机械工程材料及其选用PPT课件

大型及微型、高速、耐高低温、耐高压、耐恶劣环境影响 等方向发展）。
材料科学与机械工程 ❖ 优质的机械产品是合理的材料、优良的设计和正确的
3
【学习目标】
❖ 掌握金属材料的性能（物理、化学、力学、加
工性能）
❖ 掌握碳素钢、合金钢和铸铁的分类、牌号、 性能和用途
❖ 了解钢的热处理及其目的 ❖ 掌握常用有色金属（铝及铝合金、铜及铜合金）
的分类、牌号、性能和用途 ❖ 掌握常用非金属材料的性能、分类和用途
【技能目标】
❖ 初步掌握工程材料的选用方法
❖ 高分子材料重量轻、电绝缘、隔热、耐蚀；
❖ 按其性能分为塑料、橡胶、合成纤维、涂料和胶粘剂。 ❖ 塑料是最重要的高分子材料，分为通用塑料和工程塑
料； ❖ 通用塑料占塑料生产的70%左右（聚乙烯是典型代表）。 ❖ 工程塑料指力学性能较高的聚合物。
14
（三）陶瓷材料
❖ 陶瓷材料是指硅酸盐、金属与非金属元素的化合物（主要 是氧化物、氮化物、碳化物）；
第三章 机械材料及其选用
1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
❖ 本章学习的主要内容：
❖ 金属材料的力学性能（影响金属材料性能的因素） ❖ 铁碳合金（钢、钢的热处理、铸铁） ❖ 有色金属与粉末冶金材料（铝、铜、轴承合金粉末冶金） ❖ 非金属材料（工程塑料、橡胶、陶瓷、复合材料） ❖ 机械工程材料的选用
❖ 1986年《科学的美国人》杂志在讨论有关材料研究的文 章中指出“材料科学的进展决定了经济关键部门增长率 的极限范围”。
❖ 1990年美国总统的科学顾问指出“材料科学在美国是最 重要的学科”。
10
材料的分类
❖ 工程材料是指固体材料领域中与工程（ 结构、零 件、工具 ）有关的材料，主要应用于机械制造、 航空航天、化工、建筑与交通等部门。
工业上分为三大Hale Waihona Puke Baidu：
❖ 传统陶瓷：由粘土、石英、长石组成，主要成分是天然
硅、铝的氧化物及硅酸盐，常作建筑材料。
❖ 特种陶瓷：主要成分是人工氧化物、碳化物、氮化物和
硅化物等的烧结材料，常作工业上耐热、耐蚀、耐磨等 零件。
❖ 金属陶瓷：金属粉末与陶瓷粉末的烧结材料，常作工具、
模具等。 ❖ 陶瓷材料优点：高硬度、高耐磨性、高的抗压强度、高
❖ 材料科学是研究材料的成分、组织、性能和应用之间的 关系及其规律的一门科学；
❖ 包含四个基本要素：材料的成分组织结构、材料的制备 合成与加工工艺、材料的固有性能和材料的使用行为。
多数发达国家非常重视材料科学研究
❖ 1972年，美国国家科学院的白皮书报告，全美科技人员 有25%从事材料问题研究，还有25%以某种形式参与材料 的研究。
❖
❖ 机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（人、资金、 能源、材料和机械）之一，并参与能量和材料的生产。
❖ 任何现代产业和工程领域都需要应用机械，如房屋建筑 和道路、桥梁、水利等工程需要工程机械。
17
❖ 机械工程是一个极广的概念；总的发展趋势：数字化、 智能化、精密化、微型化、生命化和生态化。（要求
1165℃，涂上粗釉）；
❖ 东汉时期出现瓷器（外表施有釉或彩绘，1280℃-1400℃烧 制），传至世界各国。
❖ 汉代，先炼铁后炼钢的技术居世界领先地位。 ❖ 20世纪以来，材料的发展状况
高性能金属材料发展的同时，高分子材料、陶瓷材 料和复合材料迅速发展，目前正在进入人工合成材料的 新时代。
6
7
8
❖ 材料是人类用于制作各种产品的物质，是人类 生产和生活的物质基础，是人类社全文明水平 的标志。
❖ 机械是由构件组成的，而构件是由材料制成的、 没有材料就没有机械．机械零件质量好坏和使 用寿命的长短都与它的材料直接相关。
❖ 机械产品是的设计、制造、维修都存在材料的 选用问题。
9
材料科学的研究范畴
❖ 按其应用领域分为机械工程材料、电子工程材料 （如：IC基板绝缘板）、航空材料（制造航空器、航 空发动机和机载设备等所用各类材料的总称 ）；
❖ 机械工程材料是指机械工程中常用的材料；按化
学组成的不同分为金属材料、高分子材料、陶瓷 材料和复合材料。
11
12
❖ 现代材料种类繁多，在机械工程上常用的材料有：金 属材料和非金属材料。为了正确选择和使用材料，我 们必须熟悉材料的分类、牌号、性能、应用和热处理 等基础知识。
16
机械工程
❖ 以自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的 技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运 用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。
❖ 人类成为“现代人”的标志是制造工具。石器时代的各 种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出 现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零 件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。
4
概述
【学习目的】
❖ 了解材料与材料科学的发展状况； ❖ 掌握机械材料的分类； ❖ 了解材料科学与机械工程的关系； ❖ 熟悉本章学习的目的、内容
5
❖ 材料、能源和信息是现代科学和现代文明的三大支柱。 ❖ 人类社会的发展按材料分为石器时代、青铜器时代、铁
器时代。 我们的祖先创造了辉煌的历史 ❖ 原始社会末期，中国最早使用了陶器（用黏土烧制950－
耐热性和耐蚀性。缺点塑性低易脆断且不易加工成形。
15
（四）复合材料
❖ 金属、高分子、陶瓷材料各有优点，将两种或两 种以上的材料微观地组合在一起形成的材料，便 是复合材料。各组成材料取长补短，是一种新型 的优异材料。
❖ 按其基体不同可分为树脂基复合材料、金属基 复合材料和陶瓷基复合材料。
❖ 树脂基复合材料已处于成熟应用阶段，金属基复 合材料和陶瓷基复合材料由于制造工艺复杂，成 本高昂，尚处于研制开发阶段。
（一）金属材料
❖ 金属材料用量最大、用途最广；分为黑色金属和有色 金属。
❖ 黑色金属：即钢铁材料，占金属材料的95%以上。 ❖ 有色金属：既非铁合金，指除铁基合金以外的所有金
属及其合金材料。 ❖ 分为轻金属（铝、镁、钛），重金属（铅、锑），贵金
属（金、银、镍、铂）。
13
（二）高分子材料
❖ 高分子材料又称聚合物，是由相对分子质量很大的大 分子组成，其主要原料是石油化工产品；