第十章 工程材料与热加工工艺的选用

材料及热加工复习资料2工程材料及热加工工艺绪论一.课程的任务及内容工艺方法工程材料———加工工艺———产品件装配试车工艺过程基本知识热加工冷加工成分.组织.性能铸.锻.焊.热（切削加工）关系.应用性质：机械类各专业必修的一门综合的技术基础课。

任务：使学生获得有关金属学.钢的热处理.常用的金属材料及加工的基础知识，培养学生合理选材.确定热处理方法及安排工件加工工艺路线的初步能力。

先修课：物理.化学.机械制图.金工实习等，与材料力学. 机械设计等关系密切。

作用：打基础为后续课为专业课为工作实践二．材料及发展趋势钢：碳钢. 合金钢. 铸钢….黑色金属金属材料铁： HT. QT. 合金铸铁… Cu及Cu合金有色金属 AI及AI合金工程材料其它：轴承…普通无机非金属材料陶瓷材料例特种非金属热塑性材工程塑料料工程塑料通用塑料热固性有机高特种塑料分子材料橡胶金属材料 + 非金属材料 = 复合材料结构材料机性. 物性. 化性工程材料（应用）功能材料特异物化性能. 超导.激光材料……三.金属材料的应用.特点.陶瓷. 高分子材料发展速度很快，但还不能全面代替传统的金属材料。

金属材料各行各业应用广泛。

原因：金属材料可满足各种各样的性能。

具体： 1. 一般均具有优良的机械性能；2. 具有优良的物理性能；3. 具有优良的工艺性能；热处理较大范围改变金属材料的性能。

四.影响金属材料性能的因素1. 化学成分决定组织. 性能2. 处理工艺内部组织变化性能与微观组织有关。

第一章金属材料的力学性能物理性能导电.热.磁.密度.熔点化学性能耐蚀.热.酸.抗氧化使用性能其它性能耐磨性.承受磨损耐久程度.综合性机械性能外力作用下表现的性能，变形.失效性能（力学性能）铸造性能流动性.收缩性.吸气性…工艺性能塑性成形性可锻性.冲压性（加工性能）焊接性热处理工艺性切削加工性根据使用性选择材料用途选材.选工艺性能是基础根据加工性选择加工方法机械性能（力学性能）是设计零件选材的依据，控制材料质量的重要参考。

工程材料与热加工工程材料是指在工程设计、施工和维修中使用的各种材料。

它们需要具备一定的力学性能、物理性能、化学性能和耐久性，同时还要满足特定的工程要求。

热加工是指通过加热来改变材料的组织结构和性能。

下面将介绍工程材料与热加工的相关内容。

一、工程材料的分类及其特点根据其组成和性能特点，工程材料可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料。

1.金属材料金属材料是指具有金属性质的材料，具有良好的导电、导热、塑性、韧性和抗冲击能力等特点。

金属材料常用于制造机械设备、建筑结构和电子元器件等方面。

2.无机非金属材料无机非金属材料是指不含金属元素的材料，如水泥、玻璃、陶瓷等。

无机非金属材料具有良好的耐高温、阻燃、耐腐蚀和绝缘等特性，广泛应用于建筑、化工和电子行业。

3.有机高分子材料有机高分子材料是指由有机高分子化合物制成的材料，如塑料、橡胶和纤维。

有机高分子材料具有良好的耐候性、耐磨性和柔韧性等特点，广泛应用于汽车、电器和纺织行业。

二、热加工的原理和方法热加工是通过加热来改变材料的组织结构和性能，常用的热加工方法有热轧、热拉伸、热淬火等。

1.热轧热轧是指将金属材料加热至一定温度后，通过轧制机械对其进行塑性变形的过程。

热轧能够改善材料的组织结构、提高机械性能和表面质量，常用于生产薄板、钢管和型材等。

2.热拉伸热拉伸是指将金属材料加热至一定温度后，在拉伸力的作用下对其进行塑性变形的过程。

热拉伸能够提高材料的强度和韧性，常用于生产丝线、钢丝和钢筋等。

3.热淬火热淬火是指将金属材料加热至一定温度后，迅速冷却至室温的过程。

热淬火能够使材料的组织结构发生变化，从而获得高强度和高硬度的材料，常用于生产汽车零部件和机械工具等。

三、热加工对材料性能的影响热加工能够改变材料的组织结构和性能，对材料的力学性能、物理性能和化学性能等方面有着显著的影响。

1.组织结构热加工能够改变材料的晶粒大小和形状，从而影响材料的强度、韧性和硬度等性能。

机械工程材料与热加工工艺摘要：本文主要阐述了机械工程材料的主要性能及其应用，同时说明机械工程材料热加工工艺，其中包括钢铁生产与质量、钢的热处理、低合金钢和合金钢、铸铁以及有色金属及其合金等。

关键词：机械工程；工程材料；热加工工艺引言：机械工程材料种类繁多，其中最为常见就是有色金属材料，要根据有色金属材料特点，采用正确的制造技术和加热工艺，有效增强有色金属强度和耐腐蚀性等，确保所制作出的零部件，其质量和性能都有显著增强。

1机械工程材料的主要性能及其应用机械工程各类产品多数都是由种类繁多、性能各异的金属材料和非金属，通过正确加工所制作出的零部件共同构成的。

金属材料的机械性能主要是指金属材料在各种形式的外力作用下，抵抗变形和断裂的能力，判断金属机械性指标包括金属材料强度、塑性和硬度等。

金属材料在受力时抵抗产生弹性的能力则称为刚度。

金属材料的硬度主要是指材料抵抗外物压力的能力，硬度越高，金属材料抵抗局部塑性变形的能力就越大。

通常材料的硬度越高，其耐磨性就越强，强度和硬度间存在着内部联系。

金属冲击韧性是材料在冲击荷载作用下，抵抗断裂的能力，现阶段机械工程技术常用一次摆锤冲击弯曲试验，测定材料受冲击荷载能力。

机械工程所用零件种类较多，如发动机设备中的曲轴、连轴等，该类零件常在交变荷载下工作。

此外，转动轴等零件虽然受到的荷载无法随时间交替变化，但零件本身是能够旋转的。

以该两种情况为背景，零部件中都会产生随时间变化的应力，该种应力即称为“交变应力”。

此外，以此种情况为背景工作的零部件，其最大应力要低于材料在静荷载小的极限，但经过长期工作的磨损，难免会出现断裂等情况，引发断裂事故。

所以，要采取有效措施避免断裂事故发生。

制造零部件和选用工艺时，要充分考虑所选材料的工艺性能，如低碳钢有着较强的塑性成形性能和可焊性，所以常被用作制造量器和刀具等[1]。

2机械工程材料表面处理方法机械工程材料表面处理方法主要包括强化处理法、表面防护处理法、涂料涂装法和氧化处理法，其中，强化处理法即可分为表面覆盖层强化法、表面表型强化法两种，表面覆盖层强化法指的是在材料表面，获得特殊性能的覆盖膜，以此增强材料表面的刚度、硬度和耐疲劳性，增强材料质量。

工程材料与热加工
工程材料是指用于各种工程领域的材料，包括金属材料、非金属材料、复合材
料等。

而热加工是指通过加热和变形来改变材料的形状和性能。

工程材料与热加工密切相关，正确的选择和合理的热加工工艺可以大大提高材料的性能和使用寿命。

首先，工程材料的选择是非常重要的。

不同的工程领域对材料的性能要求不同，因此需要根据具体的使用条件来选择合适的材料。

比如在航空航天领域，对材料的强度、耐高温性能要求非常高；而在建筑领域，对材料的耐候性、耐腐蚀性能要求较高。

因此，工程材料的选择需要综合考虑材料的力学性能、物理性能、化学性能等多方面因素。

其次，热加工是改变材料形状和性能的重要手段之一。

常见的热加工工艺包括
锻造、轧制、挤压等。

这些工艺可以通过加热和变形来改变材料的晶粒结构和组织，从而提高材料的强度、硬度和塑性。

同时，热加工还可以消除材料内部的应力和缺陷，提高材料的韧性和抗疲劳性能。

此外，热处理也是工程材料中不可或缺的一部分。

热处理是通过加热和冷却来
改变材料的组织和性能。

常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火等。

这些工艺可以调节材料的硬度、强度、韧性等性能，从而满足不同工程领域的需求。

总的来说，工程材料与热加工是工程领域中非常重要的一部分。

正确的材料选
择和合理的热加工工艺可以大大提高材料的性能和使用寿命，为各种工程领域的发展提供有力支持。

因此，我们需要深入研究不同材料的性能和特点，结合实际应用需求，不断优化和改进热加工工艺，推动工程材料领域的发展和进步。

工程材料与热加工简介工程材料是指用于制造机械、设备和其他工业产品的各种材料，包括金属、非金属和合成材料等。

而热加工则是指通过加热改变材料的形状、组织和性能的过程。

在工程领域中，热加工是一项重要的工艺，它能够改善材料的力学性能、加工性能和耐用性，从而提高制造产品的质量和性能。

工程材料金属材料金属材料是工程中最常用的材料之一，它具有优良的导电性、导热性和可塑性。

常见的金属材料包括钢、铝、铜和镁等。

钢是一种重要的结构材料，它具有高强度和耐腐蚀性，广泛应用于制造船舶、桥梁和建筑等领域。

铝是一种轻质金属，具有良好的导热性和耐腐蚀性，广泛用于汽车、航空航天和电子器件等领域。

非金属材料非金属材料包括陶瓷、塑料、橡胶和复合材料等。

陶瓷材料具有优良的耐热性、耐磨性和绝缘性，常用于制作高温工具和电气绝缘件。

塑料是一种轻质、易加工的材料，广泛应用于包装、建筑和家居用品等领域。

橡胶是一种弹性材料，具有良好的密封性和抗震性，被广泛运用于汽车、机械和建筑等领域。

复合材料是由不同材料组合而成的材料，具有高强度、轻质和耐腐蚀性。

合成材料是指通过人工合成的材料，具有特殊的性能和用途。

常见的合成材料包括聚合物、纤维素和石墨烯等。

聚合物是由多个小分子单体通过化学反应连接而成的高分子化合物，具有良好的绝缘性和耐热性，被广泛用于塑料、橡胶和纤维等领域。

纤维素是一种由纤维素纤维组成的材料，具有优良的抗拉强度和耐热性，常用于制作纸张、织物和纤维板等产品。

石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有极高的导电性和导热性，被视为未来材料领域的重要发展方向。

热加工热处理热处理是一种通过改变材料的组织和性能来提高材料性能的方法。

常见的热处理方法包括退火、淬火和回火等。

退火是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，以减少内部应力和提高材料的塑性。

淬火是将金属材料加热到临界温度，然后迅速冷却，以增加材料的硬度和强度。

回火是将已淬火的金属材料再次加热到一定温度，然后冷却，以减少材料的脆性和提高韧性。

工程材料及热加工工艺基础引言工程材料及热加工工艺是现代工程领域中至关重要的一部分。

了解材料的特性以及如何通过热加工工艺将材料加工成所需的形状和性能是工程师们必备的知识。

本文将介绍工程材料的分类以及常用的热加工工艺，帮助读者对这一重要领域有一个基础的了解。

工程材料的分类工程材料是指用于制造机械、结构件以及其他工程产品的材料。

根据其组成和性能，工程材料可以分为金属材料、聚合物材料和陶瓷材料。

金属材料金属材料是指有着优良导电性和导热性的材料，常见的金属材料包括铁、钢、铝、铜等。

金属材料通常具有良好的可塑性、可焊性和可加工性，使其成为工程中最常用的材料之一。

聚合物材料聚合物材料是一类由多个单体分子通过化学键结合而成的大分子化合物。

常见的聚合物材料包括塑料、橡胶等。

聚合物材料具有较低的密度和良好的绝缘性能，适用于制造轻型结构件和绝缘材料。

陶瓷材料陶瓷材料是一类由非金属元素通过化学键结合而成的材料，具有良好的耐高温、耐腐蚀和绝缘性能。

常见的陶瓷材料包括瓷器、砖瓦等，适用于制造耐火材料和陶瓷制品。

热加工工艺的分类热加工工艺是指通过加热和控制温度来改变材料的形状和性能的过程。

常见的热加工工艺包括锻造、热轧、热处理等。

锻造锻造是通过将金属材料加热至可锻温度，然后在压力的作用下使其发生塑性变形，从而改变材料的形状和性能的过程。

锻造可以分为冷锻和热锻两种方式，适用于制造各种型号和形状的金属零件。

热轧热轧是指将金属坯料加热至较高温度，然后通过辊轧机械将其压延成所需的板材、型材等形状的过程。

热轧可以提高材料的密度和机械性能，适用于制造高强度的金属制品。

热处理热处理是指将材料加热至一定温度，然后在控制的气氛或介质中冷却，以改变材料的组织结构和性能的过程。

常见的热处理工艺包括退火、淬火、回火等，可以提高材料的硬度、强度和韧性。

结论工程材料的选择和热加工工艺的应用对于确保工程产品的质量和性能至关重要。

通过了解工程材料的分类以及常用的热加工工艺，工程师们可以更好地选择合适的材料，并通过热加工工艺将其加工成所需的形状和性能。

建筑工地的施工材料与工艺选择现代建筑领域的发展已经进入了一个全新的阶段，人们对建筑品质和施工工艺的要求越来越高。

在建筑工地的施工过程中，施工材料的选择以及工艺的决策是至关重要的环节。

本文将讨论建筑工地的施工材料与工艺选择的相关问题，并提出一些建议。

一、施工材料的选择1. 混凝土混凝土作为建筑材料的常见选择，具有承载能力强、耐久性好等优点。

在选择混凝土时，应考虑工程的具体需求，如强度要求、耐久性要求等。

此外，还需对材料的原材料来源和加工工艺进行评估，确保质量可靠。

2. 砖块砖块作为建筑墙体的主要材料之一，也是施工过程中必不可少的一部分。

在选择砖块时，应考虑其强度、吸水率、保温性能等因素。

此外，还需关注其环保性能，选择符合国家标准的砖块，以减少对环境的负面影响。

3. 钢材钢材在建筑工地中广泛应用，常见于钢筋混凝土结构和钢结构。

在选择钢材时，应注重其强度、韧性、耐腐蚀性等性能。

同时，还要考虑其成本和可持续性等方面的因素，以确保选择合适的钢材，提高建筑的安全性和耐久性。

4. 绝缘材料在建筑工地中，绝缘材料的选择对于保证建筑物的隔热、防潮等性能至关重要。

根据建筑工地的具体情况，可以选择不同类型的绝缘材料，如保温棉、岩棉、聚苯乙烯泡沫板等。

需注意绝缘材料的导热系数、寿命以及环保性等指标，以提高建筑的能源效益和室内舒适度。

二、施工工艺的选择1. 地基处理工艺选择地基处理是建筑工地中至关重要的环节之一。

根据地质勘探结果和工地实际情况，可以选择适合的地基处理工艺，如基坑开挖、土石方平整、地基加固等。

需确保地基处理工艺能够满足建筑物的承载力要求和地震要求，以提高建筑的稳定性和安全性。

2. 混凝土施工工艺选择混凝土施工工艺的选择对于建筑物的质量和安全性起着决定性作用。

在混凝土的浇筑和养护过程中，应选择适当的工艺，如合理控制浇筑时间和养护时间，采用适度的振捣方式等。

同时，需严格按照相关标准进行施工，确保混凝土的均匀性和强度。