工程材料PPT.
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工程材料ppt
工程材料ppt工程材料是指在工程建设中用作结构材料、建筑材料和装饰材料的各种材料。
工程材料的种类繁多，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
不同的工程材料具有不同的特点和用途。
金属材料是一类重要的工程材料。
金属材料具有优良的机械性能和导热性能，广泛应用于工程建设和制造业。
常用的金属材料包括钢材、铝材、铜材等。
钢材具有高强度和耐磨性，常用于建筑结构和机械设备。
铝材具有轻质和抗腐蚀性能，常用于航空航天和汽车工业。
铜材具有良好的导电性和导热性，常用于电气工程和制冷设备。
非金属材料是另一类常用的工程材料。
非金属材料具有轻质、电绝缘性和耐高温性能。
常用的非金属材料有混凝土、砖瓦、玻璃等。
混凝土是一种常用的建筑材料，具有良好的压缩强度和耐久性。
砖瓦是一种传统的建筑材料，具有良好的抗压性能和保温性能。
玻璃是一种常用的装饰材料，具有透明、硬度高和抗紫外线性能。
复合材料是近年来发展迅速的一类工程材料。
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成，具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。
常用的复合材料有玻璃钢、纤维增强塑料等。
玻璃钢是一种玻璃纤维增强塑料，具有良好的强度和耐腐蚀性能，广泛应用于船舶制造和化工设备。
纤维增强塑料是一种由纤维材料和树脂组成的复合材料，具有轻质和高强度的特点，常用于航天航空和体育器材。
工程材料的选择和使用对工程的安全和质量具有重要影响。
选择适合的工程材料可以提高工程结构的承载能力和耐久性，减少维修和更换的成本。
因此，工程设计师和施工人员在选择和使用工程材料时需要考虑材料的特性、环境条件和经济性。
同时，还需要加强对工程材料的监测与评估，确保材料的质量和使用寿命。
总之，工程材料是工程建设中必不可少的一部分，它们在工程结构、装饰和功能上起到关键作用。
工程材料的选择和使用需要根据工程需求和材料特性进行合理搭配，以提高工程质量。
通过不断的研发和创新，可以不断开发出更加先进和高性能的工程材料，为工程建设和产业发展提供更好的支持。
《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ppt课件
981 196
370
74
8
实例 玻璃钢 —— 玻璃纤维增强塑料 钨钴类硬质合金 —— 陶瓷颗粒增强钴 轮胎 —— 纤维增强橡胶 钢筋混凝土 ——陶瓷基复合材料 多孔性铁基和青铜基自润滑衬套 —— 夹层结构复合材料 碳纤维/铝锡合金
9
二、常见复合材料 玻璃钢
增强剂 —— 玻璃纤维（主要是SiO2），比强度和比模量高，耐蚀，绝缘。 粘结剂（基体）——热固性的酚醛、环氧树脂，热塑性的聚脂。 性能（与基体相比）—— ( 比 ) 强度，疲劳性能，韧性，蠕变抗力高。 用途 —— 轴承，轴承架，齿轮，车身。 碳纤维树脂复合材料 增强剂 —— 碳纤维 ( 石墨 ) ，强度和弹性模量高，且2000℃以上保持不变；
硼纤维金属复合材料 基体 —— 铝镁及其合金，钛及其合金。 性能 —— 如铝基复合材料的强度、弹性模量、疲劳极限高于高强铝合金，比 强度高于钢和钛合金 。 用途 ——航空、火箭 。
如聚乙烯、聚氯乙烯分别由乙烯、氯乙烯聚合而成。 分类 —— 塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂。
2
性能特点 低强度——σb≈100MPa 高弹性 —— 如橡胶的弹性变形率为100~1000%，金属一般为1% ； 低弹性模量 —— 塑料和橡胶分别为金属的 1/10 和 1/1000 。 高耐磨性 ——— 比金属好，如汽车外轮胎。 高绝缘性 低耐热性 低导热性 —— 是金属的1/100 ~1/1000 高热膨胀性 —— 约为金属的 3~10 倍 高耐腐蚀性 —— 耐酸、碱等。 老化 —— 受氧、光、热、机械力等长时间作用后，性能逐渐恶化。
-180℃不变脆。 粘结剂（基体）—— 环氧树脂，酚醛树脂，聚四氟乙烯。 性能（与基体相比）—— 强度，疲劳性能，韧性，耐蚀，蠕变抗力高。 用途 —— 火箭外壳 ，齿轮，轴承，活塞，密封圈，化工容器。
《工程材料实例》课件
铝合金材料
总结词
铝合金材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特 点，被广泛应用于航空、航天、建筑和汽车 等领域。
详细描述
铝合金材料密度低，质量轻，同时具有较高 的强度和刚度，能够替代部分钢铁材料用于 承受较大载荷的场合。铝合金还具有良好的 耐腐蚀性，不易生锈，使用寿命长。此外， 铝合金加工性能优良，易于进行切割、焊接 和弯曲等加工操作。
端产品的理想选择。
铜合金材料
总结词
铜合金材料具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和加工性能等特点，被广泛应用于电 气、电子、化工等领域。
详细描述
铜合金材料具有良好的导电性和导热性，能够满足电气和电子设备的需求。同时，铜合 金材料还具有良好的耐腐蚀性和加工性能，可以进行焊接、弯曲、切割等加工操作。在
化工领域，铜合金材料能够抵抗各种化学介质的腐蚀，保证设备的长期稳定运行。
陶瓷的优缺点
陶瓷具有高硬度、高耐磨性等优点， 但也存在脆性大、韧性差等缺点。
陶瓷的未来发展
随着科技的发展，陶瓷材料的复合化 、智能化和多功能化成为未来发展的 趋势。
玻璃材料
玻璃材料概述
玻璃是一种无机非金属材料，具有良好 的光学性能、化学稳定性和电绝缘性能
等特点。
玻璃的优缺点
玻璃具有良好的光学性能和化学稳定 性，但也存在易碎、加工困难等缺点
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感谢您的观看
碳纤维复合材料的生产工艺主要 包括热压成型、缠绕成型、拉挤
成型等。
树脂基复合材料
树脂基复合材料是由有机高分子树脂和有机高分子材料复合而成的材料，其具有轻 质、高强、绝缘等特点。
在建筑、电Байду номын сангаас、汽车等领域得到广泛应用，如建筑模板、电路板、汽车内饰等。
建筑工程材料(共 182张PPT)
（1）
材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的 强度。材料受外力作用时，其内部产生应力。外力 增加，应力相应增大，直至材料内部质点间结合力 不足以抵抗所承受的外力时，材料即发生破坏。材
料破坏时，应力达到极限值，这个极限应力即为材
料的强度。 材料的强度根据所受外力作用形式不同分为抗 拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度
国家标准和部委行业标准都是全国通用标准，是 国家指令性文件，各级生产、设计、施工等部门均必 须严格遵照执行。按要求执行的程度分为强制性标准 和推荐标准（以/T表示）。
建筑材料有关的标准及其代号主要有：国家标准 GB；建筑工程国家标准GBJ；建设部行业标准JGJ； 建筑工业行业标准JG；国家建筑材料工业协会标准JC； 石油化学工业部或中国石油化学总公司标准SH；冶金 部标准YB；化工部标准HG；林业部标准LY；国家级 专业标准ZB；中国工程建设标准化协会标准CECS； 地方标准DB；企业标准Q等。
(5)耐水性
材料抵抗水破坏作用的能力称为材料的耐水性。 一般情况下，材料随含水量的增加其强度都有不同 程度的降低。材料的耐水性用软化系数表示，即材 料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态
下抗压强度之比。软化系数的范围一般在0～1之间
波动。
(6)抗渗性
材料抵抗压力水渗透的性质称为材料的抗渗性。 材料的抗渗性一般用抗渗系数表示。抗渗系数越小 的材料表示其抗渗性越小。材料的抗渗性与材料的 孔隙率和孔隙特征有关。孔隙率低而且是封闭孔隙
建筑是技术与艺术相结合的产物，而建筑艺术 的发挥，除建筑设计外，在很大程度上取决于建筑 材料的装饰性通常通过材料的色彩、透明性、 光泽、表面质感和形状尺寸等装饰功能达到美化建
5.2 是由粘土制成砖坯，经过干燥，然后入 窑烧至900～1000℃而成。
材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的 强度。材料受外力作用时，其内部产生应力。外力 增加，应力相应增大，直至材料内部质点间结合力 不足以抵抗所承受的外力时，材料即发生破坏。材
料破坏时，应力达到极限值，这个极限应力即为材
料的强度。 材料的强度根据所受外力作用形式不同分为抗 拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度
国家标准和部委行业标准都是全国通用标准，是 国家指令性文件，各级生产、设计、施工等部门均必 须严格遵照执行。按要求执行的程度分为强制性标准 和推荐标准（以/T表示）。
建筑材料有关的标准及其代号主要有：国家标准 GB；建筑工程国家标准GBJ；建设部行业标准JGJ； 建筑工业行业标准JG；国家建筑材料工业协会标准JC； 石油化学工业部或中国石油化学总公司标准SH；冶金 部标准YB；化工部标准HG；林业部标准LY；国家级 专业标准ZB；中国工程建设标准化协会标准CECS； 地方标准DB；企业标准Q等。
(5)耐水性
材料抵抗水破坏作用的能力称为材料的耐水性。 一般情况下，材料随含水量的增加其强度都有不同 程度的降低。材料的耐水性用软化系数表示，即材 料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态
下抗压强度之比。软化系数的范围一般在0～1之间
波动。
(6)抗渗性
材料抵抗压力水渗透的性质称为材料的抗渗性。 材料的抗渗性一般用抗渗系数表示。抗渗系数越小 的材料表示其抗渗性越小。材料的抗渗性与材料的 孔隙率和孔隙特征有关。孔隙率低而且是封闭孔隙
建筑是技术与艺术相结合的产物，而建筑艺术 的发挥，除建筑设计外，在很大程度上取决于建筑 材料的装饰性通常通过材料的色彩、透明性、 光泽、表面质感和形状尺寸等装饰功能达到美化建
5.2 是由粘土制成砖坯，经过干燥，然后入 窑烧至900～1000℃而成。
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PPT课件
度，部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理； 3、导电导热性好 铝的导电导热性能仅次于银、铜和金； 4、耐蚀性好铝的表面易自然生产一层致密牢固的Al2O3保护膜，能很
好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好 铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金； 5、易加工添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金 或加工塑性好的变形铝合金
陶瓷材料
陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称。 工业上应用的 典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展，出 现了许多性能优良的新型陶瓷。
陶瓷是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材 料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料 、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
塑料的分类
按使用范围：通用塑料、工程塑料、特种塑料
按受热性能：
[热塑性塑料]：加热时能反复地塑化
[热固性塑料]：加热到熔融温度以上时，形状不再发生变化
塑料特性
质轻、比强度高 塑料的密度为0.9～2.2g／cm3，只有钢铁的1／8～1／4。泡沫塑 料的密度约0．01g／cm3。塑料的强度比金属低，但比强度高。这对减轻机械产品的重 量具有重要意义。 化学稳定性好 塑料能耐大气、水、碱、有机溶剂等的腐蚀。例如，聚四氟乙烯在沸腾 的“王水”中仍很稳定。 优异的电绝缘性 塑料有良好的电绝缘性，介质损耗小，其电绝缘性可与陶瓷、橡胶等 绝缘材料相媲美。 减摩、耐磨性好 塑料的硬度低于金属，但多数塑料的摩擦系数小，有些塑料(如聚四 氟乙烯、尼龙等)具有自润滑性。因此，塑料可用于制作在无润滑条件下工作的某些零件 。 消声和吸振性好 塑料轴承和齿轮工作时平稳无声，大大减小了噪音污染。泡沫塑料常 被用作隔音材料。 成形加工性好 塑料有注射、挤压、模压、浇塑等多种成形方法，且工艺简单，生产率 高。 耐热性差 多数塑料只能在100℃左右使用，少数品种可在200℃左右使用；易老化( 因光、热、载荷、水、碱、酸、氧等的长期作用，使塑料变硬、变脆、开裂等现象，称 老化)；导热性差，约为金属的1／500；热膨胀系数大，约为金属的3至10倍。
好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好 铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金； 5、易加工添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金 或加工塑性好的变形铝合金
陶瓷材料
陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称。 工业上应用的 典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展，出 现了许多性能优良的新型陶瓷。
陶瓷是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材 料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料 、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
塑料的分类
按使用范围：通用塑料、工程塑料、特种塑料
按受热性能：
[热塑性塑料]：加热时能反复地塑化
[热固性塑料]：加热到熔融温度以上时，形状不再发生变化
塑料特性
质轻、比强度高 塑料的密度为0.9～2.2g／cm3，只有钢铁的1／8～1／4。泡沫塑 料的密度约0．01g／cm3。塑料的强度比金属低，但比强度高。这对减轻机械产品的重 量具有重要意义。 化学稳定性好 塑料能耐大气、水、碱、有机溶剂等的腐蚀。例如，聚四氟乙烯在沸腾 的“王水”中仍很稳定。 优异的电绝缘性 塑料有良好的电绝缘性，介质损耗小，其电绝缘性可与陶瓷、橡胶等 绝缘材料相媲美。 减摩、耐磨性好 塑料的硬度低于金属，但多数塑料的摩擦系数小，有些塑料(如聚四 氟乙烯、尼龙等)具有自润滑性。因此，塑料可用于制作在无润滑条件下工作的某些零件 。 消声和吸振性好 塑料轴承和齿轮工作时平稳无声，大大减小了噪音污染。泡沫塑料常 被用作隔音材料。 成形加工性好 塑料有注射、挤压、模压、浇塑等多种成形方法，且工艺简单，生产率 高。 耐热性差 多数塑料只能在100℃左右使用，少数品种可在200℃左右使用；易老化( 因光、热、载荷、水、碱、酸、氧等的长期作用，使塑料变硬、变脆、开裂等现象，称 老化)；导热性差，约为金属的1／500；热膨胀系数大，约为金属的3至10倍。
《建筑工程材料》ppt课件
原料准备
选择适当的原料，进行清洗、破碎、筛分等预处 理。
成型
将混合好的物料进行压制、挤出、浇注等成型操 作，得到所需形状的制品。
ABCD
配料与混合
按照一定比例将各种原料进行配料，并通过混合 设备充分混合均匀。
养护与烘干
对成型后的制品进行养护和烘干，以确保其达到 预定的性能要求。
加工方法与设备
破碎与筛分
面临的挑战与机遇
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
资源短缺
随着城市化进程的加速 和建筑业的快速发展， 对建筑材料的需求不断 增加，资源短缺问题日 益突出。
环境污染
传统建筑材料生产过程 中产生的废气、废水和 固废对环境造成严重污 染，亟待采取有效措施
加以治理。
技术创新
随着科技的不断进步， 新型建筑材料的研发和 应用为建筑业发展带来 新的机遇。通过技术创 新，可以实现建筑材料 的升级换代，提高材料
玻璃
玻璃的种类
根据生产工艺和用途的不同，可 分为平板玻璃、钢化玻音等优点 。
玻璃的应用
主要用于建筑门窗、幕墙等工程 中。
2023
PART 03
建筑工程材料的性能与特 点
REPORTING
物理性能
密度与比重
材料的密度和比重是基本的物理性能，影响 材料的强度、硬度等。
材料抵抗硬物压入的能力，与耐磨性密切相 关。
耐久性能
耐老化性
材料在长期使用过程中的性能稳定性 。
耐疲劳性
材料在反复荷载作用下的抗疲劳能力 。
耐久性
材料在复杂环境条件下的长期性能表 现。
可维护性
材料在使用过程中的可修复性和维护 便利性。
2023
2024版《土木工程新材料》PPT课件
CHAPTER 06
土木工程新材料的未来发展趋势
新材料的研发方向与挑战
高性能混凝土
提高耐久性、减少环境负荷、增强施工性能。
智能材料
自修复、自适应、传感与驱动一体化。
纤维增强复合材料
轻质高强、耐腐蚀、设计灵活性。
挑战
成本、技术标准、环境影响、市场接受度。
新材料在土木工程中的潜在应用
01
高性能混凝土用于大跨 度桥梁、高层建筑、海 洋工程等。
选用优质的水泥、骨料、 掺合料和外加剂等原材 料，保证混凝土的高性
能。
配合比设计
通过合理的配合比设计， 优化各原材料的比例， 实现高性能混凝土的优
异性能。
搅拌工艺
采用高效搅拌设备，确 保混凝土搅拌均匀，提 高混凝土的工作性和力
学性能。
养护措施
采取适当的养护措施， 保证高性能混凝土的强
度发展和耐久性。
土木工程新材料之纳米材料
纳米材料的定义与特点
定义 高比表面积 量子尺寸效应 优异的力学性能
纳米材料是指至少有一维尺寸在1-100纳米范围内的材料，具有独 特的物理、化学和机械性能。
纳米材料具有极高的比表面积，使其具有优异的吸附和催化性能。
当材料尺寸减小到纳米级别时，电子的波动性质变得显著，导致 材料的电学、光学和磁学性能发生变化。
适应性
能够适应不同的环境和条件，保 持其功能和性能。
智能材料的制备技术
01
02
03
复合技术
通过复合不同的材料，实 现智能材料的感知和响应 功能。
纳米技术
利用纳米技术制备智能材 料，提高其感知和响应的 灵敏度和精度。
生物技术
借鉴生物体的感知和响应 机制，制备具有生物活性 的智能材料。
《工程材料》课件
2 材料工程
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
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
大学《工程材料》课件PPT(九大章节完整版)
金属与金属、金属与非金属、非金属与非 金属都可以组成复合材料。当前主要研究 和应用的是以树脂、橡胶、陶瓷或金属为 基体，以各种纤维、粒子、片状物为增强 体组成的复合材料。
如果材料选择不当或加工不合理会给国民经 济造成重大损失，下面给大家介绍几个具体 事例：
1943年1月美国t-2型油船破断的实例属低应力脆断，类似 事件1962年澳大利亚金斯桥建成仅一年就突然断裂。
3、良好加工性能，如铸造，塑性变形，焊 接，机械加工等性能。并且通过热处理可以改变其 性能。
有机高分子材料：该类材料正以前所未有 的速度发展着。工程塑料世界年产量超过 150万吨，通过各种合成或制备技术，性 能不断提高，应用日广。有人预测，汽车 的车身不久将大部分采用塑料，每公斤工 程塑料可代替4-5公斤钢铁，而且可整体 成型，因而成本和油耗将进一步降低；有 机高分子功能材料发展更快，由于它是人 工合成的，且原料充足，可以设计出无穷 的新品种，前景十分广阔 。
青铜器时代 石器时代
复合材料时代 铁器时代
机敏/智能 材料时代
材料的分类：
按原子结构分： 1、金属材料（黑色金属，有色金属） 2、 非金属材料（有机，无机） 3、 复合材料（金属基、塑料基、陶瓷基） 按应用角度分：
1、结构材料，机械性能为主要使用性能兼 具一定物理和化 学性能，如制造机器零件的 钢材。 2、功能材料，具有特异的物理和化学功能， 如超导材料，形状记忆材料，储氢材料，激 光材料，半导体材料，纳米材料等 。
本课程基本由两部分组成
第一部分是金属学的理论基础。主要探讨 金属及合金的晶体结构和结晶过程，金属 在固态下的转变过程以及金属的塑性变形 等。这些基础知识是掌握工程材料内部结 构的变化规律和理解各类材料之间性能差 异的钥匙。
如果材料选择不当或加工不合理会给国民经 济造成重大损失，下面给大家介绍几个具体 事例：
1943年1月美国t-2型油船破断的实例属低应力脆断，类似 事件1962年澳大利亚金斯桥建成仅一年就突然断裂。
3、良好加工性能，如铸造，塑性变形，焊 接，机械加工等性能。并且通过热处理可以改变其 性能。
有机高分子材料：该类材料正以前所未有 的速度发展着。工程塑料世界年产量超过 150万吨，通过各种合成或制备技术，性 能不断提高，应用日广。有人预测，汽车 的车身不久将大部分采用塑料，每公斤工 程塑料可代替4-5公斤钢铁，而且可整体 成型，因而成本和油耗将进一步降低；有 机高分子功能材料发展更快，由于它是人 工合成的，且原料充足，可以设计出无穷 的新品种，前景十分广阔 。
青铜器时代 石器时代
复合材料时代 铁器时代
机敏/智能 材料时代
材料的分类：
按原子结构分： 1、金属材料（黑色金属，有色金属） 2、 非金属材料（有机，无机） 3、 复合材料（金属基、塑料基、陶瓷基） 按应用角度分：
1、结构材料，机械性能为主要使用性能兼 具一定物理和化 学性能，如制造机器零件的 钢材。 2、功能材料，具有特异的物理和化学功能， 如超导材料，形状记忆材料，储氢材料，激 光材料，半导体材料，纳米材料等 。
本课程基本由两部分组成
第一部分是金属学的理论基础。主要探讨 金属及合金的晶体结构和结晶过程，金属 在固态下的转变过程以及金属的塑性变形 等。这些基础知识是掌握工程材料内部结 构的变化规律和理解各类材料之间性能差 异的钥匙。
最新常用工程材料最终版PPT课件
的钢种。强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较
好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。 强度级别超过500 MPa后，铁素体和珠光体组织
难以满足要求，于是发展了低碳贝氏体钢。加入Cr、 Mo、Mn、B等元素，有利于空冷条件下得到贝氏体 组织，使强度更高，塑性、焊接性能也较好，多用 于高压锅炉、高压容器等。
入Cr、Ni、Mn、B等。 ③加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：
主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、 Mo等，形成稳定的合金碳化物。
d. 钢种及牌号
20Cr 低淬透性合金渗碳钢。淬透性 较低，心部强度较低。
20CrMnTi 中淬透性合金渗碳钢。淬透 性较高、过热敏感性较小，渗碳过渡层比 较均匀，具有良好的机械性能和工艺性能。
韧性的零件，例如机车车辆、船舶、重型机械的齿轮、轴， 以及轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。
外壳
轧辊
重型机械齿轮
合金钢的编号、性能和主要用途
牌号首部用数字标明碳质量分数。规定结构钢
以万分之一为单位的数字（两位数）、工具钢和特
殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表
示碳质量分数，而工具钢的碳质量分数超过1%， 碳质量分数不标出。
Y40Mn，表示碳质量分数为0.4%、锰质 量分数少于1.5%的易切削钢等等。
对于高级优质钢，则在钢的末尾加“A”字 表明，例如20Cr2Ni4A等。
（一） 合金结构钢 用于制造重要工程结构和机器零件的合 金钢称为合金结构钢。主要有低合金高强度 结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹 簧钢、滚珠轴承钢。 1.低合金结构钢 A . 用途 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、 高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。
40Cr钢经不同温度回火后的机械性能 （直径Ｄ＝12ｍｍ，油淬）
好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。 强度级别超过500 MPa后，铁素体和珠光体组织
难以满足要求，于是发展了低碳贝氏体钢。加入Cr、 Mo、Mn、B等元素，有利于空冷条件下得到贝氏体 组织，使强度更高，塑性、焊接性能也较好，多用 于高压锅炉、高压容器等。
入Cr、Ni、Mn、B等。 ③加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：
主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、 Mo等，形成稳定的合金碳化物。
d. 钢种及牌号
20Cr 低淬透性合金渗碳钢。淬透性 较低，心部强度较低。
20CrMnTi 中淬透性合金渗碳钢。淬透 性较高、过热敏感性较小，渗碳过渡层比 较均匀，具有良好的机械性能和工艺性能。
韧性的零件，例如机车车辆、船舶、重型机械的齿轮、轴， 以及轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。
外壳
轧辊
重型机械齿轮
合金钢的编号、性能和主要用途
牌号首部用数字标明碳质量分数。规定结构钢
以万分之一为单位的数字（两位数）、工具钢和特
殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表
示碳质量分数，而工具钢的碳质量分数超过1%， 碳质量分数不标出。
Y40Mn，表示碳质量分数为0.4%、锰质 量分数少于1.5%的易切削钢等等。
对于高级优质钢，则在钢的末尾加“A”字 表明，例如20Cr2Ni4A等。
（一） 合金结构钢 用于制造重要工程结构和机器零件的合 金钢称为合金结构钢。主要有低合金高强度 结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹 簧钢、滚珠轴承钢。 1.低合金结构钢 A . 用途 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、 高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。
40Cr钢经不同温度回火后的机械性能 （直径Ｄ＝12ｍｍ，油淬）
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零件的毛坯
• 铸造毛坯 • 熔炼金属，制造铸型， 并将熔融金属浇入铸 型，凝固后获得一定 形状和性能铸件的成 形方法，称为铸造。
• 锻造毛坯
零件的毛坯
• 锻压是对坯料施加外力，使其产 生塑性变形、改变尺寸、形状及 改善性能，用以制造机械零件、 工件或毛坯的成形加工方法。它 是锻造与冲压的总称，属于压力 加工的范畴。
宏观组织（晶 粒 形态与尺寸） 微观组织（亚晶 界、枝晶间距、 次生相） 强化相的形态、 尺寸及分布 多相合金的相结 构 组织均匀性 成分均匀性（宏 观与微观偏析） 组织致密性 夹杂、气孔等 应力、变形、开 裂等 晶体结构缺陷（ 点缺陷、位错、 孪晶等） 非晶、微晶、纳 米晶及非平衡晶
材料的发展
材料的发展
20世纪中叶以来，科学技术突飞猛进， 日新月异，作为“发明之母”和“产 业的粮食”的新材料研制更是异常活 跃，出现了称之为“高分子时代”、
“半导体时代”、“先进陶瓷时 代”和“复合材料时代”等种种
提法。在当今新技术革命波及整个国 际社会的浪潮冲击下，人类进入了一 个“材料革命”的新时代。
Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
钢铁材料 金属材料 非铁金属
工程材料的分类
高分子材料 非金属材料 陶瓷材料
复合材料
课程概论
力学性能 物理性能 化学性能
使用性能
工程材料的性能 工艺性能
铸造性能 可锻性能 可焊性能 切削加工性能 热处理性工艺性
机械零件加工工艺
铸造 锻压 材 毛 焊接 型材 粉末冶金
课程绪论
教材与学时安排 • 教材 :机械工程材料及其成形技术基础 • 理论授课学时 : 32学时 • 实验学时 : X学时
课程的性质和任务 • 《机械工程材料及其成型技术》是机械类、 近机械类各专业学生必修的一门技术基础课。 • 本课程的任务是: • l）工程材料的性能：以力学性能为主，还要 考虑物理性能、化学性能及工艺性能； • 2）金属学基本理论：使学生获得有关工程材 料的基本理论和基本知识；常用工程材料成 分－组织－性能－应用之间关系的一般规律 • 3）热处理方面：掌握钢的热处理基本原理和 工艺，掌握热处理各种工艺方法的目的，以 便正确选用热处理工艺方法，合理安排工艺 路线。
材料的发展
• 高分子材料 • 又称聚合物，包括天然高 分子材料（木材、棉、麻等） 和合成高分子材料（塑料， 合成橡胶等）。其主要组分 高分子化合物是有许多结构 相同的结构单元相互连接而 成。它具有较高的强度、良 好的塑性、较强的耐腐蚀性、 绝缘性和低密度等优良性能。 高分子材料发明虽晚，但异 军突起，因其物美价廉，在 工程材料中应用越来越广。
零件的毛坯
• 焊接结构
• 焊接的实质是使两个分离的物体 通过加热或加压，或两者并用， 在用或不用填充材料的条件下借 助于原子间或分子间的联系与质 点的扩散作用形成一个整体的过 程。
汽车一厂车身车间POLO底盘焊接
材料四要素相互关系:
Байду номын сангаас
合 成 设 计 （ 成 分 组 织 ）
材料科学与工程
控 构
加 工
教学方法
本课程内容主要是建立在实验观察和工业实 践基础之上 , 以实质性和规律性的描述为主 , 涉及面 较宽。 *着重理解教学内容,尽量避免死记硬背。 *配合实验及多媒体信息,帮助和加深理解教学内容。 *利用网络交流：如查阅资料、习题解答等。
课程教学要求的层次
• 本课程教学内容的要求分为: 了解、熟悉、掌握三个层次。 • 实验内容按: 观察、分析、掌握三个层次要求。
材料的发展
• 金属材料
• 金属具有正的电阻温度系数，通常 有良好的导电性、导热性、延展性、 高的密度和高的光泽。包括纯金属 和以金属元素为主的合金。在工程 领域有把金属及其合金分为两类： （1）黑色金属，即铁和铁基合金 （钢铁及合金钢）；（2）有色金 属，黑色金属以外的所有金属及其 合金，常见有铝及铝合金，铜及铜 合金等。金属材料一般有良好的综 合机械性能（强度、塑性和韧性 等），是工程领域应用最广的材料。 金属材料是当今工程领域应用最广 的材料
教学内容 ——理论教学
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 第九讲 第十讲 第十一讲 绪论 材料的性能 材料的结构 材料的凝固 铁碳合金相图 金属热处理技术 常用钢和铁材料 铸造成形 塑性成形 焊接成形 典型零件的选材与失效分析
机械制造基础
Ⅰ--工程材料
机械制造基础
Ⅱ--热加工工艺基础
材料的发展
• 复合材料 • 由两种或两种以上材料组成， 其性能是它的组成材料所不 具备的。复合材料可以有非 同寻常的刚度、强度、高温 性能和耐蚀性。按基本材料 分类，它可分为金属基复合 材料、陶瓷基复合材料和聚 合物基复合材料等。复合材 料具有极其优异性能，质轻， 强度高，韧性好，可制作运 动器材，而在航空航天领域 更是无可替代。
热处理
零
料
坯
切削加工
件
***** 内容概述
课程教学概括来讲，就是要求我们掌握以下 内容： 材料角度： ( 材料四要素 ) 材料的组成与结构， 材料的制备与加工， 材料的性能， 材料的使用性能。(Performance） 加工角度： 工艺性能（结构工艺性）
公元前1200年左右，人类进入了铁器时代，开始 使用的是铸铁，以后制钢工业迅速发展，称为 18世纪产业革命的重要内容和物质基础。 如图由于铁的熔点较高 （1538℃），其出现时间 较晚。左图为伊朗出土的 铁制器皿。图为铁矿石。 铁矿在地球上比铜矿要丰 富的多。
课程的性质和任务
• 4）常用工程材料：掌握常用的工业用钢、铸铁、非 铁金属及其合金的成分、组织、性能和用途；以便合 理选用工程材料。 • 5）热加工基础：掌握铸造、锻压和焊接的特点及应 用范围，掌握金属的铸造性能、锻造性能和焊接性能； 能初步分析各种热加工零件的结构工艺性，具有初步 选择零件毛坯的能力。 • 6）零件材料与毛坯的选择：熟悉常用工程材料的生 产工艺过程，正确选择零件的材料、毛坯，并初步安 排热处理在工艺过程中的位置。合理选用工程材料的 初步能力。
近终形 控 表面完整性 形 尺寸精度
力学性能 控 性 物理性能 化学性能