工程材料认知讲义全
《工程材料简介》课件
钛合金
钛合金具有高强度、轻量 化和耐腐蚀等优点,常用 于的耐腐蚀 性和高温性能,常用于制 造高温部件和化学反应容 器等。
03 非金属材料
混凝土
混凝土是一种常用的建 筑材料,由水泥、水、 骨料(沙、石)和其他 添加剂混合而成。
混凝土具有良好的抗压 性能,但抗拉强度较低 。
03
钢铁的耐腐蚀性较差,容易生锈,因此需要进行防锈处 理。
铜和铝
铜和铝是另一种常见的金属材料 ,具有良好的导电性和导热性。
铜常用于制造电线、电缆、水管 等,而铝则广泛应用于航空、建
筑和包装等领域。
铜和铝的密度较小,轻便且易于 加工,但强度和硬度相对较低。
其他金属材料
01
02
03
不锈钢
不锈钢是一种具有高度耐 腐蚀性的合金钢,广泛用 于化工、食品、医疗等领 域。
防火性能
材料的燃烧性能以及燃烧时释放的烟雾和有毒气体的量。对于 高层建筑、化工设施等,防火性能是关键的安全考量因素。
无毒与环保性
材料在使用和处置过程中对环境和人体健康的影响。例如 ,室内装修材料应尽量选择低甲醛或无甲醛的产品。
机械性能
材料的强度、韧性、耐磨性等机械性能,决定了材料在不同环境 和使用条件下的安全性。例如,汽车外壳需要具备足够的强度和
材料的循环利用
资源回收
01
将废旧材料进行回收,提取其中有价值的成分,减少对自然资
源的开采。
再生利用
02
将废旧材料经过处理后,重新加工成新的产品,降低生产成本
。
绿色建筑材料
03
采用环保、低能耗、可再生的建筑材料,减少对环境的负担。
智能材料的应用
自适应材料
能够根据环境变化自动调整性能的材料,如智能传感器、自适应 涂层等。
工程材料认知讲义
工程材料认知讲义1常见的金属及合金1.1铁和铁的合金广义的铁合金是指炼钢时作为脱氧剂、元素添加剂等加入铁水中使钢具备某种特性或达到某种要求的一种产品。
铁与一种或几种元素组成的中间合金,主要用于钢铁冶炼。
在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金,不论含铁与否(如硅钙合金),都称为“铁合金”。
习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂也包括在内。
基本分类铁合金的品种繁多,分类方法也多一般按下列方法分类:(1)按铁合金中主元素分类,主要有硅,锰,铬,钒,钛,钨,钼等系列铁合金。
(2)按铁合金中含碳量的分类,有高碳,中碳,低碳,微碳,超微碳等品种。
(3)含有两种或者两种以上合金元素的多元铁合金,主要品种有硅铝合金,硅钙合金,锰硅铝合金,硅钙铝合金,硅钡钙合金等。
(4)按生产方法分类:有高炉铁合金,电炉铁合金,炉外法(金属热法)铁合金,真空固态还原铁合金,电解法铁合金,此外还有氧化物压块与发热铁合金等特殊铁合金。
1.2金属热处理相关知识热处理是指金属材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,改变材料表面或内部的化学成分与组织,获得所需性能的一种金属热加工工艺1.正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。
2.退火annealing:将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3.淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
50CrVA弹簧钢880℃淬油金相组织4. 回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
5.调质处理(quenching and tempering):一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
工程材料绪论全解PPT课件
石器
陶器
瓷器 4
我国青铜的冶炼在夏朝(公元前2140年始)以前就开始了,到殷、西周时期已发展到很高的水 平。青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎重达8750 N, 外型尺寸为1.33 m×0.78 m×1.10 m, 是迄今世界上最古老的大型青铜器。从湖北隋县出土的战 国青铜编钟是我国古代文化艺术高度发达的见证。
1、离子键 当周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时,前者失去最外层价电子变
成带正电荷的正离子,后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。正离子和负离子由静电引力 相互吸引;同时当它们十分接近时发生排斥,引力和斥力相等即形成稳定的离子键。NaCl、CaO 、Al2O3等由离子键组成。
离子键的结合力很大,因此离子晶体的硬度高,强度大,热膨胀系统小,但脆性大。离子键 中很难产生可以自由运动的电子,所以离子晶体都是良好的绝缘体。在离子键结合中,由于离子 的外层电子比较牢固地被束缚,可见光的能量一般不足以使其受激发,因而不吸收可见光,所以
工程材料课程介绍
工程材料课程是高等院校机械类专业的一门十分重要的技术基础课。课程的任务是从机械工 程的应用角度出发,阐明机械工程材料的基本理论,了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与 性能之间的关系;介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。
本课程的目的是使学生通过学习,在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上,具 备根据机械零件使用条件和性能要求,对结构零件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步能力 。
近年来超导材料、磁性材料、形状记忆材料、信息材料等各种功能材料有很大的发展。 我国在新材料新工艺的研究和应用方面取得重大成果。 ➢ 研制成功性能优越、用途广泛的新型结构钢—贝氏体钢; ➢ 研制出零电阻温度为128.7 K的Tl-Ca-Ba-Cu-O超导体(铊系超导体); ➢ 镁铝合金的开发和应用研究取得重大成果。 ➢ 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。
常用工程材料知识讲义
工程材料的种类 金属材料的分类及应用 金属材料的性能 金属材料的加工工艺 钢材的热处理常识 常用钢材和型材
第二讲:工程材料的种类
材料是人类生产和生活的物质基础。材 料的种类很多。 工程材料顾名思义就是应用于各类工程 的材料。如机械工程,化工工程,信息工 程,环境工程,生物医学工程等等。
传统陶瓷是以无机非金 属天然矿物或化工产品 为原料,经原料处理、 成形、干燥、烧成等工 序制成的产品。然而现 代科学技术发展对材料 的性能提出了更加苛刻 的要求,单组分材料难 以满足需要.上世纪80年 代,随着陶瓷材料增强 增韧理论的发展,促使 了陶瓷基复合材料的诞 生,更好的满足了科学 发展的需要.
一般称在生活中大量采用的,已经形成工业化生产规模的高分 子为通用高分子材料,称具有特殊用途与功能的为功能高分子。 它们具有跟低分子化合物不同的许多宝贵性能。例如、弹性高、 可塑性强、耐腐蚀、电绝缘性强、气密性好等,使高分子材料 具有非常广泛的用途。
高分子材料的性能特点:
1.质量轻:密度 0.9-2.3 g/cm3 2.良好的电绝缘性: 电阻率 1016~1020Ω cm,介 电损耗极低-----优良的绝缘材料 3.隔热性:热导性只是金属的1/100至1/1000; 4.抗腐蚀性:可抵御酸,硷,盐以至王水的腐蚀 5.透光性: 与玻璃媲美 6.装饰性:可添加色料或镀色,多彩美观 7.原料来源广泛,加工成型方便,成本低.
常用工程材料知识讲座
东南大学材料科学与工程学院 吴申庆
第一讲:我们为什么要学习工程材料?
材料是用于制造有用物件的物质。我们每 天都在和各种工程材料打交道; 我们的产品是由各种工程材料制成的,产品 的品质质量往往与材料密切相关 ; 只有熟悉材料的品种,性能,特点,才能够制造 出合格的高质量的产品,提高经济效益,合理 降低成本,同时保证安全高效率的生产.
第四章工程材料基本知识
用标准试样的冲击吸收功Ak表示
5)疲劳强度
材料在无数次重复“交变应力”作用下,而不引起断裂的最 大应力值
6)耐磨性
材料在一定工作条件下抵抗磨损的能力 用体积磨损量、质量磨损量和长度磨损量来评定
退出
回 章 首
(2)工程材料的物理、化学及工艺性能 物理性能:指材料在重力、电磁场、热力等物理因素作用
下所表现出来的性能或属性,包括材料的密度、熔点、导 电性、磁性能、导热性、热膨胀性等
1) 金属材料 : 包括黑色金属(钢铁)和有色金属材料 2) 工程陶瓷 : 由金属和非金属元素的化合物所构成的
各种无机非金属材料 3) 有机高分子材料 :工程中常见的有塑料、橡胶和胶
粘剂 4) 复合材料 :将上述两种或多种单一材料人工合成到
一起的材料
退出
2. 工程材料的主要性能
(1)工程材料的力学性能 1)强度 2)塑性 3)硬度 4)冲击韧性 5)疲劳强度 6)耐磨性
化学性能:主要指材料的抗氧化性、耐蚀性和耐酸性等, 反映了材料在常温或高温环境下抵抗各种化学作用的能力。
材料工艺性能:指材料对各种加工工艺的适应性
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§4-2常用金属材料
1 . 碳素钢和合金钢
碳素钢 碳素钢工具钢 合金钢 合金钢工具钢
2 . 铸铁
灰铸铁 球墨灰铸铁 可锻铸铁 合金铸铁
3 . 有色金属材料
KT 200, KT 350,
保留灰铸铁优点,具有中碳钢优点
应用 发动机曲轴、连杆等
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• 合金铸铁
代号
KT + H + 数字 + 数字
最小抗拉强度 断后延长率
特点
KT 200, KT 350, 保留灰铸铁优点,具有中碳钢优点
工程材料及构造原理基础知识PPT演示
板岩。是一种沉积岩。板岩吸水 率较低。(市场上未区分片岩和板岩均称
文化石)
片岩: 吸水率 较高。
卵石铺贴:卵石洗净,水泥砂 浆中适量加胶水,要求边配砂浆边 施工,卵石立面的小面朝上,快终 凝时洗刷掉多余砂浆,做好养护。
人造大理石: 按照生产所用材料,一般可以 分为: 1水泥型人造大理石 2聚脂型人造大理石 3复合型人造大理石 4烧结人造大理石
木夹板墙面: 清理基层。→涂刷防潮漆。→ 挂钢网→抹灰。
普通砖墙面: 清理基层。→洒水湿润。→抹 灰。
混凝土顶棚抹灰: 要求同混凝土墙面,但使用水 泥石灰砂浆,配合比为: 1:0﹑3:2﹑5
地面垫层(找平层): 除尽地面杂物。→充分润湿地 面(但不得有积水)。→刷素水泥 浆结合层(结合层也称界面剂)。→ 结合层初凝前做水泥砂浆垫层。→ 浇水养护。
强度。指材料在外力作用下 抵抗变形和破坏的能力。根据外 力作用的方式,材料的强度有抗 拉、抗压、抗剪、抗弯强度等。
胶凝材料
1无机: 石膏(参考视频:木工01) 、 石灰、水泥。 2有机: 如建筑胶 水、乳胶、各种树脂(包括油漆)。 3聚合物:即无机胶凝材料和有机 胶凝材料混合配制。
水泥 。装饰工程常用于砌墙、 抹灰、地面垫层、铺贴石材和墙地 面砖等。 特点:经水化反应由稀变稠, 最终形成坚硬的水泥石。
干挂法施工工艺优点:1外观上避 免饰材表面发生花脸、变色、锈 斑等严重问题,结构上避免空鼓、 裂缝、脱落等问题。2结构牢固, 同时墙体负荷大为减轻。3预制吊 挂件轻巧灵活,饰面石板的质量 易于保证。4干作业状态,环境卫 生。5大量使用预制构件,施工进 度较快,周期较短。
1密度。指材料在绝对密实状 况下单位体积的质量。密度中所指 的绝对密实状况下的体积不包括材 料的孔隙体积。 2表观密度(体积密度)。指材料 在自然状况下单位体积的质量。表 观密度中所指的体积包含了材料内 部的孔隙体积。
工程材料详细概述(ppt 99页)
夹丝玻璃在受热炸裂后不会崩塌碎落,可保持整体性,阻滞 空气流动,减缓火灾蔓延的速度,争取宝贵的灭火时间,所 以夹丝玻璃可用作二级门窗防火材料。
缺点: 1、金属丝网影响玻璃的透光性能,造成视觉效果变差。 2、玻璃和金属丝网间的热膨胀系数相差较大,不能在两面
温差较大、局部受热或冷热交替部位使用。
3、应用
NOTE (1)不宜用于室外; (2)须浸水以上,晾干至表面无明水,方可
能够施工。 (3)施工时,可在水泥浆中掺入107胶。
(二) 墙地砖
(外墙装饰贴面,室内外地面装饰铺贴) 趋向:墙、地两用 表面质感:平、麻、毛、磨光、抛光、纹点、仿花岗
石、压花浮雕、无光釉、有光釉、金属光泽、防滑、 耐磨等。 颜色:红、蓝、绿等。 图案:丝网印刷可得丰富套花图案;
只能用于幕墙和外窗,不能用于天窗和其它可能产生人体撞击的场合。
玻璃品种 普通平板玻璃 半钢化玻璃
钢化玻璃
半钢化玻璃与其它品种的性能比较
相对强度
碎片
1
大,有尖角
1.5~2.0
中,少尖角
3~5
小,无尖角
破坏状态 局部破坏 整体可保持 整体崩溃
夹层玻璃
两片或多片平板玻璃间夹有机塑料透明膜,经加热、加压粘合而成 原片:普通平板玻璃、钢化玻璃、镀膜玻璃、吸热玻璃、彩色玻璃等。 属于安全玻璃。标准的“二夹一”玻璃能抵挡一般冲击物的穿透,用
适用于建筑物的门、窗、天花板、地板和隔墙;工业 厂房的天窗;商店的橱窗;幼儿园、学校、体育馆、 私人住宅、别墅、疯人院、银行、珠宝店、邮局及保 存贵重物品的建筑及玻璃易破碎建筑的门、窗等。
夹丝玻璃
玻璃板内嵌有金属丝网的平板玻璃。 玻璃体内部含金属丝网,使玻璃和金属丝网连成一个整体,
建筑材料培训讲义
建筑材料培训讲义一、建筑材料的定义与分类建筑材料是指在建筑工程中所使用的各种材料的总称。
它们是构成建筑物的物质基础,直接影响着建筑物的质量、功能、美观以及耐久性。
建筑材料的分类方式多种多样。
按照材料的化学成分,可以分为无机材料、有机材料和复合材料。
无机材料包括金属材料(如钢材、铝材)、非金属材料(如水泥、玻璃、陶瓷);有机材料有木材、塑料、橡胶等;复合材料则是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法复合而成,例如纤维增强复合材料。
按照材料在建筑物中的功能,可分为结构材料、围护材料和功能材料。
结构材料用于承受荷载,如混凝土、钢材;围护材料用于分隔空间和保温隔热,像砖块、保温板;功能材料则赋予建筑物特殊的性能,比如防水材料、防火材料。
二、常见建筑结构材料(一)钢材钢材具有强度高、韧性好、易于加工等优点,是现代建筑中不可或缺的结构材料。
常见的钢材有热轧型钢、冷轧型钢、钢板、钢管等。
不同类型的钢材在性能和用途上有所差异。
例如,高强度钢材适用于大跨度和高层建筑的结构中,能有效减轻结构自重,提高建筑的抗震性能。
(二)混凝土混凝土是由水泥、骨料(砂、石)、水以及外加剂按照一定比例搅拌而成的人造石材。
它具有抗压强度高、耐久性好、成本低等优点,广泛应用于各类建筑的基础、梁、柱、板等结构构件。
随着技术的发展,高性能混凝土、自密实混凝土等新型混凝土不断涌现,为建筑结构的创新提供了更多可能。
(三)木材木材是一种天然的建筑结构材料,具有质轻、强度较高、保温隔热性能好等特点。
在一些小型建筑和木结构建筑中,木材仍然发挥着重要作用。
但由于木材的资源有限以及防火、防腐等方面的问题,其应用受到一定限制。
三、建筑围护材料(一)砖块砖块是一种传统的围护材料,常见的有红砖、青砖和空心砖等。
红砖强度较高,但生产过程中能耗较大;青砖美观古朴,但成本相对较高;空心砖具有重量轻、保温隔热性能好等优点,是现代建筑中常用的墙体材料。
(二)砌块砌块是一种比砖块尺寸更大的砌体材料,常见的有混凝土砌块、加气混凝土砌块等。
建筑材料的认知PPT课件
其强度级别为34(32)/52(50)公斤级,广 泛用于大、中型钢筋混凝土结构。
3.Ⅲ级钢筋 Ⅲ级钢筋主要性能与Ⅱ级钢筋大致相同,
强度级别为38/58公斤级。
4.Ⅳ级钢筋 其强度级别为55/85公斤级, Ⅳ级钢筋表面
也轧有纵筋和横肋,它是房屋建筑工程的主 要预应力钢筋。
防水材料分4大类、及其特点
铲土运输机械
装载机
光轮压路机
压实机械类型
轮胎式
振动压路机
夯实压路机
起重机的 类型
起重机的分类
门桥式起 重机
臂架类起 重机
桥式起重 机
门式起重 机
固定式
门座起重机 固定起重机 汽车起重机
移动式
轮胎起重机
浮船起重机
预制桩机 灌注桩机
打桩机 振动沉拔桩机
静力压桩机 钻孔灌注桩机 沉管灌注桩机 夯扩灌注桩机
特点是连续作业、生产率 高、单位能耗较小、适于 掘硬度较低、不含大石块 的土壤。用于大型建筑、 水和采矿工程以及工作线 长的管道铺设工程,以完 成开河道、路堑、整修边
坡以及矿场剥离作业。
多斗式挖掘机
铲土运输机械
包括:推土机 装载机 铲运机 平地机 特点:1、以拖拉机为基础车组装而成
2、沿带面薄层铲土 3、短距离内自装自运
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
48Βιβλιοθήκη 谢谢大家荣幸这一路,与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师:XXXXXX XX年XX月XX日
M7.5、M10等。
《工程材料》课件
将工程材料应用于设计、制造和维护。
工程材料的教育及培训机制
大学教育
为学生提供工程材料相关专业的本科和研究生课程。
行业培训
为从业人员提供继续教育和专业培训机会。
工程材料的国际标准和贸易机制
1
贸易机制
2
国际贸易和合作促进工程材料的交流和共享。
国际标准
制定用于评估和比较材料性能的标准。
工程材料企业的管理模式和实践
管理模式
采用现代管理理念和技术,提高企业效率和竞争力。
实践
推行精益生产、质量管理和创新实践等方法。
工程材料相关学科和研究领域
1 材料科学
研究工程材料的性能、制备和改性等方面。
描述材料抵抗断裂的能力, 具有很高的韧性的材料能承 受冲击。
工程材料的加工与制造过程
1
材料选择根据特定需求选择合来自的工程材料。2加工方法
采用锻造、模压或注塑等技术将材料塑造成所需形状。
3
制造过程
通过组装、焊接或粘接等方式将部件制造成成品。
工程材料的表面处理和涂装
表面处理
如喷涂、镀铬等方法,用于增加表面硬度和耐腐蚀性。
高分子材料
具有轻质、柔韧和耐磨损等特点,广泛应用于塑料 和橡胶制品。
陶瓷材料
具有耐高温、耐腐蚀等特性,常用于航空航天和化 工领域。
复合材料
由两种或更多类型的材料组合而成,具有多种优点, 例如高强度和轻质。
工程材料的性质
1 强度
2 硬度
3 韧性
衡量材料抵抗变形和断裂的 能力。
表征材料耐划伤和穿刺的能 力。
制造业
工程材料用于制造机械零件、工具和设备。
软件在工程材料中的应用
第四章工程材料基本知识1PPT课件
h↓ HR↑ 洛氏硬度↑
退出
回
章
三、硬度
首
(二)洛氏硬度
2. 特点
①直接读数,效率高。 ②压痕小(φ1.588mm),适用于组织均匀的材料。 ③不同种类、不同级别之间的硬度值,不能直
接比较大小。
退出
回
章
四、冲击韧性
首
金属材料抵抗冲击破坏的能力
1. 试验方法
aK=—AFN—K
=—W—(h—1-—h—2)
章
一、强度
首
பைடு நூலகம்
静拉伸曲线
④ S’ B 上凸曲线段——加工硬化阶段
加工硬化:
由于塑性变形,使材 料强度增加的现象, 它是工程上常用的强 化材料的重要手段之 一。
退出
回
章
一、强度
首
静拉伸曲线
⑤ BK 下降线段——颈缩断裂阶段
抗拉强度σb:
试样被拉断前所能承 受的最大载荷处的应 力。 工程安全的保证。
退出
退出
回
章
五、疲劳强度
首
金属材料抵抗疲劳破坏的能力
1.金属的疲劳(疲劳破坏)
2.疲劳破坏机理
3.r疲:应劳力强循度环的特表征示→r=疲—σσ劳mm—极ainx—限σr
退出
回
章
五、疲劳强度
首
金属材料抵抗疲劳破坏的能力
4.疲劳强度的测量
在某一应力循环特征的 交变载荷作用下,经无 限次循环而不断裂的最 大应力值。
c.弹性—材料产生弹 性变形的能力。
刚度(弹性模量E) —材料抵抗弹 性变形的能力。
弹性↑刚度↓ 弹性变形量↑
回 章 首 退出
一、强度 静拉伸曲线 ① OE直线段——弹性变形阶段
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工程材料认知讲义1常见的金属及合金1.1铁和铁的合金广义的铁合金是指炼钢时作为脱氧剂、元素添加剂等加入铁水中使钢具备某种特性或达到某种要求的一种产品。
铁与一种或几种元素组成的中间合金,主要用于钢铁冶炼。
在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金,不论含铁与否(如硅钙合金),都称为“铁合金”。
习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂也包括在内。
基本分类铁合金的品种繁多,分类方法也多一般按下列方法分类:(1)按铁合金中主元素分类,主要有硅,锰,铬,钒,钛,钨,钼等系列铁合金。
(2)按铁合金中含碳量的分类,有高碳,中碳,低碳,微碳,超微碳等品种。
(3)含有两种或者两种以上合金元素的多元铁合金,主要品种有硅铝合金,硅钙合金,锰硅铝合金,硅钙铝合金,硅钡钙合金等。
(4)按生产方法分类:有高炉铁合金,电炉铁合金,炉外法(金属热法)铁合金,真空固态还原铁合金,电解法铁合金,此外还有氧化物压块与发热铁合金等特殊铁合金。
1.2金属热处理相关知识热处理是指金属材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,改变材料表面或内部的化学成分与组织,获得所需性能的一种金属热加工工艺1.正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。
2.退火annealing:将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3.淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
50CrVA弹簧钢880℃淬油金相组织4. 回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
5.调质处理(quenching and tempering):一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200—350之间。
1.3铝和铝的合金纯铝分冶炼品和压力加工品两类前者以化学成份Al表示,后者用汉语拼音LV(铝、工业用的)表示。
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类:形变铝合金能承受压力加工。
可加工成各种形态、规格的铝合金材。
主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。
形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。
不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。
可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金,铝锌合金和铝稀土合金,其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金,共晶硅铝合金,单共晶硅铝合金,铸造铝合金在铸态下使用。
1.4铜和铜的合金1、纯铜高品质红铜纯度高,组织细密,含氧量极低。
无气孔、沙眼、疏松,导电性能极佳,适合电蚀刻模具,经热处理工艺,电极无方向性,适合精打,细打。
2、青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。
锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。
铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。
铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用于铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。
磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。
铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金,是机械性能,物理性能,化学性能及抗蚀性能良好;粉末冶金制作针对钨钢,高碳钢、耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时,因普通电极损耗大,速度慢,钨铜是比较理想材料。
3、黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。
铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。
三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。
含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐铜合金有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。
含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。
为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。
铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。
锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。
铅能改善黄铜的切削性能;这种易切削黄铜常用作钟表零件。
黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,就是黄铜加铝铸造而成。
1.5铸铁相关知识及用途含碳量在2%以上的铁碳合金。
工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。
碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。
除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。
合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。
碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。
铸铁可分为:①灰口铸铁。
含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。
熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。
由于片状石墨存在,故耐磨性好。
铸造性能和切削加工较好。
用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。
其牌号以“HT”后面附两组数字。
例如:HT20-40(第一数字表示最低抗拉强度,第二组数字表示最低抗弯强度)。
②白口铸铁。
碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。
凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。
硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。
多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。
③可锻铸铁。
由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。
其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。
用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。
④球墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。
碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在,断口成银灰色。
比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。
其牌号以“QT”后面附两组数字表示,例如:QT45-5(第一组数字表示最低抗拉强度,第二组数字表示最低延伸率)。
用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
⑤蠕墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。
力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。
用于制造汽车的零部件。
⑥合金铸铁件。
普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。
合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。
用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
2金属材料创新应用2.1超导材料相关知识超导材料,是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。
现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。
到80年代,超导材料的应用主要有:①利用材料的超导电性可制作磁体,应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等;可制作电力电缆,用于大容量输电(功率可达10000MVA);可制作通信电缆和天线,其性能优于常规材料。
②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。
③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。
利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路的快10~20倍,功耗只有四分之一。
2014年3月28日,日本物质材料研究机构研究小组研究、合成了含有金和硅元素的新型超导化合物。
[1]研究小组在1500度、6万个大气压的高温高压条件下,使金和硅以及二硅化锶等发生化学反应,生成了被称为“SrAuSi3”的新型超导体,在1.6K绝对温度下达到超导状态。
经理论计算分析,该新型超导体电子结构与原子序号较大的金元素相比,电子数有增加、电子磁性和自旋轨道耦合均较强,属于BaNiSn3构造的化合物。
该研究成果已在美国化学学会主编的《材料化学》上发表。
[1]2.2纳米材料相关知识纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子(nano particle)组成。
纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。
其尺度已接近光的波长,加上其具有大表面的特殊效应,因此其所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。
纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。
其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产(超微粉、镀膜、纳米改性材料等),性能检测技术(化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能)。
纳米加工技术包含精密加工技术(能量束加工等)及扫描探针技术。
2.3储氢材料相关知识目前储氢材料有金属氢化物、碳纤维碳纳米管、非碳纳米管、玻璃储氢微球、络合物储氢材料以及有机液体氢化物。
下面仅就合金、有机液体以及纳米储氢材料三个方面对储氢材料加以介绍。
一,合金储氢材料储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成诸如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。
合金作为储氢材料要满足一定的要求,首先其氢化物的生成热要适当,如果生成热太高,生成的氢化物过于稳定,释放氢时就需要较高的温度.而如果生成热太低,则不易吸收氢。
其次形成氢化物的平衡压要适当,最好在室温附近只有几个大气压,便于吸放氢,而且要吸放速度快,这样才能够满足实际应用的需求。
另外合金及其氢化物对水、氧和二氧化碳等杂质敏感性小,反复吸放氢时,材料性能不至于恶化。
而且,储氢材料的氢化物还要满足在存储与运输过程中性能可靠、安全、无害、化学性质稳定等条件。
现在已研究的并且符合上述要求的有镁系、稀土系、钛系和锆系等。
在上述储氢材料中,镁系储氢合金具有较高的储氢容量,而且吸放氢平台好、资源丰富、价格低廉,应用前景十分诱人。
镁可直接与氢反应,在300—400℃和较高的压力下, 反应生成Mg和H2反应生成MgH2: Mg + H2=MgH2?△H=-74.6kJ/mol。
MgH2理论氢含量可达7.6% , 具有金红石结构, 性能较稳定, 在287 ℃时分解压为101.3kPa。