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⼯程材料复习资料第⼀章⼀、名词解释：晶体：当材料处于固体状态时，若组成它的离⼦、原⼦或分⼦在三维空间呈有规则的长距离（⼤⼤超过原⼦或分⼦尺⼨）的周期性重复排列，即具有长程有序，这⼀类固态物质称为晶体。
它们离⼦、原⼦、分⼦规则排列的⽅式就称为晶体结构。
晶格：为了便于描述晶体中原⼦排列规律，把晶体中的原⼦（或离⼦等）想象成⼏何结点，并⽤直线从其中⼼连接起来⽽构成的空间格架，称为晶格。
固溶体：在固态下，合⾦组元间会相互溶解，形成在某⼀组元晶格中包含其它组元的新相，这种新相称为固溶体。
强度：指在外⼒作⽤下材料抵抗变形和断裂的能⼒。
弹性：卸载后试样的变形⽴即消失即恢复原状，这种不产⽣永久变形的性能称为弹性。
刚度：，弹性模量，⼯程上叫刚度。
疲劳强度：疲劳强度是指在⼤⼩和⽅向重复循环变化的载荷作⽤下，材料抵抗断裂的能⼒。
在理论上，是抵抗断裂的最⼤应⼒，⽤σ－1表⽰。
塑性：⾦属的塑性指⾦属材料在外⼒作⽤下，产⽣永久性变形⽽不破坏其完整性的能⼒。
⽤伸长率δ和断⾯收缩率ψ表⽰。
硬度：硬度是在外⼒作⽤下，材料抵抗局部塑性变形的能⼒。
⼆、名词区别：1、置换固溶体与间隙固溶体置换固溶体是指溶质原⼦取代部分溶剂原⼦⽽占据着晶格的结点位置所形成的固溶体；若溶质原⼦不是占据晶格结点位置⽽是分布在晶格间隙所形成的固溶体，称为间隙固溶体。
2、相组成物和组织组成物相组成物有三种：铁素体、奥⽒体、渗碳体。
组织组成物是有相组成物组成的物质，也可由单⼀相构成，如：珠光体、莱⽒体。
算相对量⽤每种相的铁碳⽐例。
三、何谓点缺陷？对性能有何影响？点缺陷是⼀种在三维空间各个⽅向上尺⼨都很⼩，尺⼨范围约为⼀个或⼏个原⼦间距的缺陷，包括空位、间隙原⼦、置换原⼦。
四.固溶体和⾦属间化合物在结构、性能上有何不同？当合⾦中溶质含量超过固溶体的溶解度时，将析出新相。
若新相的晶体结构与合⾦其它组元相同，则新相是为另⼀个组元为溶剂的固溶体。
若新相不同于任⼀组元，则新相是组元间形成的⼀种新物质－化合物。
⼯程材料⼒学性能复习资料个⼈资料 | 复习资料 - 1 - ⼯程材料⼒学性能复习资料个⼈复习资料严禁外传本重点以⽼师最终给的复习重点归纳⼀、名词解释。
1、缺⼝效应：绝⼤多数机件的平⾯不是均匀变化的光滑体，往往存在截⾯的急剧变化，由于缺⼝的存在，在静载荷作⽤下缺⼝截⾯上的应⼒状态将发⽣变化，产⽣所谓的“缺⼝效应”，从⽽影响⾦属材料的⼒学性能。
简⾔之，缺⼝材料在静载荷作⽤下，缺⼝截⾯上的应⼒状态发⽣的变化。
2、韧脆转变温度：中、低强度钢在试验温度低于某⼀温度t k 时，会由韧性状态转变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断⼝特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性，转变温度t k 称为韧脆转变温度（或者说在试验温度低于某⼀温度t k 时，会由韧性状态转变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断⼝特征由纤维状转变为结晶状，这就是低温脆性。
t k 称为韧脆转变温度）。
3、冲击韧性：指材料在冲击载荷作⽤下吸收塑性变形功和断裂功的能⼒，常⽤标准试样的冲击吸收功A K 表⽰。
4、应⼒腐蚀：⾦属在拉应⼒和特定的化学介质共同作⽤下，经过⼀段时间后所产⽣的低应⼒脆断现象。
5、接触疲劳：是机件两接触⾯作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应⼒作⽤下，材料表⾯应疲劳损伤，导致局部区域产⽣⼩⽚或⼩块状⾦属剥落⽽使材料流失的现象。
6、弹性⽐功：⼜称弹性⽐能，应变⽐能。
表⽰材料吸收弹性变形功的能⼒，⼀般⽤⾦属开始塑性变形前单位体积吸收的最⼤弹性变形功表⽰，即：A e =12σεεε=σε22E7、缺⼝敏感度：⽤缺⼝试样的抗拉强度bn σ与等截⾯尺⼨光滑试样的抗拉强度b σ的⽐值表⽰，即：n bn NSR σσ= 8、氢致延滞断裂：⾼强钢或钛合⾦中，含有适量的处于固溶状态的氢，在低于屈服强度的应⼒持续作⽤下，经过⼀段孕育期后，在⾦属内部，特别是在三向拉应⼒状态区形成裂纹，裂纹逐渐扩展，最后突然发⽣脆性断裂。
材料工程基础复习资料1.直接还原铁：将铁矿石在固态还原成海绵铁，即为直接还原，所得产品称为直接还原铁。
2.沉淀脱氧：是将脱氧剂直接加入到钢液中，直接与钢液的氧化亚铁反应进行脱氧。
3.炉外精炼（二次冶金）：指对氧气转炉、电弧炉生产的钢也进行处理，使钢水稳定温度、进行成分微调（CAS）、降低其中的H、O、N和夹杂，或使夹杂物变性，提高刚质量的一种高新技术。
4.钢锭的液芯轧制：轧制过程在钢锭凝固尚未完全结束，芯部仍处于液态的条件下进行。
5.火法冶金：经造锍熔炼—转炉吹炼—火法精炼—电解精炼将铜提取出来。
6.变质处理：向熔融液中加入变质剂，细化组织。
7.熔模铸造：指用易熔性材料制作模样，在模样上包覆多层耐火材料，经酸化、干燥制成壳，然后熔失模样再将空心壳高温焙烧后，浇注合金液于其中而获得铸件的一种铸造方法。
8.半固态合金：熔体冷却到液相以下，对合金进行搅拌，在搅拌力的作用下，凝固的树枝晶被破坏，并在熔体的摩擦熔融下，晶粒和破碎的枝晶小块形成卵球状颗粒分布在整个液态金属中，具有一定的流动性，又在剪切力较小或为零时，它具有固体性质，可以搬运、贮藏。
冷却到双相区——搅拌——参有固态的悬液。
9.流变成形：利用半固态金属连续制备器批量制备、或连续制备糊状浆料，并直接加工成形（铸造、挤压、轧制、模锻）的方法。
10.快速凝固：冷却速度大于100K|S的凝固过程称为快速凝固。
11.轧制孔型（孔型轧制？）：在二辊或三辊轧机上靠乳辊的轧槽组成的孔型对各类型材的纵轧方法，也叫普通轧制法或常规轧制法。
12.拉拔配模：根据坯料尺寸，成品形状，尺寸与质量要求，确定拉拔道次数及各道次所需模孔形状与尺寸。
13.孔型设计：14.冰铜：冰铜是铜与硫的化合物，有白冰铜(Cu2S含铜80%左右)、高冰铜(含铜60%左右)、低冰铜(含铜40%以下)之分。
15.水热合成：水热合成是指温度为100～1000 ℃、压力为1MPa～1GPa 条件下利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。
《工程材料》综合复习资料一、名词解释晶体：是指其原子呈规则排列的物质。
晶体的各向异性：即晶体内各个方向上具有不同的物理，化学或力学性能。
合金：是由两种或两种以上的金属元素所形成的物质。
固溶体：在固态下互相溶解所形成的物质。
金属化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。
相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。
组织组成物：、过冷度、非自发形核、变质处理、相图、共晶反应、铁素体、奥氏体、珠光体、调质、马氏体、位错、滑移、回复、再结晶、加工硬化、表面淬火、淬透性、红硬性、时效硬化、结构钢、工具钢、晶间腐蚀、巴氏合金、金属陶瓷、特种陶瓷、热塑性塑料、热固性塑料、玻璃钢、复合材料、失效二、填空题1．工程材料分为( )、( )、( )和( )四类，材料结合键包括( )、( )、( )和( )。
γ-Fe的晶格类型分别是（）和（），一个晶胞内的原子数分别为（）2．α-Fe 、和（）。
3．结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是（）、（）；典型铸锭结构的三个晶区分别是（）、（）和（）；为了获得细晶粒的铸件，在生产中通常采用的措施主要有（）和（）。
4．再结晶后的晶粒度的大小主要取决于（）和（）。
5．金属晶体中的位错有（）和（）；面缺陷有（）和（）。
6．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（）状，而下贝氏体则呈（）。
7．马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种，其中（）的韧性较好。
8．亚共析钢的正常淬火温度范围是（），过共析钢的正常淬火温度范围是（）。
9．钢淬火后进行回火的目的是（），回火温度越高，钢的强度与硬度越（）。
10．机器零件的选材基本原则是（）、（）和（）。
11．机器零件的失效模式可分为（）、（）和（）三大类型。
12．金属中晶粒越细小，晶界面积越（），强度和硬度越（）。
13.一般实际金属晶体中常存在（）、（）和（）三类晶体缺陷。
⼯程材料复习资料⼆、合⾦相图⾃主测试⼆、判断题（本⼤题共37⼩题，每⼩题1分，共37分）1. 在铁碳合⾦平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3％的铁碳合⾦才能发⽣共晶反应。
【X】2. 合⾦元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解，⽽形成成分和性能均匀的固态合⾦称为⾦属化合物。
【X】3. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。
【X】4. 铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
【X】5. 渗碳体是⼀种不稳定化合物，容易分解成铁和⽯墨。
【X】6. GS线表⽰由奥⽒体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。
【X】7. 奥⽒体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
【】8. ES线是碳在奥⽒体中的溶解度变化曲线，通称Acm线。
【】9. ES线是碳在奥⽒体中的溶解度变化曲线，通称A1线。
【X】10. 奥⽒体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。
【X】11. 在Fe-Fe3C相图中的ES线是碳在奥⽒体中的溶解度变化曲线，通常称为A3线。
【X】12. 共析钢结晶的过程是：L—L+A—A—P。
【】13. GS线表⽰由奥⽒体冷却时析出铁素体的开始线，通称A1线。
【X】14. 铸铁在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。
【】15. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。
【】16. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和⼆次渗碳体组成。
【X】17. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和⼆次渗碳体组成。
【】18. 奥⽒体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。
【X】19. ES线表⽰由奥⽒体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。
【X】20. GS线表⽰由奥⽒体冷却时析出铁素体的开始线，通称A3线。
【】21. ⾦属化合物的性能特点时硬度⾼，熔点低、脆性⼤。
【X】22. 在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，⽽⼆次渗碳体量在减少【X】23. 合⾦中各组成元素的原⼦按⼀定⽐例相互作⽤⽽⽣成的⼀种新的具有⾦属特性的物质称为固溶体。
第二部分气硬性胶凝材料一．名词解释:气硬性与水硬性胶凝材料、石灰的熟化、陈伏、过火石灰、钙质生石灰、镁质生石灰二．填空题:1.石膏板不能用作外墙板的主要原因是由于它的 ( 耐水 )性差。
2.建筑石膏是（β）型的（半水）石膏，硬化后的石膏的化学成分是（CaSO42H2O ）。
3.建筑石膏具有凝结硬化快，硬化初期具有体积（微膨胀）的特性，故其适于制作模型、塑像等。
4.建筑石膏的孔隙率（大），表观密度（小），故其具有（保温隔热）性好（吸声）性强的特性，其产品冬暖夏凉，吸声效果好。
5.石灰不可以单独应用是因为其硬化后（体积收缩）大，而石膏可以单独应用是由于其硬化过程中具有（体积微膨胀）的特性。
6.石灰熟化时具有两个特点，一是（放热大），二是（体积膨胀）。
7.石灰膏主要用于配制墙体的（砌筑砂浆）和（抹面砂浆），消石灰粉主要用于拌制（石灰土）或（三合土）。
8.石灰浆体的硬化包括（干燥）和（碳化）两个交叉进行的过程，而且（碳化）过程是一个由（表）及（里）的过程，其速度（缓慢）。
9.在石灰应用中，常将石灰与纸筋、麻刀，砂等混合应用，其目的是防止（硬化后的收缩），否则会产生（收缩裂缝）。
10.在水泥砂浆中掺入石灰膏是利用了石灰膏具有（保水性）好的特性，从而提高了水泥砂浆的（和易性）。
11.按消防要求我们尽可能用石膏板代替木质板材，是因为石膏板具有（防火性）好的特性。
三.选择题1.水玻璃在空气中硬化很慢,通常要加入促硬剂（ C ）才能正常硬化。
a.NaFb.Na2SO4c.N a2SiF6（不要求）2.试分析下列哪些工程不适于选用石膏制品。
( C )a.吊顶材料b.影剧院的穿孔贴面板c.冷库内的墙贴面d.非承重隔墙板3.生石灰使用前的陈伏处理,是为了( C )。
a.消除欠火石灰b.放出水化热c.消除过火石灰危害四.问答题1.为什么说石膏特别适用于制作室内装饰材料？2.为什么块状生石灰需熟化后才能应用？3.某民宅内墙抹灰时采用水泥石灰混合砂浆，可过了一段时间，墙体却出现起鼓并伴有放射状的网状裂纹，试分析其原因。
第四章工程材料复习资料一、金属的力学性能1、金属的力学性能是指金属材料在下所表现出来的性能。
它主要包括、、、和。
2、在外力的作用下，材料抵抗和的能力，称为强度。
当承受拉力时，强度特性指标主要是和。
3、在外力的作用下，材料不能恢复的变形称为，产生永久变形而为断裂的能力称为。
4、是指固体材料对外界物体机械作用（压陷、刻划）的局部抵抗能力。
硬度不是金属独立的基本性能，而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标。
常用的硬度指标有（HBW）、（HBC）和（HV）等。
硬度高的材料强度高，耐磨性能较好，而较差。
5、金属材料抵抗冲击载荷的能力称为。
用A k表示，单位为J。
A k值越大，则材料的韧性就越。
A k值低的材料叫做材料，A k值高的材料叫。
工作时要承受很大的冲击载荷时应选用A k值高的材料制造，如齿轮、连杆。
铸铁的A k值很低，A k值近于零，不能用来制造承受冲击载荷的零件。
6、疲劳强度是指金属材料在无限多次作用下而不破坏的最大应力，或称为。
二、黑色金属材料1、金属材料分为和两大类，常用的黑色金属主要有和两种；常用的有色金属有和两种。
2、钢中的有害元素是，硫产生，磷产生；有益元素是，能提高钢的。
3、钢的分类按化学成分分类碳素钢合金钢按钢的品质分类如碳素结构钢、低合金结构钢按钢的用途分类主要用于制造各种机械零件和工程结构构件优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢主要用于制造工具、模具、量具及刃具合金结构钢和工具钢，钢号后面加“A”具有特殊物理和化学性能三、钢的编号分类别编号方法举例类碳钢碳素结构钢Q235AF优质碳素结构钢45、60Mn 碳素工具钢T8A一般工程用铸造碳钢ZG200—400合金钢低合金高强度结构钢Q390A合金结构钢40Cr、30CrMoA、60Si2Mn滚动轴承钢GCr15合金工具钢Cr12MoA、9SiCr不锈钢与耐热钢10Cr7Mn9Ni4N、022Cr17Ni7N四、性能及应用1、碳质量分数而不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。
复习思考题第一章：1.试述铸造成型的实质及其优点。
2.合金的流动性决定于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？3.何谓合金的收缩？影响合金收缩的因素有哪些？4.冒口补缩的原理是什么？冷铁是否可以补缩？其作用与冒口有何不同？某厂铸造一批哑铃，常出现如图1－22所示的明缩孔，你有什么措施可以防止，并使铸件的清理工作量最小？5.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对图1－23所示阶梯形试块铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。
第二章：1、影响铸件中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？2、什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？3、可锻铸铁是如何获得的？为什么它只宜制作薄壁小铸件？4、球墨铸铁是如何获得的？为什么球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料？球墨铸铁可否全部代替可锻铸铁？5、识别下列牌号的材料名称，并说明其各组成部分的含义：ZL107，ZCuSn3Zn11pb4，ZCuA19Mn2，ZCuZn38.第三章：1、壳型铸造与普通砂型铸造有何区别？它适合于什么零件的生产？2、金属型铸造有何优越性及局限性？3、试述熔模铸造的主要工序，在不同批量下，其压型的制造方法有何不同？4、试确定图3－29所示零件在单件、小批生产条件下的造型方法。
5、试比较气化模铸造与熔模铸造的异同点及应用范围。
6、低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同？为何铝合金常采用低压铸造？第四章：1、试确定图4－25所示铸件的浇注位置及分型面。
2、何谓铸件的浇注位置？它是否就是指铸件上的内浇道位置？3、试述分型面与分模面的概念。
分模两箱造型时，其分型面是否就是其分模面？4、浇注系统一般由哪几个基本组元组成？各组元的作用是什么？5、冒口的作用是什么？冒口尺寸是怎样确定的？6、何谓封闭式、开放式、底注式及阶梯式浇注系统？他们各有什么优点？第五章：1、试述结构斜度与起模斜度的异同点。
2、在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下，图5－22所示铸件结构有何值得改进之处？怎样改进？3、铸造一个直径为1500mm的铸铁顶盖，有如图5－23所示的两个设计方案，试问哪个便于铸造，并简述理由。
知识重点工程材料一、填空题1、晶粒中的主要三种晶体结构及代表元素为：体心立方晶格a-Fe 、Cr 、Mo 、W 、V ，面心立方晶格Cu 、Al 、Ni 、Au 、Ag ，密排六方晶格Be 、Mg 、Zn 、Cd 、a-Ti ；晶格常数为： 棱边长度a 、b 、c ，棱边夹角 γβα、、。
2、结晶的必要充分条件是： 具有一定的过冷度 ，冷却速度愈快，过冷度愈大 。
3、点缺陷的种类有：空位、间隙原子、和臵换原子；位错属于线缺陷 ，提高位错密度是 金属强化 的重要途径之一。
4、在金属结晶过程中，晶核的形成有两种形式：自发形核（均质形核）和非自发形核（异质形核）。
且非自发形核比自发形核更重要，往往起 优先及主导 作用。
5、冷却速度愈大，过冷度也愈大，结晶后的晶粒也 愈细 ，金属的强度、塑性和韧性愈好 。
6、通常把通过细化晶粒来改善材料性能的方法称为 细晶强化 ，控制晶粒大小的主要方法有： 增大过冷度 和 变质处理 。
（P16）7、某些金属，如Fe 、Ti 、Co 等在固态下的晶体结构随外界条件（如温度、压力）而变化的现象 ，称为同素异构转变。
（P16铁的同素异构）8、强度和塑性 是材料最重要、最基本的力学性能指标。
9、材料在交变应力的长期作用下发生的突然断裂现象 称为疲劳。
10、 金属材料在高温下，即使工作应力小于屈服点，也会随时间的延长而缓慢地产生塑性变形，这种现象称为蠕变 11、 MPa 8860010001.0=σ ：（蠕变强度） 表示在600摄氏度条件下，1000小时内，产生0.1％蠕变变形量所能承受的最大应力值为88MPa 。
12、MPa 186800100=σ ：（持久强度）表示在800摄氏度条件下，工作100小时所能承受的最大断裂应力为186MPa 。
13、当温度降至某一值Tk 时，冲击功Ak 会急剧下降，使材料呈脆性状态，这种现象称为冷 脆 。
冷脆转化温度愈低表明材料的低温性能愈好。
14、所谓滑移，就是在切应力的作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向产生滑动。
一、名词解释1、密实度2、耐水性3、软化系数4、断后伸长率5、屈服点6、冷加工强化7、过火砖8、正火砖9、抗风化性能10、蒸压灰砂砖11、体积安定性不良12、水泥的废品13、温度敏感性14、沥青再生胶油毡15、冷底子油二、判断题1、软化系数越大的材料，其耐水性能越差。
2、吸水率小得材料，其孔隙率一定小。
3、材料受潮或冰冻后，其导热系数都降低。
4、材料的抗冻性仅与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。
5、材料在干燥状态下的表观密度最小。
6、材料的性质是由材料的组成决定的。
7、一般来说，钢材硬度越高，强度越大。
8、所有钢材都会出现屈服现象。
9、屈服强度的大小表明钢材塑性变形能力。
10、建筑工程中的碳素结构钢主要是中碳钢。
11、所有钢材都是韧性材料。
12、硬钢无明显屈服点，因此无法确定其屈服强度大小。
13、与伸长率一样，冷弯性能也可表明钢材的塑性大小。
14、由于合金元素的加入，钢材强度提高，但塑性却大幅度下降。
15、烧结黏土砖烧制得越密实，则其质量越好。
16、烧结时窑内为氧气气氛制得青砖，为还原气氛时制造得红砖。
17、经过高温蒸压后，灰砂砖可以立即用于工程中。
18、欠火砖色浅，吸水率大，强度低，不宜用于建筑物，尤其是地基。
19、过火砖色浅疏松，无弯曲变形，导热系数低。
20、蒸压加气混凝土砌块多孔，故水极易渗入。
21、石灰是气硬性胶凝材料，因此所有加入了石灰的材料都只能在空气中硬化并保持和发展强度。
22、水玻璃的模数n值越大，则其在水中的溶解度越大。
23、石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。
24、水玻璃的模数越高，则其密度和黏度越大，硬化速度越快，硬化后的粘结力与强度、耐热性耐酸性越高。
25、建筑石膏为B型半水石膏，高强石膏为a型半水石膏。
26、水玻璃只能作为气硬性胶凝材料。
27、水玻璃是碱性材料，因此不能用于配制耐酸性混凝土。
28、在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其黏度的情况下可提高粘结力。
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。
图1-1 低碳钢拉伸时的应力-应变曲线示意图图1-2 三种类型材料的应力-应变曲线示意图1-纯金属2-脆性材料3-高弹性材料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：比列极限、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。
冲击试验与衡量指标：冲击吸收功A k或冲击韧度a k。
工程材料的冲击吸收功通常是在室温测得，若降低试验温度，在低温下不同温度进行冲击试验（称之为低温冲击试验或系列冲击试验），可以得到冲击吸收功A k随温度的变化曲线，如图1-3所示。
图1-3 三种钢的冲击韧性随温度变化曲线示意图T K为韧脆转变温度：A k-T曲线上冲击吸收功急剧变化的温度。
当试验温度低于T K时，冲击吸收功明显降低，材料由韧性状态变为脆性状态，这种现象称为低温脆性。
3、断裂韧性及衡量指标断裂韧度K IC：是评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，指的是材料抵抗裂纹失稳扩展的能力,单位：MPa·m 1/2或者MN·m-3/2断裂判据:K I<K IC构件安全K I>K IC 构件发生脆性断裂K I＝K IC构件发生低应力脆性断裂的临界条件4、影响脆性断裂的因素决定材料断裂类型的主要因素有：加载方式、材料本质、温度、加载速度、应力集中及零件尺寸。
加载方式不同，断裂方式不同；一般降低温度和增加加载速度都会引起材料催化；应力集中改变了应力状态，σmax↑，τmax↓,α↓；单向拉伸α＝0.5，而缺口拉伸试样α <0.5，易引起脆断，因此，应力集中会引起材料脆化；薄板处于平面应力状态，α较大，厚板处于平面应变状态，α较小，易产生脆断。
第三节零件在交变载荷下的疲劳断裂1、基本概念交变载荷：载荷大小和方向随时间发生周期变化的载荷。
疲劳断裂：零件在交变载荷下经过长时间工作而发生断裂的现象称为疲劳断裂。
图1-4 几种常见的交变应力2、疲劳断口的特点疲劳断裂过程：裂纹萌生、疲劳裂纹扩展、最后断裂。
疲劳断裂特征：1)断裂应力低2)无明显宏观塑变3)断口清楚显示裂纹形成、扩展和断裂阶段图1-5 疲劳曲线示意图3、疲劳抗力指标无裂纹构件的疲劳抗力指标：疲劳极限、过载持久值、疲劳缺口敏感度。
带裂纹构件的疲劳抗力指标：疲劳裂纹扩展门槛值ΔK th和裂纹扩展速率DA/DN。
4、影响疲劳抗力的因素载荷类型：拉压、扭转与旋转弯曲等；材料本质：不同材料有不同的疲劳曲线，σr、q、da/dN、KIC及Kth不同；零件表面状态：零件的表面缺陷（如裂纹、刀痕等）对其强度影响不大，但疲劳极限有显著影响；工作温度：T↑ σs ↓σr↓，ΔKth↓，da/dN ↑；腐蚀介质:在腐蚀介质作用下，σr↓，ΔKth↓，da/dN ↑。
第四节零件的磨损失效1、磨损的基本概念磨损的定义：在摩擦过程中零件表面发生尺寸变化和物质耗损的现象叫做磨损。
2、磨损的过程和机理粘着磨损：1）定义：又称咬合磨损，在滑动摩擦条件下，摩擦副的接触面发生金属粘着，在随后的相对滑动中粘着处被破坏，有金属屑粒被拉拽下来或者是金属表面被擦伤的一种磨损形式。
2）过程：3）粘着磨损的特点：磨损速度大；破坏严重。
4）防止措施：合理选材，摩擦副配对材料选用硬度差较大的材料；提高表面硬度；合理设计减小接触压应力；减小表面粗糙度。
磨粒磨损：1）定义：又称磨料磨损，在滑动摩擦时零件表面存在硬质磨粒，使磨面发生局部塑性变形，磨粒嵌入、磨粒切割金属表面从而导致零件表面逐渐损耗的一种磨损。
2）过程：3）防止措施：提高表面硬度（从选材与材料表面处理方面）；减少磨粒数量（从工作状况方面）。
接触疲劳（疲劳磨损，麻点磨损）：1）定义：零件工作面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力的长期作用下引起的表面疲劳剥落破坏的现象。
2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
三种主要形式：麻点剥落、浅层剥落、硬化层剥落3）主要防止措施：提高材料硬度；提高材料纯度；提高零件心部和表面强度；减小表面粗糙度。
第五节零件的腐蚀失效1、腐蚀的定义和分类腐蚀：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。
分类：化学腐蚀和电化学腐蚀。
2、腐蚀过程及防止化学腐蚀过程（以高温氧化腐蚀为主）：高温氧化过程：1）金属失去电子成为金属离子2）氧原子吸收电子成为氧离子3）金属离子和氧离子结合为金属氧化物基体金属能否继续氧化，取决于氧化物薄膜是否致密。
提高钢抗氧化能力：加入Al、Si、Cr等元素，与氧结合形成致密的氧化物膜，防止基体金属进一步氧化。
电化学腐蚀：条件：金属间存在电极电位差，并且相互接触并处于相互联通的电介质溶液中形成微电池。
过程：阳极：失去电子，M®M n++ne(被腐蚀）阴极：发生析氢反应或者吸氧反应特点：速度快、选择性图1-6 不同金属的电极电位常见局部腐蚀：电偶腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀、晶界腐蚀（不锈钢）。
应力腐蚀：定义：零（构件）在拉应力和特定介质联合作用下产生的低应力脆断现象。
特点：拉应力小；介质腐蚀性弱；易忽视3、零件防止腐蚀的措施对于化学腐蚀：选择抗氧化材料如耐热钢、高温合金、陶瓷材料等，零件表面涂层。
对于电化学腐蚀：选择耐腐蚀材料；表面涂层；电化学保护；加缓蚀剂。
对于应力腐蚀：减小拉应力；去应力退火；选择K Iscc高的材料；改善介质条件。
第六节零件在高温下的蠕变变形和断裂失效1、材料在高温下的力学行为1）材料的强度随温度的升高而降低。
2）高温下材料的强度随时间的延长而降低。
3）高温下材料的变形量随时间的延长而增加。
蠕变：材料在长时间恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象称为蠕变。
图1-7 典型的蠕变曲线2、评价材料高温力学性能指标蠕变极限：高温长期载荷作用下材料对塑性变形的抗力指标称为蠕变极限。
表示方法：在规定温度下使试样产生规定稳态蠕变速率的应力值；给定温度下，在规定时间内使试样产生一定蠕变总变形量δ的应力值持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的能力。
用给定温度和规定时间内试样发生断裂时的应力表示。
3、高温下零件的失效和防止高温下零件的失效形式：过量塑性变形（蠕变变形）、断裂、磨损、氧化腐蚀等。
防止措施：正确选材（选熔点高、组织稳定的材料）；表面镀硬铬、热喷涂铝和陶瓷等第二章碳钢一、基本要求本章主要介绍了纯铁的组织和性能、Fe-Fe3C图的分析和应用、压力加工对钢的组织和性能的影响等内容。
通过本章的学习，要求学生能够掌握晶体结构与晶体缺陷的基本概念、铁碳合金的结晶过程分析与压力加工对钢的组织和性能的影等知识。
二、重点内容1 纯铁的结晶过程、纯铁的晶体结构、纯铁的同素异构转变。
2铁和碳的相互作用、铁碳合金中的相和组织组成物。
3 二元相图的杠杆定律、Fe-Fe3C相图分析及应用。
4 压力加工对钢的组织和性能的影响。
三、难点应用杠杆定律计算碳钢在室温下的组织组成物和相组成物的质量分数。
四、基本知识点第一节纯铁的组织和性能1、过冷现象和过冷度纯铁结晶时，实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的温度差△T（＝－）,称为过冷度。
过冷度是一切物质结晶的必要条件，液体冷速越快，过冷度越大,液体与固体间的自由能差△F（＝FL－Fs）越大, 物质结晶的驱动力越大。
图2-1 纯铁的冷却曲线（部分）图2-2 液体和固体自由能随温度的变化2、纯铁的结晶过程在液体中形成的稳定微小晶体称为晶核，纯铁的结晶过程是不断形成晶核与晶核不断长大的过程。
由一个晶核长成的晶体称作晶粒，由许多晶粒组成的晶体称作多晶体。
多晶体结晶时，冷却速度越快、过冷度越大、形核数量越多、晶粒越细。
金属的晶粒越细，其强韧性越好。
图2-3 纯铁结晶过程示意图3、晶体结构基本概念晶体：指原子（离子或分子）在空间呈规则排列的物体。
晶体结构：指晶体中的原子（离子或分子）在空间的具体排列。
晶胞：是能够反映晶格中原子重复排列规律的最基本单元。
金属中常见的晶体结构有：体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。
图2-4 三种常见的金属晶胞a)体心立方晶胞b)面心立方晶胞c)密排六方晶胞4晶体缺陷的基本概念按照晶体中原子排列不规则区域的尺寸大小，将晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷：指原子排列的不规则区域在空间三个方向上尺寸都是很小的一种缺陷，如空位、间隙原子和置换原子(见图2-8)。
线缺陷：指原子排列的不规则区域在空间一个方向上尺寸很大，而在另外两个方向尺寸是很小的一种缺陷，如刃型位错(图2-9)。
面缺陷：指原子排列的不规则区域在空间两个方向上尺寸很大，而在另外一个方向尺寸是很小的一种缺陷，如晶界、亚晶界(图2-11)。
在点缺陷、线缺陷和面缺陷附近，原子都偏离了原来的平衡位置，使晶格发生畸变，对晶体的性能会产生明显的影响。
晶体缺陷越多，金属强度越高。
细晶强化是提高金属材料强度的重要方法。
图2-5 点缺陷示意图图2-6 刃型位错示意图图2-7 晶界a)及亚晶界b)的示意图图2-8 纯铁的冷却曲线及晶体结构的变化5、纯铁的晶体结构及同素异构转变纯铁结晶完成后，固态纯铁在随后的冷却过程中还会发生两次晶体结构转变(见图2-12)。
