钢铁材料概述
课程：工程材料导论
生物工程学院
一、钢铁的定义
钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。
2、 钢铁的分类及其特性
国家标准《钢分类》已由国家技术监督局于1991年发布。是结合我国国情首次制定。它规定钢按化学成分划分为非合金钢、低合金钢和合金钢3类；按主要质量等级划分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢3类；按主要性能及使用特性将非合金钢划分为7类，低合金钢划分为6类，合金钢划分为7类。这个标准是我国钢产品标准体系中一个十分重要的标准，与每个钢生产企业有着直接的关系。
1、按含碳量不同区分
铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%～2%的铁碳合金。 碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。 含碳量2%～4.3%
的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁中 碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。钢铁中碳的来源:炼铁的原料之一是铁矿石，铁矿石主要成份是Fe2O3 ，没有碳。炼铁的原料之二是焦碳炼铁过程部分焦碳留在了铁水中,导致铁水中含碳。钢铁的生产由铁矿石炼生铁。 由生铁作原料炼钢,炼钢的过程主要是除碳的过程.还不能将碳除尽,钢需要有一定量的碳,性能才达到最佳。
2、按化学成分区分
（一）、碳素钢 碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，按其含碳量的不同，可分为：
（1)低碳钢--含碳量wc≤0.25%
（2)中碳钢--含碳量wc>0.25%～0.60%
（3)高碳钢--含碳量wc>0.60%高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多
（二）、合金钢 为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为：
（1) 低合金钢--合金元素的总含量≤5%
（2) 中合金钢--合金元素的总含量5%～10%
（3) 高合金钢--合金元素的总含量>10%
3、按冶炼设备区分
（1)转炉钢 用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种。 （2)平炉钢 用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性。
（3)电炉钢 用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢。
4、按浇注前脱氧程度区分
（1)沸腾钢属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板。
(2)镇静钢属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢。
(3)半镇静钢脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制.目前产量较少。
5、按钢的品质区分
(1)普通钢 钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素结构钢、低合金结构钢等。
(2)优质钢 钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04%，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等。
(3)高级优质钢 钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”以便识别。
6、按钢的用途区分
（一）、结构钢
（1)建筑及工程用结构钢简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。
（2)机械制造用结构钢--是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。
（二）、工具钢
一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。按用
途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢。
（三）、特殊钢
具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。
（四）、专业用钢
这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。
7、按制造加工形式分
(1)铸钢 铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件。
(2)锻钢 锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件
的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件。
(3)热轧钢 热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材。
(4)冷轧钢 冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管。
(5)冷拔钢 冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管。
三、研发展望
“高性能、低成本、易加工、高精度、绿色化”是钢铁材料的发展方向。“高性能”是钢铁材料研发的永恒主题，现在还没有看出这种发展主题有终止的迹象。对于不同的钢类，高性能的含义不尽相同，所采用的基体组织类型也不同。控制冶炼和凝固过程可以得到高洁净度和高均匀度的钢坯，通过加工过程中的相变、再结晶、固溶和析出等现象控制可以获得期待的高均匀度和精细组织，从而达到
高性能的日标。所以，钢铁材料的生产工艺技术进步、物理金属学和力学金属学的发展促进了钢铁材料的发展。钢铁材料是不断发展的新材料，可以说，今天应用的许多钢铁材料在20年前还没有出现。汽车用钢的发展就是一个有力的证据。
钢铁材料研发工作涉及到多个方而的工作:实验室研究、工业性试制、工业化生产、应用研究等，它是一个需要多领域人员通力合作的工作。结构材料研究所50年来坚持上述工作方式，与钢铁公司和用户紧密合作，在多个钢类研发工作方而获得了成就，形成了坚实的研发人才队伍。在国内钢铁工业快速发展的今天，这支研发人才队伍的作用愈来愈重要。“人才、装备、市场、技术、理论”是钢铁材料研发工作的主要因素，要发挥这些因素的积极作用，促进先进钢铁材料的发展。
钢铁材料是不断发展的新材料。近代和现代钢铁发展的历史表明，基础研究是钢铁材料发展的基础，它促进了新型钢铁材料的出现。尽管已经形成了系统的钢铁材料的相变、再结晶、固溶与析出、变形与断裂等理论，似乎看不出还有什么需要完善的地方。但是的确还有一些不为人们所认知的现象和规律，如变形与相变的藕合、马氏体中碳的扩散、晶粒细化的极限等。它呈现出一些人们所不知道的现象，可能会产生新的工艺技术，出现新的钢铁材料尽管在荷马史诗中就记载了钢件淬火硬
化的现象，但是关于马氏体钢的强化机理细节和变形断裂控制因素至今还为人们所研究。应该说，钢铁材料的基础研究未能看到尽头，还有很多不为人们所知的现象和规律在等待研究，已有的一些现象和规律需要揭示机理。有充分的理由相信，在持续不断的基础研究工作上，人类会创造出有别于过去的新一代钢铁材料。
工程材料结课论文 ——新型材料-泡沫混凝土 一、认识泡沫混凝土 泡沫混凝土又称为发泡水泥、泡沫砼等； 泡沫混凝土是一种内部含有大量细小、封闭、均匀气孔的泡沫状混凝土材料；材料内部气孔内有大量的空气存在，空气与其它材料相比热惰性能最佳，大大降低了泡沫混凝土材料的导热性能； 材料内部气孔呈封闭状态，互不连通，不能形成空气的对流循环，同时砼内部被气孔所隔离，各球形气孔被固化的水泥浆膜包围，气孔对热能穿透能力形成很大阻力，且具有环保节能、轻质高强、保温隔热、隔音、抗水、减震等特性； 一般情况下，发泡混凝土主要用于减轻建筑物自身重量或用来隔音、隔热。二、泡沫混凝土的开发背景 泡沫混凝土的开发和应用始于国外； 上世纪3 0年代，由瑞典人开发研制，在挪威大举成功，在欧、美地区迅速取得广泛的应用； 1973年韩国能源大波动以后，为了节约能源韩国实行建筑节能义务化。根据韩国现有建筑节能设计标准，建筑物楼地面，层与层之间强制使用隔音、隔热材料。为了减少楼板之间的噪音与热传递，使用隔音、隔热材料被义务化； 在日、韩的带动下，泡沫混凝土在东南亚国家快速发展。 从建国初期泡沫混凝土由前苏联传入我国，但未能大范围使用； 改革开放后，国内建筑业迅速发展，建筑所消耗的能源也在日渐增加； 进入21世纪，随着国家对建筑节能的重视，相关的建筑节 能政策不断出台，泡沫混凝土技术在新的机遇下得到了迅速的发展。 三、泡沫混凝土的开发目的 泡沫混凝土的导热系数低且隔热性能突出，因此能提高热效率从而达到节约能源的效果； 对于高层建筑物来说，可以减轻混凝土对整个建筑物的负荷； 住宅楼的地板层可铺设地板采暖管材用以直接供热，降低上下楼层之间热量的传导及隔绝声音的传播； 泡沫混凝土砌块可使用粉煤灰、矿渣粉等工业废弃物做为主要原料，环保利废。 四、泡沫混凝土的性能特点 1、质量轻：泡沫混凝土的密度在200-1200kg/m3之间，是混凝土的1/2～1/15，能有效减少建筑物的负重；目前市场大多采用密度在300～700kg/m3之间的泡沫混凝土； 2、隔音性能好：泡沫混凝土的隔音性能是普通水泥的5-8倍，充分解决了居住空间的隔音问题； 3、耐高温性能好：泡沫混凝土适用的温度可以达到400℃以上，应用于地面辐射供暖受热不变形，无热分解； 4、具有较好的抗压强度和抗老化性：传统有机隔热材料的耐压强度和抗老化性能较差，泡沫混凝土能彻底解决这一问题，可提高保温层的稳固性能和寿命，是传统保温材料的替代产品； 5、环保性能好：泡沫混凝土主要原材料为普通硅酸盐水泥与发泡剂，发泡剂成
材料是物 质， 但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物， 一般都不算是材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。 二. 材料的分类 然后我们看材料的分类。材料可按其成分及物理化学性质可分为： a 金属材料（铸铁、碳钢、铝合金 卜 b 无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷卜 c 有机高分子材料（塑料、合成橡胶、合成纤维 ） d 复合材料（由两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的物质，经人工组合而成的 多相固体材料，如石墨/铝复合材料、碳/陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料）。按使用用途材 料可分为结构材料（主要利用材料的强度、韧性、 弹性等力学性能，用于制造在不同环境下 工作时承受载荷的各种结构件和零部件的一类材料， 即机械结构材料和建筑结构材料） 和功 能材料（由两种或两种以上物理、化学、 力学性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体 材料）。 按照应用领域来分材料可以分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材 料、生物材料等。按来源可分为人工材料和天然材料。 三、 材料的地位和作用 1. 材料是人类文明的里程碑 我们中学阶段学过经济发展史，纵观人类利用材料的历史，材料起着举足轻重的作用， 是一切生产和生活的物质基础，是生产力的标志，是人类进步的里程碑。 石器时代：早在一百万年以前， 人类开始进入旧石器时代，可以使用石头作为工具。一 万年以前，人类开始进入新石器时代， 将石头加工成器具和工具如左下角图， 在8000年前, 开始人工烧制成陶器，用于器皿和装饰品如彩陶双耳罐。 青铜器时代：五千年以前，人类开始进入青铜器时代，青铜烧注成型， 用金 属，越王勾践曾使用的青铜剑，中国商代司母戊鼎。 铁器时代：3000年以前人类开始进入铁器时代，生铁冶炼及处理技术推动了农业、水 利、和军事的发展和人类社会进步，直至 18世纪进入了近代工业快速发展时代。 材料是人类进化和文明的标志。石器、青铜器、铁器这些具体的材料被历史学家作为划 分时代的重要标志。材料的发展创新是各个高新技术领域发展的突破口， 新型材料是当代社 会发展进步的促进剂，是现代社会经济的先导，是现代工业和现代农业发展的基础， 也是国 防现代化的保证。材料的发展深刻地影响着世界经济、 军事和社会的发展，同时也改变着人 们在社会活动中的实践方式和思维方式，由此极大地推动了社会进步。 2. 材料是经济和社会发展的先导 第一次工业革命，钢铁工业的发展为蒸汽机的发明和利用奠定了基础。 的发明促进了机械制造和铁路运输等行业发展 . 第二次工业革命，合金钢、铝合金及其他非金属材料的发展是此次工业革命的支撑， 电动机的发明奠定基础.使制造业大力迈入电气化时代 同学们大家好，祝贺同学们考入辽宁工程技术大学材料学院。 相信在座同学除了对大学 生活怎么进行规划感到迷茫， 也会对自己所学专业仍然存在疑虑： 材料学是研究什么的？我 们可以在材料学里学到什么呢？学了这个学科有什么用处呢？因此我们开设这门材料科学 与工程专业概论以解答同学们的这些问题，让咱们对材料学从一个感性认识上升到理性认 识。 一、材料的定义 首先第一节我们介绍一下材料的定义。 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。 人类开始大量使 转炉和平炉炼钢
第一章需求工程导论 1.软件开发中碰到的需求问题的现象是什么？ 答：（1）用户参与度不够。（2）高层管理支持力度不够。（3）没有清晰的需求说明。（4）没有清晰的目标和前景。（5）期望不切合实际。（6）需求变化影响。（7）增加了无用的额外功能。 2.在需求处理当中要注意哪些非技术性因素，为什么？ 答：（1）需求处理的任务：需求处理的任务主要是发现问题并解决问题。现实是问题的发生地，软件系统是人们应对问题的手段。但是单纯的软件系统是不能解决问题的。它只有和现实之间形成一种有效的互动才能解决问题。 （2）需求处理的手段：建模与分析技术是进行需求处理的主要手段，这些技术本身都是概念性的，不依赖于某些特殊的应用环境条件。可以被广泛的应用于各种应用场景。 （3）需求处理的过程：试图单纯的通过技术的应用建立一个一致完整的需求模型是不太可能的。因为在现实中，因涉众的不同立场而产生的利益冲突的场景非常常见。这些冲突是根本无法通过技术手段所能解决的。 3.解释需求分析与需求工程之间的联系 答：“需求工程”就是利用工程化的手段进行需求处理，以保证需求处理的正确进行，而“需求分析”是需求处理中的核心活动，他用一些形式化或半形式化的语言进行知识的分析，但是建立需求工程还离不开需求分析。 4.解释软件工程与系统工程之间的联系，这种联系对需求工程的工作有何影响？ 答：（1）系统工程通常是指计算机引入某一现实系统，并用他来改变现实系统的运作方式，达到一个理想效果的过程。而且系统工程中除了含有处理系统的软件工程之外，还包括硬件工程和人力工程。因此，在系统工程中，虽然应该重点关注软件工程部分的内容，但并不能完全以软件为中心来看待和处理整个系统。 （2）影响：系统需求开发的主要目的是获得整个系统的期望目标，包含功能特性和非功能特性。因此需要判定系统的涉众，采集他们的目标与要求研究系统的环境确定系统的要求，并进行一些整体性的分析。 5.需求工程包括哪些活动？软件开发活动当中为什么要重视需求工程？ 答：需求工程包括（1）需求开发（2）需求管理。需求开发要包括（需求获取、需求分析、需求规格说明、需求验证） 重视需求工程的原因：（1）需求问题是当前软件开发面临的主要问题（2）需求分析是软件开发中的理论约束，他控制着整个软件开发的工程走向。它是非技术人员和技术人员的工程纽带。 6.需求工程师需要具备哪些知识或技能？ 答：（1）交流技能（2）观察技能（3）抽象分析与问题解决技能（4）写作技能（5）关系协调和团队工作技能。
工程甲控材料的管理要本着择优、公平、充分竞价、有利工程原则开展。 1）主要材料选择范围面向全国，对各家企业的基本情况逐项了解，综合考虑企业实力、供应业绩、生产规模、市场信誉等多项指标，最后择优选择几家企业竞价。 2）对所有供应厂家公平对待。要对产品的指标负责，在原材料检测时委托3家检测机构平行检测，检测机构对盲样进行检测，坚决淘汰供应不合格产品的企业。 3）所有采购产品必须经过充分竞价。在质量检测合格的基础上，对有意参加项目供应的企业，组织充分竞价，同质竞价。 4）产品的质量应包括服务，对竞价结果划定一定范围供施工企业选择，从使用角度保证工程的开展。要维护竞价的严肃性，对不选择最低报价的施工企业要说明原因，通过使用方的优选过程，保证了主要材料供应，同时对恶性竞价，激情竞价进行规避。 2甲控过程中各方的关系 工程建设过程是材料的消耗过程，从工程设计开始，经历了设计选定、厂家选择、产品竞价、合同谈判、产品供应、进场验收、施工使用、半成品、成品各个环节。这个过程需要设计、业主、监理、施工、供应企业、检测机构等各方面的层层控制，层层把关。 1）业主单位要把控全局，对生产厂家的选择要全面，调查要完整，检测方案要科学，邀请诚恳，竞价要充分，选择结果要备案，制定完备监督与奖惩机制，实现过程监控的全方位。 2）设计要把握好技术关，甲控材料的前提是了解设计的使用材料的规格、数量、和各种指标，明确设计对材料性能的要求，采购过程中才能有的放矢；监理单位要严控过程质量，按合同要求组织材料进场，跟踪检测和平行检测应规范有序。 3）检测机构必须具备较强的实力，严格把好材料控制关，熟悉各种材料的检测标准和方法，对产品第一次抽检测要选择多家单位平行检测，施工过程中材料检测要高频率、多试验室检测，确保材料质量。 4）施工单位是材料的具体使用单位，也是合同的签约单位。在材料供应厂家的选择过程中应综合考虑各种因素的影响；在供应过程中要加强质量管理，对发现的问题及时处理；对监理和业主的材料管理制度认真执行，不打折扣。
材料导论
Instructor：蔡艳
ycai@https://www.doczj.com/doc/ac12462913.html,
March 4 4, 2010
前言
材料是人类赖以生存和发展的物质基础。 Material is the basis of human civilization and social development. 20世纪70年代人们把信息 材料和能源誉为当代文明的三大支柱 20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。 Information, Material and Energy are three mainstays in modern civilization since 1970. 80年代以高技术群为代表的新技术革命把新材料技术、信息技术和生物技术并 列为新技术革命的重要标志。 With information technology and biotechnology, new material is listed as the marks k of f th the N New T Technological h l i lR Revolution. l ti
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超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生， 使 计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上； 计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上 航空发动机材料的工作温度每提高100℃，推力可增大24％； 隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统 难以发现。 难以发现
雷达隐身 材料
可见光隐 身材料
红外隐身 材料
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机械工程材料论文题目：先进铝合金在航空航天中应用 学生姓名：靖子果 学号：140103231 专业班级：机电一体化二班 指导老师：李蒙 2015年12月26日
目录 题目：先进铝合金在航空航天中应用 (1) 1.1铝合金的定义 (3) 1.2铝合金的命名 (3) 1.3铝的性质 (3) 2.1飞机结构选材对铝合金的技术要求 (4) 2.2航空用2000系与7000系铝台金的应用与发展 (5) 3.1结语 (9) 参考文献 (10)
1.1铝合金的定义 铝合金是纯铝参加一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。 1.2铝合金的命名 1970年12月制定的变形铝及铝合金国际牌号命名体系推荐方法命名的牌号如下；航空、航天和军事工业主要使用的铝材代表牌号是7075、7050，2024、2124。 7×××系列硬度最高，锌Zn在这个系列是主要的合金元素。以7075-T651铝合金位代表制品，其机械性能超过低碳钢。 2×××系列综合性能最好，铜Cu在这个系列是主要的合金元素，在热处理后其机械性能会相等或超过低碳钢。 以上这两个系列的生产水平是代表一个国家的军事实际力量。 1×××系列为纯铝。 3×××系列，锰Mn在这个系列是主要的合金元素。 4×××系列，硅Si在这个系列是主要的合金元素。 5×××系列，镁Mg在这个系列是主要的合金元素。 6×××系列，硅Si和镁Mg在这个系列是主要的合金元素。 1.3铝的性质 物质的用途决定于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。(1)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。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、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。 (2)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。(3)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。
工程材料导论复习题 一、填空 1.灰铸铁包括 , , , , 0 2.共析转变时，奥氏体转变为珠光体还是铁素体和石墨的两相混合物组织，取决于结晶过 程的和条件。 3.灰铸铁的二次结晶过程包括及两个阶段。 4.将铸铁中含碳量与硅、磷等折合的含碳量之和称为,将实际含碳量与共晶点 含碳量之比称为o 5.将一定成分的孕育剂加入到铁液中，可起到和作用。 6.球墨铸铁的球化机理包括和。 7.生产蠕墨铸铁时，常用蠕化剂有, o &黑心可锻铸铁也叫基体可锻铸铁 9.铸铁在较高温度下反复加热和冷却发生体积长大这一现象叫铸铁的o 10.合金元素对铝的强化作用主要表现为, , , O 11.根据目的不同，铝合金的退火分为 , , 0 12.根据钛合金在退火状态的相组成可分为 , , 型钛合金，分别以 , , 表示O 13.钛合金淬火时会得到, 组织。 14.—钛合金是发展高强钛合金潜力最大的合金。 15.根据化学成分的不同，铜合金可分为 , , 三大类。 16.纯铜又叫。 17.纯铜含过高时，会引起“氢病”。 18.黄铜是以—为主加合金元素的铜合金，白铜则是以—为主加合金元素的铜合金。 19.根据添加的化学成分不同，青铜又分为 , , 20.球墨铸铁的等温淬火是为得到组织。 21.低温正火能得到组织。 22.球墨铸铁的表面处理方法有 , , o 33.白口铸铁中碳主要以的形式存在，灰口铸铁中碳主要以的形式存在。 34._________ 灰口铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨形态分别为 , , 状。 35.灰铁的基体有 , , ,三种，QT500-05牌号中，QT表示 ,数字500表示 ,数字05表 示o 36.HT 250是铸铁，250表示,促进石墨化的元素为, ,阻 碍石墨化的元素有 , o 38. ZL110 是_ _合金，其组成元素是— 39. HSn70-l 是_ ___ 合金，其含锡量为— _____ O 40. QA17 是 __ 合金，其组成元素是—型的 _________ 合 49.可锻铸铁件的生产方法是先,然后再进行 50.球墨铸铁采用作球化剂。 二、选择题 1.铸铁如果第一、第二阶段完全石墨化，其组织应为（）0
第1节材料科学与工程概述 1.1.1材料科学的内涵 材料科学就是从事对材料本质的发现、分析认识、设计及控制等方面研究的一门科学。其目的在于揭示材料的行为，给予材料结构的统一描绘或建立模型，以及解释结构与性能之间的内在关系。材料科学的内涵可以认为是由五大要素组成，他们之间的关联可以用一个多面体来描述（图1-1）。其中使用效能是材料性能在工作状态（受力、气氛、温度）下的表现，材料性能可以视为材料的固有性能，而使用效能则随工作环境不同而异，但它与材料的固有性能密切相关。理论及材料与工艺设计位于多面体的中心，它直接和其它5个要素相连，表明它在材料科学中的特殊地位。 材料科学的核心内容是结构与性能。为了深入理解和有效控制性 能和结构，人们常常需要了解各种过程的现象，如屈服过程、断裂 过程、导电过程、磁化过程、相变过程等。材料中各种结构的形成 都涉及能量的变化，因此外界条件的改变也将会引起结构的改变， 从而导致性能的改变。因此可以说，过程是理解性能和结构的重要 环节，结构是深入理解性能的核心，外界条件控制着结构的形成和 过程的进行。 材料的性能是由材料的内部结构决定的，材料的结构反映了材料 的组成基元及其排列和运动的方式。材料的组成基元一般为原子、 离子和分子等，材料的排列方式在很大程度上受组元间结合类型的 影响，如金属键、离子键、共价键、分子键等。组元在结构中不是 静止不动的，是在不断的运动中，如电子的运动、原子的热运动等。 描述材料的结构可以有不同层次，包括原子结构、原子的排列、相 结构、显微结构、结构缺陷等，每个层次的结构特征都以不同的方 式决定着材料的性能。 物质结构是理解和控制性能的中心环节。组成材料的原子结构，电子围绕着原子核的运动情况对材料的物理性能有重要影响，尤其是电子结构会影响原子的键合，使材料表现出金属、无机非金属或高分子的固有属性。金属、无机非金属和某些高分子材料在空间均具有规则的原子排列，或者说具有晶体的格子构造。晶体结构会影响到材料的诸多物理性能，如强度、塑性、韧性等。石墨和金刚石都是由碳原子组成，但二者原子排列方式不同，导致强度、硬度及其它物理性能差别明显。当材料处于非晶态时，与晶体材料相比，性能差别也很大，如玻璃态的聚乙烯是透明的，而晶态的聚乙烯是半透明的。又如某些非晶态金属比晶态金属具有更高的强度和耐蚀性能。此外，在晶体材料中存在的某些排列的不完整性，即存在结构缺陷，也对材料性能产生重要影响。 我们在研究晶体结构与性能的关系时，除考虑其内部原子排列的规则性，还需要考虑其尺寸的效应。从聚集的角度看，三维方向尺寸都很大的材料称为块体材料，在一维、二维或三维方向上尺寸变小的材料叫做低维材料。低维材料可能具有块体材料所不具备的性质，如零维的纳米粒子(尺寸小于100nm)具有很强的表面效应、尺寸效应和量子效应等，使其具有独特的物理、化学性能。纳米金属颗粒是电的绝缘体和吸光的黑体。以纳米微粒组成的陶瓷具有很高的韧性和超塑性。纳米金属铝的硬度为普通铝的8倍。具有高强度特征的一维材料的有机纤维、光导纤维，作为二维材料的金刚石薄膜、超导薄膜等都具有特殊的物理性能。 1.1.2 材料科学的确立与作用 （1）材料科学的提出 “材料科学”的明确提出要追朔到20世纪50年代末。1957年10月4日前苏联发射了第一颗人造卫星，重80千克，11月3日发射了第二颗人造卫星，重500千克。美国于1958年1月31日发射的“探测者1号”人造卫星仅8千克，重量比前苏联的卫星轻得多。对此美国有关部门联合向总统提出报告，认为在科技竞争中美国之所以落后于苏联，关键在先进材料的研究方面。1958年3月18日总统通过科学顾问委员会发布“全国材料规划”，决定12所大学成立材料研究实验室，随后又扩大到17所。从那时起出现了包括多领域的综合性学科－－“材料科学与工程学科”。 （2）材料科学的形成 材料科学的形成主要归功于如下五个方面的基础发展： 各类材料大规模的应用发展是材料科学形成的重要基础之一。18世纪蒸汽机的发明和19世纪电动机的发明，使材料在新品种开发和规模生产等方面发生了飞跃，如1856年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢，大大促进了机械制造、铁路交通的发展。随之不同类型的特殊钢种也相继出现，如1887年高锰钢、1903年硅钢及1910年镍铬不锈钢等，与此同时，铜、铅、锌也得到大量应用，随后铝、镁、钛和稀有金属相继问世。20世纪初，人工合成高分子材料问世，如1909年的酚醛树脂(胶木)，1925年的聚苯乙烯，1931年的聚氯乙烯以及1941年的尼龙等，发展十分迅速，如今世界年产量在1亿吨以上，论体积产量已超过了钢。无机非金属材料门类较多，一直占有特殊的地位，其中一些传统材料资源丰富，性能价格比在所有材料中最有竞争能力。20世纪中后期，通过合成原料和特殊制备方法，制造出一系列具有不可替代作用的功能材料和先进结构材料。如电子陶瓷、铁氧体、光学玻璃、透明陶瓷、敏感及光电功能薄膜材料等。先进结构
材料科学与工程导论 1 本课程的基本概念: 材料科学虽然是一门基础科学, 可是它涉及到诸如本课程的基本概念: 表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论; 同时也与信息科学、生命科学、深海和深空科学等现代科学技术紧密相连。 1.1材料与人类文明一、材料与人类文明发展( 历史贡献) --石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料时代…… 陶器( china) 1.陶器出現是人类跨入新石器时代的重要标志之一, 2.据当前已知的考古资料, 中国的陶器制作至少已80 以上的历史。 青铜: 第一种合金 1.青铜, 古称金或吉金, 是红铜与其它化学元素( 锡、镍、铅、磷等) 的合金。 2.史学上所称的”青铜时代”是指大量使用青铜工具及青铜礼器的时期。 3.到春秋战国時期, 齐国工匠总结科技经验写成的《考工记》一书中, 提出了「金有六齐」, 这是世界科技史上最早的冶铜经验总结。 二、材料与人类现代文明 －－材料是发展高科技的先导和基石 ( 一) 支撑人类现代文明大厦的四大支柱技术 1.材料科学与技术 2.生物科学与技术 3.能源科学与技术 4.信息科学与技术 * 其中材料是基础! 材料的应用: 计算机与材料; 飞机和材料;复合科学材料能源。 ( 二) 新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。 1.主要包括储氢电极合金材料为代表的镍氢电池材料;
2.嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料; 3.Si 半导体材料为代表的太阳能电池材料; 4.铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。 1.2 材料科学概论 化学成分不同的材料其性能也不相同。但对于同一成分的材料, 经过不同的加工工艺也能够使其性能发生极大的变化。*可见, 除化学成分外, 材料内部的结构和组织状态也是决定材料性能的重要因素。 *材料科学与工程( MSE ) 四要素:材料的合成与制备;成分与组织结构;材料特性;服役行为与使用寿命。 * 性能: 工程材料的性能主要是指材料的使用性能和工艺性能。 一使用性能: 材料的使用性能是指在服役条件下, 能保证安全可靠工作所必备的性能, 其中包括材料的力学性能、物理性能和化学性能。 ①力学性能:主要包括工程材料的强度、硬度、塑性、韧性、蠕变和疲劳性能。 ②物理性能:主要包括工程材料的熔点、密度以及电、磁、光和热性能。 ③化学性能:是指工程材料在环境作用下的耐腐蚀和抗老化性能。 ( 一) 、力学性能——材料在外加载荷( 外力或能量) 作用下或载荷环境因素( 温度、介质和加载速率) 联合作用下表现出来的行为。 －主要是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能。 机械设计中应首先考虑材料的力学性能。通俗地讲力学性能决定了在多大和怎样形式的载荷条件下而不致于改变零件几何形状和尺寸的能力。 指标:弹性、塑性、韧性、强度、硬度和疲劳强度等。1、材料的强度(strength)—材料所能承受的极限应力。 物理意义:材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。公式: σ=P/F o 单 位: 单位: MPa(MN/mm 2 ) ( 1) 屈服强度σs( yield strength) 和条件屈服强度σ0.02
专业小论文 材料科学是21世纪四大支柱学科之一，而金属材料工程则是材料科学中一个重要的专业方向。众所周知，金属工具的制造和使用标志着人类文明的一个重大的进步。从青铜到钢铁，再到当今形形色色的合金材料，人类在自身不断进步的同时，从未放松过对金属材料的研究与开发。金属材料工程是国家重点支持的研究方向，每年都有大量的资金投入，成果也很显著。该专业研究范围很广，可以说所有的金属元素都在其研究范围之内。目前国内主要侧重于铁合金铝合金以及其他一些特种金属材料的研究与开发。 金属材料工程是一门实用性很强的专业，通过对金属材料制备工艺及其原理的探究，研究成果可以直接应用于现实生产，所取得的进展和人民群众的日常生活密切相关。喜欢理论研究的人可以在此发挥自己的才能，在这里有广阔的理论研究空间。材料技术人员虽然掌握了许多种金属材料的制备工艺，但至今还没有完全弄清楚其中的道理，而从理论上阐明这一切对材料科学的进一步发展意义非凡。于是从中也演化出计算机模拟各种原子分子的相互作用，从而设计出符合要求的材料，这对现实生产有着极其重要的指导作用。近年来，这一领域还有许多新的发展，比如储氢材料摩擦材料以及和纳米技术相结合的协同材料等等。 金属材料是指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等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几个方面开始： 一、分类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 ①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含铁小于2%~4%的铸铁， 含碳小于2%的碳铁，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 ②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、半 金属、贵金属稀有金属和稀土金属等。有色金属的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大电阻温度系数小。 ③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工 艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减震阻尼等特殊功能合金等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造、有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造轧制冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成型金属是通过喷射成型工艺制成具有一定形状和组织性能的零件与毛胚。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。 二、性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
材料概论论文碳纤维复合材料 班级：2011级材料化学 姓名：邓开菊 学号：20110513454
摘要:主要介绍了碳纤维复合材料的基本概述，并对它的一些结构性能、应用（主要在航空领域的应用）、发展，并分析了目前我国碳纤维复合材料的研究进展和应用前景。 关键字：碳纤维复合材料、碳纤维树脂基复合材料、碳／碳复合材料、结构性能、发展、航空领域。 1、引言 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的“比强度”。碳纤维属于聚合物碳，是有机纤维经固相反应转变为纤维状的无机碳化合物。碳纤维是一种新型非金属材料，它和它的复合材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、比重小和热胀胀系数小等优异性能，碳纤维单独使用时主要是利用其耐热性、耐蚀性、导电性和其它性质。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP（即碳纤维复合材料）的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。目前，碳纤维不仅广泛应用军事工业，而且在汽车构件、风力发电叶片、核电、油田钻探、体育用品、碳纤维复合芯电缆以及建筑补强材料领域也存在巨大应用空间，而其在航空领域的光辉业绩尤为引人注目。 2、碳纤维的发展 碳纤维的出现是材料史上的一次革命。碳纤维是目前世界首选的高性能材料，具有高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、导电、质轻、易加工等多种优异性能，正逐步征服和取代传统材料。现已广泛应用于航天、航空和军事领域。世界各国均把发展高性能碳纤维产业放在极其重要的位置。碳纤维除了在军事领域上的重要应用外，在民品的发展上有着更加广阔的空间，并已经开始深入到国计民生的
齿轮材料的选择及其热处理 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。为了保证齿轮工作的可靠性，提高其使用寿命，齿轮的材料选择及其热处理是非常关键的。齿轮应按照使用时的工作条件选用合适的材料。齿轮材料的选择对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。 在进行齿轮设计时，对齿轮材料的基本要求是：应使齿面具有足够的硬度和耐磨性，齿心具有足够的韧性，以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的工艺性，以达到齿轮的各种技术要求。如速度教高的齿轮传动，齿面容易产生疲劳点蚀，应选择齿面硬度较高而硬层较厚的材料；有冲击载荷的齿轮传动，轮齿容易折断，应选择韧性较好的材料；低速重载的齿轮传动，轮齿容易折断，齿面易磨损，应选择机械强度大，齿面硬度高的材料。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大，轮坯不易锻造时，可采用铸钢。开式低速传动时，可采用灰铸铁或球墨铸铁。低速重载的齿轮易产生齿面塑性变形，轮齿也易折断，宜选用综合性能较好的钢材。高速齿轮易产生齿面点蚀，宜选用齿面硬度高的材料。受冲击载荷的齿轮，宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动，也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等。 对于强度、速度及精度要求都不高的齿轮，应采用软齿面（硬度≤350HBS）以便于切齿，并使道具不致迅速磨损变钝。因此，应将锻钢齿轮毛坯经过常化（正火）或调质处理后切齿。这样切制后即为正品。其精度一般为八级，精切时可达七级。这类齿轮制造简便、经济、生产效率高。 正火通常是把锻钢齿轮毛坯加热到临界温度Ac3或Accm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒，改善了组织，消除了残余应力。对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。调质，即淬火和高温回火的综合热处理工艺，通过调质以获得回火索氏体。方法也就是先淬火，淬火温度：亚共析钢为Ac3+30~50℃；过共析钢为Ac1+30~50℃；合金钢可比碳钢稍稍提高一点。淬火后在500~650℃进行回火即可。调制的主要目的是得到强度、塑性、韧性都比较好的综合机械性能。 高速、重载及精密机器（如精密机床、航空发动机）的齿轮所用的材料主要为需进行精加工的锻钢材料。较高的使用要求决定齿轮材料必须优良，轮齿具有高强度及齿面具有高硬度。一般情况下是先进行齿轮表面硬化处理，然后进行精加工。所用的热处理的方法一般有表面淬火、渗碳、氮化、软氮化及氰化。 表面淬火是将齿轮轮齿表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使齿轮表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性。表面淬火采用的快速加热方法有多种，如电感应，火焰，电接触，激光等，目前应用最广的是电感应加热法。利用涡流效应快速对齿轮轮齿表面进行加热。 渗碳：采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，将齿轮置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。渗过碳的齿轮表面获得很高的硬度，其耐磨程度得到很大的提高。氮化：在一定温度下一定介质中使氮原子渗入齿轮表层。经氮化处理的齿轮具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。 氰化：在高温进行碳氮共渗。由于温度比较高，碳原子扩散能力很强，所以以渗碳为主, 形成含氮的高碳奥氏体，淬火后得到含氮高碳马氏体。由于氮的渗入促进碳的渗入, 使共渗速度较快，保温4～6h可得到0.5～0.8mm的渗层，?同时由于氮的渗入，提高了过冷奥氏体的稳定性，加上共渗温度比较低，奥氏体晶粒不会粗大，所以齿轮碳氮共渗后可直接淬油，渗层组织为细针状的含氮马氏体加碳氮化合物和少量残余奥氏体。碳氮共渗层比渗碳层有更高的硬度、耐磨性、抗蚀性、弯曲强度和接触疲劳强度。 合金钢材根据所含金属的成分及性能，可分别使材料的韧性、耐冲击、耐磨及抗胶合的性能等获得提高，也可通过热处理或化学热处理改善材料的力学性能及提高齿面的硬度。所以对于既是高速、
金属工艺学 第一章 工程材料导论 重点与难点 （1）重点：铁碳合金状态图、热处理工艺及其应用。 （2）难点：铁碳合金状态图的凝固过程分析。 第一节 金属材料的主要性能 两大类：1 使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。 包括：力学性能、物理、化学性能 2 工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等。 Ⅰ、金属材料的力学性能： 力学性能---受外力作用反映出来的性能。 一 弹性和塑性： 1弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。 力和变形同时存在、同时消失。 如弹簧：弹簧靠弹性工作。 2 塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。（金属之间的连续性没破坏）塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。 塑性变形：在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。 3 拉伸图：金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。 1）弹性阶段σe 2）屈服阶段：过e点至水平段右端 σs——塑性极限，s——屈服点，过s点水平段——说明载荷不增加，式样仍继续伸长。（P一定，σ=P/F一定，但真实应力P/F1↑ 因为变形，F1↓）发生永久变形 3）强化阶段：水平线右断至b点 P↑ 变形↑ σb——强度极限，材料能承受的最大载荷时的应力。 4）局部变形阶段b k 过b点，试样某一局部范围内横向尺寸突然急剧缩小。 “缩颈” （试样横截面变小，拉力↓） 4 延伸率和断面收缩率：——表示塑性大小的指标 1）延伸率： δ= l0——试样原长，l1——拉深后长 2）断面收缩率： F0——原截面，F1—拉断后截面 （1） δ、ψ越大，材料塑性越好 （2）ε与δ区别：拉伸图中 ε=ε弹+ε塑 ， δ=εmas塑 （3）一般δ〉5%为塑性材料，δ〈5%为脆性材料。 5 条件屈服极限σ0。2 1
《工程材料》课程练习题 绪论 0.1 解释概念：晶体、金属键、离子键、分子键、共价键。 0.2 试比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料在结合键上的差别。 0.3 石墨(大部分为金属键)和金刚石(全为共价键)都是纯碳,但前者是电的良导体而 后者是电的不良导体。试根据金属键和共价键的特性解释这一现象。 第1章材料的结构与性能特点 1.1 解释概念：致密度、晶格、晶胞、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、晶界、晶体的各向异性、刃型位错、空位、间隙原子。 1.2 画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子最密排的晶面和晶向。 1.3 间隙固溶体和间隙相有什么不同？ 1.4 实际金属晶体中有哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？ 1.5 金属的理化性能有哪些？ 1.6 作图表示立方晶系中的(110)、（120）晶面和[211]、[]201晶向。 1.7 画出线型非晶态高聚物的变形随温度变化的曲线。 第2章金属材料组织与性能的控制 2.1 解释概念：过冷度、晶粒度、变质处理、加工硬化、再结晶、热加工、滑移、相、组织、固溶体、金属间化合物、枝晶偏析、同素异构转变、铁素体、珠光体、本质晶粒度、临界冷却速度、马氏体、淬透性、淬硬性、调质处理、回火脆性、二次硬化、回火稳定性。 2.2. 在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒提高金属材料使用性能的措施有哪些？ 2.3 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸造晶粒的大小： （1）金属模浇铸与砂模浇铸；（2）变质处理与不变质处理；（3）铸成薄件与铸成厚件；（4）浇铸时采用震动与不采用振动。 2.4 比较退火状态下的45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性的高低，简述原因。 2.5 为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性好？ 2.6 金属塑性变形后组织和性能会有什么变化? 2.7 用冷却曲线表示E点成分的铁碳合金的平衡结晶过程,画出室温组织示意图,标上组织组成物，计算室温平衡组织中组成相和组织组成物的相对重量。
第一章工程材料导论练习题 一、思考题 1.布氏和洛氏硬度法各有什么优缺点下列情况应采用那种硬度法来检查其硬度 库存钢材硬质合金刀头锻件台虎钳钳口 2.下列符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么 σb；σs；σ；δ；ɑk；HRC；HBS；HBW 3.将钟表发条拉成一条直线，这是弹性变形还是塑性变形 4.Define strength. Explain the procedure for measuring the tensile strength of steel. 5.Explain the behavior of steels when they are tensile loaded. 6.Define the following as related to engineering materials and explain the principles of their measurement. (a) Hardness; (b) Ductility 7.Briefly explain the Brinell hardness test. 8.Explain how the toughness of a material is measured 9.What are the different tests available for hardness measurement Compare their individual merits. 10.仓库中混存了相同规格的20钢、45钢和T10圆钢，请提出一种最为简便的区分方法。 11.现拟制造如下产品，请从碳素钢中选出适用的钢号： 六角螺钉车床主轴钳工錾子液化石油气罐活搬手 脸盆自行车弹簧钢锉门窗合页 12.钢和铁在成分和组织上有什么主要区别磷和硫作为钢铁的一般杂质时，对钢铁性能有什么影响 13.T10A和9SiCr各属什么钢种,含碳量分别是多少它们在使用上有何区别下列工具应分别选用它们中的哪一种 ①机用丝锥②木工刨刀(手工) ③钳工手锯条④手工绞刀⑤量具. 14.State the difference between steel and cast iron, with respect to their compositions. 15.State the reason as to why white cast iron is more brittle than grey cast iron. 16.State how the carbon content influences the strength and ductility of plain carbon steels. 17.State the ranges of composition for low, medium and high carbon steels. Give two applications for each range. 18.Write the composition of the following steels: 20, 75, Tl0A, 30CrMnSi, 38CrMoAlA, 40CrNiMn, 60Si2Mn, 9Mn2V, CrWMn, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, lCrl8Ni9Ti. 19.某产品上的铸铁件壁厚计有5、20、52mm三种，机械性能全部要求σb=150Mpa,若全部选用HT150是否正确 20.下列铸件宜选用那类铸造合金说明理由。 车床床身摩托车汽缸体压气机曲轴火车轮坦克履带板 自来水龙头汽缸套减速器蜗轮自来水弯头 21.什么是退火什么是正火两者的特点和用途有什么不同 22.钢在淬火后为什么要回火三种类型回火的用途有何不同汽车发动机缸盖螺钉要采用哪种回火为什么 23.锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有何不同 24.在热处理过程中，为什么加热后要有一段保温时间在什么情况下可以不要保温 25.Distinguish between the following: Quenching and tempering Normalising and annealing 26.Why don't the low carbon steels respond to hardening by quenching process 27.Explain why tempering follows the quenching process in the heat treatment of steels. 28.Why is annealing done