工程材料的分类与性能(ppt 15页)
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第二部分
工程材料
2020/9/15
工程材料
1
工程材料的分类和性能
2
金属材料及其热处理
3 工程塑料、特种陶瓷、复合材料
2020/9/15
工程材料的分类和性能
❖ 2.1.1 工程材料的分类 ➢ 工程材料学：材料学的实用部分，主要阐述结构材料 的成分、组织、性能及应用等方面的一般规律。 结构材料：工程上要求强度、韧性、塑性、硬度等机 械性能的材料。 功能材料：具有光、电、磁、热等特殊物理性能的材 料。
2020/9/15
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Ak=h1-h2
➢疲劳强度σ-1 80%的断裂由疲劳造成 经受无数次应力循环而不致断裂的最大应力值。 陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度
较高，纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。 影响因素：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹
杂物、表面状态、残余应力等。
E=σ/ε 应力应变的比值。单位 MPa E愈大，使其产生一定量弹性变形的应力也应愈大。
2020/9/15
▪ 屈服极限σs（屈服强度或屈服点） σs=Ps/Fo 金属材料开始发生明显塑性变形的抗力。 σ0.02 产生0.02%残余塑性变形的抗力的极限应力值。
用于无屈服点的中高碳钢。 脆性材料：σb=σs 灰口铸铁 ▪ 抗拉强度σb （强度极限）
2020/9/15
▪ 金属材料： 黑色金属—铁和以铁为基的合金(钢、铸铁等) 有色金属—黑色金属以外的所有金属及其合金
▪ 高分子材料： 塑料—主要指工程塑料 合成纤维—由单体聚合而成再经过机械处理成纤维材
料 橡胶—经硫化处理，弹性优良的聚合物，分通用和特
种橡胶。 胶粘剂—分树脂型、橡胶型和混合型
2020/9/15
2020/9/15
❖ 2.1.2 工程材料的性能 ➢ 力学性能－金属材料在外力作用时表现出来的性能。 外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。 载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等。 指标：硬度、强度、刚度、塑性、韧性和疲劳强度等。
2020/9/15
➢ 强度－金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 分：抗拉强度σb、抗压σbc、抗弯σbb、抗剪τb、抗
2020/9/15
Thank You !
2020/9/15
我们很容易遭遇逆境，也很容易被一次次的失败打垮。但是人生不容许我们停留在失败的瞬间，如果不前进，不会自我激励的话，就注定只能被这个世界抛弃。自我激 组成部分，主要表现在对于在压力或者困境中，个体自我安慰、自我积极暗示、自我调节的能力，在个体克服困难、顶住压力、勇对挑战等情况下，都发挥着关键性的 有弹性，经常表现出反败为胜、后来居上、东山再起的倾向，而缺乏这种能力的人，在逆境中的表现就大打折扣，表现为过分依赖外界的鼓励和支持。一个小男孩在自 对自己大喊：“我是世界上最棒的棒球手！”然后扔出棒球，挥动……但是没有击中。接着，他又对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”扔出棒球，挥动依旧没有 和球，然后用更大的力气对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”可是接下来的结果，并未如愿。男孩子似乎有些气馁，可是转念一想：我抛球这么刁，一定是个很 喊：“我是世界上最棒的挥球手！”其实，大多数情况下，很多人做不到这看似荒谬的自我鼓励，可是，这故事却深深反映了这个男孩子自我鼓励下的执著，而这执著
试样被拉断前的最大承载能力 材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值
2020/9/15
➢ 塑性－材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。 伸长率和断面收缩率表示，两个值越大塑性越好。 ➢ 硬度－金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的
一种能力。 按试验方法不同分布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、
迹往往是执著者造成的。许多人惊奇地发现，他们之所以达不到自己孜孜以求的目标，是因为他们的主要目标太小、而且太模糊不清，使自己失去动力。如果你的主要 实现就会遥遥无期。因此，真正能激励你奋发向上的是确立一个既宏伟又具体的远大目标。实现目标的道路绝不是坦途。它总是呈现出一条波浪线，有起也有落，但你 你的时间表，框出你放松、调整、恢复元气的时间。即使你现在感觉不错，也要做好调整计划。这才是明智之举。在自己的事业波峰时，要给自己安排休整点。安排出 是离开自己挚爱的工作也要如此。只有这样，在你重新投入工作时才能更富激情。困难对于脑力运动者来说，不过是一场场艰辛的比赛。真正的运动者总是盼望比赛。 很难在生活中找到动力，如果学会了把握困难带来的机遇，你自然会动力陡生。所以，困难不可怕，可怕的是回避困难。大多数人通过别人对自己的印象和看法来看自 尤其正面反馈。但是，仅凭别人的一面之辞，把自己的个人形象建立在别人身上，就会面临严重束缚自己的。因此，只把这些溢美之词当作自己生活中的点缀。人生的 上找寻自己，应该经常自省。有时候我们不做一件事，是因为我们没有把握做好。我们感到自己“状态不佳”或精力不足时，往往会把必须做的事放在一边，或静等灵 些事你知道需要做却又提不起劲，尽管去做，不要怕犯错。给自己一点自嘲式幽默。抱一种打趣的心情来对待自己做不好的事情，一旦做起来了尽管乐在其中。所以， 要尽量放松。在脑电波开始平和你的中枢神经系统时，你可感受到自己的内在动力在不断增加。你很快会知道自己有何收获。自己能做的事，放松可以产生迎接挑战的 社会，面对工作，一切的未来都需要自己去把握。人一定要靠自己。命运如何眷顾，都不会去怜惜一个不努力的人，更不会去同情一个懒惰的人，一切都需要自己去努 一时的享受也只不过是过眼云烟，成功需要自己去努力。当今社会的快速发展，各行各业的疲软，再加上每年几百万毕业生涌向社会，社会生存压力太大，以至于所有 高自己。看着身边一个个同龄人那么优秀，看着朋友圈的老同学个个事业有成、买房买车，我们心急如梵，害怕被这个社会抛弃。所以努力、焦躁、急迫这些名词缠绕 变自己，太想早一日成为自己梦想中的那个自己。收藏各种技能学习资料，塞满了电脑各大硬盘；报名流行的各种付费社群，忙的人仰马翻；于是科比看四点钟的洛杉 早起打卡行动。其实……其实我们不觉得太心急了吗？这是有一次自己疲于奔命，病倒了，在医院打点滴时想到的。我时常恐慌，害怕自己浪费时间，就连在医院打点 浪费。想快点结束，所以乘着护士不在，自己偷偷的拨快了点滴速度。刚开始自己还能勉强受得了，过了差不多十分钟，真心忍不住了，只好叫护士帮我调到合适的速 就在想，平时做事和打点滴何尝不是一样，都是有一个度，你太急躁了、太想赶超，身体是受不了的。身体是革命的本钱，我们还年轻，还有大把的时间够我们改变， 1000前面的那个若是1都不存在了，后面再多的0又有什么用？我是一个急性子，做事风风火火的，所以对于想改变自己，是比任何人都要心急。这次病倒了，个人感 一通乱忙乎才导致的，病倒换来的努力根本是一钱不值。生病的那几天，我跟自己的大学老师打了一个电话，想让老师帮我解惑一下，自己到底是怎么了。别人也很努 过我了，为啥他们反到身体倍棒而一无所获的自己却病倒了？老师开着电脑，给我分享了两个小故事讲的第一个故事是“保龄球效应”，保龄球投掷对象是10个瓶子， 分是90分，而你如果每次能砸倒10个瓶子，最终得分是240分。故事讲完，老师问我明白啥意思没？我说大概猜到一点，你让我再努力点，对吗？不对！你已经够努 告诉你，你现在就是那个每次砸倒9个瓶子的人。你累倒的原因是因为你同时在几个场馆玩，每一个场馆得分都是90分，而有些人，则是只在一个场馆玩，玩多了，他 轻松十倍，得分却还是远远超过你。老师�
▪ 陶瓷材料： 普通陶瓷—主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料 特种陶瓷—高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等烧
结材料 金属陶瓷—用生产陶瓷的工艺来制取的金属与碳化
物或其它化合物的粉末制品 ▪ 复合材料：由两种或两种以上的材料组合而成的材料
按基体相种类Biblioteka Baidu：聚合物基、金属基、陶瓷基、 石墨基等
按用途分：结构、功能、智能复合材料
维氏硬度（HV）和肖氏硬度（HS）。 布氏硬度与抗拉强度存在一定线性关系。
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➢冲击韧度：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。 ak=冲击破坏所消耗的功Ak/标准试样断口截面积F Ak=mg(H1-H2) 焦耳/厘米²（J/cm²）
ak值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，金属光 泽，呈结晶状。 ak值高，明显塑变，断口呈灰色纤维状， 无光泽，韧性材料。
扭τt。 ob弹性变形 阶段 bcd屈服阶段 dB强化阶段 Bk缩颈阶段 k试样断裂
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▪ 弹性极限σe（elastic limit）
材料拉伸时保持弹性变形，不发生永久变形的最大应力。
σe=Pe/Fo 工程上σp、σe视为同一值
刚度—表示材料弹性变形抗力的大小。 弹性模量E—是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。
工程材料
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工程材料
1
工程材料的分类和性能
2
金属材料及其热处理
3 工程塑料、特种陶瓷、复合材料
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工程材料的分类和性能
❖ 2.1.1 工程材料的分类 ➢ 工程材料学：材料学的实用部分，主要阐述结构材料 的成分、组织、性能及应用等方面的一般规律。 结构材料：工程上要求强度、韧性、塑性、硬度等机 械性能的材料。 功能材料：具有光、电、磁、热等特殊物理性能的材 料。
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Ak=h1-h2
➢疲劳强度σ-1 80%的断裂由疲劳造成 经受无数次应力循环而不致断裂的最大应力值。 陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度
较高，纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。 影响因素：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹
杂物、表面状态、残余应力等。
E=σ/ε 应力应变的比值。单位 MPa E愈大，使其产生一定量弹性变形的应力也应愈大。
2020/9/15
▪ 屈服极限σs（屈服强度或屈服点） σs=Ps/Fo 金属材料开始发生明显塑性变形的抗力。 σ0.02 产生0.02%残余塑性变形的抗力的极限应力值。
用于无屈服点的中高碳钢。 脆性材料：σb=σs 灰口铸铁 ▪ 抗拉强度σb （强度极限）
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▪ 金属材料： 黑色金属—铁和以铁为基的合金(钢、铸铁等) 有色金属—黑色金属以外的所有金属及其合金
▪ 高分子材料： 塑料—主要指工程塑料 合成纤维—由单体聚合而成再经过机械处理成纤维材
料 橡胶—经硫化处理，弹性优良的聚合物，分通用和特
种橡胶。 胶粘剂—分树脂型、橡胶型和混合型
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❖ 2.1.2 工程材料的性能 ➢ 力学性能－金属材料在外力作用时表现出来的性能。 外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。 载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等。 指标：硬度、强度、刚度、塑性、韧性和疲劳强度等。
2020/9/15
➢ 强度－金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 分：抗拉强度σb、抗压σbc、抗弯σbb、抗剪τb、抗
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Thank You !
2020/9/15
我们很容易遭遇逆境，也很容易被一次次的失败打垮。但是人生不容许我们停留在失败的瞬间，如果不前进，不会自我激励的话，就注定只能被这个世界抛弃。自我激 组成部分，主要表现在对于在压力或者困境中，个体自我安慰、自我积极暗示、自我调节的能力，在个体克服困难、顶住压力、勇对挑战等情况下，都发挥着关键性的 有弹性，经常表现出反败为胜、后来居上、东山再起的倾向，而缺乏这种能力的人，在逆境中的表现就大打折扣，表现为过分依赖外界的鼓励和支持。一个小男孩在自 对自己大喊：“我是世界上最棒的棒球手！”然后扔出棒球，挥动……但是没有击中。接着，他又对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”扔出棒球，挥动依旧没有 和球，然后用更大的力气对自己喊：“我是世界上最棒的棒球手！”可是接下来的结果，并未如愿。男孩子似乎有些气馁，可是转念一想：我抛球这么刁，一定是个很 喊：“我是世界上最棒的挥球手！”其实，大多数情况下，很多人做不到这看似荒谬的自我鼓励，可是，这故事却深深反映了这个男孩子自我鼓励下的执著，而这执著
试样被拉断前的最大承载能力 材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值
2020/9/15
➢ 塑性－材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。 伸长率和断面收缩率表示，两个值越大塑性越好。 ➢ 硬度－金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的
一种能力。 按试验方法不同分布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、
迹往往是执著者造成的。许多人惊奇地发现，他们之所以达不到自己孜孜以求的目标，是因为他们的主要目标太小、而且太模糊不清，使自己失去动力。如果你的主要 实现就会遥遥无期。因此，真正能激励你奋发向上的是确立一个既宏伟又具体的远大目标。实现目标的道路绝不是坦途。它总是呈现出一条波浪线，有起也有落，但你 你的时间表，框出你放松、调整、恢复元气的时间。即使你现在感觉不错，也要做好调整计划。这才是明智之举。在自己的事业波峰时，要给自己安排休整点。安排出 是离开自己挚爱的工作也要如此。只有这样，在你重新投入工作时才能更富激情。困难对于脑力运动者来说，不过是一场场艰辛的比赛。真正的运动者总是盼望比赛。 很难在生活中找到动力，如果学会了把握困难带来的机遇，你自然会动力陡生。所以，困难不可怕，可怕的是回避困难。大多数人通过别人对自己的印象和看法来看自 尤其正面反馈。但是，仅凭别人的一面之辞，把自己的个人形象建立在别人身上，就会面临严重束缚自己的。因此，只把这些溢美之词当作自己生活中的点缀。人生的 上找寻自己，应该经常自省。有时候我们不做一件事，是因为我们没有把握做好。我们感到自己“状态不佳”或精力不足时，往往会把必须做的事放在一边，或静等灵 些事你知道需要做却又提不起劲，尽管去做，不要怕犯错。给自己一点自嘲式幽默。抱一种打趣的心情来对待自己做不好的事情，一旦做起来了尽管乐在其中。所以， 要尽量放松。在脑电波开始平和你的中枢神经系统时，你可感受到自己的内在动力在不断增加。你很快会知道自己有何收获。自己能做的事，放松可以产生迎接挑战的 社会，面对工作，一切的未来都需要自己去把握。人一定要靠自己。命运如何眷顾，都不会去怜惜一个不努力的人，更不会去同情一个懒惰的人，一切都需要自己去努 一时的享受也只不过是过眼云烟，成功需要自己去努力。当今社会的快速发展，各行各业的疲软，再加上每年几百万毕业生涌向社会，社会生存压力太大，以至于所有 高自己。看着身边一个个同龄人那么优秀，看着朋友圈的老同学个个事业有成、买房买车，我们心急如梵，害怕被这个社会抛弃。所以努力、焦躁、急迫这些名词缠绕 变自己，太想早一日成为自己梦想中的那个自己。收藏各种技能学习资料，塞满了电脑各大硬盘；报名流行的各种付费社群，忙的人仰马翻；于是科比看四点钟的洛杉 早起打卡行动。其实……其实我们不觉得太心急了吗？这是有一次自己疲于奔命，病倒了，在医院打点滴时想到的。我时常恐慌，害怕自己浪费时间，就连在医院打点 浪费。想快点结束，所以乘着护士不在，自己偷偷的拨快了点滴速度。刚开始自己还能勉强受得了，过了差不多十分钟，真心忍不住了，只好叫护士帮我调到合适的速 就在想，平时做事和打点滴何尝不是一样，都是有一个度，你太急躁了、太想赶超，身体是受不了的。身体是革命的本钱，我们还年轻，还有大把的时间够我们改变， 1000前面的那个若是1都不存在了，后面再多的0又有什么用？我是一个急性子，做事风风火火的，所以对于想改变自己，是比任何人都要心急。这次病倒了，个人感 一通乱忙乎才导致的，病倒换来的努力根本是一钱不值。生病的那几天，我跟自己的大学老师打了一个电话，想让老师帮我解惑一下，自己到底是怎么了。别人也很努 过我了，为啥他们反到身体倍棒而一无所获的自己却病倒了？老师开着电脑，给我分享了两个小故事讲的第一个故事是“保龄球效应”，保龄球投掷对象是10个瓶子， 分是90分，而你如果每次能砸倒10个瓶子，最终得分是240分。故事讲完，老师问我明白啥意思没？我说大概猜到一点，你让我再努力点，对吗？不对！你已经够努 告诉你，你现在就是那个每次砸倒9个瓶子的人。你累倒的原因是因为你同时在几个场馆玩，每一个场馆得分都是90分，而有些人，则是只在一个场馆玩，玩多了，他 轻松十倍，得分却还是远远超过你。老师�
▪ 陶瓷材料： 普通陶瓷—主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料 特种陶瓷—高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等烧
结材料 金属陶瓷—用生产陶瓷的工艺来制取的金属与碳化
物或其它化合物的粉末制品 ▪ 复合材料：由两种或两种以上的材料组合而成的材料
按基体相种类Biblioteka Baidu：聚合物基、金属基、陶瓷基、 石墨基等
按用途分：结构、功能、智能复合材料
维氏硬度（HV）和肖氏硬度（HS）。 布氏硬度与抗拉强度存在一定线性关系。
2020/9/15
➢冲击韧度：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。 ak=冲击破坏所消耗的功Ak/标准试样断口截面积F Ak=mg(H1-H2) 焦耳/厘米²（J/cm²）
ak值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，金属光 泽，呈结晶状。 ak值高，明显塑变，断口呈灰色纤维状， 无光泽，韧性材料。
扭τt。 ob弹性变形 阶段 bcd屈服阶段 dB强化阶段 Bk缩颈阶段 k试样断裂
2020/9/15
▪ 弹性极限σe（elastic limit）
材料拉伸时保持弹性变形，不发生永久变形的最大应力。
σe=Pe/Fo 工程上σp、σe视为同一值
刚度—表示材料弹性变形抗力的大小。 弹性模量E—是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。