第十七章 工程材料的选用与发展
施工工程材料的选择与质量要求
施工工程材料的选择与质量要求一、施工工程材料的选择与施工工程质量密不可分施工工程的质量直接关系到建筑安全和使用寿命。
而施工工程的质量又离不开施工材料的选择。
正确选择适用的材料不仅可以提高施工质量，还可以降低施工和维护成本。
本文将从几个方面论述施工工程材料的选择与质量要求。
二、安全耐用性是施工工程材料选择的关键施工工程材料的选择首先要有安全耐用性。
例如，在建筑工程中，混凝土是常用的材料之一。
选用优质的混凝土可以保证建筑结构的稳定性和耐久性。
此外，还要考虑施工材料的适应性，确保其能够适应不同的气候和环境条件，降低因材料破损导致的安全风险。
三、施工材料的环保性是重要考量因素随着人们环保意识的提高，施工工程材料的环保性也成为了重要的选择因素。
在建筑工程中，选用符合环保要求的材料，如低碳建材、环保涂料等，可以减少对环境的污染。
此外，环保材料还有助于改善室内空气质量，保障人们的健康。
四、经济性是施工工程材料选择的重要依据施工工程材料的选择还需考虑经济性。
在材料选购过程中，需综合考虑材料的价格、使用寿命以及后期维护成本等因素。
虽然价格并不是唯一衡量材料优劣的标准，但经济性对于一项工程的可持续性发展至关重要。
因此，在选择施工工程材料时，经济性是需要被充分考虑的因素。
五、施工工程材料的质量要求施工工程材料的质量要求应符合国家标准和相关行业规范。
例如，在建筑工程中，水泥的质量要求可以参考国家标准。
对于混凝土材料来说，其质量要求则需要符合建筑行业的相关规范。
除了材料本身的质量，还需要注意材料的存放和运输，确保其在使用过程中不受污染或损坏。
六、施工工程材料的选购渠道和权威性施工工程材料的选择需通过正规的渠道进行选购，包括直接向生产厂家或经销商采购，避免购买假冒伪劣产品。
选择已经取得权威认证的材料可以提高施工工程的质量和可靠性。
例如，在采购钢材时，选择有资质的供应商，确保材料的质量和规格符合要求。
七、施工工程材料的验收与监督施工工程材料的验收与监督是确保施工工程质量的重要环节。
工程材料的选用与质量控制标准
工程材料的选用与质量控制标准背景：工程材料在建筑、道路、桥梁等基建项目中起着至关重要的作用。
合理选用和严格控制工程材料的质量是保证项目质量和工程安全的关键。
本文将从不同方面论述工程材料的选用与质量控制标准。
1. 材料特性工程材料的特性决定了其适用范围和使用效果。
例如，金属材料具有高强度和良好的导电性能，非金属材料具有轻质、绝缘性等特点。
在工程材料的选用中，应根据项目需求分析材料特性，并选择最适合的材料。
同时，不同材料应考虑其相互配合性，以确保工程的整体性能和稳定性。
2. 质量标准质量标准是评估工程材料质量的重要依据。
各种工程材料都有相应的标准，例如混凝土材料要符合GB/T50080《普通混凝土工程用细砂石料质量检验标准》等。
工程项目中，应按照相应标准进行材料质量检测，确保选用的材料符合要求。
3. 强度与稳定性强度和稳定性是工程材料最基本的要求。
在建筑结构中，钢筋混凝土被广泛应用，它的强度和稳定性能直接影响工程的承载能力和安全性。
选用钢筋混凝土材料时，应参照相关标准测试其抗压、抗拉等强度指标，并关注其稳定性和耐久性。
4. 耐候性与耐蚀性工程材料应能够承受各种复杂环境条件的考验，包括高温、低温、潮湿、酸碱等。
例如，在海洋工程中，钢材的耐蚀性能至关重要。
选用合适的耐候性材料可减少维护成本、延长使用寿命，并提高工程的整体质量。
5. 可持续性考虑在工程材料的选用过程中，应重视可持续性考虑。
可持续性意味着选择对环境影响小、资源消耗低的材料。
例如，绿色建筑中广泛使用的生态砖，采用可再生资源制成，对环境友好。
选用可持续性材料有助于实现可持续发展的目标，提高工程的整体品质。
6. 施工工艺与技术工程材料的选用和质量控制与施工工艺和技术密切相关。
不同的施工工艺和技术会对材料的选用和施工质量产生重要影响。
例如，混凝土施工中的配合比、振捣程度等因素会直接影响混凝土的强度和质量。
因此，在工程项目中，应正确应用施工工艺与技术，确保工程材料的选用和使用与实际施工相匹配。
《工程材料》工程材料的发展及范围
镁铝合金叶轮
镁铝合金手机壳
13
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
材料快速成型技术和材料表面处理技术在我国 得到迅速发展。
分层实体快速成形减速机箱体原型
熔融沉积快速成形叶轮原型
激光表面淬火、激光熔涂技术已在汽车发动机缸 套、凸轮轴、石油抽油管、纺织用锭杆等零件的表面 强化上得到应用。
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
7
新材料新工艺迅速发展
高分子材料迅速发展 陶瓷材料引人注目 复合材料前途广阔 功能材料发展很快
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
8
涤纶安全带
尼龙齿轮
从20世纪60年代到70年代，高分子材料每年以14％ 的速度增长，而金属材料的年增长率仅为4％。到70年代 中期，全世界的高分子材料和钢的体积产量已经相等； 除了用作结构材料代替钢铁外，目前正在研究和开发具 有良好导电性能和耐高温的高分子材料。
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
历史上，从使用天然非金属材料发展到 使用金属材料，标志着社会的进步和发展。 在发展高性能金属材料的同时，迅速发展和 应用人工非金属材料，标志着现代技术的进 步。
《工程材料》化学工业出版社 伍强主编
人类正在进入人工合成非金属材料和复 合材料的新时代。因此“金属学”已不能全 面反映目前材料的研究、生产和应用中的问 题，因而形成了一门新兴的“材料科学”。 这门学科研究所有固体材料的成分、内 部结构和性能之间的相互关系。“工程材料” 涉及的范围只是固体材料领域中有关工程结 构、机械零件和工具制造，主要是要求力学 性能的材料，并研究这些材料的成分、内部 结构、性能和应用之间的关系。
工程材料的选用原则-概述说明以及解释
工程材料的选用原则-概述说明以及解释1.引言1.1 概述工程材料的选用原则是在工程建设过程中十分关键的环节，它直接影响着工程的质量、安全和可持续性发展。
合理选择适当的工程材料可以确保工程的稳定性、耐久性和经济效益。
工程材料的选用原则涉及到多方面的考虑因素，如材料的物理特性、化学性质、机械性能以及环境适应性等。
首先，工程材料的物理特性是考察材料是否适合特定工程环境的重要因素。
例如，在高温环境下，材料的热膨胀系数应与周围环境相匹配，以避免产生应力集中导致材料的开裂或变形。
其次，化学性质决定了材料的耐腐蚀性能和化学稳定性，尤其在某些特殊工况下，如海洋环境或化工厂等，对材料的耐蚀性要求特别高。
再者，工程材料的机械性能，包括强度、刚度、韧性等，决定了材料在工程中承受荷载的能力和变形行为。
最后，材料的环境适应性意味着材料在不同环境条件下的使用寿命和性能变化情况，例如对温度、湿度、光照等环境因素的适应能力。
对这些因素的综合考虑可以为工程师们提供更好的材料选择方案。
在选材原则中，还应考虑到工程的可持续性和环境保护，选择符合节能减排和资源利用效率的材料。
此外，经济性也是选材原则中必不可少的一个重要因素，不仅包括材料本身的成本，还应考虑到其加工成本、维护成本以及整体的工程成本。
综上所述，工程材料的选用原则应综合考虑材料的物理特性、化学性质、机械性能、环境适应性以及经济性等方面的因素，同时也应注重工程的可持续性和环境保护，以确保工程的质量和持久性。
随着科技的不断发展和创新，未来的工程材料选用将会面临更多新的挑战和机遇，我们可以期待更具创新性和可持续性的工程材料的涌现和应用。
文章结构是一个长文的骨架，它有助于读者理解文章的整体框架和内容安排。
本文按照以下结构展开：1. 引言1.1 概述：介绍工程材料选用原则的重要性和必要性。
解释合理选择工程材料对于工程建设的影响，并引出接下来的内容。
1.2 文章结构：本部分。
概述文章的大纲和目录，为读者提供整篇文章的结构，使其更好地理解文章的框架。
工程材料的历史、现状与发展
工程材料的历史、现状与发展工程材料的历史、现状与发展§1 工程材料的历史、现状和发展材料：人类用以制作有用物件的物质新材料：主要是指最近发展起来或正在发展之中的具有特殊功能和效用的材料。
人类先后经历了:石器时代——铁器时代——钢铁时代（高分子时代半导体时代先进陶瓷时代复合材料时代）,这说明以学一种类材料为主导的时代已经一不复返了。
材料的发展已进入丰富多采的时代，而以保护资源、环境和生态为目的的材料设计思想已形成新的潮流，即“生态环境材料”。
材料分类：金属材料无机非金属材料（陶瓷）有机高分子材料复合材料一、金属材料1、特点：由于其主要通过金属键结合而成，因此金属有比高分子材料高得多的模量，有比陶瓷高得多的韧性、可加工性、磁性和导电性。
2、近年来金属材料的纵深发展：1）高纯材料2）高强度及超高强度金属材料3）超易切削钢和超高易切削钢4）硬质合金和金属陶瓷5）高温合金与难熔合金6）纤维增强金属基复合材料7）共晶合金定向凝固材料8）快速冷凝金属非晶及微晶材料9）有序金属间化合物10）超细纳米颗粒金属材料11）形状记忆合金12）贮氢合金3、金属材料的发展趋势二、无机非金属材料（陶瓷ceramic）的特点陶瓷是泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料，除先进（特种）陶瓷外，还包括玻璃、搪瓷、水泥和耐火材料等。
从狭义上讲，用无机非金属化合物粉体，经高温烧结而成，以多晶聚积体为主的固态物均称为陶瓷，即先进的陶瓷。
先进陶瓷的化学键是由共价键与离子键组成，具有优良的耐高温、耐磨、耐腐蚀的特点。
三、复合材料的特点复合材料，是指由不同材料组合而成，在新制成的材料中，原来各材料的特性得到了充分的应用，而且复合后可望获得单一材料得不到的新功能材料。
近代复合材料包括：1、软质复合材料，具有高强度、高质量的特点。
如橡胶与纺织材料结合在一起，人造丝、尼龙、金属纤维2、硬质复合材料，“玻璃钢”代表（又增强纤维与合成树脂制成的复合材料。
工程材料的分类、应用与发展(ppt 50页)
Si表面的重构图象
X-射线衍射仪
1932年发明了电子 显微镜，把人们带 到了微观世界的更 深层次（10-7m）
光镜下
电镜下
透射电子显微镜
扫描电子显微镜
1934年位错理论的提 出，解决了晶体理论 计算强度与实验测得 的实际强度之间存在 的巨大差别的矛盾， 对于人们认识材料的 力学性能及设计高强 度材料具有划时代的 意义。
精细组织或电镜组织。
钢的宏观组织、显 微组织和电镜组织
显 微 组 织
钢
锭
的
宏
观 组 织
电 镜 组
织
③ 结构：材料中各原 子的具体组合状态。 一般通过X-射线衍 射或透射电镜研究。
Al的高分辨透射电镜象
纯铁晶体的X-射线衍射谱
透射电镜衍射斑点
⑶ 了解常用材料的用途 和加工工艺。
⑷ 初步具备合理选材、 正确确定加工方法、 妥善安排工艺路线的 能力。
包括： 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料
玻璃纤维增强高分子复合材料
现代航空发动机燃烧室 温度最高的材料就是通 过粉末冶金法制备的氧 化物粒子弥散强化的镍 基合金复合材料。很多 高级游艇、赛艇及体育 器械等是由碳纤维复合 材料制成的，它们具有 重量轻，弹性好，强度 高等优点。
没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前 的计算机技术。
龙芯
联想计算机
没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的航
空工业和宇航工业。
飞机发动机叶片
在航天飞机表面装陶瓷防护瓦片
波音客机
没有低消耗的光导纤维，也就没有现代的光纤通讯。
二十世纪七十年代，人们把材料与能源和信息并列， 称作现代文明的三大支柱之一。
铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料，其世界 年产量已达10亿吨，在机械产品中的用量已占整 个用材的60%以上。
工程材料选用方案
工程材料选用方案一、选材原则1、安全性：材料使用应符合国家相关标准和规定，保证在施工、使用及维护过程中不产生安全隐患。
2、可靠性：选用在相似工程中使用过并具有良好性能的材料，减少施工和使用过程中的不确定因素。
3、经济性：在保证质量的前提下，尽可能选择价格合理的优质材料，控制工程投资在合理范围之内。
4、环保性：材料应符合国家环保要求，尽可能选择无污染、低能耗、可回收再利用的材料。
5、适用性：根据工程的特点和使用环境，选择具有良好适用性的材料，保证工程的安全、耐久和良好的使用效果。
6、施工性：选择施工方便、工艺简单、效率高的材料，提高施工质量和进度。
7、保养性：选择具有良好保养性能的材料，减少工程维护成本，延长使用寿命。
二、主要工程材料选用1、混凝土：采用优质混凝土，按设计要求配制，保证混凝土的抗压、抗折、抗渗、抗冻融性能，提高混凝土的强度和耐久性。
2、钢材：采用优质碳素结构钢、合金结构钢，保证钢材的强度、韧性和耐腐蚀性能，符合设计及施工要求。
3、砖瓦材料：在建筑物的墙体、地面、屋面等部位选用合理的砖块、砂浆、瓦片等材料，保证建筑物的结构稳固、保温隔热效果良好。
4、保温隔热材料：在墙体、屋面等部位选用优质保温隔热材料，提高建筑物的保温性能，降低能源消耗。
5、防水材料：在地下室、卫生间、厨房等易渗水区域选用优质防水材料，防止漏水和渗漏现象发生。
6、油漆涂料：选用环保无污染的涂料，保证在使用过程中不会产生有害物质，改善室内空气质量。
7、隔音材料：在电梯井、设备房等噪音较大区域选用良好的隔音材料，提高建筑物的隔音效果。
8、地板材料：选用坚固耐磨、易清洁的地板材料，提高地面的安全性和使用寿命。
9、屋面材料：选用防水、耐候、耐久的屋面材料，保证建筑物的顶部结构安全可靠。
10、装饰材料：选用环保、美观、耐用的装饰材料，提高室内空间的舒适度和美观度。
11、围护材料：选用保温、隔热、节能的围护材料，保证建筑物的节能效果。
建设工程中的材料选择与工艺优化
建设工程中的材料选择与工艺优化在建设工程领域，材料选择以及工艺优化是至关重要的环节。
正确选择合适的材料，并通过合理的工艺优化，不仅可以确保工程的质量和可靠性，还能提高施工效率和降低成本。
本文将从材料的选用和工艺的优化两个方面，探讨建设工程中的材料选择与工艺优化。
一、材料的选择材料的选择是建设工程中的重要环节，直接影响工程的性能和寿命。
在选择材料时应考虑以下几个方面：1. 工程需求：首先，需要根据工程的需求来选择合适的材料。
例如，在桥梁工程中，需要选择具有高强度和耐腐蚀性能的钢材；在建筑工程中，需要选择优质的混凝土材料等。
2. 材料性能：材料的性能直接影响工程的质量和使用寿命。
在选择材料时，应考虑其强度、耐久性、耐候性、稳定性等因素，并对比不同材料之间的优劣势，选择最合适的材料。
3. 可持续性：如今，可持续发展已成为全球的共识。
因此，在材料选择时，应考虑材料的环境友好性、可再生性以及对人体健康的影响等因素，选择符合可持续发展要求的材料。
4. 成本效益：在材料选择过程中，成本也是一个重要的考虑因素。
需要综合考虑材料的购买成本、使用寿命以及后续维护成本等因素，选择在质量和价格之间达到平衡的材料。
二、工艺的优化除了材料的选择，优化工艺也是建设工程中的关键一环。
通过改善工程施工流程和工艺技术，可以提高施工效率、减少资源浪费、降低成本，并最终保证工程的质量。
1. 工序管理：在施工过程中，需要合理安排各个工序的顺序和时间。
通过对工序的优化和协调，可以减少工期延误和资源浪费，提高施工效率。
例如，在建筑工程中，可以优化混凝土浇筑工艺，采用模板拆除后迅速进行下一轮施工，提高整体施工效率。
2. 施工技术：合理的施工技术可以减少材料的浪费和损耗，并提高工程的精度和质量。
例如，在钢结构工程中，采用精准的焊接技术和合适的工艺参数，可以提高焊接接头的质量和强度。
3. 资源利用：在施工过程中，合理利用资源是工艺优化的重要内容之一。
建设工程施工中的工程材料选用
建设工程施工中的工程材料选用在建设工程领域中，工程材料是至关重要的一环。
它们是建筑、道路、桥梁等各种建设工程中的基本材料，贯穿于工程的各个方面。
而正确选择和使用工程材料，是确保工程质量和安全的关键。
然而，在现实中，工程材料的选用不仅仅是考虑使用效果和成本，还要考虑工程建设的环境、气候、地质、技术、质量等多方面因素。
因此，本文将从以下几个方面进行论述：常见工程材料的分类、常见的工程材料选用及检测方法、确定工程材料使用标准、材料加工与质量控制。
一、常见工程材料的分类常见的工程材料基本上有：水泥、玻璃、钢材、石材、木材、陶瓷、混凝土和沥青等几类。
这些材料各自具有其特点和用途，主要分类如下：1. 水泥：水泥是建筑和路基工程中不可或缺的材料。
它遵循硅酸盐水泥、硫铬酸盐水泥和铝酸盐水泥三种基本类型。
“强度高、抗裂性强、耐久性好、抗冻性好”是目前市场上主流的水泥材料的特点。
2. 玻璃：使用玻璃的主要目的是为了阻挡空气、水和光线。
它的种类包括普通玻璃、钢化玻璃、隔音玻璃和复合玻璃等。
不同种类的玻璃可用于建筑墙体、门窗、隔断等。
3. 钢材：钢材是重要的建筑和桥梁工程中的材料。
它的主要特点是强度高、耐腐蚀、重量轻、可塑性强等。
钢材种类较多，包括角钢、圆钢、方钢等。
4. 石材：石材是常见的建筑材料之一，有其天然的美观和耐用性。
石材可用于墙体、地面装饰、雕塑等，种类丰富，如大理石、花岗岩、石灰岩等。
5. 木材：木材是有机的自然原材料，基本上可以用于室内装修、建筑结构等方面。
木材的种类较多，如松木、柚木、橡木等。
不过，木材使用时需要加以处理，防止虫蛀、腐烂等。
6. 陶瓷：陶瓷是一种耐热、耐化学腐蚀，同时防滑、易清洁的材料。
经常使用于建筑物的厨房、卫生间、走廊等区域。
7. 混凝土：混凝土是一种重要的建筑材料，它的承重能力和耐用性是其他材料所不能比拟的。
混凝土主要分类为水泥混凝土、沥青混凝土和非水泥混凝土等。
8. 沥青：沥青是一种黑色、粘性物质，经常用于路面建设。
建筑工程中的材料选用方法
建筑工程中的材料选用方法在建筑工程中，材料的选用方法是至关重要的一环。
因为不同的材料具有不同的特点，如果选用不当就会对建筑物的品质、耐久性和使用寿命产生严重影响。
本文将从材料的种类、性能、可靠性和成本等角度出发，探讨一下材料的选用方法和注意事项。
一、材料的种类建筑材料按用途和性质可以分为许多种类，如钢筋混凝土、砖、木材、石材、玻璃、塑料、金属和复合材料等。
不同的材料有着不同的优势和劣势，选用时需要根据建筑物的要求来进行综合考虑，选择最适合的材料。
比如，如果建筑物主体结构需要承受大力矩和剪力，钢筋混凝土是最好的选择；如果想要营造清新自然的氛围，可以选择使用木材；而玻璃可以提供更好的采光效果。
二、材料的性能除了材料的种类，还要考虑材料的性能，包括强度、耐久性、防火性、保温性、隔音性、耐腐蚀性、环保性等。
在选材时需要根据建筑物的性质和环境要求，去综合考虑每一个材料的性能表现，然后选出最适合的建筑材料。
例如在建造较高建筑物时，需要选择耐火性好的材料来保护人员的生命财产安全。
三、材料的可靠性材料的选用除了要考虑性能，还要考虑其可靠性。
这涉及到材料的制造工艺、质量控制和耐久性等。
选用材料时一定要选择正规厂家生产的、经过ISO证书、品质保证等的产品。
否则，简单的用材成本计算，反而会在后期产生更大的维护和修复费用，严重影响建筑物的使用寿命。
四、材料的成本材料的成本是另外一个需要考虑的重要因素。
一般情况下，建筑材料的成本不仅有购买成本，还包括加工、运输和安装等成本。
为了控制成本，可以通过选购优质廉价的建筑材料来减少成本；也可以通过多方比较来选择性价比最高的方案。
五、材料的维护和保养最后一个需要考虑的就是材料的维护和保养。
不同的材料需要不同的维护和保养方法，需要对其每年的保养和检查进行详细的计划，以确保其性能和可靠性在长期使用中不出现严重问题。
综上所述，建筑工程中的材料选用方法与建筑的质量和寿命有着千丝万缕的联系。
建筑施工技术流程中的材料选用与管理
建筑施工技术流程中的材料选用与管理建筑施工中的材料选用与管理是保证项目质量和进展顺利的重要环节。
通过科学合理的材料选用和有效的材料管理，可以提高施工效率并保障工程质量。
本文将从材料选用的原则、材料管理的要点以及常见材料问题的解决方法等方面进行论述。
一、材料选用的原则在建筑施工过程中，不同的工程部位和环境对材料的要求不尽相同。
因此，在选用材料时，要根据各个部位的特点和要求，结合设计要求和施工条件，遵循以下原则：1. 适用性原则：选用的材料必须适应工程设计和环境要求，能够满足相应的功能和性能需求。
例如，在地下室施工中，需要选用具有防水功能的材料，以保证地下室不受潮。
2. 经济性原则：选用的材料要经济合理，既要考虑材料本身的价格，还要考虑材料的使用寿命、维护成本等因素。
在选择材料时，应进行成本效益分析，综合考虑不同方面的因素，并进行相应的比较。
3. 可靠性原则：选用的材料必须具有良好的质量和可靠性，能够满足工程的安全性和稳定性要求。
在选择材料时，要重视材料的质量检验，选择具备相关认证的知名品牌产品，并确保供应商提供质量保证。
4. 可施工性原则：选用的材料要考虑施工的可操作性和工艺要求，能够适应施工人员的技术水平和操作要求。
在选择材料时，要综合考虑材料的施工性能和施工工艺，确保施工过程的顺利进行。
二、材料管理的要点材料管理是建筑施工过程中必不可少的环节，良好的材料管理可以提高施工效率和质量，避免材料浪费和损坏。
以下是材料管理的要点：1. 采购管理：建立健全的供应商管理制度，选择合格的供应商，并与之签订正式的采购合同。
从供应商处获取原材料的相关证明和合格证，并按照要求对所购材料进行检验验收。
2. 入库管理：建立完善的入库登记制度，对进货的材料进行分类、标识和记录，并及时进行入库检验。
材料入库后，要妥善存放并做好防潮、防尘等工作。
3. 领料管理：根据施工进度和需要，合理安排材料的领取和发放。
领料时要核对数量和品种，并对领料人进行登记，严禁擅自领取材料。
建筑材料的选择与应用
建筑材料的选择与应用建筑材料是建造房屋和其他结构的基础，对建筑工程的质量和持久性起着至关重要的作用。
合理选择和应用建筑材料能够提高建筑物的使用寿命、安全性和节能性。
本文将探讨建筑材料选择的几个关键方面，包括可持续性、强度和耐久性、隔热性、防水性以及外观美观性。
一、可持续性随着人们对环境保护的关注日益增加，可持续性成为建筑领域的重要话题。
在选择建筑材料时，应优先考虑环保材料，例如可再生材料、回收材料和低碳材料。
可再生材料包括木材、竹材等，它们在生长期间可以通过再生自然资源恢复。
回收材料则是利用已使用的材料转化为新的建筑材料，如再生钢筋、废玻璃等。
此外，低碳材料指的是生产和使用过程中碳排放较低的材料，例如石膏板、轻质混凝土等。
通过选择可持续材料，可以减少资源消耗，保护环境。
二、强度和耐久性建筑材料的强度和耐久性是确保建筑物安全可靠的关键因素。
例如，用于主体结构的混凝土和钢材应具有足够的强度和刚度，以抵抗自然灾害和承受施工和使用期间的荷载。
此外，耐久性也是考虑的重要因素，建筑材料应能够抵御腐蚀、老化和变形等现象。
例如，在建造海滨地区的建筑物时，应选择具有良好抗腐蚀性能的材料，如不锈钢、耐候钢等。
三、隔热性建筑材料的隔热性能直接影响建筑物的能耗和热舒适性。
隔热材料可以减少建筑物与环境之间的热传导，提高能源利用效率。
常见的隔热材料包括聚苯板、岩棉、蓝莓棉等。
在选择隔热材料时，应注意其导热系数和保温性能，以及是否符合当地的节能标准。
合理的隔热材料选择可以降低建筑物的采暖和制冷负荷，减少能源消耗。
四、防水性建筑物的防水性是保护建筑结构和内部空间不被水侵蚀的重要因素。
建筑材料的防水性能直接关系到建筑物的使用寿命和可靠性。
例如，在建筑屋顶时，应选用具有良好防水性能的屋面材料，如水泥瓦、金属瓦等。
在地下室和卫生间等易受潮湿影响的区域，应选择具有优异防水性的材料，如防水砂浆、防水涂料等。
正确选择防水材料能够有效预防水分渗入，保护建筑物的结构完整性。
建设工程材料与技术选用方案分析
建设工程材料与技术选用方案分析引言：建设工程是现代社会发展的重要组成部分，而材料与技术的选用方案则是建设工程的核心。
在建设工程中，材料的选择和技术的应用直接影响到工程的质量、安全、经济性等方面。
因此，合理选择建设工程材料与技术方案是确保工程质量和效益的关键。
一、材料选用方案分析1.1 材料性能与工程要求的匹配在选择建设工程材料时，首先需要考虑的是材料的性能是否能够满足工程的要求。
例如，在选择混凝土材料时，需要考虑其强度、耐久性、抗渗性等性能是否能够满足工程的使用要求。
只有将材料的性能与工程要求相匹配，才能确保工程的质量和安全。
1.2 材料的可获得性除了考虑材料的性能外，还需要考虑材料的可获得性。
可获得性包括材料的供应渠道、供应稳定性、价格等因素。
在选择建设工程材料时，需要考虑材料是否容易获得，供应是否稳定，价格是否合理。
只有确保材料的可获得性，才能保证工程的顺利进行。
1.3 材料的环保性随着人们对环境保护意识的提高，建设工程材料的环保性也成为了一个重要的考虑因素。
在选择建设工程材料时，需要考虑材料的环境影响，如是否含有有害物质、是否能够循环利用等。
选择环保的建设工程材料不仅能够保护环境，还能够提高工程的可持续发展能力。
二、技术选用方案分析2.1 技术的适用性与工程要求的匹配在选择建设工程技术方案时，需要考虑技术的适用性是否能够满足工程的要求。
例如，在选择施工技术方案时，需要考虑技术的施工能力、施工周期、施工质量等因素是否能够满足工程的要求。
只有将技术的适用性与工程要求相匹配，才能确保工程的顺利进行。
2.2 技术的可操作性除了考虑技术的适用性外，还需要考虑技术的可操作性。
可操作性包括技术的易学性、易操作性、易控制性等因素。
在选择建设工程技术方案时，需要考虑技术是否容易掌握，是否容易操作，是否容易控制。
只有确保技术的可操作性，才能保证工程的施工质量和进度。
2.3 技术的创新性随着科技的不断发展，建设工程技术也在不断更新换代。
工程材料的选用与发展
热处理工艺 —— 880~920℃正火 + 500～600℃回火 + 轴颈 N化
最终组织 —— P + G + 少量F 工艺路线 —— 铸造→高温正火→高温回火→机加工→轴颈 N化
小结 本章是本课程的综合及实际应用 重点要求
在一定的服役条件下，典型零件的选材及制定热处理工艺的方法。
一般要求
1. 2. 3. 选材原则 —— 材料的使用性能、工艺性能和经济性。 典型零件的加工工艺路线。 零件失效的概念。
常见失效形式
性能要求
螺栓 传动轴
过量变形，断裂 疲劳断裂，过量变形 ，轴颈磨损 断齿，磨损， 疲劳断裂，接触疲劳 弹性失稳， 疲劳破坏
强度，塑性 综合力学性能 表面高硬度及疲劳极限 ，心部强度及韧性 弹性极限，屈强比 ，疲劳极限
传动齿轮 弹簧
压、弯 扭、弯
２.
工作环境 —— 温度，介质（如腐蚀，摩擦）。
时效（或 N化）→ 精加工 → 时效
三、经济性 —— 根本原则
１. 产品成本分析
基本材料的成本（价格、利用率）—— 占总成本的30~70% 制造（加工）成本 —— 约占零件成本的 30% 材 料 美元 / t
金 钨 钛合金 黄铜（型材） 铝合金（型材） 低碳钢（型材） 铸铁 硬质合金 19,100,000 26,000 10,190～12,720 1650～2336 2000～2440 440～480 260 66,000 材料 美元 / t 900,000,000 330,000 200,000 2400～3300 3289 1650 1430 1100-1760 1500
环境与资源原则
一、材料的使用性能 —— 首要原则
１. 零件的工作条件和失效形式 零件失效类型 变形 —— 弹、塑性变形。 断裂 —— 脆、塑性，疲劳断裂。 表面损伤 —— 磨损、腐蚀等。 零件失效的原因 —— 设计、材料、加工、安装和使用。 工作条件
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一、工程材料的应用概况与评价
表17-8 某些用塑料代替金属的应用实例
一、工程材料的应用概况与评价
表17-9 梁的候选材料的有关数据
二、齿轮类零件选材 (一) 齿ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的工作条件、主要失效形式及性能要求
(二) 常用齿轮材料
(三)典型齿轮选材实例
(一) 齿轮的工作条件、主要失效形式及性能要求
(二) 常用齿轮材料
第三节 典型零件选材与工艺分析 一、工程材料的应用概况与评价
二、齿轮类零件选材
三、轴类零件选材 四、刀具选材 五、冷作模具选材 六、热作模具选材
一、工程材料的应用概况与评价 ① 以相对单位质量价格表示，取低合金钢＝1，其他材料与之
相比。
② CFRP——碳纤维增强环氧树脂复合材料。 ③ GFRP——玻璃纤维增强聚酯复合材料。
表17-10 常用的一般齿轮材料、热处理及性能
(三)典型齿轮选材实例
三、轴类零件选材 (一) 轴的工作条件、主要失效形式与性能要求
(二) 常用轴类零件的材料
(三) 典型轴选材实例
(一) 轴的工作条件、主要失效形式与性能要求
(二) 常用轴类零件的材料
(三) 典型轴选材实例
表17-11 常用机床主轴材料、热处理、性能与用途
二、工艺性能选材原则
三、经济性能选材原则 四、价值工程选材原则 五、材料的技术经济评价指标
一、使用性能选材原则 (一)使用性能简要分类
(二)按使用性能选材的具体方法与步骤
(三)按力学性能指标选材需注意的问题
(一)使用性能简要分类
表１７-３ 使用性能的简单分类
(二)按使用性能选材的具体方法与步骤
料也将随之会有很大发展。
三、新材料研究的发展趋势 5.环境材料 环境材料是在人类认识到环境保护的重要战略意
义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的，是国
内外材料科学与工程研究发展的必然趋势。 6.智能材料 智能材料是将信息科学融合于材料性能和功能的 一种材料新构思，它的出现将使人类文明进入一个新的高度。 7.纳米材料 纳米材料是利用物质在小到原子或分子尺度以后， 由于尺寸效应、表面效应或量子效应所出现的奇异现象而发展 出来的新材料。
三、新材料研究的发展趋势 8.材料设计 21世纪将逐步实现按需设计材料，通过对材料的
组成、结构、生产工艺与材料基本性能关系的深入研究，以及
对材料在使用条件下性能变化规律的了解，材料可以实现按需 要设计，进而摆脱长期以来以经验为主研发材料的局面。 9.材料制备与表征 材料的制备技术是新材料发展的重要基础 与关键，从发展趋势来看，材料表面改性和薄层材料制备技术、 材料在不同尺度上的复合新技术、材料成分与组织的精密控制 新技术、高纯材料制备技术以及材料的智能合成与制备新技术
等都是亟待发展的共性关键技术，其中包括关键新装备的研制。
五、计算机在材料组成和结构研究及数据处理和图像处理中的 应用
六、计算机在材料性能表征和性能研究中的应用
七、材料工艺过程的优化及自动控制
八、计算机网络在材料研究中的应用
第五节 材料与环境及可持续发展 一、可持续发展的概念
二、材料与环境及其教育
三、环境材料及其研究 四、可持续发展战略下的材料选择
一、可持续发展的概念
二、材料与环境及其教育
三、环境材料及其研究
四、可持续发展战略下的材料选择 (一) 选择环境材料
(二)减少所用材料种类
(三)尽量选用不加涂、镀层的原材料 (四) 选用产品报废后能自然分解并为自然界吸收的材料 (五) 选用易回收再生的材料
(一) 选择环境材料
(二)减少所用材料种类
表17-4 几种典型零件的工作条件、失效形式和主要力学性能
(三)按力学性能指标选材需注意的问题
表17-5 不同加载方式下零件的比刚度和比强度
二、工艺性能选材原则 (一)金属材料的工艺性能
(二)高分子材料的工艺性能
(三)陶瓷材料的工艺性能
(一)金属材料的工艺性能
(二)高分子材料的工艺性能
(三)陶瓷材料的工艺性能
行成分组织性能的分析与测试，包括成分及均匀性分析、组织
及均匀性观察、与失效方式有关的各种性能指标的测试等，并 与设计要求进行比较。
四、失效分析的基本步骤与方法 4.综合分析得出结论 综合各方面的证据资料及分析测试结果，
判断并确定失效的具体原因，提出防止与改进措施，写出报告。
第二节 材料选择的原则 一、使用性能选材原则
二、失效形式
表１７-１ 零件失效形式
三、失效原因 １.设计 设计与失效之间关系密切，如结构形状不合理导致的
应力集中、安全系数选择过大或过小均是常见的设计错误。
2.材料 材料是零件安全工作的基础，因材料而导致失效主要 表现在两方面：其一是选材不当，这是最重要的原因；其二是 材质欠佳，如各种冶金缺陷(气孔、疏松、夹杂物、杂质含量等) 的存在且超过规定的标准。 3.加工 产品在加工制造过程中若不注意工艺质量，则会留下 各种冷热加工缺陷而导致零件早期失效。
强度、高比刚度、高韧性及耐磨损、耐高温、耐腐蚀的材料。
2.电子信息功能材料 信息功能材料是指信息获取、传输、转 换、存储、显示或控制所需材料，种类繁多，涉及面广。 3.能源功能材料 化石能源日益枯竭，且环境污染难以解决， 故作为新能源基础的能源材料无疑将成为材料学科的重点研究 领域。 4.生物功能材料 21世纪是生命科学大发展时代，生物功能材
三、经济性能选材原则
表17-6 部分材料的相对价格
四、价值工程选材原则 (一)价值工程的基本原理
(二)价值选材的基本要素
(一)价值工程的基本原理
(二)价值选材的基本要素
五、材料的技术经济评价指标
表17-7 材料技术经济评价体系指标
五、材料的技术经济评价指标
表17-7 材料技术经济评价体系指标
(三)尽量选用不加涂、镀层的原材料
(四) 选用产品报废后能自然分解并为自然界吸收的材料
(五) 选用易回收再生的材料
第六节 新材料研究的发展趋势 一、新材料的特点
二、 新材料和现代高新技术的关系
三、新材料研究的发展趋势
一、新材料的特点 1)具有一些优异性能或特定功能，如超高强度、超高硬度、超
二、计算机模拟的应用
三、计算机材料数据库 四、人工智能的应用 五、计算机在材料组成和结构研究及数据处理和图像处理中的 应用 六、计算机在材料性能表征和性能研究中的应用 七、材料工艺过程的优化及自动控制
八、计算机网络在材料研究中的应用
一、计算机材料设计
二、计算机模拟的应用
三、计算机材料数据库
四、人工智能的应用
第十七章 工程材料的选用与发展 第一节 零件失效分析
第二节 材料选择的原则
第三节 典型零件选材与工艺分析 第四节 计算机在材料科学中的应用 第五节 材料与环境及可持续发展 第六节 新材料研究的发展趋势
第一节 零件失效分析 一、基本概念
二、失效形式
三、失效原因 四、失效分析的基本步骤与方法
一、基本概念
四、刀具选材 (一) 机械切削刀具
(二) 日用刀具
(一) 机械切削刀具
表17-12 车刀的工作条件与推荐材料
(二) 日用刀具
表17-13 常见日用刀具与推荐材料
五、冷作模具选材
表17-14 冷挤压模的推荐材料与硬度要求
六、热作模具选材
表17-15 热作模具推荐材料与硬度要求
第四节 计算机在材料科学中的应用 一、计算机材料设计
合成技术制备多孔陶瓷材料等。
4)更新换代快、式样多变，如手机电池所采用的能源材料，在 较短的时间内便经历了Ni-Cd、Ni-H、锂离子材料的变化。
一、新材料的特点 5)新材料大多是知识密集、技术密集、附加值高的高技术材料，
而传统材料通常为资源性或劳动集约型材料。
二、 新材料和现代高新技术的关系
三、新材料研究的发展趋势 1.高性能新型结构材料 所谓高性能结构材料，主要是指高比
4.使用 零件安装时配合不当、对中不良、维修不及时或不当、
操作违反规程等均可导致工件在使用中失效。
三、失效原因
表１７-２ 零件失效的主要原因
四、失效分析的基本步骤与方法 1.调查取证 调查取证是失效分析最关键、最费力、也是必不
可少的程序，主要包括两方面内容：其一是调查并记录失效现
场的相关信息，收集失效残骸或样品；其二是查询有关背景资 料，如设计图样、加工工艺等文件、使用维修情况等。 2.整理分析 对所收集的资料、证据进行整理，并从零件的设 计、加工及使用等多方面进行分析，为后续试验明确方向。 3.试验分析 如对失效试样进行宏观与微观断口分析，确定失 效的发源地与失效形式；初步判定可能的失效原因；对材料进
塑性等力学性能，高温超导、磁致伸缩、光电转换、形状记忆
等特殊物理性能。 2)它的发展与材料科学理论的关系比传统材料更为密切，如形 状记忆合金材料与热弹性马氏体相变理论、太阳能电池材料与 光电子学理论、减振吸声材料与内耗理论等。 3)它的制备和生产往往与新技术、新工艺紧密相关，如用机械 合金化技术制备纳米晶材料、非晶态合金材料，用自蔓延高温