工程材料的分类与性能

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工程材料的分类和性能

金属材料及其热处理

<1工程塑料、特种陶瓷、复合材料

工程材料的分类和性能

• 2.1.1工程材料的分类

A工程材料学：材料学的实用部分，主要阐述结构材料的成分、组织、性能及应用等方面的一般规律。

❿结构材料：工程上要求强度、韧性、塑性、硬度等机

械性能的材料。

❿功能材料：具有光、电、磁、热等特殊物理性能的材

料。

・金属材料：

黑色金属一铁和以铁为基的合金（钢、铸铁等）

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有色金属一黑色金属以外的所有金属及其合金

■高分子材料：

塑料一主要指工程塑料

合成纤维一由单体聚合而成再经过机械处理成纤维材料

橡胶一经硫化处理，弹性优良的聚合物，分通用和特种橡胶。

胶粘剂一分树脂型、橡胶型和混合型

・陶瓷材料：

普通陶瓷一主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料

特种陶瓷一高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等烧

结材料

金属陶瓷一用生产陶瓷的工艺来制取的金属与碳化物或其它化合物的粉末制品

・复合材料：由两种或两种以上的材料组合而成的材料按基体相种类分：聚合物基、金属基、陶瓷基、石墨基等Array

按用途分：结构、功能、智能复合材料

•:・2.1.2工程材料的性能

＞力学性能一金属材料在外力作用时表现出来的性能。❿外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。

❿载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等。

❿指标：硬度、强度、刚度、塑性、韧性和疲劳强度等。

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一 _| -------- -

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拉伸后

► ----- u -----

分：抗拉强度％、抗压"be 、抗弯0

"bb 、抗剪％、抗 fir t o

ID ＞强度一金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。

ob 弹性变形

阶段 bed 屈服阶段 dB 强化阶段 Bk 缩颈阶段 k 试样断裂

■弹性极限(Te (elastic limit)

材料拉伸时保持弹性变形，不发生永久变形的最大应力。

Oe=Pe/Fo 工程上Op. O"e视为同一值

刚度一表示材料弹性变形抗力的大小。

弹性模量E—是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。

E=CT/E应力应变的比值。单位MPa E愈大，使其产生一定量弹性变形的应力也应愈大。

■屈服极限Os （屈服强度或屈服点）

as=Ps/Fo金属材料开始发生明显塑性变形的抗力。

Co.02产生0.02%残余塑性变形的抗力的极限应力值。

用于无屈服点的中高碳钢。脆性材料：Ob=as灰口铸铁■抗拉强度Ob （强度极限）

试样被拉断前的最大承载能力

材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值

＞塑性一材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。❿伸长率和断面收缩率表示，两个值越大塑性越好。

＞硬度一金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。

❿按试验方法不同分布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、维氏硬度（HV）和肖氏硬度（HS） o

❿布氏硬度与抗拉强度存在一定线性关系。

＞冲击韧度：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。弧二冲击破坏所消耗的功V标准试样断口截面积F

Ak=mg(Hi-H2)焦耳/厘米2 ( J/cm2)

畋值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，金属光泽，呈结晶状。畋值高, 明显塑变，断口呈灰色纤维状,

无光泽，韧性材料。

Hammer- schneide 严--Widerlager

Probe

A疲劳强度61

80%的断裂由疲劳造成

经受无数次应力循环而不致断裂的最大应力值。

陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度较高，纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。

影响因素：循环应力特征、温度、

杂物、

表面状态、残余应力等。

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