工程材料学 1
工程施工材料学
工程施工材料学是一门研究工程施工中使用的各种材料的特性和应用的学科。
工程施工材料学对于保证工程质量、提高工程效益、降低工程成本具有重要意义。
本文将从工程施工材料学的定义、研究内容、作用和意义等方面进行探讨。
一、工程施工材料学的定义工程施工材料学是一门综合性学科，它以材料科学为基础，结合工程施工的实际情况，研究工程施工中使用的各种材料的特性和应用。
工程施工材料学涉及的材料包括混凝土、钢材、木材、土工材料、保温材料、装饰材料等。
二、工程施工材料学的研究内容工程施工材料学的研究内容包括以下几个方面：1. 材料的基本性质：研究材料的力学性能、物理性能、化学性能等基本性质，为工程设计提供依据。
2. 材料的制备和加工：研究材料的制备方法、加工工艺和质量控制方法，以保证材料的性能和质量。
3. 材料的应用：研究材料在工程施工中的具体应用，包括施工工艺、施工技术和管理等方面。
4. 材料的选择和评价：研究如何根据工程特点和设计要求，合理选择材料，并进行评价。
5. 材料的改性和改性技术：研究如何通过改性和改性技术，提高材料的性能和应用范围。
三、工程施工材料学的作用和意义工程施工材料学在工程施工中具有重要作用，主要体现在以下几个方面：1. 保证工程质量：工程施工材料学通过对材料的研究和应用，可以保证工程的质量和性能。
2. 提高工程效益：工程施工材料学可以提高材料的利用效率，降低工程成本，提高工程效益。
3. 促进技术创新：工程施工材料学的研究和应用，可以推动工程施工技术的发展，促进技术创新。
4. 保障人身安全：工程施工材料学可以研究出更安全、更可靠的材料，保障工程施工中的人身安全。
5. 保护环境：工程施工材料学可以研究出更环保、更可持续的材料，推动工程施工的可持续发展。
总之，工程施工材料学是一门非常重要的学科，它对于保证工程质量、提高工程效益、降低工程成本具有重要意义。
我们应该加强对工程施工材料学的研究和应用，推动工程施工技术的发展，为我国工程建设做出更大的贡献。
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。
工程材料学教学大纲.doc
《工程材料学》教学人纲学分：2 总学时：36理论学时：27 实验学时：9适用专业：农机化、农机化师范大纲执笔人：许令峰大纲审定人：赵立新一、说明1.课程的性质、地位和任务材料是现代工业技术的物质基础，正确选择材料，确定合理的加工工艺，使零件既能满足性能要求，又能充分发挥材料的潜力，是一个机械工程人员必须具备的能力。
工程材料学是研究常用工程材料的实用性能与化学成分、内部显微组织之间的相互关系，找出其内在规律，以便采用合理的热处理工艺方法，来控制其内部组织，提高材料的性能。
2.课程教学的基本要求理论知识方面：本课程是一门与牛产实践联系很密切的课程，在课程学习前，应进行金工实习，以便学生建立有关材料与工艺的感性知识。
应安排学生在学完机械制图、机械制造基础等有关基础课或专业基础课程之后的第四学期，内容上注意与以上学科的衔接，并避免不必要的重复，课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容，使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识，具备根据零件工作条件合理选择和使用材料，正确制定热处理工艺方法，妥善安排工艺路线的初步能力。
由于材料学的不断发展，知识不断更新，所以授课教师在吃透教材的基础上，应广泛阅读有关参考资料，紧跟本学科的发展,备课过程中随时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要发展及发展动向。
实验技能方面：观察材料內部组织结构必须借助于金相显微镜或其他仪器，学生必须首先掌握金相显微镜的构造及使用，并且学会金相显微试样制备。
还应掌握不同含碳量的碳钢硬度的测定。
3.课程教学改革总体设想：在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关材料学方面的理论知识。
除课堂教学外，尚需进行必要的课堂讨论和习题课等，以进一步培养学牛分析问题和独立工作的能力.教学大纲内容（一）课堂理论教学第一章：金属的机械性能（1学时）拉伸图的分析，弹性和刚度、强度、塑性、硬度、疲劳强度、冲击韧性和断裂韧性的含义。
《工程材料学1》习题
《工程材料》习题第一章第二章习题一、名称解释疲劳强度、过冷度、晶格、变质处理、晶体结构、晶体二、判断题1、金属结晶的必要条件是快冷。
2、细晶粒金属的强度高但塑性差。
3、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
4、金属的晶界是面缺陷。
晶粒越细，晶界越多，金属的性能越差。
5、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
6、晶界是一种面缺陷，所以晶界面积越大，金属的机械性能越差。
7、实际金属在不同方向上的性能是不一样的。
8、所有金属材料在拉伸时均有明显的屈服现象。
三、选择题1、决定金属结晶后晶粒大小的因素a)液态金属的形核率b)金属的实际结晶温度c)结晶速率d)晶核的长大速率2、工程上使用的金属材料一般都具有a)各向异性b)各向同性c)伪各向异性d)伪各向同性3、金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度a)越高b)越低c)越接近理论结晶温度d)不能确定4、多晶体的晶粒越细，则其a)强度越高，塑性越好b)强度越高，塑性越差c)强度越低，塑性越好d)强度越低，塑性越差5、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化6、铸造条件下，冷却速度越大，则a)过冷度越大，晶粒越细b)过冷度越大，晶粒越粗c)过冷度越小，晶粒越细d)过冷度越大，晶粒越粗四、填空题1、金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越，晶粒越，强度越，塑性越。
2、金属的结晶主要由和两个基本过程组成。
3、金属结晶过程中，细化晶粒的方法有、和。
4、实际金属中存在、、缺陷。
其中，位错是缺陷，晶界是缺陷。
第三章习题一、名称解释固溶强化弥散强化相金属化合物固溶体二、判断题9、金属化合物相与固溶体相的本质区别在于前者的硬度高、脆性大。
10、由于溶质原子对位错运动具有阻碍作用，因此造成固溶体合金的强度、硬度提高。
11、固溶体的强度、·一定比溶剂金属的强度、硬度高。
三、选择题1、固溶体合金在结晶时a)不发生共晶转变b)要发生共晶转变c)必然有二次相析出d)多数要发生共析转变2、二元合金中，铸造性能最好的合金是：a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金3、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是：a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化4、二元合金中，压力加工性能最好的合金是a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金四、填空题1、强化金属材料的基本方法：、和。
工程材料学(第1章 合金化理论)
2 优质碳素结构钢
（1）用于较为重要的机械零件，可以通过各种热处理调整零件的 力学性能。
二、碳钢的分类
1．按钢中的碳含量
1600 C 1400 C 1200 C 1000 C
d
L
g
（1）按Fe-Fe3C相图分类 亚共析钢： 0.0218%≤wc≤0.77% 共 析 钢： wc =0.77% 过共析钢： 0.77%＜wc≤2.11% （2）按碳含量多少分类 低碳钢： wc ≤0.25% 中碳钢：0.25%＜wc≤0.6% 高碳钢： wc＞0.6%
3．按钢的用途分类，碳钢可分为
（1）碳素结构钢：主要用于各种工程构件，如桥梁、船舶、建筑 构件等。也可用于不太重要的机件。 （2）优质碳素结构钢：主要用于制造各种机器零件，如轴、齿轮、 弹簧、连杆等。 （3）碳素工具钢：主要用于制造各种工具，如刃具、模具、量具 等。 （4）一般工程用铸造碳素钢：主要用于制造形状复杂且需一定强 度、塑性和韧性零件。
第一章 合金化理论
1.1 碳钢概论
碳钢中的常存杂质 碳钢的分类 碳钢的用途
主 要 内 容
1.2 钢的合金化原理
Me在钢中的存在形式 Me与铁和碳的相互作用 Me对Fe-Fe3C相图的影响 Me对钢热处理的影响 Me对钢性能的影响
1.3 合金钢的分类与牌号
重点及基本要求
1.了解碳钢中的常存元素及其影响，重点掌握 碳钢的分类与应用。
（3）在特殊条件下（如快速冷却凝固），可使某些金属 或合金形成非晶体相结构。钢中非晶体相的作用目前仍 缺乏较详细的实验和理论依据。
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》习题
《工程材料学》习题《工程材料学》习题第一章概论一、解释名词晶体、金属键、离子键、分子键、共价键二、填空题 1、材料科学的任务是揭示材料的之间的相互关系及变化规律。
2、材料的性能主要包括两个方面。
3、晶体物质的基本特征是。
4、固体中的结合键可分为种，它们是、、、。
三、是非题1、晶体是较复杂的聚合体。
2、结构材料是指工程上要求机械性能的材料。
3、物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和它们的热运动。
4、比重较大的金属是黑色金属，比重较小的金属是有色金属。
四、综合分析题1、比较离子晶体与分子晶体的结构特征及性能特点。
2、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料在结合键上的差别。
第二章金属的结构一、名词解释固溶强化弥散强化相金属化合物固溶体二、是非题1、金属化合物相与固溶体相的本质区别在于前者的硬度高、脆性大。
2、于溶质原子对位错运动具有阻碍作用，因此造成固溶体合金的强度、硬度提高。
3、固溶体的强度、硬度一定比溶剂金属的强度、硬度高。
三、选择题1、固溶体合金在结晶时a)不发生共晶转变b)要发生共晶转变c)必然有二次相析出 d)多数要发生共析转变 2、二元合金中，铸造性能最好的合金是：a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金 3、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是： a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化 4、二元合金中，压力加工性能最好的合金是a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金四、填空题1、强化金属材料的基本方法：、和。
合金的两大基本相是和，其本质区别是。
第三章金属的结晶一、解释名词疲劳强度、组织、过冷度、晶格、变质处理、晶体结构、晶体二、是非题1、金属结晶的必要条件是快冷。
2、细晶粒金属的强度高但塑性差。
3、凡是液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
4、金属的晶界是面缺陷。
晶粒越细，晶界越多，金属的性能越差。
5、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
工程材料学-材料的力学性能培训课件
1. 布氏硬度( Brinell-hardness )
布氏硬度计
用于测定硬度不高的 金属材料。主要有铸 铁、有色金属、低合 金结构钢、结构调质 钢等。
1. 布氏硬度( Brinell-hardness )
测定原理：
用一定大小的载荷P，把直 径为D的淬火钢球压入被测金 属的表面，保持一定的时间后 卸除载荷，用金属压痕的表面 积，除载荷所得的商值即为布 氏硬度值。
比强度 30～37 23～36 90～111
3. 塑性指标：
塑性变形： 不可恢复的永久变形。塑性是表征材料断
裂前具有塑性变形的能力。
断后伸长率δ（δ5、δ10）：
断后试样标距伸长量与原始标距之比的百分率，
即： LK L0 100%
L0
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
1.2.1 拉伸试验
3．均匀塑形变形阶段（曲线de段）
在此阶段中，试样的一部分产生塑性变形，虽 然这一部分截面减小，使此处承受负荷能力下 降。但由于变形强化的作用而阻止塑性变形在 此处继续发展，使变形推移到试样的其它部位。 这样、变形和强化交替进行，就使试样各部位 产生了宏观上均匀的塑性变形。曲线上的d点是 屈服阶段结束点也是加工硬化开始点。
1.2.1 拉伸试验
1．弹性变形阶段（曲线ob段）
在弹性变形阶段内的oa段，试样的伸长与外力 成正比例直线关系，即每增加一定外力，就对 应一定的伸长量，因此，oa段也称为线弹性变 形阶段。一旦外力超过曲线上的a点时，正比例 关系就破坏了。而该点对应的外力Fp称为比例 变形的极限外力。ab段为弹性变形的非线性阶 段，此阶段很短，一般不容易观察到。
1. 弹性指标：
工程材料学考研知识点归纳
工程材料学考研知识点归纳工程材料学是研究材料的性能、加工、应用及其与工程结构和功能之间的关系的学科。
随着科技的发展，新材料的不断涌现，工程材料学在现代工业中扮演着越来越重要的角色。
以下是工程材料学考研的一些重要知识点归纳：1. 材料的基本属性- 材料的力学性能：包括强度、硬度、韧性、弹性模量等。
- 材料的物理性能：包括密度、热膨胀系数、导热性、电导率等。
- 材料的化学性能：包括耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等。
2. 材料的分类- 金属材料：包括铁、铝、铜等及其合金。
- 陶瓷材料：如氧化铝、氮化硅等。
- 聚合物材料：如聚乙烯、聚丙烯等。
- 复合材料：由两种或两种以上不同性质的材料组合而成。
3. 材料的微观结构与性能关系- 晶体结构：包括面心立方、体心立方等。
- 缺陷：如位错、晶界、孔洞等对材料性能的影响。
- 相变：如马氏体转变、贝氏体转变等。
4. 材料的加工与制备技术- 铸造：包括砂型铸造、金属模铸造等。
- 锻造：包括自由锻造、模锻等。
- 焊接：包括电弧焊、激光焊等。
- 粉末冶金：包括粉末压制、烧结等。
5. 材料的腐蚀与防护- 腐蚀机理：包括化学腐蚀、电化学腐蚀等。
- 腐蚀类型：如点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等。
- 防护措施：如涂层、阴极保护等。
6. 材料的疲劳与断裂- 疲劳机理：包括循环应力下的损伤累积。
- 断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力。
- 预防措施：如设计优化、材料选择等。
7. 高性能材料与新材料- 超高强度钢、钛合金、高温合金等。
- 纳米材料、智能材料、生物材料等。
8. 材料的测试与表征方法- 力学性能测试：如拉伸试验、压缩试验等。
- 微观结构分析：如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等。
- 热分析技术：如差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)等。
结束语工程材料学是一个不断发展的领域，考研学生需要不断更新知识，掌握材料的基本理论、性能、加工技术以及新材料的发展动态。
通过对这些知识点的深入理解，可以为未来的研究和工程实践打下坚实的基础。
大一工程材料考试知识点
大一工程材料考试知识点工程材料是工程领域中非常重要的一门学科，它涉及到各种建筑、桥梁、道路、水利等工程中所使用的材料及其性能。
对于大一学生来说，掌握工程材料的基本知识点，不仅对于学习和理解后续专业课程有很大的帮助，而且也为将来从事相关工作打下了基础。
本文将介绍一些大一工程材料考试的重点知识点，希望能够对大家有所帮助。
一、材料的分类工程材料可以按照不同的性质和用途进行分类。
一般而言，它们可以分为金属材料、无机非金属材料和有机非金属材料三类。
其中，金属材料具有良好的导电、导热和机械性能，包括钢、铁、铝等常见的金属。
无机非金属材料主要由无机化合物组成，可以分为陶瓷材料、玻璃材料、胶凝材料等。
而有机非金属材料则是由碳和其他元素组成，包括塑料、橡胶等。
二、材料的结构与性能材料的结构与性能密切相关。
在考试中，常常会考察材料的晶体结构和非晶体结构。
晶体结构是指材料中的原子或分子按照一定的规则排列形成的有序结构，而非晶体结构则是指材料中的原子或分子没有明确的长程有序排列。
晶体结构和非晶体结构的不同会影响材料的性能，如硬度、韧性、导热性等。
三、力学性能在工程实践中，我们经常需要考虑材料的力学性能，包括强度、刚度、韧性等。
强度是指材料在受力时能够承受的最大应力，通常通过拉伸试验来测试。
刚度是指材料在受力时的变形程度，可以通过弹性模量来表示。
而韧性则是指材料在受力时能够吸收变形能量的能力。
四、热学性能热学性能是指材料在受热或受冷时的行为。
考试中，我们需要了解材料的热膨胀性、导热性和热传导性等性能。
热膨胀性是指材料在受热或受冷时体积的变化情况。
而导热性和热传导性则分别用来描述材料传热的能力和方式。
五、耐久性在实际工程中，材料的耐久性是一个重要考量因素。
考试中，我们需要了解材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐疲劳性等。
耐腐蚀性指材料在受到化学物质或其他环境因素侵蚀时的稳定性。
而耐磨性则是指材料抵抗磨损和刮擦的能力。
耐疲劳性则是指材料在受到循环加载时的抗损伤能力。
工程材料学总结
《工程材料学》总结第一部分：晶体结构与塑性变形一、三种典型的金属晶体结构1．bcc、fcc、hcp的晶胞结构、内含原子数，致密度、配位数。
2．立方晶系的晶向指数[uvw]、晶面指数(hkl)的求法和画法。
3．晶向族〈…〉/晶面族{…}的意义（原子排列规律相同但方向不同的一组晶向/晶面，指数的数字相同而符号、顺序不同），会写出每一晶向族/晶面族包括的全部晶向/晶面。
4．bcc、fcc晶体的密排面和密排方向。
密排面密排方向fcc {111} <110>bcc {110} <111>二、晶体缺陷1．点缺陷、线缺陷、面缺陷包括那些具体的晶体缺陷。
2．刃型位错的晶体模型。
三、塑性变形与再结晶1．滑移的本质：滑移是通过位错运动进行的。
2．滑移系 =滑移面 + 其上的一个滑移方向。
滑移面与滑移方向就是晶体的密排面和密排方向。
3．强化金属的原理及主要途径：阻碍位错运动，使滑移进行困难，提高了金属强度。
主要途径是细晶强化（晶界阻碍）、固溶强化（溶质原子阻碍）、弥散强化（析出相质点阻碍）、加工硬化（因塑变位错密度增加产生阻碍）等。
4．冷塑性变形后金属加热时组织性能的变化过程：回复→再结晶→晶粒长大。
5．冷、热加工的概念冷加工：在再结晶温度以下进行的加工变形，产生纤维组织和加工硬化、内应力。
热加工：在再结晶温度以上进行的加工变形，同时进行再结晶，产生等轴晶粒，加工硬化、内应力全消失。
6．热加工应使流线合理分布，提高零件的使用寿命。
第二部分：金属与合金的结晶与相图一、纯金属的结晶1．为什么结晶必须要过冷度？2．结晶是晶核形成和晶核长大的过程。
3．细化铸态金属的晶粒有哪些主要方法？（三种方法）二、二元合金的相结构与相图1．固溶体和金属化合物的区别。
（以下哪一些是固溶体，哪一些是金属化合物：α-Fe、γ-Fe、 Fe3C、 A、 F、 P、 L’d、 S、 T、 B上、B下、M片、M条？）2．匀晶相图①在两相区内结晶时两相的成分、相对量怎样变化？②熟练掌握用杠杆定律计算的步骤：⑴将所求材料一分为二，⑵注意杠杆的位置和长度，⑶正确列出关系式。
工程材料学 答案1
工程材料作业（1）答案1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度？锉刀：HRC，黄铜轴套：HB、HRB供应状态的各种非合金钢材：HB、HRB硬质合金刀片：HV、耐磨工件的表面硬化层：HV（HRA）、调质态的机床主轴：HB、HRB、（HRC）2、已知Cu的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数a，并计算1mm3Cu中的原子数。
Cu是f.c.c，r=√2/4a，r=2.56A/2=1.28A；a=4r/√2=2/√2×2.56=3.62A依据1个晶胞（a3：3.623，单位A）中有4个Cu原子，1mm3的原子数？a3：4=1mm3：x，注意单位换算，x=4/a3，x=4/3.623=8.4×10193、已知金属Ａ（熔点６００℃）与金属Ｂ（熔点５００℃）在液态无限互溶；在固态３００℃时Ａ溶于Ｂ的最大溶解度为３０％，室温时为１０％，但Ｂ不溶于Ａ；在３００℃时，含４０％Ｂ的液态合金发生共晶反应。
求：①作出Ａ－Ｂ合金相图：请用尺子等工具，标出横纵座标系，相图各区域名称，规范作图②写出共晶反应式。
３００℃L４０％B＝（α３０％A＋Ａ）③分析２０％Ａ，４５％Ａ，８０％Ａ等合金的结晶过程，用结晶表达式表达。
２０％Ａ：L→L+α→α→α+A４５％Ａ：L→L+α→α+（α３０％A＋Ａ）→α+（α３０％A＋Ａ）+A８０％Ａ：L→L+A→A+（α３０％A＋Ａ）４．一个二元共晶反应如下：Ｌ（７５％B）←→α（１５％Ｂ）＋β（９５％Ｂ）（１）计算含５０％Ｂ的合金完全凝固时①初晶α与共晶（α＋β）的重量百分数。
属于亚共晶组织Wα初晶%=（75-50）/（75-15）=5/12=0.42×100%=42%W共晶%=100%-42%=58%②α相和β相的重量百分数。
Wα%=（95-50）/（95-15）=9/16=0.56×100%=56%Wβ%=100%-56%=44%③共晶体中的α相和β相的重量百分数。
工程材料学_第一章-金属学基础知识
晶向（crystal direction） ：
通过晶体中任意两个原子中心连线来表示晶体结构的空间的各 个方向。 晶胞原子数：一个晶胞内包含的原子数目。
原子半径：晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子之间
平衡距离的一半，与晶格常数有一定的关系。 配位数：晶格中任一原子处于相等距离并相距最近原子数
的性能、塑性变形及其组织 转变均有极为重要的作用 。
通过冷塑性变形，提高位错
密度使得金属强度、硬度提
高的方法称为加工硬化。
面缺陷－晶界与亚晶界
大角度晶界---晶界
小角度晶界---亚晶界
大角度晶界---晶界
小角度晶界---亚晶界
小角度晶界---亚晶界
大角度晶界---晶界
金属的晶体结构
合金与合金的相结构
•单相合金组织(homogeneous structure )与多相合金组织 (Heterogenous structure):显微组织为单相的称为单相组织，为 多相的称为多相组织。
•合金组织的相：构成合金组织的各个相称为合金组织的相。 • 相结构：相组成物的晶体结构称为合金的相结构
二、合金的相结构
点位置的异类原子
线缺陷
位错( dislocation )：晶格的一部分相对
于另一部分发生的局部滑移现象，或者说 局部原子发生有规律的位置错排现象
面缺陷
晶界( grain boundary ) 亚晶界( sub-boundary )
点缺陷
置换原子
间隙原子
化合物离子晶体两种常见的缺陷
晶格空位
（1）晶面(crystal face)和晶向（ crystal directions ）:
晶向指数(indices of directions)和晶面指数(indices of crystal－plane)是分
工程材料学
工程材料学工程材料学——飞鹰工作室第一章钢铁中的元素第一节基本定义与概念1. 合金元素（alloying-element）（Me）为合金化目的加入，其加入量有一定范围的元素称为合金元素。
常用合金元素：Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Cu、Al、Co、B等。
2 . 杂质元素（impurity- element）冶炼残余，由脱氧剂带入－ Mn、Si、Al；S、P难彻底清除。
3. 合金钢 (alloying steel)含有合金元素的钢合金元素总量< 5%，低合金钢；5～10%，中合金钢；>10%，高合金钢第二节 Me的分类及铁基二元相图的类型一、 Me的分类1. 按性质分铁族金属 Fe.Co.Ni难熔金属 W.Mo.V.Cr.Nb轻金属 Ti.Al稀土 Re2. 在Fe-C 合金中，按Me与C亲和力大小分K 形成元素：Ti.Zr,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn非K 形成元素： Cu，Ni，Si，Al二、铁基二元相图的类型1、γ稳定化元素－使A3↓，A4↑，γ稳定存在区扩大。
a)与γ区无限固溶－Ni、Mn、Co，开启γ区－量大时，室温为γ相；b)与γ区有限固溶-C、N、Cu-扩大γ区2、α稳定化元素-使A3↑，A4↓，γ稳定存在区缩小。
a) 完全封闭γ区-Cr、V与α-Fe完全互溶，Cr量大时室温也为α相b) 缩小γ区-Nb等。
在γ-Fe中有较大溶解度并稳定γ相的元素称为A形成元素（austenite）在α-Fe中有比较大溶解度并使γ固溶体不稳定的元素称为F形成元素（ferrite）第三节 Me对钢的临界点和Fe-C相图的影响一、对S、E点的影响（Effects of Me on S、E）A形成元素均使S、E点向左下方移动，F形成元素使S、E点向左上方移动。
S点左移—意味着共析C量减小。
E点左移—意味着出现莱氏体的C量降低。
二、对临界点的影响 ( Effects of Me on critical temperature)1.A形成元素Ni、Mn等使A1（A3）线向下移动；2.F形成元素Cr、Si等使A1（A3）线向下移动。
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
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。
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（1）过冷度
（2）未熔杂质的影响
五、金属铸锭的组织
（1）点缺陷—在三维尺度上都很小的，不超过几个原 子直径的缺陷。
最常见的点缺陷是晶格空位和间隙原子。 （2）线缺陷—二维尺度很小而第三维尺度很大的缺
陷（位错）。 （3）面缺陷—二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷。
四、金属的结晶
凝固—一切物质从液态到固态的转变过程。 结晶—通过凝固能形成晶体结构。 结晶过程—金属从液态转变为固态（晶态）的过程。 一次结晶—把金属从液态转变为固体晶态的过程。
工程材料学
绪论
工程材料按其性能特点分为：结构材料和功能材料
按化学材料分类法对工程黑材色料金进属行材分料类 铸铁
金属材料
钢
有色金属材料
工程材料
陶瓷材料 氧化物 陶瓷
非氧化物陶瓷
高分子材料
塑料 橡胶
合成纤维
复合材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料
树脂基复合材料
面向二十一世纪，新材料的发展趋势如下：
1、继续重视高性能的新型金属材料； 2、结构材料趋向于复合化； 3、低维材料正在扩大应用； 4、非晶（亚稳态）材料日益受到重视； 5、功能材料迅速发展； 6、特殊条件下应用的材料； 7、材料的设计及选用计算机化。 本课程的内容有金属学热处理学金属材料三方面组成， 基本要求如下： 1、在金属学方面： 了解金属和合金的组织结构、结晶过程、塑性变形与 再结晶以及二元合金的基本理论 2、在热处理方面：
1、纯金属结晶的条件 自由能—物质中能够自动向外界释放出多余的或能够对外
作功的这一部分能量。
液态金属要结晶必须过冷。过冷是指液态金属实际冷
却到结晶温度以下而暂不结晶的现象。它表明金属在液态
和固态之间存在一个自由能差。这个能量差就是促使液体
结晶的动力。
2、纯金属的结晶过程
一、晶核的形成和成长过程
二、影响晶核的形成和成长速率的因素
具有这种晶格的金属有铍（Be）、镁（Mg）、锌 （Zn）、镉（Cd）等。
三、金属的实际结构和晶体缺陷
（一）概念： 1、单晶体—晶体的内部晶格位向完全一致。 2、晶粒—外形不规则的小晶体。 3、多晶体—由多晶粒组成的晶体结构。
4、晶界—晶粒与晶粒之间的接触界面。如图1-8 、 1-9所示。
5、亚晶（嵌镶块）—在晶格位向上彼此有微小差别的 晶内小区域
T0
图1-4 液体和晶体在不同温度下的自由能变化
二次结晶（或重结晶）—把金属从一种固体晶态转变为另 一种固体晶态的过程。
温度 △T
T1
时间 纯铜的冷却曲线
纯铜的熔点（又称理论结晶温度） T1 开始结晶温度 △T-过冷度
段-液态金属逐渐冷却 bcd段-温度低于理论结晶温度 de段-金属正在结晶
段-金属全部转变为固态晶体 后，金属晶体逐渐冷却