常用工程材料性能共40页文档
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议程
金属材料
▪ 钢及合金钢 ▪ 铝及铝合金 ▪ 铜及铜合金
塑料百度文库
▪ 聚氯乙烯 ▪ 聚苯乙烯 ▪ 聚乙烯 ▪ 聚丙烯 ▪ 聚酰胺
▪ 聚对苯二甲酸丁二醇酯 ▪ 电源绝缘材料
▪ 聚甲醛 ▪ 聚碳酸酯 ▪ ABS ▪ 有机玻璃 ▪ 硅胶
工程材料概述
通常所说的材料性能 有两个方面的意义:
材料的使用性能 : 指材料在工作条件下表现出的性能,如强度 ,塑性,韧性等力学性能,耐蚀性,耐热性等化学性能以及声,光, 电,磁等功能性能。
铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉未状时的颜色多为黑色 ），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而 且美观。
铝的性质和用途
1.
铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造
爆炸混合物，如铵铝炸药（由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他
可燃性有机物混合而成）、燃烧混合物（如用铝热剂做的炸弹和炮
Cu与Zn的合金称黄铜，其中Cu占60％～90％、Zn占40％～10％ ，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。在黄铜中加 入少量Sn(锡)，称为海军黄铜，具有很好的抗海水腐蚀的能力。在 黄铜中加入少量的有润滑作用的Pb(铅)，可用作滑动轴承材料。
青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu-Sn合金。锡 的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增 强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。Sn较贵 ，目前已大量用A1、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青 铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性 又有优异的抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的弹簧材料。
铝的性质和用途
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝 有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。
铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝 合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。铝合金广泛应用于飞机、汽 车、火车、船舶等制造工业。此外，火箭、航天飞机、人造卫星也使用 大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70％的铝及其合金构成 。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2／3，但密 度只有铜的1／3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝 表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电 器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
铝的性质和用途
铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上 可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
钢的分类
按用途钢可分为两大类：工具钢和结构钢
工具钢要求硬度高，耐磨性好。用来制作各种工具如刃具,模 具等.工具钢有碳素工具钢和合金工具钢等。
例：T9、T10（特种碳素钢、含碳量0.9%-1.0%,）这种钢材韧 性小，有较高的耐磨性，适用于不受震动的工具——车刀、钻头及 木工工具等；锉刀采用高碳工具钢（T13或T12）。
目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等， 可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水侵蚀，避磁 性等特点。
铜及铜合金
纯铜呈紫红色，故又称紫铜，有极好的导热、导电性，其导电 性仅次于银而居金属的第二位。铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性 能，是优良的电工用金属材料。
工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。
钢铁选材的成分依据：
在增加含碳量的同时，钢的硬度也随之增加；然而，钢的硬 度越硬，它的韧性和塑性也越小。在设计中，要求塑性和韧性都较 好的材料，如型钢和容器，一般应选用低碳钢（含碳量为0.100.25 % )；同时要求塑性和强度较好的材料，如轴等机械零件，应 选用中碳钢（含碳量为0.25-0.60 % ）；同时要求硬度和耐磨性都 较好的材料，如工具和模具，应选用高碳钢（含碳量为0.6-1.3 %).
材料的工艺性能 : 指材料在加工过程中表现出的性能,如压力 加工性能,机加工性能，焊接性能,铸造性能等.
工程材料的分类 :
金属材料 非金属材料 复合材料
钢及合金钢
钢的定义：
钢和铸铁是由铁和碳两种元素组成的二元合金，因此称为铁 碳合金。通常所说的钢是指含碳量为0.02-2.14 %的铁碳合金，铸
铁是指含碳量大于2.14 %的铁碳合金。
铝有较好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100 ℃ ～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香 烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。
铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用 来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和 天然气管道等。
弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等）和照明混合物（如
含硝酸钡68％、铝粉28％、虫胶4％）。
2.
铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程
中的脱氧剂，铝粉和石墨、二氧化钛（或其他高熔点金属的氧化物
）按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温炽烧而制成耐高温
的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。
3.
铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯
，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反
射镜等。
4.
铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型
建筑室内的天花板等也采用铝。
铝合金
铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成 的AL-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度 ，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。硬铝合 金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能有所下降，这类合金有AlCu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新开发的高强度硬铝，强度进一步提高 ，而密度比普通硬铝减小15％，且能挤压成型，可用作摩托车骨架 等构件。A1-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。
合金工具钢8MnSi（含碳量0.75-0.85%,含锰量0.8-1.1%,含硅 量0.3-0.6%）,这种钢用于木工工具中的凿子、锯条等工具。
结构钢则要求它具有高的强度，以便承受所负担的负荷，同时 还要求有韧性，以便在超重的情况下只出现某些塑性变形而不折断 和爆裂。用来制作各种金属构件和机器零件等.结构钢有碳素结构 钢，优质碳素钢。例：钢的牌号中35#、45#钢，称为优质碳素钢， 其含碳量为0.35%-0.45%。
金属材料
▪ 钢及合金钢 ▪ 铝及铝合金 ▪ 铜及铜合金
塑料百度文库
▪ 聚氯乙烯 ▪ 聚苯乙烯 ▪ 聚乙烯 ▪ 聚丙烯 ▪ 聚酰胺
▪ 聚对苯二甲酸丁二醇酯 ▪ 电源绝缘材料
▪ 聚甲醛 ▪ 聚碳酸酯 ▪ ABS ▪ 有机玻璃 ▪ 硅胶
工程材料概述
通常所说的材料性能 有两个方面的意义:
材料的使用性能 : 指材料在工作条件下表现出的性能,如强度 ,塑性,韧性等力学性能,耐蚀性,耐热性等化学性能以及声,光, 电,磁等功能性能。
铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉未状时的颜色多为黑色 ），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而 且美观。
铝的性质和用途
1.
铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造
爆炸混合物，如铵铝炸药（由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他
可燃性有机物混合而成）、燃烧混合物（如用铝热剂做的炸弹和炮
Cu与Zn的合金称黄铜，其中Cu占60％～90％、Zn占40％～10％ ，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。在黄铜中加 入少量Sn(锡)，称为海军黄铜，具有很好的抗海水腐蚀的能力。在 黄铜中加入少量的有润滑作用的Pb(铅)，可用作滑动轴承材料。
青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu-Sn合金。锡 的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增 强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。Sn较贵 ，目前已大量用A1、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青 铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性 又有优异的抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的弹簧材料。
铝的性质和用途
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝 有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。
铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝 合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。铝合金广泛应用于飞机、汽 车、火车、船舶等制造工业。此外，火箭、航天飞机、人造卫星也使用 大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70％的铝及其合金构成 。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2／3，但密 度只有铜的1／3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝 表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电 器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
铝的性质和用途
铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上 可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
钢的分类
按用途钢可分为两大类：工具钢和结构钢
工具钢要求硬度高，耐磨性好。用来制作各种工具如刃具,模 具等.工具钢有碳素工具钢和合金工具钢等。
例：T9、T10（特种碳素钢、含碳量0.9%-1.0%,）这种钢材韧 性小，有较高的耐磨性，适用于不受震动的工具——车刀、钻头及 木工工具等；锉刀采用高碳工具钢（T13或T12）。
目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等， 可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水侵蚀，避磁 性等特点。
铜及铜合金
纯铜呈紫红色，故又称紫铜，有极好的导热、导电性，其导电 性仅次于银而居金属的第二位。铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性 能，是优良的电工用金属材料。
工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。
钢铁选材的成分依据：
在增加含碳量的同时，钢的硬度也随之增加；然而，钢的硬 度越硬，它的韧性和塑性也越小。在设计中，要求塑性和韧性都较 好的材料，如型钢和容器，一般应选用低碳钢（含碳量为0.100.25 % )；同时要求塑性和强度较好的材料，如轴等机械零件，应 选用中碳钢（含碳量为0.25-0.60 % ）；同时要求硬度和耐磨性都 较好的材料，如工具和模具，应选用高碳钢（含碳量为0.6-1.3 %).
材料的工艺性能 : 指材料在加工过程中表现出的性能,如压力 加工性能,机加工性能，焊接性能,铸造性能等.
工程材料的分类 :
金属材料 非金属材料 复合材料
钢及合金钢
钢的定义：
钢和铸铁是由铁和碳两种元素组成的二元合金，因此称为铁 碳合金。通常所说的钢是指含碳量为0.02-2.14 %的铁碳合金，铸
铁是指含碳量大于2.14 %的铁碳合金。
铝有较好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100 ℃ ～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香 烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。
铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用 来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和 天然气管道等。
弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等）和照明混合物（如
含硝酸钡68％、铝粉28％、虫胶4％）。
2.
铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程
中的脱氧剂，铝粉和石墨、二氧化钛（或其他高熔点金属的氧化物
）按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温炽烧而制成耐高温
的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。
3.
铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯
，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反
射镜等。
4.
铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型
建筑室内的天花板等也采用铝。
铝合金
铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成 的AL-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度 ，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。硬铝合 金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能有所下降，这类合金有AlCu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新开发的高强度硬铝，强度进一步提高 ，而密度比普通硬铝减小15％，且能挤压成型，可用作摩托车骨架 等构件。A1-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。
合金工具钢8MnSi（含碳量0.75-0.85%,含锰量0.8-1.1%,含硅 量0.3-0.6%）,这种钢用于木工工具中的凿子、锯条等工具。
结构钢则要求它具有高的强度，以便承受所负担的负荷，同时 还要求有韧性，以便在超重的情况下只出现某些塑性变形而不折断 和爆裂。用来制作各种金属构件和机器零件等.结构钢有碳素结构 钢，优质碳素钢。例：钢的牌号中35#、45#钢，称为优质碳素钢， 其含碳量为0.35%-0.45%。