工程材料学

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工程材料学课后习题答案

第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的？1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为5%-10%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。

2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。

3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？1) 碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。

2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小，大部分溶入α-Fe或γ-Fe中，少部分溶入Fe3C中，置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体（Mn,Fe）3C; Mo、W、Cr少量时，也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时，形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）MC、M2C。

ii. 当rc/rMe>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。

★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属；2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度；3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子；4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。

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。

工程材料学基础知识

Zn<30-32%:则溶解于铜内﹐塑性好﹐并随Zn增加其强度和塑性都提高﹐当Zn>45%后﹐强度和塑性急剧降低。
编号﹕ H80
铜含量黄的拼音
3.青铜(Cu-Sn﹐ Cu-Al﹐ Cu-Be等合金)﹕
以Cu-Sn为例﹕其机械性能受其Sn含量影响。并随Sn增加其强度和塑性都提高﹐当Sn >5-6%后﹐塑性急剧降低﹐工业用锡青铜的Sn含量一般在3-14%之间。
放入金属模中﹐经加热﹐加压后使其固化成型。也可采用此法﹐将浸有树脂的薄片材料﹐迭加起来﹐经加热﹐加压后﹐制成塑料层压板﹐称为层压法。
5.浇铸成型﹕将含有固化剂或催化剂和其它添加剂的熔融树脂浇入模具中﹐树脂经过固化反应﹐便固化成型。
8.聚碳酸脂(PC) ﹕抗拉﹐抗弯强度高﹐并有较高的透光率(85%)﹐可以制作齿轮﹐大型灯罩﹐防护玻璃等。
9.聚四氟乙烯(F-4)﹕不受任何化学药品的腐蚀﹐此化学稳定性优于金属﹐陶瓷。被称为“塑料王”。有毒﹐黏度高﹐所以只能采用类似粉末冶金的模压﹐烧结成型工艺。
塑料材料名词释义
二.热固性材料﹕ 1.酚醛塑料(PF)﹕以粉状供应﹐是常用的
三.塑料的成型方法﹕
1.注塑成型﹕将粉状或粒状塑料放在注塑机的料简内﹐加热融化后﹐用很高的速度将其注入合的模具内﹐冷却后脱模﹐获得所需形状的塑料制品。
2.挤压成型﹕又称挤出成型﹐将塑料粉末或颗粒﹐通过料斗加入挤压筒内﹐经加热使塑料熔融呈流动状态﹐并随着螺杆的转动不断向前推进﹐然后将塑料在压力下通
5.ABS塑料﹕A代表丙烯蜻﹐B代表丁二烯﹐S代表丙乙烯。冲击强度高﹐硬度高﹐ 良好的耐磨性﹐尺寸稳定。用途广泛﹕机械中可以制作齿轮﹐设备外科﹐化工设备的各种容器﹐管道等。电器工业中的仪表﹐设备的各种配件等。

工程材料学习题与辅导答案

工程材料学习题与辅导答案工程材料学习题与辅导答案工程材料是工程领域中至关重要的一部分，它涉及到各种各样的材料，如金属、陶瓷、高分子材料等。

学习工程材料需要掌握一定的理论知识，并且能够运用这些知识解决实际问题。

下面将提供一些工程材料学习题及其辅导答案，希望对学习者有所帮助。

1. 什么是晶体结构？请简要描述晶体结构的几种常见类型。

答：晶体结构是指由原子、离子或分子组成的结晶体中，这些原子、离子或分子的排列方式。

晶体结构的常见类型包括：立方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系、三斜晶系和六方晶系。

立方晶系具有等长的边和直角，如立方体；正交晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等；单斜晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等，并且有一个斜角；菱面晶系具有等长的边和等角，但不是直角；三斜晶系具有不等长的边和不等角；六方晶系具有等长的边和等角。

2. 什么是晶格常数？如何计算晶格常数？答：晶格常数是指晶体中晶胞的尺寸，通常用a、b、c表示。

晶格常数的计算方法取决于晶体的结构类型。

对于立方晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶体的晶胞边长得到。

对于其他晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶胞的边长和角度来计算。

3. 什么是晶体缺陷？请列举几种常见的晶体缺陷。

答：晶体缺陷是指晶体中的结构缺陷或组成缺陷。

晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。

常见的晶体缺陷包括：点缺陷有空位、间隙原子、替代原子和杂质原子；线缺陷有位错和螺旋位错；面缺陷有晶界和孪晶。

4. 什么是材料的力学性能？请简要描述材料的强度、硬度和韧性。

答：材料的力学性能是指材料在外力作用下的表现。

强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度来表示；硬度是指材料抵抗划伤或穿刺的能力，通常用洛氏硬度或布氏硬度来表示；韧性是指材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性来表示。

5. 什么是金属的晶体结构？请简要描述几种常见的金属晶体结构。

答：金属的晶体结构是指金属中原子的排列方式。

工程材料学第10章工程材料的选用

陶瓷材料的选用
• 总结词：陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特性，广泛应用于机械、化工、电子等领域。 • 详细描述：陶瓷材料如氧化铝、氮化硅等，具有优异的力学性能和化学稳定性，能够承受高温和高强度的环境。
在机械领域，陶瓷材料用于制造刀具、磨具、密封件等，具有高硬度和耐磨性，能够提高机械设备的效率和寿命。在化工领域，陶瓷材料用于制造管道、阀门、反应器等，具有高耐腐蚀性和高温稳定性，能够保证化工生产的稳定性和安全性。在电子领域，陶瓷材料用于制造电路基板、电容器、绝缘子等，具有优良的电气性能和热稳定性，能够保证电子产品的可靠性和稳定性。
透光材料
选用高透光性能的材料，如光学玻璃、聚合物等，用于制造眼镜片、镜头等。
滤光材料
选用具有特定光谱透射性能的材料，如红外截止滤光片、紫外滤光片等。
反射材料
选用具有高反射性能的材料，如金属膜、铝膜等，用于制造反射镜、凹面镜等。
05 工程材料选用的合材料
利用先进技术制备高性能复合材料，提高材料的强度、刚度和耐久性，满足高端装备和产品的需
04 功能材料的选用
电功能材料的选用
电绝缘材料
选用高绝缘性能的材料，如陶瓷、玻璃、聚合物等，用于制造绝缘子、绝缘套管、绝缘胶带等。
导电材料
选用高导电性能的材料，如铜、铝、银等，用于制造电线、电缆、电极等。
压电材料
选用具有压电效应的材料，如石英、锆钛酸铅等，用于制造压电器件。
热电材料
选用具有热电效应的材料，如碲化铋、碲化铅等，用于制造热电器件。
复合材料的选用
• 总结词：复合材料是由两种或多种材料组成的新型材料，具有各组成材料的优点，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

工程材料学考试卷及答案

《工程材料学》考试题一、填空题：（每小题1分，共15分）1、组成物质的质点（原子、离子或分子）间的相互作用力称为结合键，主要有共价键、离子键、金属键和分子键四种。

2、距液固界面距离越远，液相的温度越高的温度分布是正温度梯度；距液固界面距离越远，液相的温度越低的温度分布是负温度梯度。

3、随着变形量的增加，晶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。

4、根据石墨的形态分类，铸铁可分为灰铸铁（石墨为片状）、可锻铸铁（石墨为团絮状）、球墨铸铁（石墨为球状）、蠕墨铸铁（石墨为蠕虫状）5、按照含碳量高低，钢可以分为低碳钢（Wc≤0.3%）、中碳钢（0.3%<Wc<0.6%）、高碳钢（Wc≥0.6%）；根据合金元素总量的多少，钢可以分为低合金钢（Wme≤5%）、中合金钢（5%<Wme<10%）、高合金钢（Wme≥10%）。

6、随着回火温度的升高，钢的强度、硬度不断降低，塑性、韧性不断提高。

7、钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力，钢的淬透性大小用规定条件下淬火获得的淬透层深度来表示，淬透层越深，其淬透性越好。

8、钢在固态加热、保温和冷却过程中，会发生一系列组织结构的转变，这种发生组织转变所对应的温度称为相变温度或临界点。

9、冷变形金属在加热时，回复和再结晶的驱动力是储存能或畸变能，晶粒长大的驱动力是界面能。

10、面心立方的原子密排面为（111），密排方向为[110]。

11、任何一种物质的结晶过程都是由晶核形成和晶核长大两个基本过程组成。

12、合金组元通过相互溶解形成的一种成分及性能均匀、结构与组元之一相同的固相，称为固溶体。

合金组元相互作用形成晶格类型和特征完全不同于任一组元的新相，称为中间相或金属化合物。

13、金属的塑性变形主要是由位错运动引起的，因此，阻碍位错运动是强化金属的主要途径。

14、晶体的物理性质表现为各向异性，有固定的熔点；非晶体的物理性质表现为各向同性，没有固定的熔点。

工程材料学

1.工程材料学：是材料学的实用部分,主要阐述金属材料的成分、组织、性能及应用等方面的一般规律。

2.材料的分类1、金属材料①黑色金属—铁和以铁为基的合金(钢、铸铁等)②有色金属—黑色金属以外的所有金属及其合金。

2、高分子材料①塑料—主要指工程塑料。

又分热塑性和热固性塑料。

②合成纤维—由单体聚合而成再经过机械处理成纤维材料。

③橡胶—经硫化处理，弹性优良的聚合物.④胶粘剂—分树脂型、橡胶型和混合型。

3,陶瓷材料4,复合材料3.金属键：金属正离子与自由电子间的静电作用，使金属原子结合起来形成金属整体，这种结合方式称为金属键。

4.离子键：当正电性金属原子与负电性非金属原子形成化合物时，通过外层电子的重新分布和正、负离子间的静电作用而相互结合，故称这种结合键为离子键。

5.共价键：当两个相同的原子或性质相差不大的原子相互接近时，它们的原子间不会有电子转移。

此时原子间借共用电子对所产生的力而结合，这种结合方式称为共价键。

6.分子键：这种存在于中性的原子或分子之间的结合力称为分子键。

共价键晶体和离子键晶体结合最强，金属键晶体次之，分子键晶体最弱。

7.晶体：材料中的原子（离子、分子）在三维空间呈规则、周期性排列。

非晶体：原子无规则堆积，也称为“过冷液体”。

8.晶体中原子（分子和离子）在空间的规则排列的方式称为晶体结构。

把每一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。

晶格中的每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面称为晶面，由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。

9.①体心立方晶格特点：具有相当高的强度和较好的塑性。

这种晶格的金属有：铬、钼、钨、钒和铁（912℃以下，α—Fe ）等。

晶胞原子数：2，原子半径：致密度：0.68致密度=Va /Vc。

②面心立方晶格特点：塑性良好。

这种晶格的金属有：铝、钢、镍和铁（912℃—1394℃，γ—Fe)等。

晶格常数：a=b=c；晶胞原子数：4，原子半径：致密度：0.74.③密排六方晶格属于密排六方晶格的金属有C（石墨）Be、Mg、Zn、Cd、α-Co、Ti等。

工程材料学实验报告

一、实验名称工程材料学实验二、实验目的1. 熟悉工程材料的基本性能和测试方法。

2. 了解不同工程材料的结构特点及其应用。

3. 掌握材料的力学性能、热性能和化学性能的测试方法。

三、实验时间2023年X月X日四、实验地点XX大学材料科学与工程学院实验室五、实验仪器与材料1. 仪器：- 电子万能试验机- 高温炉- 热分析仪- 水平式冲击试验机- 氧化锆磨损试验机- 显微镜- 尺寸千分尺- 精密天平2. 材料：- 钢铁材料- 铝合金材料- 塑料材料- 橡胶材料六、实验内容及步骤1. 材料力学性能测试（1）拉伸实验：将材料试样安装在电子万能试验机上，进行拉伸实验，记录试样断裂时的最大载荷和伸长量。

（2）压缩实验：将材料试样安装在电子万能试验机上，进行压缩实验，记录试样压缩过程中的最大载荷和压缩量。

2. 材料热性能测试（1）高温实验：将材料试样放入高温炉中，加热至预定温度，记录材料在高温下的变形和重量变化。

（2）热分析实验：将材料试样放入热分析仪中，记录材料在加热过程中的热重变化和热失重曲线。

3. 材料化学性能测试（1）腐蚀实验：将材料试样浸泡在腐蚀溶液中，观察材料表面变化，记录腐蚀速率。

（2）磨损实验：将材料试样放入氧化锆磨损试验机中，进行磨损实验，记录材料磨损量。

4. 材料微观结构观察（1）金相实验：将材料试样进行磨光、抛光、腐蚀等预处理，利用显微镜观察材料的微观结构。

（2）尺寸测量：利用尺寸千分尺测量材料的尺寸，记录测量结果。

七、实验结果与分析1. 材料力学性能分析根据实验数据，分析不同材料的拉伸强度、压缩强度、屈服强度、延伸率等力学性能，对比不同材料的力学性能差异。

2. 材料热性能分析根据实验数据，分析不同材料的热膨胀系数、热导率等热性能，对比不同材料的热性能差异。

3. 材料化学性能分析根据实验数据，分析不同材料的耐腐蚀性、磨损性能等化学性能，对比不同材料的化学性能差异。

4. 材料微观结构分析根据显微镜观察结果，分析不同材料的晶粒大小、组织结构等微观结构特点，对比不同材料的微观结构差异。

工程材料学材料的性能

度
计
压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。
压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。
符号HBS或HBW之前的数字表
布氏
示硬度值，之后的数字按顺序
硬度
分别表示球体直径、载荷及载荷
压痕
保持时间, 如120HBS10/1000/30
热处理和切削性能等。
材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。
外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。
五万吨水压机
应力 = P/F0
低碳钢
应变 = (l-l0)/l0
的
应力
机拉伸
应
试
变
验
曲
线
-
拉伸试样
一、弹性和刚度
弹性：材料承受最大弹性
低、中回火钢
钛基复合材料铝合金
0.2
条件屈服强度0.2：残余变形量为 0.2%时的应力值。工程屈服强度
塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力. 指标为：
伸长率：
l1 l0 100%
l0
断面收缩率： F0 F1 100%
拉伸
F0
试
样
的
颈
缩
现
象
断裂后
说明： ① 用面缩率表示塑性比伸长率更接近真
疲劳应力示意图
疲劳曲线示意图
交变应力
重复应力
疲劳断口
轴的疲劳断口
疲劳辉纹（扫描电镜照片）
通过改善材料形状结构，减少表面缺陷，提高表面光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力.
五、硬度

工程材料学课程简介

《工程材料学》课程简介课程类别：专业核心课课程代码：B431005课程名称：工程材料学；Engineering Materials学时学分：32学时；2学分预修课程：无适用专业：机械电子工程内容简介：工程材料学是高等学校机械类及近机类各专业重要的的技术基础课,是引导学生进入专业领域的入门课程，对学生获取机械制造工艺知识、培养工程实践能力和创新意识及后续专业课程的学习都起非常关键作用。

课程内容理论与实践并重，涵盖材料科学的基础知识和基本理论、工程材料的强韧化原理与方法及工艺、常用机械工程材料的结构与性能特征、工程材料的合理选用四大部分，涉及金属、陶瓷、高分子和复合材料等四大常用工程材料的结构、组织、性能、凝固、塑性加工、热处理原理与工艺、应用、失效分析及选材等，具有新概念多、知识面广、综合性强、实践和应用性强等特点，是后续机械零件及设计等课程和专业课程的重要基础。

课程的主要任务是阐述各种常用工程材料的化学成分、组织结构、加工工艺、使用性能及实际应用等方面的基本知识、基础理论和基本规律，阐明常用工程材料成分-组织结构-性能-应用四者间的关系，为工程结构和机械零部件的设为工程结构和机械零部件的设计、制造和正确使用提供有关合理选材、用材的必要理论指导和实际帮助。

课程目标是着力培养学生自主学习、实践创新和综合应用的能力与素质，扎实掌握有关工程材料的基本理论、基础知识和基本技能，了解各种先进工程材料和先进工艺的新进展；掌握常用工程材料的分类、基本性能及用途，掌握常用工程材料成分-组织结构-性能-工艺-应用间的内在关系和规律，熟悉工程材料分析的常用方法，掌握塑性、热加工工艺对材料组织性能的影响规律和相关机理，掌握工程材料的选材和用材原则，并具有根据零部件的服役条件和性能要求，会合理地选择热处理工艺和材料加工的工艺路线，进行初步的质量分析和失效分析，为后续专业课程的学习和以后的工程实践工作打下坚实基础。

教材和参考资料：教材: 徐自立编，《工程材料及应用》，华中科技大学出版社，2007年第1版参考资料:1．张彦华编，《工程材料学》，科学出版社，2010年第1版2．连法增编，《工程材料学》，东北大学出版社，2005年第1版撰写人：袁作彬审核人：×××日期：×××年××月。

工程材料学知识点总结

工程材料学知识点总结材料的基本性质：密度：指单位体积内的质量，密度越大，材料的质量就越大。

弹性模量：反映材料在受力时产生弹性变形的能力，弹性模量越大，材料的刚度越大。

强度：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、抗压、抗剪能力就越强。

韧性：表示材料在受外力作用下能够吸收能量的能力，韧性好的材料抗冲击性更佳。

硬度：指材料的抗划伤、抗刮伤能力，硬度大的材料更不容易被损伤。

热膨胀系数：反映材料在温度变化时产生体积膨胀或收缩的程度。

钢的分类与特性：分类：钢按成分可分为碳钢、合金钢和特种钢；按用途可分为结构钢、工具钢和耐磨钢。

特性：以铁素体为例，它是碳在α-Fe中的间隙固溶体，硬度低而塑性高，具有铁磁性。

金属的塑性变形与加工硬化：滑移变形：单晶体金属在拉伸塑性变形时，晶体内部沿特定晶面和晶向发生相对滑移。

加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度增加，导致金属的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。

晶体缺陷与强化：晶体缺陷：包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。

强化机制：室温下，金属的强度随晶体缺陷的增多而迅速下降，但当缺陷增加到一定数量后，金属强度又会随缺陷的增加而增大。

结晶与过冷：结晶过程：金属结晶是晶核不断形成和长大的过程。

过冷现象：实际结晶温度低于理论结晶温度，过冷度与冷却速度有关。

这些只是工程材料学的一部分知识点，实际上该领域涉及的内容远不止这些。

在学习工程材料学时，需要深入理解各种材料的性质、制备工艺、应用领域以及相关的工程实践。

同时，也需要关注新材料的发展趋势和研究动态，以便更好地应对工程实践中的挑战和需求。

工程材料学

工程材料学工程材料学是一门研究材料的组成、结构、性质以及在工程中应用的学科。

它是工程技术领域中的重要基础学科，对于提高工程质量、延长工程寿命和降低工程成本起着至关重要的作用。

工程材料学的研究内容包括金属材料、非金属材料和复合材料等。

金属材料主要包括铁、铝、钢、铜等，具有良好的导热性和导电性，广泛应用于建筑、机械、电子等领域。

非金属材料包括陶瓷、玻璃、塑料等，具有良好的绝缘性能、抗腐蚀性能和耐高温性能，广泛应用于电子、化工、医疗等领域。

复合材料包括纤维增强复合材料和金属基复合材料等，具有高强度、高刚度和轻质化的特点，广泛应用于航空航天、船舶和汽车等领域。

工程材料学主要研究材料的结构和性质。

材料的结构包括晶体结构和非晶体结构，通过研究材料的结构，可以了解材料的各种性能。

材料的性质包括力学性能、物理性能和化学性能等，这些性能决定了材料在工程中的应用范围和使用寿命。

工程材料学的研究方法包括实验方法和理论方法。

实验方法通过实验测试和观察来确定材料的性能和结构。

理论方法通过数学和物理等学科的知识来分析和计算材料的性能和结构。

实验方法和理论方法相互补充，共同推动了工程材料学的发展。

工程材料学的应用范围广泛，几乎涉及到所有的工程领域。

在建筑行业中，工程材料学能够提供合适的材料选择和设计方案，确保建筑结构的安全和稳定。

在机械行业中，工程材料学能够提供合适的材料选择和加工工艺，实现机械设备的高效运行。

在电子行业中，工程材料学能够提供合适的材料选择和制备方法，实现电子设备的高性能和长寿命。

总之，工程材料学是一门和工程密切相关的学科，它研究材料的结构和性能，并将其应用于工程实践中。

通过工程材料学的研究，能够提高工程质量、延长工程寿命和降低工程成本，为人类社会的发展做出重要贡献。

工程材料学

工程材料性能包括：1.使用性能①力学性能（强度、硬度、塑韧性、疲劳强度、弹性模量）②物理性能（热电磁光等）③化学性能（耐高温、耐腐蚀、抗氧化等）2.工艺性能（铸造。

锻造、焊接、热处理、切削加工）。

化学成分、组织结构、加工工艺与材料性能的关系：材料化学成分和组织结构是其性能的内部依据，材料的制备工艺、加工变形和热处理决定了组织结构，材料性能是具有一定化学成分和组织结构的外在表现。

Me对金属材料的作用：①Me固溶于基体：固溶强化，降低高温元素扩散速度，提高材料高温力学性能，形成沉淀。

②弥散于第二相：第二相强化，提高塑韧性，若第二项高温性能好还可以提高材料高温力学性能。

③与杂质元素结合：防止晶界偏聚和沿晶界析出，提高塑韧性。

④细化晶粒，提高材料强韧性。

⑤抑制元素扩散：减慢钢A化过程，提高钢A化温度，提高钢的回火稳定性，提高A稳定性提高钢的淬透性，降低钢的焊接性。

⑥Cr、Al、Si在钢表面形成钝化膜，提高基体电位，提高材料耐蚀性。

碳化物的稳定性由什么决定：从热力学角度，取决于碳化物的生成热和形成自由能，碳化物的生成热越大，稳定性越高。

碳化物高温稳定性对刚的影响：①稳定性大则可显著提高钢的回火温度，使基体恢复得比较充分，残余A转变较完全，碳化物保持高弥散度，使钢在强度和韧性方面得到较好配合。

②碳化物作为强化相，稳定性大，在温度及应力长期作用下不易聚集长大，保持原组织形貌，可大大提高材料高温使用寿命。

合金元素与铁的相互作用的工程实际意义：为了保证钢具有良好的耐蚀性(如不锈钢)，需要在室温下获得单一相组织，就是运用合金元素与铁的相互作用规律，通过控制钢中合金元素的种类和含量，使钢在室温条件下获得单相奥氏体或铁素体等单一组织来实现。

合金元素与碳相互作用的实际意义：一方面关系到所形成碳化物的种类、性质和在钢中的分布，而所有这些都会直接影响到钢的性能；同时对钢的热处理亦有较大影响。

另一方面由于合金元素与碳有着不同的亲和力，对相变过程中碳的扩散速度有较大影响；碳化物形成元素阻碍碳的扩散，降低碳原子的扩散速度；弱碳化物形成元素及大多数非碳化物形成元素则无此作用，甚至某些元素(如钴)还有增大碳原子扩散的作用。

工程材料学

工程材料学》《工论
概述
一、工程材料什么是工程材料？印象中工程材料是哪类材料？什么是工程材料？印象中工程材料是哪类材料？是否联想到：建筑工程、桥梁、企业建设所用到的材料？是否联想到：建筑工程、桥梁、企业建设所用到的材料？实际上工程材料的含义远非如此，凡与工程有关的材料均谓之工程材料。实际上工程材料的含义远非如此，凡与工程有关的材料均谓之工程如机器零件（轴承、弹簧等部件）工模具、量具、如机器零件（轴承、弹簧等部件）、工模具、量具、工业加热炉内的构飞机发动机涡轮叶片、高分子材料中的粘结剂、件、飞机发动机涡轮叶片、高分子材料中的粘结剂、防宇宙射线的宇航服（芳香族聚酰胺纤维）、镍氢电池中的储氢合金………… 芳香族聚酰胺纤维）工程材料按其性能特点分为结构材料和功能材料两大类。工程材料按其性能特点分为结构材料和功能材料两大类。结构材料以力学性能为主,兼有一定的物理、化学性能。以特殊的物理、力学性能为主,兼有一定的物理、化学性能。功能材料以特殊的物理、化学性能为主,如那些要求有电、热等功能和效应的材料。学性能为主,如那些要求有电、光、声、磁、热等功能和效应的材料。总之，工程材料包括了与工农业、总之，工程材料包括了与工农业、国防尖端技术等各行各业有关的所有材料。按照其基本成分分类见图1 有材料。按照其基本成分分类见图1－1。
二、新材料发展趋势 1．继续重视高性能的新型金属材料指具有高强度、高韧性、耐高温、耐低温、抗腐蚀、指具有高强度、高韧性、耐高温、耐低温、抗腐蚀、抗辐射等性能的材料。这种材料与发展空间技术、核能、的材料。这种材料与发展空间技术、核能、海洋开发等工业有着极其密切的关系。新材料是依靠新技术和新工艺发展的。例如，其密切的关系。新材料是依靠新技术和新工艺发展的。例如，合金成分的物理冶金设计，微量元素的加入与控制，成分的物理冶金设计，微量元素的加入与控制，特殊组织结构的控制等，可大幅度提高材料的性能。面向21世纪， 21世纪制等，可大幅度提高材料的性能。面向 21 世纪，金属材料仍占主导地位。地位。 2．结构材料趋向于复合化尽管金属材料采用了一系列强韧化措施及发展了非金属材料，尽管金属材料采用了一系列强韧化措施及发展了非金属材料，如高分子材料和陶瓷材料,但由于单一材料存在难以克服的某些缺点，高分子材料和陶瓷材料,但由于单一材料存在难以克服的某些缺点，如脆性、弹性模量低、比强度不足等。如脆性、弹性模量低、比强度不足等。所以把不同的材料进行复合以得到优于原组分性能的新材料，以得到优于原组分性能的新材料，就成为结构材料发展的一个重要趋势。如玻璃树脂基的第一代复合材料，趋势。如玻璃树脂基的第一代复合材料，碳纤维增强树脂基的第二代复合材料，第三代复合材料则是正在发展的金属基、代复合材料，第三代复合材料则是正在发展的金属基、陶瓷基及碳基复合材料。复合材料在航空、基复合材料。复合材料在航空、航天工业和汽车工业中获得了广泛的应用，在化工设备和其它方面也有较多的应用。的应用，在化工设备和其它方面也有较多的应用。

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。