常用工程材料知识讲义

一种列车用新型塑料内饰板材
缺点是：不耐高温，易老化，强度低
陶瓷材料是由碳C，硅Si，氮N，氧O按一定的 结合键结合成固定结构的材料. 具有高强度、高硬度、低密度、低膨胀系数以 及耐磨、耐腐蚀、隔热、化学稳定性好等优良 特性，已成为广泛应用于航天航空、石油化工、 仪器仪表、机械制造及核工业等领域的新型工 程材料。
2008年我国粗钢产量50091.5万吨，同比增长 2.4％，钢材产量58488.1万吨，同比增长3.4％， 中国钢产量占世界粗钢总产量的近38％，连续 12年保持世界第一，并且遥遥领先于其他国家。 中国钢铁产量比排名2-8位的日本、美国、俄罗 斯、印度、韩国、德国、乌克兰等七个国家的 总和还多！
现代一些陶瓷产品
金属材料：由金属元素或以金属元素为主构成 的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、 合金、金属间化合物和特种金属材料等。 金属有光泽、易传热、易导电及延展性。金 属材料性能优越，强度高，易于切削加工，是 机械工程中应用最广泛，最重要的材料。
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.
秦始皇陵出土的铜车马应用了多种材料和令人惊叹的工艺技术
在近代，钢铁材料的发展对于工业革命进程 起了决定性的作用；半导体材料的发展把人类 带入了信息时代。当今，人们把材料、信息、 能源作为现代文明的三大支柱。新材料技术成 为三大高新技术之一 .
根据材料的组成结构，可分成金属材料、无 机非金属材料、高分子材料三大类； 根据材料的性能特征，可分成结构材料和功 能材料。
预计到２０１０年中国钢材需求量将达 ５．２亿吨，大部分钢材品种的生产能力能够 满足国内市场需求。中国钢材消费进入平稳增 长期，２００７年国产钢材市场占有率达到
９５．８％，说明大部分产品已经能够满足国 民经济和社会发展需要，结束了长期以来钢材 严重短缺的局面。 中国每年消耗全世界1/3左右的的钢材 。是 名副其实的钢铁大户.
生物医学工程材料
我国制造的世界第一 个钻井储油平台正在 通过江阴长江大桥
工程材料中用于机械制造的各种材料，称 为机械工程材料。用来制作机械工程结构、机 械零部件和各类工具，模具。
工程材料可分为三大类
工程材料 高分子材料 陶瓷材料
金属材料
高分子材料是由碳C，氢H，氧O等元素组成相 对分子量较高的聚合物构成的材料。我们接触 的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如 天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化 学纤维、塑料和橡胶等也是如此。包括橡胶、 塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材 料。



历史证明材料是社会进步的物质基础和 先导，是人类进步的里程碑.例如“石器 时代”、“铜器时代”、“铁器时代”等, 都是以特征性的材料作为时代的标志 .
6000年前的石器工具
公元前476年我国的青铜礼器
古埃及的陶器取水罐
越王勾践剑不锈之谜
1965年，在湖北省荆州市 望山楚墓群中，出土了一 把锋利无比的宝剑。专家 通过剑身八个鸟篆铭文解 读，证明此剑就是传说中 的越王勾践剑。让人惊奇 的是，青铜宝剑穿越了两 千多年的历史长河，但剑 身丝毫不见锈斑。
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.
钢材是国家建设和实现四化必不可少的重 要物资，应用广泛、品种繁多。 不同的零件,制品,使用的钢材品种不同.不同 品种的钢材价格上差异很大. 学习掌握常用工程材料知识，了解各种材 料的性能可以帮助我们正确地选择材料、加 工材料、使用材料，为企业国家创造经济效 益有着非常重要的作用。
我们需要学习哪些知识呢？

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.

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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。
由于陶瓷材料同时具有高脆性、低断裂韧性
及材料弹性极限与强度非常接近等特点，因 此陶瓷材料的加工难度很大，加工方法稍有 不当便会引起工件表面层组织的破坏，很难 实现高精度、高效率、高可靠性的加工，从
而限制了陶瓷材料应用范围的进一步扩展。
氧化锆增韧氧化铝陶瓷（简称复合陶瓷，ZTA），是四方氧化锆 多晶(TZP)材料、部分稳定氧化锆(PSZ)或氧化锆弥散增韧的氧化 铝陶瓷(ZTC) ，质白、耐腐蚀、化学稳定性好。在应力诱导下发 生马氏体相变而吸收应变能，成为在陶瓷材料中力学性能最好的 材料。氧化铝硬度大、氧化锆韧性好的特点，经两种材料复合后 形成了高强度、高韧性的优能复合体，使其用途更加广泛。在常 温下具有最高的抗折强度和段裂韧性，因而氧化锆增韧陶瓷具有 出色的耐磨性能。