一、工程材料的基本知识

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。

工程材料知识工程材料是指在工程结构中使用的材料，包括金属材料、非金属材料、复合材料和高分子材料等。

其质量和性能直接关系到工程安全和可持续发展。

因此，对于工程材料的知识，对于工程师来说至关重要。

1. 金属材料金属材料是工程结构中最常用的材料之一。

它具有强度高、容易加工、抗腐蚀、导电、导热和廉价等特点。

根据组织结构，金属材料可以分为晶体、多晶体和非晶体三种；根据化学成分，可以分为铁基材料、有色材料和稀有金属材料三种。

工程师需要了解这些不同种类材料的特点以及如何选取适合的金属材料来应用于电子、机械、建筑和航空等各种领域。

2. 非金属材料非金属材料是组成工程结构的另一类重要材料。

它包括陶瓷、玻璃、聚合物和半导体等。

这些材料通常具有较低的密度、良好的耐热性、耐腐蚀性和高的绝缘性等特点。

非金属材料在建筑、电子、医疗、能源和环境等领域中有广泛的应用。

工程师需要了解这些不同种类的材料的物理和化学特性以及工程结构中如何选择和应用这些材料。

3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成，具有比单一材料更高的性能和应用价值。

常见的复合材料包括玻璃钢、碳纤维增强复合材料和Kevlar纤维增强复合材料等。

复合材料具有轻质化、高强度和高刚度等特点，因此在航空、汽车、运动器材和建筑等领域有很广泛的应用。

工程师需要了解复合材料的制造和组合技术并为工程结构选择适合的复合材料。

4. 高分子材料高分子材料是一类相对新的工程材料，它们由重复单元组成，具有较好的可溶性、成型性、成本低和良好的力学性能等特点。

高分子材料包括塑料、橡胶和纤维等。

这些材料在汽车、医疗、包装和电子等领域中有广泛的应用。

工程师需要了解高分子材料的化学结构和物理性能，以及在不同的应用中如何选择和使用这些材料。

总之，工程材料知识对于设计和开发安全、可靠的工程结构至关重要。

工程师需要了解材料的物理和化学特性，以及如何选择和使用不同种类的材料来确保工程结构在使用过程中的安全性和性能。

工程材料相关知识(doc 6页)第一单元晶体：指材料内部质点呈现规则排列的，具有一定结晶形状的固体。

·玻璃体：熔融的物质经急冷而形成的无定形体。

胶体：指以粒径为10-7 ~10 -9m的固体颗粒作为分散相，分散在连续相介质中所形成的分散体系。

表面张力：沿液体表面垂直作用于单位长度上的紧缩力。

当水滴与固体间的润湿角大于90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子间的相互吸引力，这种材料称为亲水性材料。

当水滴与固体间的润湿角小于90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的相互吸引力，则材料表面不会被水浸润，这种材料称为憎水性材料。

孔隙率：指材料孔隙体积占自然状态下总体积的百分比。

密实度：指与孔隙率对应的概念，即材料的实体体积占自然状态下总体积的百分比。

体积密度：指材料自然状态下，单位体积（包脆性：指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。

韧性：指在冲击或震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。

硬度：指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力。

环境协调性：指对资源和能源消耗少、对环境污染少和循环再生利用率高的性质。

比热：单位质量的材料吸引或释放热量的能力表观密度：单位体积（包括实体体积和闭口孔体积）的质量。

含水率：是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比.软化系数：饱和吸水状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比。

耐热性：是指材料长期在高温作用下，不失去使用功能的性质。

耐燃性：是指在发生火灾时，材料抵抗和延缓燃烧的性质，又称防火性。

2.晶体、玻璃体和胶体材料性能各有何特点？晶体材料大多是由大量排列规则的晶粒组成，因此，具有各向异性的性质。

玻璃体是非晶体，质点排列无规律，因此而具有各向同性。

玻璃体具有化学不稳定性，即具有潜在化学活性，在一定条件下容易与其他物质发生化学反应。

胶体的分散相很小，比表面积很大。

因而胶体表面能大，吸附能力很强，质点间具有很强的粘结力。

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?。

第一章机械零件的失效分析一、基本要求本章主要介绍了机械零件在常温静载下的过量变形、在静载和冲击载荷下的断裂、在交变载荷下的疲劳断裂、零件的磨损失效和腐蚀失效以及在高温下的蠕变变形和断裂失效。

要求学生掌握全部内容。

二、重点内容1零件的过量变形以及性能指标,如屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度等。

2零件在静载和冲击载荷下的断裂及性能指标，如冲击韧性、断裂韧性等。

3零件在交变载荷下的疲劳断裂、疲劳抗力指标及影响因素。

4零件的磨损和腐蚀失效以及防止措施。

5零件在高温下的蠕变变形和断裂失效。

三、难点断裂韧性及衡量指标，影响断裂的因素。

四、基本知识点第一节零件在常温静载下的过量变形1、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化。

弹性变形：外力去除后可恢复变形。

塑性变形：外力去除后不可恢复。

低碳钢，正火、退火、调质态的中碳钢或低、中碳合金钢和有些铝合金及某些高分子材料都具有图1-1所示的应力-应变行为。

即在拉伸应力的作用下的变形过程分为四个阶段：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形。

2、静载试验材料性能指标刚度：零构件在受力时抵抗弹性变形的能力。

等于材料弹性模量与零构件截面积的乘积。

强度：材料抵抗变形或者断裂的能力，屈服强度、抗拉强度、断裂强度。

弹性指标：弹性比功。

塑性指标：伸长率、断面收缩率。

硬度：布氏硬度（HB ）、洛氏硬度（HRC ）、维氏硬度（HV ） 3过量变形失效过量弹性变形抗力指标：弹性模量E 或者切变模量G 。

过量塑性变形抗力指标：比例极限、弹性极限或者屈服强度。

第二节零件在静载和冲击载荷下的断裂1、基本概念断裂：材料在应力作用下分为两个或两个以上部分的现象。

韧性断裂：断裂前发生明显宏观塑性变形。

脆性断裂：断裂前不发生塑性变形，断裂后其断口齐平，由无数发亮的小平面组成。

2、冲击韧性及衡量指标冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力，是材料强度和塑性的综合表现。

机械员-专业基础知识-工程材料的基本知识[单选题]1.常用于砌筑堤坝、挡土墙的石材是()。

A.毛石B.粗料石C.细料石D.条石正确答案：A参考解析：毛石可用于砌（江南博哥）筑基础、勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等，乱毛石也可用作毛石混凝土的骨料。

[单选题]2.高合金钢的含合金元素总量大于()。

A.3％B.5％C.7%D.10％正确答案：D参考解析：按钢的化学成分分类。

分为碳素钢和合金钢两类。

碳素钢按含碳量的不同又可分为低碳钢（含碳量小于0.25%)、中碳钢（含碳量为0.25%?0。

6%)、高碳钢（含碳量大于0。

6%);合金钢按含合金元素量的不同可分为低合金钢（含合金元素总量小于5%)、中合金钢（含合金元素总量为5%?10%)、高合金钢（含合金元素总量大于10%)。

[单选题]4.下列哪项不属于水泥砂浆的特性()。

A.强度高B.耐久性好C.流动性好D.耐火性好正确答案：C参考解析：水泥砂浆强度高、耐久性和耐火性好，但其流动性和保水性差，施工相对较困难，常用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位。

[单选题]5.合金结构钢加人的合金元素的总量不超过()。

A.3%B.5％C.7％D.10％正确答案：B参考解析：合金结构钢加人的合金元素的总量不超过5％。

[单选题]6.轻质石材多用作()材料。

A.墙体B.基础C.桥涵D.挡土墙正确答案：A参考解析：石材按照表观密度的大小分为重质石材和轻质石材两类。

表观密度大于1800kg/m3的为重质石材，主要用于基础、桥涵、挡土墙、道路工程等。

表观密度小于1800kg/m3的为轻质石材，多用作墙体材料。

[单选题]7.轻骨料混凝土小型空心砌块的强度等级()以下的砌块主要用于保温墙体或非承重墙。

A.3级B.3.5级C.4级D.4.5级正确答案：B参考解析：轻骨料混凝土小型空心砌块的强度等级3.5级以下的砌块主要用于保温墙体或非承重墙。

[单选题]8.国家标准规定，六大常用水泥的初凝时间均不得短于()min。

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）。