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工程材料与材料成型基础讲稿第一篇：工程材料与材料成型基础讲稿工程材料与材料成型基础讲稿机械制造工艺过程铸锻焊机械加工装配金属材料→ 毛坯→ 零件→ 机器热处理热处理本课程分为两部分：1、工程材料（40学时）2、热加工工艺基础（铸造、锻压和焊接——30学时）工程材料绪论材料是一切事物的物质基础，一种新技术的实现，往往需要新材料的支持。
材料、能源、信息、生物工程是现代文明的四大支柱一、工程材料的分类按组成特点分：金属材料，有机高分子材料，无机非金属材料，复合材料；按使用性能分：结构材料，功能材料；按使用领域分：信息材料，能源材料，建筑材料，机械工程材料，生物材料。
二、材料技术的发展趋势第一，从均质材料向复合材料发展。
第二，由结构材料为方往向功能材料、多功能材料并重的方向发展。
第三，材料结构的尺度向越来越小的方向发展。
第四，由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展。
第五，通过仿生途径来发展新材料。
三、金属材料在近代工业中的地位金属材料在工农业生产中占极其重要的地位（90%以上）。
在日常生活中得到广泛应用。
其原因： 1．来源广泛；2．优良的使用性能和工艺性能；3．通过热处理可使金属的性能显著提高。
四、本课程的任务1、熟悉成分、组织、性能之间的基本规律；2、合理选用常用工程材料；3、确定热处理方法及其工序位置；4、了解新材料、新技术、新工艺。
五、材料应用举例（螺纹钢、标准件、刀具、摩托车发动机零件、冷冲压件等）第一章金属的力学性能工程材料的性能可分为：1.使用性能——力学性能，物理性能，化学性能（在正常工作条件下，材料应具备的性能）2.工艺性能——铸造性，锻造性，焊接性，切削加工性，热处理性（材料在加工制造中表现出的制造难易程度）常用的力学性能有：强度，塑性，硬度，冲击韧度，疲劳极限，弹性，刚度第一节强度与塑性一、静拉伸试验应力-应变曲线（ζ-ε曲线）ζ= F/A0(MPa)ε=△L/ L0（%）A0——试样原始截面积(mm2)L0——试样标距长度从ζ-ε曲线中可以得到两个重要的力学性能指标：强度，塑性。
授课题目〔教学章、节或主题〕：第一章金属材料的性能授课方式〔请打√〕理论课 讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2学时教学要求〔分掌握、熟悉、了解三个层次〕：通过本章学习，使学生掌握金属材料的主要力学性能〔强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧度及疲劳强度〕；了解金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能，为以后各章中研究结构与性能关系打下良好的根底。
教学重点、难点及关键知识点：重点：金属材料的主要力学性能〔强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧度及疲劳强度〕难点：各力学性能的含义及试验的方法。
方法及手段以启发式讲授为主教学根本内容〔教学过程〕改良设想第一节金属材料的力学性能力学性能:是指材料在受力作用下所表现出的性能。
常用的指标有:刚度、强度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。
一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力，材料的强度用拉伸试验测定。
(拉伸加载速率较低，俗称静拉伸试验，sMPadtd/10~1/=σ)〔a〕原始试样〔b〕拉伸后试样图1-1 圆柱形拉伸试样➢ 拉伸试验机带有自动记录或绘图装置，记录或绘制试件所受的载荷P 和伸长量Δl 之间的关系曲线。
图1-2 低碳钢的拉伸曲线应力――载荷除以试件的原始截面积即得应力σ，0/A p =σ应变――伸长量除以原始标距长度即得应变ε，0/l l ∆=ε金属材料的强度指标根据其变形特点分以下几个：1．弹性模量〔E 〕弹性模量是指金属材料在弹性状态下的应力与应变的比值。
即 εσ=E 〔工程上将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度〕 2. 弹性极限〔σe 〕表示材料保持弹性变形，不产生永久变形的最大应力，是弹性零件的设计依据。
即 0A P e e =σ 〔MPa 〕 e P --弹性极限载荷(N)，0A --试样原始横截面积(mm 2)3. 屈服点〔屈服强度σs 〕表示金属开始发生明显塑性变形的最低应力值。
即0A P s s =σ 〔MPa 〕2. 断面收缩率〔ψ〕断面收缩率是指试样拉断后, 缩颈处截面积的最大缩减量与原始横断面积的百分比，即 %10000⨯-=A A A K ψ K A —试样断裂处的最小横断面积，0A —试样原始横断面积。
工程材料课程讲稿
图2-3 面心立方晶格
图2-4 密排六方晶格
图2-6 立方晶胞中的主要晶面, 晶面指数的标定过程如下：
由于相同晶格中，不同晶面和不同晶向上原子排列方
图2-10 多晶体示意图
图2-11 点缺陷示意图
——二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷。
间隙原子 晶格空位
置换原子
图2-14晶界图2-15 亚晶界
三、金属晶体缺陷对性能的影响
．点缺陷造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、屈服强度增加，密度发生变化。
．线缺陷形成位错对金属的机械性能影响很大，位错极少时，金属。
