的基础，它直接影响机械工程的质量、性能和使用寿命。
机械工程材料包括金属材料、非金属材料和复合材料三大类，主要用于机械制造工业中各种零部件的制造。
二、机械工程材料的分类1. 金属材料金属材料是机械工程材料中最为常见的一类材料，主要使用各种金属(包括铁、铜、铝、钛、锌、镁等)及其合金。
金属材料的优点是具有良好的机械性能，高强度、高韧性、耐磨性、耐腐蚀性和导电性及热导性能，因此它们适用于制造各种零部件。
根据材料的特性，金属材料又可以分为钢、铜、铝、镁、钛、锌等几大类。
2. 非金属材料非金属材料是机械工程材料中较为多样化的一类，以其特殊的性质在大量的场合中得到了应用。
非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷、复合材料、玻璃、纤维、橡胶、绝缘材料等。
非金属材料主要用于制造不同于金属材料的零部件，如塑料、橡胶等材料就非常适合用于制造一些耐腐蚀或不需要高强度的零件。
3. 复合材料复合材料是指由两种或两种以上的材料以一定的比例和方法交织或贴合在一起形成的材料，其重量比、强度比和成本比均优于单一材料。
技术进步和应用广泛使复合材料已成为一类重要的机械工程材料。
复合材料具有高强度、高刚度、低重量、耐腐蚀、耐磨损、耐腐蚀性能为普通材料的十多倍。
由于它们的高性能和轻量化，它们正被广泛应用于汽车、飞机、火箭、船舶和航天等领域。
4. 其他材料除了以上三类基本材料以外，机械制造行业中还有其他材料的应用，如铸造材料、导电材料、电子材料、各种涂料材料和粘合剂等。
这些材料和其它使用领域，如建筑、家庭、农业、矿业，也是机械工程材料中存在的，供各类专业制造企业采购和制造使用。
总之，机械工程材料是机械工程制造不可缺少的材料，分类清晰，用途广泛。
其材料选择、特性和加工等方面都是机械工程师需要熟悉和掌握的知识，因为选材的不当或加工失误，都可能会导致相关零部件的品质不好或损坏，所以关于机械工程材料准确的了解和使用对于机械工程领域有着十分重要的意义。
机械工程材料应用基础
第一章习题与思考题1．常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。
2．实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响?3．什么叫过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系?4．金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些?5．如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）浇注温度高与浇注温度低；（3）铸成薄壁件与铸成厚壁件；（4）厚大铸件的表面部分与中心部分；（5）浇注时采用振动与不采用振动。
6．金属铸锭通常由哪几个晶区组成？它们的组织和性能有何特点？7．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？8．试计算面心立方晶格的致密度。
9．什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响？10、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？什么是变质处理？11、解释下列名词：结晶、晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷第二章习题与思考题1．置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？2．间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？举例说明之。
3．现有A、B两元素组成如图2.1所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确？为什么？（1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。
（2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量。
（3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同，故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。
图2.1 题3 图4．共晶部分的Mg-Cu相图如图2.2所示：（1）填入各区域的组织组成物和相组成物。
在各区域中是否会有纯Mg相存在？为什么？（2）求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。
（3）画出20%Cu合金自液相冷到室温的却曲线，并注明各阶段的相与相变过程。
机械工程材料制造基础题
机械⼯程材料制造基础题⼀、下图是铁碳相图（15分）（1）标出铁碳相图上的E、S、P点的位置和碳的质量分数。
（3分）（2）指出A1、A3、Acm线的位置。
（1分）（3）写出①——⑤的组织名称。
（5分）（4）⽤⽂字或图的⽅法阐述45钢从液态冷却到室温的结晶过程，并说明室温组织。
（6分）⼆、某⼚拟⽤65Mn钢制作⼀批弹簧，要求38～42HRC，粗加⼯后，需进⾏弹性处理。
请绘制热处理⼯艺曲线，并注明各⼯艺名称及热处理后的⾦相组织。
（10分）三、有以下各材料：Q235、20CrMnTi、45、9SiCr、60Si2Mn、T12A、W6Mo5Cr4V2、GCr15、H70、HT200。
请按下列零件选材 1、锉⼑2、机床主轴3、⾓钢4、刹车弹簧5、滚珠轴承6、⾼速车⼑7、⼦弹壳8、汽车变速齿轮9、机床床⾝10、机⽤丝锥，并简述各零件材料的主要性能要求。
（10分）四、简答题（15分）1 钢在淬⽕后为什么要回⽕？三种类型回⽕的⽤途有何不同？2 以砂型铸造为例简述铸造⽣产的⼯艺过程。
3 焊接变形的基本形式有哪些？4 锻压加⼯的基本⽅式有哪些？第⼆份⼀、单项选择题（10分，每题1分）1、在⾯⼼⽴⽅晶格中，晶胞实际占有原⼦数为(1)、2个（2）、4个（3）、8个（4）、14个2、测量铸铁材料的硬度⽅法是(1)、HBS法（2）、HRC法（3）、HV法（4）、HRA法3、过共析钢常规淬⽕温度是(1)、Ac3+(30～50)℃（2）、Acm+(30～50)℃（3）、Ac1～Ac3间（4）、Ac1+(30～50)℃4、形变铝合⾦中不能热处理强化的合⾦是(1)、防锈铝（2）、硬铝（3）、超硬铝（4）、锻铝5、表⽰材料（⾦属）屈服极限符号是(1)、σe （2）、σs （3）、σb （4）、σ-16、热成型弹簧类零件淬⽕后必须施以(1)、⾼温回⽕（2）、中温回⽕（3）、低温回⽕（4）、正⽕7、以承受压⼒为主、受⼒简单、外形内腔复杂⽑坯制造⽅法是(1)、压⼒加⼯（2）、铸造（3）、焊接（4）、切削加⼯8、落料、冲孔在板料加⼯中属于下⾯哪种⼯序(1)、拉深（2）、弯曲（3）、冲裁（4）、变形9、冷、热加⼯的区别是(1)、在室温或⾼温加⼯（2）、晶格改变（3）、以Ｔ再为界（4）、是否有纤维组织10、使⽤交流焊机时应(1)、⼯件接正极（2）、焊条接正极（3）、正反都不⾏（4）、⽆正反之分⼆、填空（8分，每空0.5分）1、⾦属的三种典型晶体结构是——、——、——2、铸造⽣产的⽅法很多，常分为——和——两种3、锻压加⼯的基本⽅式有——、——、——、——、——4、合⾦元素按其与钢中碳的亲合⼒⼤⼩，可分为——和——两⼤类5、H70表⽰含＿＿＿含＿＿＿的材料6、碳钢淬⽕介质常⽤＿＿＿⽽合⾦钢淬⽕介质常⽤＿＿＿三、根据Fe-Fe3C相图完成下列各题（14分）1、写出相图中①～⑤的组织组成物（5分）2、分析45钢由液态平衡冷却⾄室温的组织转变过程，并写出该钢室温下的⾦相组织（6分）3、指出A1、A3、Acm线的位置（3分）四、请解释W18Cr4V⾼速钢⼑具热处理⼯艺如何安排为什么?（5分）五、指出下列零件应采⽤所给材料的哪⼀种（6分）材料 20CrMnTi、40Cr、9CrSi、HT200、ZL102、60Si2Mn、W18Cr4V1、什么是黄铜，为什么黄铜中的锌含量不⼤于45%?(3分)2、根据焊接熔渣的性质焊条分为哪⼏类？焊条药⽪起什么作⽤？(4分)⼀、第三份填空题（15分）1、⾦属的晶体结构有晶格，晶格和晶格。
机械工程基础知识大全
机械工程基础知识大全本文档旨在介绍机械工程领域的基础知识，包括以下几个方面：1. 机械工程概述机械工程是研究和应用物质力学原理来设计、制造和维护机械系统的学科。
它涵盖了广泛的领域，包括机械设计、工程材料、热力学、流体力学和控制系统等。
2. 机械工程基础原理2.1 机械设计原理：介绍机械设计的一些基本原理，包括静力学、动力学、运动学、刚体力学等。
2.2 工程材料：介绍常用的机械工程材料，包括金属材料、塑料材料、陶瓷材料和复合材料等。
2.3 热力学：介绍热力学的基本概念、热力学循环和热力学方程等内容。
2.4 流体力学：介绍流体的性质、流体动力学方程和流体力学实验等。
2.5 控制系统：介绍控制系统的基本原理、反馈控制和控制系统的稳定性等内容。
3. 机械工程应用领域机械工程应用广泛，包括以下几个领域：3.1 交通工具：介绍机械工程在汽车、火车、飞机等交通工具中的应用。
3.2 制造业：介绍机械工程在制造业中的应用，包括机械加工、装配线等。
3.3 能源领域：介绍机械工程在能源领域中的应用，包括发电机、水力发电和风力发电等。
3.4 自动化领域：介绍机械工程在自动化领域中的应用，包括机器人技术、自动控制系统等。
4. 机械工程发展趋势机械工程领域正不断发展，以下是一些发展趋势：4.1 智能化：机械系统越来越智能化，包括智能控制和自动化技术的应用。
4.2 绿色环保：机械工程越来越注重环保和可持续发展，包括节能减排和环境友好型设计。
4.3 三维打印：三维打印技术的出现将改变机械工程制造的方式。
4.4 信息技术：机械工程与信息技术的互联将为机械系统的设计和控制带来新的发展机遇。
以上是机械工程基础知识的简要介绍，希望对你有所帮助。
注意：以上内容仅供参考，具体内容请参考相关学术资料和教材。
机械工程师中的材料力学
机械工程师中的材料力学材料力学在机械工程师的职业生涯中扮演着重要的角色。
作为机械工程师，他们需要了解不同材料的力学特性，并将其应用于设计和制造过程中。
在本文中，将探讨机械工程师在材料力学方面的重要性以及其应用。
一、材料力学的基础概念材料力学是研究材料的性能和行为的学科。
它涉及材料的强度、刚度、韧性、抗疲劳性和断裂行为等。
机械工程师需要了解材料的这些特性，以确保设计的可靠性和安全性。
在材料力学中，还有一些重要的概念，如应力、应变、弹性模量和塑性行为。
这些概念是机械工程师设计和分析结构的基础。
二、材料选择与设计在机械工程中，合适的材料选择是至关重要的。
不同的材料具有不同的力学特性，因此在特定的设计要求下，选择合适的材料可以提高结构的性能和使用寿命。
机械工程师需要考虑材料的强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等特性，并将其与设计要求进行匹配。
通过合理选择材料，可以降低成本、提高效率，并确保产品的质量和可靠性。
三、材料的失效分析机械工程师需要了解材料的失效机制和行为，以预防结构失效。
材料的失效可能是由于疲劳、断裂、塑性变形或应力腐蚀等原因引起的。
通过对材料的力学性能和失效分析的研究，机械工程师可以设计出更加可靠和耐用的结构，并采取合适的预防措施来减少失效的可能性。
四、材料测试与验证机械工程师在设计和制造过程中，需要对材料进行测试和验证。
这些测试可以用于验证材料的力学性能是否符合设计要求，并进行适当的调整。
常见的材料测试方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度测试等。
通过测试和验证，机械工程师可以确保产品的性能和质量，并为进一步的改进提供数据支持。
五、前沿技术与材料力学随着科学技术的不断发展，材料力学的研究也在不断创新和进步。
机械工程师需要关注最新的材料力学研究成果，并将其应用于实际工程中。
例如，纳米材料、复合材料和高温合金等新型材料的出现，为机械工程师提供了更多的选择和设计空间。
通过对前沿技术的了解和应用，机械工程师可以推动行业的发展，并提高产品的性能和创新。
工程材料与机械制造基础知识
工程材料与机械制造基础知识第一章金属材料的力学性能1、在测定强度上σs与σ0.2有什么不一致？答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。
2、什么是应力？什么是应变？它们的符号与单位各是什么？答：试样单位截面上的拉力称之应力，用符号σ表示，单位是MPa。
试样单位长度上的伸长量称之应变，用符号ε表示，应变没有单位。
3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？答：若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑形性变，而是没有产生明显的塑性变形。
4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？如何推断它的变形性质？答：将钟表发条拉直是弹性变形，由于当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。
5、在机械设计时使用哪两种强度指标？为什么？答：（1）屈服强度。
由于大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。
（2）抗拉强度。
由于它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于通常对塑性变形要求不严格的零件。
6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？使用何种材料为宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？答：应根据弹性模量选择材料。
要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。
金属材料弹性模量的大小，要紧取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。
两者无直接关系。
故题中说法不对。
7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。
其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法应用于通常淬火件、调质件。
维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。
使用不一致方法测定出的硬度值不能直接比较，但能够通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。
工程材料及机械制造基础
6个
0.5a
74%
12
单晶体的各向异性
单晶体——内部晶格方位完全一致的晶体 单晶体各向异性——单晶体在各个晶向上具有不同的 物理、化学和机械性能 原因：不同方位（位向）上原子间距不同
表3-1 单晶体和多晶体弹性模量数据对比
单晶E(MN/m2)
Max
Min
多晶E(MN/m2)
Cu 1.91×104 6.67×103 1.20×104
塑性很好。 密排六方晶格—— Mg、Zn等
由于排列方式不同，原子间的距离不同，作用力也不同， 故呈现的性能也不同。（如体心立方晶格强度大、塑性好， 面心立方晶格塑性好。）
常见的三种金属晶格
(1)体心立方 (b.c.c) Body-center cubic lattice
常见金属 α-Fe, Cr, Mo, W, V 等
过冷 —— 液态金属冷却到理论结晶温度 以下才开始结晶的现象。
过冷度
△T=T0－Tn
问：一种金属的熔点恒定吗？过冷度恒定吗？
晶粒 Crystal Grain
晶界 Crystal Boundary
晶粒—— 每个晶核长成的晶体。晶体缺陷按几何形状分为 点缺陷（晶格空位、间隙原子、置换原子）。
问:从Q235、45、T8A三种钢的牌号上判断其含S、 P量的大小？
二、金属的晶体结构和结晶过程
一切固体物质按其原子排列的特征可分为晶 体和非晶体： 晶体—— 原子规则排列的物体。如食盐、金刚 石、石墨、合金等。 非晶体—— 原子不具有规则排列的物体。如塑 料、玻璃、沥青等。
晶体和非晶体的内部结构不同，两者的性 能也不同。晶体通常具有一定的凝固点和熔点, 非晶体则没有;晶体具有各向异性,非晶体则各向 同性。
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*高碳 *加入Cr、Mn、Si、 W、V 等合金元素。
3.热处理特点:
球化退火
2007-3-12
淬火 + 低温回火
2.高速钢 ( high – speed steel )
1.用途:
适用于高速切削和在自动加工机 床上加工的材料。
2.性能要求:
降低切削力和切削热,减少刀具 磨损,延长刀具寿命,改屑性能, 提高切削速度。
3.化学成分特点:
S:Ws = 0.08～0.3% Pb:WPb=0.15～0.25% Ca:微量
2007-3-12
4.易切削钢的牌号
Y 40 Mn
含锰量WMn ≤ 1.5 % 含碳量WC 0.4 %
2007-3-12
一.普通低合金钢 ( common low – alloyed steel )
1.化学成分: 碳素结构钢 + 合金元素 主加合金元素: Mn 1.8 %以内。 辅加合金元素:V、Ti、Cu、B。
2007-3-12
一.普通低合金钢 2.牌号: Q 345 C
2007-3-12
质量等级 345 MPa 屈服强度
刃 具
2007-3-12
量具
模具
一）合金刃具钢
• 种类 : 低合金刃具钢 ; 高速钢。
• 牌号 :
9 Si Cr W18 Cr4 V
合金元素及含量
2007-3-12
千分之几的含碳量
1.低合金刃具钢
1.性能要求:
高硬度、高耐磨性、有一 定的红硬性、强度和韧性, 工作温度不超过300℃。
2.化学成分特点:
含Mn量WMn≤1.5 % 含Si量WSi≤1.5 % 含Cr量WCr ≈ 0.9 % 滚动轴承钢
七 . 合金工具钢
合金刃具钢 ( alloy cutting steel ) 合金模具钢 ( alloy die steel ) 合金量具钢( alloy measuring steel )
2007-3-12
钢含合金元素总量＜3 %。 40Cr、40MnB等。
➢ 中淬透性调质钢 钢含合金元素总量在4 % 左右。 38 CrSi、35 CrMo 等。
常用于制造较小的齿轮、 轴、螺栓等零件。
2007-3-12
圆 锥 齿 轮
柴油机凸轮轴
4 .典型合金调质钢种介绍
➢ 高淬透性调质钢
钢含合金元素总量在4 %～ 10 %。 制造大截面重载荷零件，如
3.4.1 碳素钢
• 钢的性能与含碳量有关；还受钢中杂 质元素的影响。 1.有益元素
➢ Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。
➢ Si — 有很强的固溶强化作用,能脱氧，提高钢
的强度、硬度和弹性，降低塑性和韧性。
2007-3-12
2.有害元素:
➢ S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂
( 热裂 )。
65 65 Mn 55 Si 2 Mn 60 Si 2 Mn 50 Cr V A 50 Cr Mn A 55 Si Mn Mo V Nb
2007-3-12
汽车板簧
热卷大弹簧
2007-3-12
大型热卷弹簧
簧弹丝
六. 滚动轴承钢 ( bearing steel )
1.性能要求:
❖高的硬度强度和耐磨性; ❖高的接触疲劳强度; ❖足够的韧性和耐蚀性; ❖高的纯净度;
➢ P — 有很强的固溶强化作用,低温 韧性差 ( 冷
脆 )。
• * 适当增加硫、磷含量，可提高钢的切 削加工性能；
• * 磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能
2007-3-12
碳素钢的编号及用途
1. 普通碳素结构钢:
Q 235 — A ·F
沸腾钢
• 脱氧方法
（B、Z、TZ）
A等级
（D、C、B） • 质量等级
2007-3-12
易切削钢
三 . 碳素渗碳钢及合金渗碳钢 1.对渗碳钢的性能要求: 表硬里韧 2.用途:适于制造承受强烈冲击载荷和磨擦磨损的零件。
如汽车齿轮、离合器等。
2007-3-12
3.合金渗碳钢的牌号
20 Mn2 Ti A
等级:高级优质
含钛量WTi≤1.5 % 含锰量WMn 2 % 含碳量WC 20 %00
235 MPa
屈服强度
2007-3-12
• P87
2.优质碳素结构钢
两位阿拉伯数字，表示含碳量
* 45 --- Wc = 45%00的优质碳素结构钢
* 较高锰质量分数的优质碳素结构钢
45Mn --- Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%～1.0%
2007-3-12
• P88
3.碳素工具钢
2007-3-12
T 12 A
高级优质 Wc = 12%0
碳素工具钢
• P88
4.铸造碳钢
ZG 200 - 400
σb ≥ 400MPa
2007-3-12
• P88
σs≥ 200MPa 铸钢
3.4.2 合金钢 ( Alloy Constructional Steel )
• 普通低合金钢 • 易切削钢 • 合金渗碳钢 • 合金调质钢 • 弹簧钢 • 滚动轴承钢
滚珠轴承 滚针轴承
滚柱轴承
2007-3-12
六. 滚动轴承钢 ( bearing steel )
2.化学成分特点: ➢高碳, Wc = 0.9～1.1%。 ➢主加Cr, 0.4～1.65 % 辅加Si、Mn。 ➢优质钢材。
2007-3-12
3.滚动轴承钢的牌号
G Cr9 Si Mn
2007-3-12
曲轴等用高淬透性的零件等 。 38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。
2007-3-12
五. 弹簧钢
1.对弹簧钢的性能要求: 高的σe、高的σs/ σb、高的σ-1、良好的韧。
2.对弹簧钢含碳量的要求: 中、高碳。
2007-3-12
Hale Waihona Puke 3.合金弹簧钢的牌号2007-3-12
四. 碳素调质钢及合金调质钢
1.对调质钢的性能要求: 既强又韧 2.对调质钢的含碳量的要求: 中碳
2007-3-12
3.合金调质钢的牌号
40Cr 40Mn 40MnB 35CrMo 38 Cr Mo Al A 25Cr2Ni4WA
2007-3-12
4 .典型合金调质钢种介绍
➢ 低淬透性调质钢
一.普通低合金钢
Q345钢(16Mn)综合性能好，
用于船舶、桥梁、车辆等大 型钢结构。
Q390钢含V、Ti，强度
万吨远洋轮
南京长江大 桥
高，用于中等压力的容器。
Q460钢含Mo、B，强度 高，用于石化中温 高 压容器。
压力容 器
2007-3-12
二、 .易切削钢( fee – cutting steel )