工程材料的基本知识
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工程材料学知识点第一章材料是有用途的物质。
一般将人们去开掘的对象称为“原料”,将经过加工后的原料称为“材料”工程材料:主要利用其力学性能,制造结构件的一类材料。
主要有:建筑材料、结构材料力学性能:强度、塑性、硬度功能材料:主要利用其物理、化学性能制造器件的一类材料.主要有:半导体材料(Si)磁性材料压电材料光电材料金属材料:纯金属和合金金属材料有两大类:钢铁(黑色金属)非铁金属材料(有色金属)非铁金属材料:轻金属(Ni以前)重金属(Ni以后)贵金属(Ag,Au,Pt,Pd)稀有金属(Zr,Nb,Ta)放射性金属(Ra,U)高分子材料:由低分子化合物依靠分子键聚合而成的有机聚合物主要组成:C,H,O,N,S,Cl,F,Si三大类:塑料(低分子量):聚丙稀树脂(中等分子量):酚醛树脂,环氧树脂橡胶(高分子量):天然橡胶,合成橡胶陶瓷材料:由一种或多种金属或非金属的氧化物,碳化物,氮化物,硅化物及硅酸盐组成的无机非金属材料。
陶瓷:结构陶瓷Al2O3,Si3N4,SiC等功能陶瓷铁电压电材料的工艺性能:主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。
材料可生产性:材料是否易获得或易制备铸造性:将材料加热得到熔体,注入较复杂的型腔后冷却凝固,获得零件的能力锻造性:材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量焊接性:利用部分熔体,将两块材料连接在一起能力第二章(详见课本)密排面密排方向fcc{111}<110>bcc{110}<111>体心立方bcc面心立方fcc密堆六方cph点缺陷:在三维空间各方向上尺寸都很小,是原子尺寸大小的晶体缺陷。
类型:空位:在晶格结点位置应有原子的地方空缺,这种缺陷称为“空位”。
间隙原子:在晶格非结点位置,往往是晶格的间隙,出现了多余的原子。
它们可能是同类原子,也可能是异类原子。
异类原子:在一种类型的原子组成的晶格中,不同种类的原子占据原有的原子位置。
工程材料知识点1. 工程材料分类1.1 金属材料1.1.1 铁碳合金1.1.2 非铁金属1.1.2.1 铜合金1.1.2.2 铝合金1.2 非金属材料1.2.1 塑料1.2.2 陶瓷1.2.3 复合材料1.3 特种材料1.3.1 纳米材料1.3.2 生物材料2. 材料性能2.1 力学性能2.1.1 强度2.1.2 硬度2.1.3 韧性2.1.4 疲劳性能2.2 物理性能2.2.1 密度2.2.2 热膨胀系数2.2.3 导热性能2.3 化学性能2.3.1 耐腐蚀性2.3.2 化学稳定性3. 材料选择原则3.1 满足工程设计要求 3.1.1 功能需求 3.1.2 经济性3.1.3 可加工性 3.2 考虑环境因素3.2.1 温度3.2.2 湿度3.2.3 化学介质 3.3 考虑可持续性3.3.1 材料回收 3.3.2 环保性4. 材料加工工艺4.1 铸造4.2 锻造4.3 焊接4.4 热处理4.5 机械加工4.5.1 切削加工 4.5.2 非传统加工5. 材料测试与评估5.1 力学性能测试5.1.1 拉伸试验 5.1.2 冲击试验 5.2 物理性能测试5.2.1 热导率测试 5.2.2 密度测定 5.3 化学性能测试5.3.1 耐腐蚀测试5.3.2 化学成分分析6. 材料应用案例6.1 建筑行业6.1.1 结构材料6.1.2 装饰材料6.2 汽车工业6.2.1 车身材料6.2.2 发动机材料6.3 航空航天6.3.1 轻质高强度材料6.3.2 耐高温材料7. 材料发展趋势7.1 智能材料7.2 绿色材料7.3 3D打印材料8. 结语工程材料是现代工业和建筑的基础,了解不同材料的特性、性能和应用对于工程设计和产品开发至关重要。
随着科技的进步,新材料的研发和应用将不断推动各行各业的发展,提高产品性能,降低成本,同时更加注重环保和可持续性。
因此,工程师和设计师需要不断更新材料知识,掌握最新的材料技术和应用趋势。
工程材料知识点大全1. 介绍工程材料是指用于建筑、制造和修复工程的材料。
不同的工程材料具有不同的性质和用途。
本文将介绍一些常见的工程材料及其知识点。
2. 混凝土混凝土是一种常用的工程材料,用于建筑和基础建设。
它由水泥、砂子和石子等成分组成。
以下是一些混凝土的知识点: - 水泥:水泥是混凝土中的粘合剂,用于将砂子和石子粘合在一起。
常见的水泥类型有普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥。
- 砂子:砂子是混凝土中的细颗粒材料,用于填充水泥和石子之间的空隙。
- 石子:石子是混凝土中的粗颗粒材料,用于增加混凝土的强度和稳定性。
3. 钢材钢材是一种常用的工程材料,用于建筑、桥梁和机械制造等领域。
以下是一些钢材的知识点: - 碳钢:碳钢是最常见的钢材类型,含有较高的碳含量。
它具有良好的强度和可塑性。
- 不锈钢:不锈钢具有抗腐蚀性能,适用于潮湿和腐蚀环境中的工程项目。
- 合金钢:合金钢是由多种金属元素组成的,具有特殊的物理和化学性质,适用于高温和高压环境。
4. 木材木材是一种常见的工程材料,用于建筑、家具和木制品制造等领域。
以下是一些木材的知识点: - 实木:实木是由天然木材制成的,具有天然美观和良好的强度。
- 人造板材:人造板材是由木材颗粒、纤维或薄片制成的,具有较好的稳定性和可塑性。
- 胶合板:胶合板是由多层薄木板胶合而成的,具有较高的强度和耐久性。
5. 玻璃玻璃是一种常见的工程材料,用于建筑和装饰等领域。
以下是一些玻璃的知识点: - 平板玻璃:平板玻璃是最常见的玻璃类型,用于制作窗户和玻璃墙等。
- 钢化玻璃:钢化玻璃是经过特殊处理的玻璃,具有较高的强度和耐热性。
- 夹层玻璃:夹层玻璃是由多层玻璃之间夹有一层塑料膜制成的,具有较好的隔音和防盗性能。
6. 建筑砖建筑砖是一种常见的建筑材料,用于墙体和地面的建设。
以下是一些建筑砖的知识点: - 红砖:红砖是常见的建筑砖种类,具有较好的抗压和保温性能。
- 空心砖:空心砖是内部有空洞的建筑砖,重量轻,适用于高层建筑。
工程材料学知识点总结一、材料的基本性质1. 密度:材料的密度是指单位体积内的质量。
密度越大,材料的质量就越大,密度越小,材料的质量就越小。
2. 弹性模量:材料的弹性模量是指材料在受力时产生弹性变形的能力。
弹性模量越大,材料的刚度就越大,抗压抗弯能力就越强。
3. 强度:材料的强度是指材料在受力时承受拉伸、压缩、剪切等力的能力。
强度越大,材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度就越大。
4. 韧性:材料的韧性是指材料在受外力作用下能够吸收能量的能力。
韧性越大,材料的抗冲击性就越好。
5. 硬度:材料的硬度是指材料的抗划伤、抗刮伤能力。
硬度越大,材料就越难被划伤或刮伤。
6. 热膨胀系数:材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时产生体积膨胀或收缩的程度。
热膨胀系数越大,材料在温度变化时的变形就越大。
二、金属材料1. 铁素体和奥氏体:铁素体是铁碳合金中的烤饼组织,具有较低的强度和硬度;奥氏体是铁碳合金中的馒头组织,具有较高的强度和硬度。
2. 钢的分类:钢可以按照成分分为碳钢、合金钢和特种钢;按照用途分为结构钢、工具钢和耐磨钢。
3. 铸铁的分类:铸铁可以按照形态分为白口铸铁和灰口铸铁;按照成分分为白口铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁。
4. 不锈钢的特性:不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等特性,适用于化工、食品加工、医疗器械等领域。
5. 铝合金的应用:铝合金具有轻质、耐腐蚀、导热性好的特性,广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
三、非金属材料1. 水泥混凝土:水泥混凝土应用广泛,常见于建筑、桥梁、水利工程等领域。
它具有强度高、耐久性好、施工方便等特点。
2. 砖瓦:砖瓦是建筑材料的重要组成部分,主要用于墙体、地面、屋面的施工。
它们具有隔热、隔音、防潮等特性。
3. 玻璃:玻璃具有透明、坚硬、抗腐蚀等特点,广泛应用于建筑、家具、日用品等领域。
4. 塑料:塑料具有轻质、耐腐蚀、可塑性好的特性,广泛应用于包装、日用品、建筑材料等领域。
5. 纤维素材料:纤维素材料主要包括木材、纸张、纺织品等,具有可再生、易加工、环保等特点。
名词解释1.表观密度:材料在自然状态下,单位体积内的质量。
堆积密度:是指粉状或粒状材料在堆积状态下,单位体积的质量。
2、亲水材料:当湿润角小于90度时。
材料表面吸附水分,表现出亲水性,这种材料称为亲水材料。
3、水泥活性混合材料是指磨成细粉后,与石灰或与石灰和石膏拌和在一起,并加水后,在常温下,能生成具有胶凝性水化产物,既能在水中,又能在空气中硬化的混和材料。
4.普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、6%—15%混材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称普通硅酸盐水泥5.碱-骨料反应:水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性骨抖发生化学反应,可引起混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏,这种化学反应称为碱一骨料反应6.陈伏:是指石灰膏(或石灰乳)在储灰坑中放置2周以上时间,使过火石灰逐渐熟化的过程。
7、混凝土立方体抗压强度标准值:指按标准方法制作和养护的边长为150mm 的立方体试件,在28d 龄期,用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95 %保证率的抗压强度值。
8、混凝土拌合物的和易性:是指混凝土拌合物是否易于施工操作和获得均匀密实混凝土的性能。
9、混凝土拌合物的流动性:指混凝土拌合物在自重或外力作用下产生流动,能均匀密实地填满模板的性能。
10.合理砂率:合理砂率是在水灰比及水泥用量一定的条件下,使混凝土拌合物保持良好的粘聚性和保水性并获得最大流动性的含沙率。
11.钢的冷弯性能:冷弯性能是钢材在常温条件下承受的弯曲变形的能力。
13、石油沥青的针入度:指在规定温度25 ℃条件下,以规定重量100g 的标准针,经历规定时间5s 贯入试样中的深度。
14.沥青的温度敏感性:沥青的粘性和塑性随温度的升降而变化的性能。
填空题1当材料的孔隙率增大时,则其密度 _不变___,松散密度 _减小___,强度 _降低___,吸水率 _增大___,抗渗性 _降低___,抗冻性 _降低___。
2材料的亲水性与憎水性用(润湿角)来表示,材料的吸湿性用(含水率)来表示。
材料工程基础知识点总结
第一章、材料的性能及应用
1、常用的力学性能,如:σS,σb,σe,σP 等所表示的含义,弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。
不同材料所适用的硬度(HB、HR、HV)测量方法。
第二章、原子结构和结合键
1、结合键的类型(主要为金属键、离子键、共价键)及其主要特点,它们对材料性能的主要影响
第三章、晶体结构
1、晶面与晶向的标注和识别
2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。
3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。
第四章、晶体缺陷
1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。
位错(及点缺陷)密度的变化对材料性能(主要是力学性能)的影响。
2、晶界原子排列?的特点及其分类,晶界的特性;相界的分类、润湿
第五章、固体材料中原子的扩散
1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算
2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用(如:工业渗碳为何在奥氏体状态下进行)
第六章、相平衡与相图原理
1、Gibbs相律含义,二元匀晶、共晶相图分析,杠杆定律的应用计算;相图与合金使用性(强度、硬度)和工艺性(铸造)的关系
2、铁碳相图(简化版)及其标注上面主要的成分点和温度及相;不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化,利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量(主要针对C%<2.11%的合金,即钢)第七章、材料的凝固
1、液态合金结构的特点,过冷度及其与冷却速率的关系?。
工程材料复习总结第一部分项目一:工程材料1.金属材料一般是指具有金属特性的物质。
2.金属材料通常分为钢铁材料、非铁金属材料、粉末冶金材料。
3.钢铁材料是指以铁、碳为主要元素组成的铁碳合金,分为工业用钢、工程铸铁。
4.非合金钢(碳素钢),通常分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢。
5.工业用钢是指碳的质量分数在%11.2以下并含有其他元素的铁碳合金;工程铸铁是指碳的质量分数在%.2以上并含有其他元素的铁碳合金。
116.钢材生产过程:轧制→锻造→拉拔→挤压7.钢材分类:板材、型材和管材。
项目二:工程材料性能1.力学性能:材料在力的作用下表现出来的特性。
2.力学指标:强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。
实验:拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验。
3.变形:材料受到外力作用时,机器零件和部件在宏观上将表现出形状和尺寸的变化。
4.⎩⎨⎧变形外力之后被保留下来的产生不能自行恢复卸除外力继续加大,材料将塑性变形,变形随之消失外力不大时,去除外力弹性变形变形5. 荷载(负荷、负载):材料所受的力。
⎪⎩⎪⎨⎧化向随时间发生周期性变大小、方向或大小和方变动载荷突然增加的载荷冲击载荷载荷大小不变或变动很慢的静载荷分类6.强度:材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
7.变形的五种基本形式:拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲。
8.力—伸长曲线()1Oe 弹性变形阶段:发生弹性变形()2eeL 微量塑性变形阶段:弹性变形(大部分)+塑性变形(小部分)()3'eLeL 屈服阶段:屈服现象(水平线段或锯齿形线段)()4M eL '均匀变形阶段:材料发生大量塑性变形()5mz 缩颈阶段:缩颈现象,在z 点发生断裂图2-1 力—伸长曲线9.强度指标强度指标是判定材料强度大小的量化数据,通常用应力表示。
应力是指试验过程中的力除以试样原始横截面积的商,即试样单位横截面积上所受到的力,用符号R 表示,单位为MPa (兆帕)。
工程常用材料基础知识介绍在工程中,材料是不可或缺的建造要素。
了解常用材料的基础知识对于工程师和建筑师来说至关重要。
本文将介绍一些常用的工程材料,包括钢材、混凝土和木材,以及它们的用途和特性。
钢材钢材是工程中最常用的材料之一。
它由铁和碳组成,通常还含有其他元素,如锰、铬和镍。
钢材具有高强度、耐腐蚀和可塑性等优点,因此被广泛应用于建筑结构、桥梁、机械设备和汽车等领域。
钢材的强度取决于其成分和冷却方式。
高碳钢具有更高的强度,但也更脆。
低碳钢具有较低的强度,但更具韧性。
冷却速度越快,钢材的硬度越高,但也更容易产生应力。
在工程中,钢材经常被用于梁、柱和梁柱连接,以支撑和传递重量。
钢材还可以用于制造管道、钢板和建筑构件等。
混凝土混凝土是另一种常见的工程材料。
它由水泥、砂、骨料和水混合而成,经过硬化后形成坚固的结构。
混凝土具有高强度、耐火性、隔音和绝缘性能。
混凝土的类型包括常规混凝土、高性能混凝土和自密实混凝土等。
常规混凝土通常用于一般的建筑结构,而高性能混凝土更适用于要求更高强度和耐久性的工程,如桥梁和高层建筑。
自密实混凝土具有更好的抗渗透性和耐久性。
混凝土在建筑中广泛应用。
它可以用来制造建筑物的地基、楼板、墙体和梁等。
混凝土还可以用于制造隧道、码头、水坝和其他工程项目。
木材木材是一种自然材料,具有轻质、可加工和环保的特点。
它是使用历史最悠久的建筑材料之一。
木材由纤维素、半纤维素和木质素组成,这些物质赋予了木材强度和稳定性。
木材的种类繁多,常见的有松木、橡木和胡桃木等。
不同的木材具有不同的特点和用途。
例如,松木适用于制作家具和地板,橡木用于制造耐用的家具和室内装饰品,而胡桃木则常用于高端的家具制造。
在工程中,木材主要用于建筑结构和装饰,如梁、柱、楼梯和地板等。
由于木材的自然美感,它也常用于室内装修和家具制造。
其他材料除了钢材、混凝土和木材,工程中还使用其他材料,如玻璃、砖块、石材和塑料等。
这些材料在建筑设计和建筑施工中都扮演重要角色。