第一章工程材料的分类与性能
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机械工程材料-绪论-第一章
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二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
.
2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
.
（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
.
三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
.
第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
.
一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
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2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
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（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
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三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
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第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
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一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
材料的性能第一章材料的性能
同的标准。称为标尺A、标尺B、标尺C。洛氏硬度实验是现
今所有使用的几种普通压痕硬度实验的一种。三种标尺的初
始压力均为98.07N（10Kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。
标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N（60Kgf）；
标尺B使用的是直径为1.588mm（1/16英寸）的钢球作为压头，
（３）布氏硬度适合于测试成品材料的硬度，维氏硬度可测试整体材料的硬 度；
（４）塑性材料零件可用屈服强度作为设计指标，脆性材料应用抗拉强度作 为设计指标。
第一章 材料的性能
使用性能：材料在使用过程
中所表现的性能。包括力学
神 舟
性能、物理性能和化学性能。
一 号
工艺性能：材料在加工过程
飞 船
中所表现的性能。包括铸造、
锻压、焊接、热处理和切削
性能等。
材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称 为变形。
外力去除后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去除后不能恢复的变形称为塑性变形。
钢球压头与 金刚石压头
HRB用于测量低硬度材料, 如 有色金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料， 如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便， 压痕小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
洛氏硬度压痕
洛氏硬度（HR）测试当被测样品过小或者布氏硬度（HB） 大于450时，就改用洛氏硬度计量。试验方法是用一个顶角 为120度的金刚石圆锥体或直径为1.59mm/3.18mm的钢球， 在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬 度。根据实验材料硬度的不同，可分为三种不同标度来表示：
A<Z 时，有颈缩，为塑性材料表征
第一章绪论习题答案(建筑材料)
第一章绪论习题1．建筑工程材料主要有哪些类别?1）按使用功能分类根据建筑材料在建筑物中的部位或使用性能，大体上可分为三大类，即建筑结构材料、墙体材料和建筑功能材料。
根据材料的化学成分，可分为有机材料、无机材料以及复合材料三大类2．建筑工程材料的发展趋势如何?1．生产所用的原材料要求充分利用工业废料、能耗低、可循环利用、不破坏生态环境、有效保护天然资源。
2．生产和使用过程不产生环境污染，即废水、废气、废渣、噪音等零排放。
3．做到产品可再生循环和回收利用。
4．产品性能要求轻质、高强、多功能，不仅对人畜无害，而且能净化空气、抗菌、防静电、防电磁波等等。
5．加强材料的耐久性研究和设计。
6．主产品和配套产品同步发展，并解决好利益平衡关系。
第二章习题一、选择题1.脆性材料的如下特征，其中何者是正确的？_a_______A．破坏前无明显变形 B．抗压强度与抗拉强度均较高C．抗冲击破坏时吸收能量大 D．受力破坏时，外力所做的功大2.材料的密度指的是_c_______。
A.在自然状态下，单位体积的质量B.在堆积状态下，单位体积的质量C.在绝对密实状态下，单位体积的质量D.在材料的体积不考虑开口孔在内时，单位体积的质量3.材料在空气中能吸收空气中水分的能力称为_b_______。
A.吸水性B.吸湿性C.耐水性D.渗透性4．孔隙率增大，材料的____b____降低。
A、密度B、表观密度C、憎水性D、抗冻性5．材料在水中吸收水分的性质称为____a____。
A、吸水性B、吸湿性C、耐水性D、渗透性6．含水率为10%的湿砂220g，其中水的质量为____a____。
A、19.8gB、22gC、20gD、20.2g7．材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是___c_____。
A、表观密度B、堆积密度C、密度D、强度8普通混凝土标准试件经28d标准养护后测得抗压强度为22.6MPa，同时又测得同批混凝土水饱和后的抗压强度为21.5MPa，干燥状态测得抗压强度为24.5MPa 。
1.材料的性能
2P
D( D D d
2
2
材料的力学性能
布氏硬度试验过程
布 氏 硬 度 值 的
表示方法：
硬度值放在HBS或HBW符号之前。
例如：
120HBS
布氏硬度计
布氏硬度特点
优点： 压痕大，测量误差小，数据稳定，
重复性强。
缺点： 压痕面积较大，测量费时。不适
于测量成品零件或薄件的硬度。
应用： 常用于测量较软材料，如灰铸铁、
HRA 、 HRB 、 HRC 分别测得的硬度，不 25~100HRB 可直接比较大小。 20~70HRC
70~85HRA
例如： 50HRC < 70HRA 〤 50HRB > 40HRC 〤
洛氏硬度特点及应用
优点： 操作简单，方便，压痕小，测量范围大，
可用于测量较薄件和成品件。
缺点： 精度较低，不同标度的硬度值不能比较，
塑性变形；
σ>σb时，零件产生裂纹，最终断裂。
零件设计和选材的一般原则
对工作条件不允许有微量塑性变形的零件，
根据弹性极限σe选材，如精密弹簧、炮筒。
对工作条件不允许发生明显塑性变形的零件
或构件，根据屈服强度值σs(σ0.2)选材，大多
数机器可以预防事故发生。
对无明显屈服现象的脆性材料，依据抗拉强
A. HBS B. HRB C. HRC ）。
）。
4. 一般，钢材易于进行切削加工的硬度范围为（
A. <180HBS B. >250HBS C. (180～250)HBS D.（60～70）HRC
5.下列硬度表示方法正确的是（ A. 200HRC B. 60HRC ） 。 C. HRC180 D.HBS250 E.220HBS
工程材料分类
设工程技术与计量（安装工程部分）第一讲安装工程常用材料基础知识一、内容提要这节课主要介绍安装工程技术与计量的第一章第一节安装工程常用材料基础知识。
二、重点、难点熟悉金属材料、非金属材料、复合材料、常用材料等的分类及各种材料性能。
三、内容讲解中国注册造价工程师考试网()提供.大纲要求：1、熟悉通用材料的分类、基本性能及用途。
2、熟悉型材、管材等常用材料的分类、性能及适用范围。
第一章基础知识第一节安装工程常用材料基础知识一、工程材料的分类一般将工程材料按化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。
（一）金属材料金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。
工业上把金属和其合金分为两大部分：（1）黑色金属材料——铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）。
（2）有色金属材料——黑色金属以外的所有金属及其合金。
有色金属按照性能和特点可分为：轻金属、易熔金属、难熔金属、贵重金属、稀土金属和碱土金属。
（二）非金属材料非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。
（1）耐火材料。
耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。
常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
（2）耐火隔热材料。
耐火隔热材料又称为耐热保温材料。
常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉以及它们的制品。
（3）耐蚀（酸）非金属材料。
耐蚀（酸）非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。
常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
（4）陶瓷材料。
（三）高分子材料高分子材料种类很多，工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类：（1）塑料。
分热塑性塑料和热固性塑料两种。
（2）橡胶。
（3）合成纤维。
（四）复合材料复合材料就是用两种或两种以上不同材料组合的材料。
二、常用工程材料的性能和特点（一）金属材料1、黑色金属含碳量小于2．11％（重量）的合金称为钢，合碳量大于2．11％（重量）的合金称为生铁。
建筑材料-第一章 建筑材料的基本性质
第一章建筑材料的基本性质内容提要了解和掌握材料的基本性质，对于合理选用材料至关重要。
本章主要介绍材料的基本物理、力学、化学性质和有关参数及计算公式。
在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质。
如用于建筑结构的材料要受到各种外力的作用，因此，选用的材料应具有所需要的力学性能。
又如，根据建筑物各种不同部位的使用要求，有些材料应具有防水、绝热、吸声等性能；对于某些工业建筑，要求材料具有耐热、耐腐蚀等性能。
此外，对于长期暴露在大气中的材料，要求能经受风吹、日晒、雨淋、冰冻而引起的温度变化、湿度变化及反复冻融等的破坏作用。
为了保证建筑物的耐久性，要求在工程设计与施工中正确的选择和合理的使用材料，因此，必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。
1.1 建筑材料的基本物理性质建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同，均要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料必须具有相应的基本性质。
物理性质包括密度、密实性、空隙率、孔隙率（计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间）一、材料的密度、表观密度与堆积密度密度是指物质单位体积的质量。
单位为g/cm3或kg/m3。
由于材料所处的体积状况不同，故有实际密度（密度）、表观密度和堆积密度之分。
（1）实际密度 (True Density）以前称比重、真实密度)，简称密度(Density)。
实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算：式中: ρ－实际密度（g/cm3）；m－材料在干燥状态下的质量（g）；V－材料在绝对密实状态下的体积（cm3）。
绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。
除了钢材、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砖、石材等块状材料。
在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥至恒重后，用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为材料绝对密实状态下的体积。
材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。
工程材料学-材料的力学性能培训课件
1. 布氏硬度( Brinell-hardness )
布氏硬度计
用于测定硬度不高的 金属材料。主要有铸 铁、有色金属、低合 金结构钢、结构调质 钢等。
1. 布氏硬度( Brinell-hardness )
测定原理：
用一定大小的载荷P，把直 径为D的淬火钢球压入被测金 属的表面，保持一定的时间后 卸除载荷，用金属压痕的表面 积，除载荷所得的商值即为布 氏硬度值。
比强度 30～37 23～36 90～111
3. 塑性指标：
塑性变形： 不可恢复的永久变形。塑性是表征材料断
裂前具有塑性变形的能力。
断后伸长率δ（δ5、δ10）：
断后试样标距伸长量与原始标距之比的百分率，
即： LK L0 100%
L0
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
1.2.1 拉伸试验
3．均匀塑形变形阶段（曲线de段）
在此阶段中，试样的一部分产生塑性变形，虽 然这一部分截面减小，使此处承受负荷能力下 降。但由于变形强化的作用而阻止塑性变形在 此处继续发展，使变形推移到试样的其它部位。 这样、变形和强化交替进行，就使试样各部位 产生了宏观上均匀的塑性变形。曲线上的d点是 屈服阶段结束点也是加工硬化开始点。
1.2.1 拉伸试验
1．弹性变形阶段（曲线ob段）
在弹性变形阶段内的oa段，试样的伸长与外力 成正比例直线关系，即每增加一定外力，就对 应一定的伸长量，因此，oa段也称为线弹性变 形阶段。一旦外力超过曲线上的a点时，正比例 关系就破坏了。而该点对应的外力Fp称为比例 变形的极限外力。ab段为弹性变形的非线性阶 段，此阶段很短，一般不容易观察到。
1. 弹性指标：
建筑材料总结
篇一：建筑材料总结第一章建筑材料概论1. 按化学成分分类：（1）有机材料：植物、沥青、合成高分子（2）无机材料：金属—铁、钢、铝、铜非金属—烧土制品、胶凝材料、混凝土及硅酸盐制品（3）有机-无机复合材料：钢筋混凝土2.建筑材料的技术标准国家标准（gb）、行业标准、地方标准、企业标准第二章建筑材料的基本性质一、物理性质：（与质量有关、与水有关、与热有关）（一）与质量有关的性质密度、表观密度、堆积密度、密实度与孔隙率、填充率与空隙率(1)密度：材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。
材料的密度只与构成材料的固体物质的化学成分和分子结构有关，所以对于同种物质构成的材料，密度为恒定值。
(2)表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。
常将包括所有孔隙在内时的密度称为表观密度,也称体积密度。
只包括闭口孔在内时的密度称为视密度。
大多数材料的体积中包含有内部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量，因此，材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外，还与其内部构成状态及含水状态有关。
(3)堆积密度：散粒材料(粉状、颗粒状）在堆积状态下单位体积的质量。
(4)密实度：材料体积内被固体物质所填充的程度。
(5)孔隙率：材料中孔隙体积占总体积的比例。
孔隙率反映材料内部孔隙的多少，直接影响材料的多种性质。
孔隙率越大,则材料的表观密度、强度越小，耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐久性越差，而吸水性、吸声性、保温性越强。
(6)填充率：散粒材料在某种堆积体积内被其颗粒填充的程度。
(7)空隙率：散粒材料在某种堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的体积。
（二）与水有关的性质亲水性与憎水性、吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性（1）亲水性——材料在空气中与水接触时，容易被水润湿的性质。
θ≤90°憎水性——材料不易被水润湿的性质。
θ＞ 90 °（2）吸水性定义：材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。
第一章 建筑材料的基本性质
第一章 建筑材料的基本性质 土木工程材料的基本性质，是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性质。
（1）材料的基本物理性质 1 密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量用ρ表示。
按下式计算：V m=ρ材料的绝对密实体积是指不包括材料孔隙在内的体积。
钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。
大多数有孔隙的材料，在测定材料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定其体积。
材料磨得越细，测得的密度数值就越精确。
2 表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为表观密度，用ρ 表示。
按下式计算：00V m=ρ材料在自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙的体积。
当材料孔隙内含有水分时，其质量和体积（可以忽略）均有所变化，故测定表观密度时，须注明其含水情况。
按照含水状态分为：干表观密度、气干表观密度和饱和表观密度。
孔隙的分类 ①按尺寸大小：微细孔隙（D ＜0.01mm)细小孔隙（ 0.01mm ＜ D ＜ 1mm)粗大孔隙（D>1mm)②孔隙的构造：开口孔隙 闭口孔隙干表观密度（干燥状态） 气干表观密度 （与空气湿度有关 平衡时的状态）00V m =ρoV m m 水+=0ρ 饱和表观密度（吸水饱和状态）饱和表观密度（吸水饱和状态）0V m m 饱和水+=ρ3 孔隙率在材料自然体积内孔隙体积所占的比例，称为材料的孔隙率，用Ρ表示。
按下式计算：%100)1(1%1000000⨯-=-=⨯-=ρρV V V V V P bk p p p +=孔隙率=开口孔隙率+闭口孔隙率开口孔隙率Pk=%1000⨯V V 开口孔隙闭口孔隙率Pb=%1000⨯V V 闭口孔隙4堆积密度散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度，用ρ' 表示。
按下式计算：00V m '='ρ由于散粒材料堆积的紧密程度不同，堆积密度可分为疏松堆积密度、振实堆积密度和紧密堆积密度。
土木工程材料重点总结
建筑材料第一章绪言1.1土木工程材料的分类⒈按材料的化学成分分类:⑴无机材料。
①金属材料。
钢、铁、铝等。
②非金属材料。
石、玻璃、水泥、混凝土等。
③金属-非金属复合材料。
钢筋混凝土等。
⑵有机材料。
木材、石油沥青、塑料等。
⑶有机-无机复合材料。
①无机非金属-有机复合材料。
②金属-有机复合材料。
⒉按功能分类;⑴结构材料—重要作用承重的材料, 如梁、板、柱所用材料。
⑵功能材料—重要运用材料的某些特殊功能, 如用于防水、保温、装饰等的材料。
1.2材料的基本状态参数1.2.1材料的密度、表观密度和堆积密度1.2.1.1密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量, 称为密度。
ρ=m/V。
ρ—材料的密度, g/cm²；m—材料在干燥状态下的质量, g；V—材料在绝对密实状态下的体积, cm³。
绝对密实状态下的体积, 是指不涉及材料内部孔隙的固体物质的实体积。
常用的土木工程材料中, 除了钢、玻璃、沥青等认为不含孔隙外, 绝大多数都具有孔隙。
测定含孔材料绝对密实体积的简朴方法, 是将该材料磨成细粉, 干燥后用排液法测得的粉末体积, 即为绝对密实体积。
一般规定细粉的粒径至少小于0.20mm。
1.2.1.2表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为表观密度。
ρo=m／V o。
ρo—材料的表观密度, kg/m³；m—材料的质量, kg；Vo—材料在自然状态下的体积, m³。
所谓自然状态下的体积, 是指涉及材料实体积和内部孔隙的外观几何形状的体积。
测定材料自然状态下的体积, 若材料外观形状规则, 可直接度量外形尺寸, 按几何公式计算。
若外观形状不规则, 可用排液法求得, 为了防止液体由孔隙渗入材料内部而影响测值, 应在材料表面涂蜡。
1.2.1.3堆积密度散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量, 称为堆积密度。
ρo′=m∕Vo′。
ρo′——散粒材料的堆积密度, kg∕m³；m—散粒材料的质量, kg；Vo′—散粒材料的自然堆积体积, m³。