第1章材料的种类及性能

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第1章工程材料的分类与键合方式

1.3.1 金属键
周期表中I、Ⅱ、Ⅲ族元素的原子很容易丢失其价电子而成为正离子。
被丢失的价电子为全体原子所公有,这些公有化的电子叫做自由电子，它们在正离子之间自由运动，形成所谓电子气。
正离子和电子气之间产生强烈的静电吸引力，使全部离子结合起来。这种结合力就叫做金属键。
1.1 工程材料的分类 1.2 材料的键合方式
绪论
1.3 材料的键合方式
C
• 工程材料通常是固态材料，
60
是由各种原子通过原子、离
子或分子结合的特定组合而成的。
• 原子、离子或分子之间的结合力称为结合键。
• 根据结合力的强弱，可以把结合键分为强键（离子键、共价键及金属键）和弱键（分子键）两类。
1.1 工程材料的分类 1.2 材料的键合方式
绪论
绪论
学习要点：
1.1 材料的定义 1.2 材料的分类 1.3 材料的键合方式
绪论
1.1 材料的定义
材料：是指经过某种加工，具有一定结构、成分和性能，并可应用于一定用途的物质。一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为 “原料”，把经过工业加工的原料成为“材料”。
绪论
1.2 材料的分类
1.2.1 金属材料金属材料是以金属键结合为主的材料，具有良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽。
绪论
金属由金属键结合，具有度系数，即随温度升高电阻增大。 ③金属不透明并呈现特有的金属光泽。 ④金属具有良好的塑性变形能力，金属材料的强韧性好。
1.1 工程材料的分类 1.2 材料的键合方式
绪论
1.3.2 离子键
当元素周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子相接近时，正电性原子失去外层电子变为正离子，负电性原子获得电子变为负离子。正负离子通过静电引力互相吸引，当离子间的引力与斥力相等时就形成稳定的离子键。

第1章工程材料的种类和力学性能

传统的无机非金属材料之一：陶瓷
陶瓷按其概念和用途不同，可分为两大类，即普通陶瓷和特种陶瓷。
根据陶瓷坯体结构及其基本物理性能的差异，陶瓷制品可分为陶器和瓷器。
陶瓷制品
陶瓷发动机
• 普通陶瓷即传统陶瓷，是指以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎混练、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。包括日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、电瓷以及其它工业用陶瓷。
材料的强度、塑性指标是通过拉伸实验测定的。
应力 σ=F/S0
σ (N /m2) ；
F —作用力，(N) S0—试样原始截面积(m2)。
剪应力τ＝F/SO
材料单位面积上的内力称为应力（Pa），以
σ表示。
应变ε(%) ⊿L—试样标距部分伸长量，(mm)；
L0 —试样标距部分长度(mm)。ε=⊿L/L0
根据用途不同，特种玻璃分为防辐射玻璃、激光玻璃、生物玻璃、多孔玻璃、非线性光学玻璃和光纤玻璃等。
传统的无机非金属材料之三：水泥
水泥是指加入适量水后可成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能够将砂、石等材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性材料。
水泥的种类很多，按其用途和性能可分为：通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类；按其所含的主要水硬性矿物，水泥又可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥以及以工业废渣和地方材料为主要组分的水泥。目前水泥品种已达一百多种。
l lO
ll lO
lO lO
l
100lO% lO
100%
剪应变 γ 剪模量 G
a h
tan
且有 G
• 弹性变形形①的弹外性力变撤形除：后当，产变生形变随σ 即消失。

1第一章混凝土结构用材料的性能(课件)_0

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 1第一章混凝土结构用材料的性能(课件)1 第一章混凝土结构用材料的性能(课件) 混凝土结构设计原理 1 混凝土结构材料的性能本章主要讨论以下三个内容：? 钢筋的品种、级别、性能及其选用原则； ? 混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能及其选用原则； ? 钢筋与混凝土的共同工作原理。

1.1 钢筋 1.1.1 钢筋的品种与性能 1、热轧钢筋（1）、热轧钢筋的种类表 1-1 常用热轧钢筋的种类、代表符号和直径范围（2）、热轧钢筋的力学性能①应力应变曲线的一般特征及其简化②热轧钢筋的强度及弹性模量钢筋的屈服强度是混凝土结构构件设计计算时的主要依据之一。

屈服极限极限强度（强度极限）。

屈强比，钢筋的屈服强度与极限抗拉强度之比。

一般要求，屈强比小于 0.8。

③塑性性能 A、伸长率?：１ 1 混凝土结构材料的性能 ??l??l?100%。

l 当 l?5d 时，伸长率用?5 表示；当 l?10d 时，伸长率用?10 表示；当l?100mm 时，伸长率用?100 表示；d 为试件直径。

另外，还有均匀伸长率?gt。

B、冷弯性能关于伸长率和冷弯性能的试验方法，如图1 / 121-4、1-5 所示。

2、中高强钢丝和钢绞线（1）、中高强钢丝和钢绞线的力学性能（2）、中高强钢丝和钢绞线的种类（3）热处理钢筋。

3、冷加工钢筋冷加工钢筋，是指在常温下，采用某种工艺对热轧钢筋进行加工得到的钢筋。

常用的加工工艺有，冷拉、冷拔、冷轧和冷轧扭等四种工艺。

（1）、冷拉钢筋，如图 1-8 所示。

（2）、冷拔钢筋，如图 1-9、1-10 所示。

（3）、冷轧带肋钢筋，如图 1-11 所示。

（4）、冷轧扭钢筋，如图 1-12 所示。

机械工程材料复习题1

第一章材料的种类与性能1.学习本课程的主要目的是什么？为什么工程材料的知识对于机械制造工作者来说是必须具备的？2.本课程主要包括那几方面内容，其基本要求是什么？3.比较强度极限s b，屈服极限s s与s0。

2的异同，强度与刚度有何不同?4.解释下列常用机械性能指标:d，y，a k和A k，HB，HRC，HRA，HRB，HV5.硬度有何实用意义?为什么在生产图纸的技术要求中常用硬度来表示对零件的性能要求?HB与HRC分别使用哪些范围？6.为什么要研究材料的工艺性能？7.在有关工件的图纸上,出现了以下几种硬度技术条件的标注方法，这种标注是否正确？（1）600～650 HB (2）HB=200~250 kgf/mm2(3）5~10 HRC （4）70~75 HRC1.拉力试验、疲劳试验、冲击试验在试样承受的应力类型、测定的性能指标，试验的适合场合等方面区别何在？2.材料的性能包括那几方面？材料的性能与其成分、组织和加工工艺之间有什么关系？3.拉力试样的原标距长度为50mm，直径为10mm，经拉力试验后，将已断裂的试样对接起来测量,若最后的标距长度为79mm，颈缩区的最小直径为4.9mm，试求该材料的延伸率和断面收缩率的值?4.下列各工件应该采用何种硬度试验方法测定其硬度？5.（1）锉刀（2）黄铜轴套（3)供应状态的各种碳钢钢材（4)硬质合金的刀片第二章金属的结构与结晶一、名词解释晶体、非晶体；晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数；晶面、晶向、晶面指数、晶向指数;单晶体的各向异性、各向同性;点缺陷、线缺陷、面缺陷、亚晶粒、亚晶界、位错;单晶体、多晶体;过冷度;变质处理、变质剂二、判断是非1.不论在什么条件下，金属晶体缺陷总是使金属强度降低。

2.工业上常用金属中的原子排列是完整的、规则的，晶格位向也是完全一致的。

3.金属结晶时的冷却速度愈慢，过冷度愈小，金属的实际结晶温度愈接近理论结晶温度。

4.位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈小，其强度愈高.5.在金属结晶过程中,晶体成长常以树枝状方式进行的,但结晶以后一般情况下看不到树枝状晶体。

工材习题集

3．能使单晶体产生塑性变形的应力是：
（A）压应力（B）切应力（C）复合应力（D）拉应力
4．孕育剂的细化晶粒的作用是
（成化合物，并以此作为非自发形核的核心，增加晶核数
（C）提高冷却速度，增加过冷度
（D）降低液态金属的实际结晶温度，提高过冷度
5．实际晶体的冷曲线是
（D）一定温度和成分条件下，从液固两相中同时结晶一种晶体的反应
12．共析钢在727℃奥氏体化后，再缓慢加热至温度为1148℃时，珠光体的含碳量将
（A）从0.77％上升到2.11％（B）保持0.77％不变（C）高于0.77％（D）低于0.77％
13．最适合于热加工成形的相区是
（A）单相的A区（B）双相的F+A区（C）双相的L+A区（D）双相的A+Fe3C
4．已知γ－Fe的晶格常数（a=0.364nm）大于α-Fe的晶格常数（a=0.287nm），为什么γ－Fe冷至912℃转变为α-Fe时，体积反而增大？
5．画出面心立方晶体中的（100）、（110）、（111）晶面和[100]、[110]、[111]晶相，并计算以上各晶面和晶向晶面密度和晶向密度。
6．间隙固溶体与间隙化合物的区别？
10高分子材料的聚集态有、、三种。
三、选择题
1．晶体的位错属于：
（A）体缺陷（B）面缺陷（C）点缺陷（D）线缺陷
2．体心立方晶格中，密排面和密排方向分别是：
（A）(110)、<111>（B）(100)、<111>（C）(111)、<110>（D）<110>、(111)
3．面心立方结构中，密排面和密排方向分别是：
二、填空题
1．工程材料材料化过程中关键步骤分别是：金属材料；高分子材料；陶瓷材料。

建筑材料的定义与分类

建筑材料的定义与分类1. 建筑材料的定义建筑中所应用的各种材料的总称。

包括：（1）构成建筑物本省的材料，如钢材，木材，水泥，石灰，砂石等。

（2）施工过程中所用的材料，如钢，木模板，脚手架等。

（3）各种建筑器材，如给排水设备，采暖通风设备，空调，电器等。

2. 建筑材料的分类（1（2建筑材料的特点及其在工程中的地位1. 建筑材料的特点建筑材料必须具备如下四大特点：适用、耐久、量大和价廉。

2. 建筑材料在工程中的地位建筑材料是一切建筑工程的物质基础。

（1）工业建筑、水利工程、港口工程、交通运输工程以及大量民用住宅工程需要巨大的优质的品种齐全的建筑材料。

（2）建筑材料有很强的经济性，直接影响工程的总造价。

（3）建筑材料的质量如何，直接影响建筑物的坚固性、适用性、耐久性。

（4）随着人民的生活水平不断改善，要求建筑材料具有轻质、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、放火、节能等功能。

建筑材料技术标准简介1. 定义建筑材料技术标准：针对原材料、产品以及工程质量、规格、检验方法、评定方法、应用技术等作出的技术规定。

包括的内容：如原材料、材料及其产品的质量、规格、等级、性质、要求以及检验方法；材料以及产品的应用技术规范；材料生产以及设计规定；产品质量的评定标准等。

2.3.代号：反映该标准的等级或发部单位，用汉语拼音表示；标号：表示标准的顺序号，颁布年代号，用阿拉伯数字表示；名称：反映该标准的主要内容，以汉字表示。

例如：GB 175－1999硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥代号顺序号批准年代号名称意义：表示国家标准175号，1999年颁布执行，其内容是硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。

又如GB/T14684－2001建筑用砂表示国家推荐性标准14684号，2001年颁布执行的建筑用砂标准。

注意：一方面，技术标准反映一个时期的技术水平，具有相对稳定性；另一方面，所有技术标准应根据技术发展的速度于要求不断进行修订。

本课程的目的、任务与学习方法1. 目的为其他专业课程提供建筑材料的基本知识，为从事技术工作时，能合理选择和正确使用建筑材料打下基础。

应用无机化学：第一章新型无机材料概述

• 20世纪90年代开始，进入纳米陶瓷阶段——第三阶段
✓ 粉体原料的粒度是纳米量级的，显微结构中的晶粒、晶界、气孔、缺陷分布均在纳米尺度。 ✓ 纳米陶瓷表面和界面非常大，晶界对材料性能其主导影响作用 ✓ 纳米陶瓷是当前陶瓷研究的一个重要趋向，将促使陶瓷从性能到应用都提高到崭新的阶段 9
现代社会的合成材料
钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等
金属
高温结构陶瓷
高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物
材
超硬材料
碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等
料
人工晶体
铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等
生物陶瓷
长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的
载体等
21
无机复合材料
陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料
对人体有较好的适应性
心瓣膜、人造关节等
23
硬度大、耐磨损
高温炉管
透明、耐高压氧化铝陶瓷制品
高
压
钠
灯
熔点高
24
氧化铝陶瓷球磨罐
星式氧化铝陶瓷球磨机
25
高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达1万小时～2万小时，比高压汞灯寿命长2倍，高过白炽灯的寿命10倍，是目前寿命最长的灯。早在20世纪30年代初，人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光源，但一直到1960年，高压钠灯才呱呱坠地，后经不断发展改进，才得以实际应用。
2014级本科生选修课程
应用无机化学
课程内容
第一章新型无机材料概述
• 新型无机材料发展概况 • 新型无机材料特点、分类 • 新型无机材料应用领域

材料研究方法第1章绪论

一、材料结构层次
按设备的分辨率划分宏观结构显微结构亚微观结构微观结构
以人眼的分辨率为界以光学显微镜的分辨率为界
以扫描电子显微镜的分辨率为界
材料结构层次划分及所用设备
结构层次宏观结构显微结构亚微观结构物体尺寸 > 100 m 0.2-100 m 10-200 nm 研究对象观测设备
材料研究方法
主讲人：于美燕
课程性质
本课程是一门实验方法课。
光学显微分析、 X 射线衍射分析、电子显微分析、热分析、光谱分析、核磁共振分析和质谱分析是现代材料研究的常用方法，是材料工作者的眼睛，对材料进行宏观上的性能测试和微观上的成分、结构、组织的表征。
教学目的
Why：了解研究材料结构、性能的重要性 What：掌握材料结构、性能的测试方法 How：了解影响材料测试、分析结果的仪器因素
料、信息、能源誉为现代文明的三大支柱，
同时把信息技术、生物技术和新型材料作为
新技术革命的重要标志。
材料科学的任务
使用、研究和制造材料
材料是人类文明的物质基础，每一种新材料的出现和使用，都伴随着生产力和科学技术的发展，标志着人类文明的进步。
石器时代
青铜器时代
铁器时代
蒸汽机时代
材料的种类
按化学状态分：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等。按使用用途分：建筑材料、包装材料、信息材料、生物医用材料等。
课程要求

掌握基本原理
了解常用的实验方法，能设计具体课题的检测方案，并制备样品

能分析各种照片和图谱，看懂文献中的相关内容
主要参考书

本课程以王培铭等主编的《材料研究方法》为基本教材，其它可参考下列教材：

工程材料及机械制造基础习题及答案.

第一章材料的种类与性能1．强度：强度是指在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。

2．屈服强度：材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值。

3．弹性极限：产生的变形是可以恢复的变形的点对应的弹性变形阶段最大应力称为弹性极限。

4．弹性模量：材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量。

5．抗拉强度：抗拉强度是试样拉断前所能承受的最大应力值。

6．塑性：断裂前材料产生的塑性变形的能力称为塑性。

7．硬度：硬度是材料抵抗硬物压入其表面的能力。

8．冲击韧度：冲击韧度是材料抵抗冲击载荷的能力。

9．断裂韧度：断裂韧度是材料抵抗裂纹扩展的能力。

10．疲劳强度：疲劳强度是用来表征材料抵抗疲劳的能力。

11．黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，其实质是接触面在接触压力作用下局部发生黏着，在相对运动时黏着处又分离，使接触面上有小颗粒被拉拽出来，反复进行造成黏着磨损。

12．磨粒磨损：磨粒磨损是当摩擦副一方的硬度比另一方大的多时，或者在接触面之间存在着硬质粒子是所产生的磨损。

13．腐蚀磨损：腐蚀磨损是由于外界环境引起金属表面的腐蚀物剥落，与金属表面之间的机械磨损相结合而出现的磨损。

14．功能材料：是具有某种特殊的物理性能，化学性能，生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料。

15．使用性能：是指在正常使用条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，包括材料的力学性能，物理性能，化学性能等。

16．工艺性能：是指材料的可加工性，包括可锻性，铸造性能，焊接性，热处理性能及切削加工性。

17．交变载荷：大小，方向随时间呈周期性变化的载荷作用。

18．疲劳：是机械零件在循环或交变载荷作用下，经过较长时间的工作而发生断裂的现象。

20．蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。

21．脆断：在拉应力状态下没有出现塑性变形而突然发生脆性断裂的现象。

22．应力松弛：是指承受弹性应变的零件在工作过程中总变形量保持不变，但随时间的延长，工作应力自行逐渐衰减的现象。

工程材料与热加工复习资料-学生(含部分答案)

工程材料与热加工复习资料第1章材料的力学性能疲劳断口的三个区域。

疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和最后断裂区三部分组成5．金属塑性的2个主要指标。

伸长率和断面收缩率6．金属的性能包括力学性能、_物理___性能、_化学_性能和__工艺_性能。

7．材料的工艺性能包括哪些？包括铸造性、焊接性、锻压性、切削性以及热处理性。

第2章金属的晶体结构与结晶二、问答题1．金属中常见的晶体结构有哪几种？(α-Fe、γ-Fe是分别是什么晶体结构)。

体心立方体晶格、面心立方体晶格、密排六方晶格。

α-Fe 是体心立方体晶格结构γ-Fe是面心立方体晶格结构晶体和非晶体的特点和区别。

2．实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型？点缺陷、线缺陷、面缺陷。

3点缺陷分为：空位、间隙原子、置换原子4．固溶体的类型有哪几种?置换固溶体、间隙固溶体5．纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的?晶体的形成、晶体的长大6．何谓结晶温度、过冷现象和过冷度?纯金属液体在无限缓慢的冷却条件下的结晶温度，称为理论结晶温度金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象理论结晶温度与实际结晶温度的差叫做过冷度过冷度与冷却速度有何关系？结晶时冷却的速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度就越低。

7．晶粒大小对金属的力学性能有何影响?在一般情况下，晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。

细化晶粒的常用方法有哪几种?增加过冷度、变质处理、振动或搅拌8．什么是共析转变？在恒定温度下，有一特定成分的固相同时分解成两种成分和结构均不同的新固相的转变成为共析转变二、填空题1．珠光体是由___铁素体_____和____渗碳体_____组成的机械混合物(共析组织)。

2．莱氏体是由_____奥氏体___和____渗碳体_____组成的机械混合物(共晶组织)。

3．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达____2.11%______，在727℃时碳的质量分数为____0.77%___。

4. 根据室温组织的不同，钢可分为___共_____钢、____亚共____钢和____过共___钢。

常用广告材质分类及优缺点

广告材料种类及优缺点目录第一章、广告材料分类 (2)一、吸塑灯箱 (2)二、喷绘材料 (2)三、反光材料 (3)四、雕刻材料 (3)五、展示器材 (5)六、不干胶标贴 (6)七、写真耗材 (6)八、广告板材 (6)九、广告配件 (7)十、光电器材 (7)第二章、常用广告材料 (7)一、按材料分类 (7)二、按用途分类 (7)三、材料特性说明及使用环境介绍 (8)四、其他常用材料特性及使用环境介绍 (8)五、安装类型及常用地点 (8)六、水晶夜光标牌 (9)第三章、喷绘和写真 (9)一、KT板 (9)二、安迪板 (10)三、灯布 (10)四、X展架 (10)五、易拉宝 (11)六、拉网展架 (11)七、相纸 (11)八、背胶/可移背胶 (12)九、丝绢布 (12)十、网格布 (13)第四章、广告板材 (13)一、亚克力板 (13)二、芙蓉板 (14)三、密度板 (14)四、铝塑板 (14)五、双色板 (14)第五章、户外灯箱广告 (15)第一章、广告材料分类广告材料可以分为：吸塑灯箱、喷绘材料、反光材料、雕刻材料、展示器材、不干胶贴、写真耗材、广告板材、广告配件、光电器材共10种一、吸塑灯箱1.定义吸塑灯箱采用立体发光字加工技术。

由于压克力品质稳定，所以其制品具有透光性好、远视效果清晰、抗压强度高、十几年不褪色、光亮如新等其它灯箱、金属字所无法相比的特点，是永续经营、实力雄厚的商家首选之佳品。

一般小的几十元一套，大的100-300元。

2.灯箱类型方形灯箱、组合灯箱、旋转灯箱、圆形灯箱、圆形旋转灯箱、异型灯箱、椭圆灯箱、凸字灯箱、微型灯箱、公安系统新灯箱、指示牌灯箱、的士灯箱产品材质：亚克力产品配置：灯管1-4套（菲利普灯具、FSL佛山照明）固定架：挂钩/T型角/吊环/抱环/圆角灯片厚度：2.0MM、2.5MM、3.0MM铝合金宽度：6MM/8MM/10MM灯箱画面：户外背胶过防爆膜，或可丝印二、喷绘材料车身贴（中美）、单面透、双喷布、喷绘反光膜、数码网格布、网格布、喷绘墨水、Xaar128喷头、LG灯箱布、喷绘灯布1.车身贴产品特点：颜色超白，符合喷绘的本色要求吸墨颜色艳丽、规格齐全、耐候性能好、不脱落，不留残胶，易粘贴。

工程材料的分类性能及应用范围

工程材料的分类性能及应用范围第一章一、工程材料的分类、性能及应用范畴；工程材料可分为金属材料（黑色金属及有色金属）、非金属材料（高分子材料及无机非金属材料）和复合材料等。

（一）金属材料1 ．黑色金属（ 1 ）生铁、铁合金。

生铁分炼钢生铁和铸造生铁。

铁与任何一种金属或非金属的合金都叫做铁合金。

（ 2 ）铸铁。

具有优良的铸造性能和良好的耐磨性、消震性及低的缺口敏锐性。

还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。

铸铁包括：灰口铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁。

（3 ）钢。

①钢的分类如下： A ．按化学成分分类，可将钢分为碳素钢和合金钢。

B ．按冶炼质量分类，可将钢分为一般钢、优质钢和高级优质钢。

C ．按用途分类，可将钢分为结构钢、工具钢、专门性能钢等。

D ．按冶炼方法分类，可将钢分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。

E ．按脱氧程度分类，可将钢分为冷静金刚、半冷静钢和沸腾钢。

F ．按金相组织分类，在退火状态下，可将钢分为亚共析钢、共析钢、过共析钢；在正火状态下，可将钢分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢。

G ．按供应时的保证条件分类，可将钢分为甲类钢、乙类钢和特类钢。

②钢的牌号表示方法。

依照牌号能够看出钢的类别、含碳量、合金元素及其含量、冶炼质量以及应该具备的性能和用途。

例如甲类钢牌号用“A”字加上阿拉伯数字0 、1 、2 、3 、4 、5 、6 、7 表示。

又如20 号钢号，表示平均含碳量为0.20% 的钢。

再如9Cr18 表示平均含碳量为0.9% 、含Cr 量为18% 的不锈钢。

③国外钢的牌号的要紧特点方（略）。

④几种常用钢的要紧特点及用途。

A ．一般碳素钢分甲类钢和乙类钢两种。

甲类钢多用于建筑工业使用的钢筋，机械制造中使用的一般螺钉、螺母、垫圈、轴套等，也能轧成板材、型材（如工字钢、槽钢、角钢等）；乙类钢的用途与相同数字的甲类钢相同。

B ．一般低合金钢是在一般碳素钢的基础上。

加入了少量的合金元素，不仅具有耐腐蚀性、耐磨损等优良性能，还具有更高的强度和良好的力学性能。

工程材料的力学性能

解： δ５=[（71-50）/50]x100%=42% S0=3.14x(10/2)2=78.5(mm2) S1=3.14x(4.9/2)2=18.85(mm2) Ψ=[(S0-S1)/S0]x100%=24%
练习题二
某工厂买回一批材料（要求： бs≥230MPa；бb≥410MPa；δ5≥23%； ψ≥50%）．做短试样（ｌ0=5ｄ0；ｄ 0=10mm）拉伸试验，结果如下： Fs=19KN，Fb=34.5KN；l1=63.1mm； d1=6.3mm;问买回的材料合格吗？
时间。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。
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。
2．洛氏硬度：
延伸率延伸率与试样尺寸有关；δ5、δ10 (L0=5d,10d)
思考:同一材料δ5 ＞ δ10？
断面收缩率
> 时，无颈缩，为脆性材料表征；
拉
< 时，有颈缩，为塑性材料表征。
伸试
样
的
颈
缩
现
象
断裂后
练习题一
拉力试样的原标距长度为50mm，直径为10mm，经拉力试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若最后的标距长度为 71mm，颈缩区的最小直径为4.9mm，试求该材料的伸长率和断面收缩率的值？
介质）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。
指标 : 弹性、刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧
性、断裂韧度和疲劳强度等。

工程材料课后习题答案

《工程材料及机械制造基础》习题参考答案第一章材料的种类与性能（P7）１、金属材料的使用性能包括哪些？力学性能、物理性能、化学性能等。

２、什么是金属的力学性能？它包括那些主要力学指标？金属材料的力学性能：金属材料在外力作用下所表现出来的与弹性和非弹性反应相关或涉及力与应变关系的性能。

主要包括：弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。

３、一根直径10mm的钢棒，在拉伸断裂时直径变为8.5mm，此钢的抗拉强度为450Mpa，问此棒能承受的最大载荷为多少？断面收缩率是多少？F=35325N ψ=27.75%４、简述洛氏硬度的测试原理。

以压头压入金属材料的压痕深度来表征材料的硬度。

5、什么是蠕变和应力松弛？蠕变：金属在长时间恒温、恒应力作用下，发生缓慢塑性变形的现象。

应力松弛：承受弹性变形的零件，在工作过程中总变形量不变，但随时间的延长，工作应力逐渐衰减的现象。

6、金属腐蚀的方式主要有哪几种？金属防腐的方法有哪些？主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。

防腐方法：1）改变金属的化学成分；2）通过覆盖法将金属同腐蚀介质隔离；3）改善腐蚀环境；4）阴极保护法。

第二章材料的组织结构（P26）1、简述金属三种典型结构的特点。

体心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的中心和每个顶角各有一个原子。

每个体心立方晶格的原子数为：2个。

塑性较好。

面心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子。

每个面心立方晶格的原子数为：4个。

塑性优于体心立方晶格的金属。

密排六方晶格：晶格属于六方棱柱体，在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子，两个端面的中心各有一个原子，晶胞内部有三个原子。

每个密排六方晶胞原子数为：6个，较脆2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？存在点缺陷、线缺陷和面缺陷。

使金属抵抗塑性变形的能力提高，从而使金属强度、硬度提高，但防腐蚀能力下降。

3、合金元素在金属中存在的形式有哪几种？各具备什么特性？存在的形式有固溶体和金属化合物两种。

各类材质的用途及性质分析

所使
C (Cold rolled) : 冷轧
H (Hot rolled):
用的底材
热轧
C
D
E
H
底材（Commercial）
C
的种类
一般用
抽模用
深抽用
一般
硬质用
M：无处理
C：普通烙酸处理---耐蚀性良好，颜
色白色化
P：磷酸处理---涂装性良好
D：厚烙酸处理---耐蚀性更好，颜色
黄色化
后处
D
FX：无机耐指纹树脂处理---
备注
镀纯
EG
锌
SECC
（1）
铅和
合金 EG
SECC
（2）
裸露
A
镍合金
处耐蚀性
GI (Galvanized Steel) 溶融镀锌钢板——热浸镀锌
熔接
性
2>3>4>1 2>4>1>3
非合金化
GI， LG
SGCC
（3）
涂漆
性
4>2>1>3
铅和
GA， ALLOY
SGCC
（4）
加工
1>2>3>4
镍合金
性
B
(NSC)
0.6-2.0
以铝脱氧全静钢,配合严
马达外壳.油底壳.
格制程生产,因加以调整其组织轮轴盖,车灯壳,挡泥板,电
0.55-3.2 之结晶粒,具有良好加工性及时锅的外锅,小家电外壳
效性,适用于深冲成型之零部件
注:时效现象:指金属或合金性随时间变化的现象,这种现象会使合金的硬度、抗张强度增加而延展性下降，使材料之成型性降低。镀锌钢板的分类：

生物医用材料复习资料

第一章生物材料1、什么是生物医用材料？系统研究材料的结构和性能与生物功能之间的关系，尤其关注材料的种类和表面结构与细胞、蛋白以及一些生物大分子之间的相互作用机制。

第一代：生物惰性（1950-1980）第二代：生物活性或生物可吸收性（1980-1990）第三代：生物活性和生物可吸收性（1990-2000）第四代：组织工程材料、纳米生物材料（2000-至今）2、生物材料和其他材料相比的特点是什么？3、你认为研发一种具有临床应用前景和市场竞争力的生物材料制品关键要考虑哪些方面？答：研发一种具有临床应用前景和市场竞争力的生物材料制品是一个复杂而具有挑战性的任务。

以下是一些关键方面，需要在研发过程中仔细考虑：1.生物相容性和安全性：与生物体的相容性：材料应当对人体组织具有良好的相容性，避免引发免疫反应或排斥反应。

安全性评估：进行全面的安全性评估，包括细胞毒性、炎症反应等，确保材料对人体没有不良影响。

2. 功能性与性能：设计具体功能：根据应用需求，确定生物材料应具备的具体功能，如支持细胞生长、促进组织再生等。

稳定性与可控性：考虑材料的稳定性和可控性，以确保在不同环境和条件下都能维持预期的性能。

3. 可降解性与生物降解产物：可降解性设计：如果适用，考虑设计可降解的材料，以避免二次手术和潜在的并发症。

生物降解产物：研究生物降解产物的性质，确保它们不会对周围组织造成不良影响。

4. 制备工艺和成本：可扩展的生产工艺：考虑材料的制备工艺，确保可扩展到大规模生产，降低成本。

成本效益：在研发的早期阶段就要考虑成本效益，以确保最终产品在市场上具有竞争力。

5. 合规与标准：符合法规：确保研发过程符合相关的法规和伦理规范，保障临床试验和市场上的合规性。

标准遵循：遵循行业和国际标准，以提高产品的可比性和可信度。

6.临床可行性与效果验证：临床可行性研究：进行合适的临床前研究，验证生物材料的可行性和预期效果。

临床试验：在临床试验中验证生物材料的安全性和有效性，获取可靠的临床数据。

金属材料的结构与性能

第一章材料的性能第一节材料的机械性能一、强度、塑性及其测定1、强度是指在静载荷作用下，材料抵抗变形和断裂的才能。

材料的强度越大，材料所能承受的外力就越大。

常见的强度指标有屈服强度和抗拉强度，它们是重要的力学性能指标，是设计，选材和评定材料的重要性能指标之一。

2、塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的才能。

塑性指标用伸长率δ和断面收缩率ф表示。

二、硬度及其测定硬度是衡量材料软硬程度的指标。

目前，消费中测量硬度常用的方法是压入法，并根据压入的程度来测定硬度值。

此时硬度可定义为材料抵抗外表局部塑性变形的才能。

因此硬度是一个综合的物理量，它与强度指标和塑性指标均有一定的关系。

硬度试验简单易行，有可直接在零件上试验而不破坏零件。

此外，材料的硬度值又与其他的力学性能及工艺能有亲密联络。

三、疲劳机械零件在交变载荷作用下发生的断裂的现象称为疲劳。

疲劳强度是指被测材料抵抗交变载荷的才能。

四、冲击韧性及其测定材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的才能被称为冲击韧性。

为评定材料的性能，需在规定条件下进展一次冲击试验。

其中应用最普遍的是一次冲击弯曲试验，或称一次摆锤冲击试验。

五、断裂韧性材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的才能称为断裂韧性。

它是材料本身的特性。

六、磨损由于相对摩擦，摩擦外表逐渐有微小颗粒别离出来形成磨屑，使接触外表不断发生尺寸变化与重量损失，称为磨损。

引起磨损的原因既有力学作用，也有物理、化学作用，因此磨损使一个复杂的过程。

按磨损的机理和条件的不同，通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损四大根本类型。

第二节材料的物理化学性能1、物理性能：材料的物理性能主要是密度、熔点、热膨胀性、导电性和导热性。

不同用途的机械零件对物理性能的要求也各不一样。

2、化学性能：材料的化学性能主要是指它们在室温或高温时抵抗各种介质的化学侵蚀才能。

第三节材料的工艺性能一、铸造性能：铸造性能主要是指液态金属的流动性和凝固过程中的收缩和偏析的倾向。

第一章工程材料的分类与性能指标

塑料合成纤维橡胶胶粘剂
高分子材料制品
陶瓷是一种或多种金属元素同一种非金属元素(通常为氧)的化合物。
陶瓷材料属于无机非金属材料
由于大部分无机非金属材料含有硅和其它元素的化合物，所以又叫做硅酸盐材料。它一般包括无机玻璃(硅酸盐玻璃)、玻璃陶瓷(或称微晶玻璃)和陶瓷等三类。
对工程师来说，陶瓷包括种类繁多的物质，例如玻璃、砖、石头、混凝土、磨料、搪瓷、介电绝缘材料、非金属磁性材料、高温耐火材料和许多其它材料。
这就解释了为什么当橡胶暴露在阳光和空气中时会逐渐地硬化；为什么铝不能用在超音速飞机中；为什么金属在周期性载荷的作用下会产生疲劳；为什么普通钢的钻头不能象高速钢钻头那样飞快地切削；为什么磁体在射频场中会失去它的磁性；又为什么半导体在核辐射下会损坏。这类例子是数不清的。
在材料的选用中，不仅要考虑初始要求，而且要考虑那些将使材料内部结构发生变化，从而也导致材料性能发生变化的使用条件。
因此，金属材料特别是钢铁材料仍然是机械制造业使用最广泛的材料。
随着科学技术的进步，非金属材料也得到了迅速的发展。
非金属材料具有一些金属所不具备的许多性能和特点。
如耐腐蚀、绝缘、消声、质轻、加工成型容易、生产率高、成本低等。
所以非金属材料在工业中的应用日益广泛。比如高分子材料常常取代金属材料用作化工管道、
因此，要减少零件的弹性变形，提高其刚度，只能通过合理设计零件的截面形状、尺寸，并提高其结构刚度来解决。
刚度：
绝大多数机器零件在工作时基本上都是处于弹性变形阶段，即均会发生一定量的弹性变形。但若弹性变形量过大，则工件也不能正常工作，由此引出了材料对弹性变形的抵抗能力——刚度（或刚性）指标
补充篇工程材料的分类与性能

新版工程材料及机械制造基础

图
1. 强度
(1) oe段：直线、弹性变性
(2) eH段：曲线、弹性变形+塑性变形 (3) L段：水平线（略有波动）明显的塑性变形屈服现象，作用的力基本不变，试样连续伸长。 (4) Lm曲线：弹性变形+均匀塑性变形
(5) m点：出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低，拉伸力达到最大值，试样产生不均匀塑性变形,试样即将断裂。 (6) k点：试样在缩颈处断裂。
HRC 150 金刚石圆锥 20——67
淬火钢，调质钢，深层表面硬钢
1.1.3 硬度
3. 维氏硬度
(1)维氏硬度试验
原理:用夹角为136°的金刚石四棱锥体压头，使用很小试验力F （49.03-980.07N）压入试样表面，测出压痕对角线长度d。
(2)维氏硬度值
用压痕对角线长度表示。如：640HV。 (3)优缺点
3.2.2 钢的淬火与回火
1. 淬火
（1）淬火温度图
(2) 淬火冷却 • 理想冷却速度图 • 淬火冷却介质表 (3)淬透性与淬硬性
淬透性的概念：指钢在淬火时获得马氏体的能力。图 • 影响淬透性的因素 • 淬透性的实际意义 • 钢的淬火变形和开裂
2. 钢的回火
• (1) 低温回火 • (2) 中温回火 • (3) 高温回火
2.断面收缩率Z （旧标准Ψ），
指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。
Z =(S0-Su)/S0×100% S0:试件原横截面积。 Su:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。
3. 硬度
引言：
(1)定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。