10-机械工程材料知识综合应用举例
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激情导入观察下列物品,它们都是由什么材料构成?材料是机器的物质基础。
材料种类繁多,在机械工程上常用的材料有:钢铁材料、有色金属和非金属材料。
各种材料的性能不同,用途也不同。
因此为了正确的选择和使用材料,必须掌握和了解材料的分类、牌号、性能、应用范围及热处理等有关基本知识。
钢的种类繁多,有多种分类方法。
根据化学成分,钢可分碳素结构钢指含碳量wc<0.70%,主要用于制造齿轮、轴等各种机械零件和制作桥梁、建筑等工程结构件用钢。
普通碳素结构钢用于制造各种机械零件和工程结构件。
这类钢一般属于低碳、中碳钢。
优质碳素结构钢用于制造各种刀具、量具和模具。
这类钢一般属于高碳钢。
(4)按脱氧方法分类沸腾钢:不完全脱氧;镇静钢:完全脱氧;半镇静钢:介于沸腾钢和镇静钢之间。
在实际使用中,钢厂在给钢的产品命名时,往往将成分、质量和用途三种分类方法结合起来,如将钢称为优质碳素结构钢、高级优质碳素工具钢等。
(二)碳素结构钢定义:凡用于制造机械零件和各种工程结构件的钢都称为结构钢。
分类:根据质量可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢;1.普通碳素结构钢(1)特点:冶炼容易、价格低廉、性能能满足一般工程结构、日常生活用品和普通机械零件的要求。
(2)用途:主要用于焊接、铆接、栓接构件。
Q235应用最多(3)牌号:普通碳素结构钢的牌号由“Q”(表示屈服点的汉语拼音字首)、一组数据(表示屈服强度,单位MPa)、质量等级符号(质量分A、B、C、D四个等级)和脱氧方法符号(F—沸腾钢、b—半镇静钢、Z—镇静钢、TZ—特殊镇静钢,通常Z、TZ 可省略)四个部分按顺序组成。
例:Q235-A.F,“Q”代表屈服点,数值235表示在一定拉观察这些工具,分析它们的用途及材料组成?定义:碳素工具钢是用于制造刃具、模具、量具以及其他工具的钢。
特点:这类工具钢都要求高硬度和高耐磨性,含碳量都在0.7﹪以上,都是优质的或高级优质高碳钢。
3、牌号:拼音字母“T”加数字表示,其中“T”碳素工具钢,数字表示平均含碳量的千分数,若为高级优质碳钢则在牌号后加“A”。
《机械工程材料》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解机械工程材料的基本概念、分类及性能;(2)掌握金属材料的组织结构、性能及应用;(3)熟悉非金属材料、复合材料的性能及应用。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等手段,分析机械工程材料的性能及应用;(2)学会运用相关知识,解决实际工程问题。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生的团队合作精神,提高动手能力;(2)培养学生对机械工程材料的兴趣,增强专业认同感。
二、教学内容1. 机械工程材料的基本概念、分类及性能;2. 金属材料的组织结构、性能及应用;3. 非金属材料的性能及应用;4. 复合材料的性能及应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)机械工程材料的基本概念、分类及性能;(2)金属材料的组织结构、性能及应用;(3)非金属材料、复合材料的性能及应用。
2. 教学难点:(1)金属材料的组织结构与性能的关系;(2)非金属材料、复合材料的性能及应用。
四、教学方法1. 讲授法:讲解机械工程材料的基本概念、分类及性能;2. 实验法:观察、分析金属材料的组织结构、性能;3. 案例分析法:分析非金属材料、复合材料的性能及应用;4. 小组讨论法:探讨金属材料、非金属材料、复合材料在实际工程中的应用。
五、教学过程1. 导入:(1)简要介绍机械工程材料的概念;(2)引导学生思考机械工程材料在工程中的重要性。
2. 讲解:(1)讲解机械工程材料的分类及性能;(2)讲解金属材料的组织结构、性能及应用;(3)讲解非金属材料、复合材料的性能及应用。
3. 实验:(1)安排学生参观实验室,观察金属材料的组织结构;(2)引导学生动手进行实验,分析金属材料的性能。
4. 案例分析:(1)分析非金属材料在工程中的应用案例;(2)分析复合材料在工程中的应用案例。
5. 小组讨论:(1)组织学生分组讨论金属材料、非金属材料、复合材料在实际工程中的应用;(2)引导学生思考如何选择合适的材料解决实际问题。
材料科学:机械工程材料知识点(最新版) 考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
l 绿色制造技术的核心内容有哪些? 本题答案: 6、名词解释 合金强化 本题答案: 7、填空题 在Fe-Fe3C 相图中,共晶转变温度是( ),共析转变温度是( )。
本题答案: 8、判断题 冷却速度越快,钢的淬透性越高。
本题答案: 9、填空题 45钢正火后渗碳体( ),调质处理后渗碳体( )。
本题答案: 10、问答题 简述弹性变形与塑性变形的区别。
本题答案: 11、填空题 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有( )和( )。
本题答案: 12、单项选择题姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做()A.晶胞B.晶格C.晶粒D.晶向本题答案:13、问答题列举五种以上塑料的成形方法。
本题答案:14、问答题陶瓷的注浆成形有哪些?本题答案:15、问答题常见的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数有什么特点?-Fe 、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构?本题答案:16、填空题钢的中温回火的温度范围在(),回火后的组织为()。
本题答案:17、判断题热处理的加热,其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。
本题答案:18、单项选择题下列材料中,最适合制造盛放氢氟酸容器的是()A.1Cr17B.1Cr18Ni9TiC.聚四氟乙烯D.SiO2本题答案:19、问答题为什么铸造生产中,化学成分如具有三低(碳、硅、锰的含量低)一高(硫含量高)特点的铸铁易形成白口?而在同一铸铁中,往往在其表面或薄壁处易形成白口?本题答案:20、问答题塑料的连接方式有哪几种?本题答案:21、问答题什么是复合材料,举例说明复合材料在产品设计中的应用。
《机械工程材料》教案一、教学目标1. 了解机械工程材料的基本概念、分类和性能。
2. 掌握金属材料的组织结构、性能及应用。
3. 熟悉非金属材料、复合材料的分类、性能及应用。
4. 能够根据工程需求选择合适的材料。
二、教学内容1. 机械工程材料的基本概念及分类材料的定义、分类及编号金属材料、非金属材料、复合材料的特征及应用2. 金属材料的组织结构与性能金属的晶体结构金属的力学性能、工艺性能及物理性能金属的强化途径3. 常用金属材料及应用碳钢、合金钢、不锈钢的性能及应用常用有色金属及其合金的性能及应用4. 非金属材料塑料、橡胶、陶瓷的性能及应用复合材料的性能及应用5. 材料的选用及工艺路线设计材料选用的原则工艺路线设计的方法及步骤三、教学方法1. 讲授:讲解基本概念、原理、性能及应用。
2. 互动:提问、讨论,巩固知识点。
3. 案例分析:分析实际工程案例,掌握材料选用及工艺路线设计。
4. 实验:观察材料组织结构,验证性能指标。
四、教学资源1. 教材:《机械工程材料》2. 课件:讲解要点、图片、案例分析3. 实验设备:金相显微镜、硬度计等4. 网络资源:相关论文、视频、网站等五、教学评价1. 平时成绩:课堂提问、作业、实验报告2. 考试成绩:期末考试、考查知识掌握程度3. 综合评价:分析案例、设计工艺路线,评价应用能力六、教学重点与难点1. 教学重点:机械工程材料的基本概念、分类和性能金属材料的组织结构、性能及应用非金属材料、复合材料的分类、性能及应用材料选用的原则和方法2. 教学难点:金属材料的组织结构与性能之间的关系非金属材料、复合材料的性能及应用材料选用和工艺路线设计的实践应用七、教学进度安排1. 课时:共计32课时2. 分配:基本概念及分类:4课时金属材料的组织结构与性能:6课时常用金属材料及应用:4课时非金属材料:3课时复合材料:3课时材料的选用及工艺路线设计:6课时实验:3课时机动:2课时八、教学步骤1. 引入:通过实例引入机械工程材料的概念,激发兴趣。
一、引言作为一名机械工程专业的学生,我有幸参加了机械工程材料实训课程。
通过这次实训,我对机械工程材料有了更加深入的了解,对材料的性质、应用以及加工方法有了更加清晰的认识。
以下是我对这次实训的心得体会。
二、实训内容与过程1. 实训内容本次实训主要包括以下内容:(1)金属材料的性能及分类(2)金属材料的加工工艺(3)非金属材料的应用及特性(4)复合材料的研究与发展(5)材料在机械工程中的应用实例2. 实训过程(1)理论学习:通过课堂讲解、教材阅读、网络搜索等方式,对机械工程材料的基本知识进行学习。
(2)实验操作:在实验室内进行各种实验,如金相显微镜观察、硬度测试、拉伸试验等,以验证理论知识。
(3)项目实践:以小组为单位,完成一项与机械工程材料相关的项目,如设计一种新型材料制品。
三、实训心得体会1. 金属材料通过本次实训,我了解到金属材料在机械工程中的应用非常广泛。
不同类型的金属材料具有不同的性能,如强度、硬度、韧性、耐磨性等。
在机械设计中,合理选择金属材料对提高机械性能和延长使用寿命具有重要意义。
同时,我也认识到金属材料加工工艺的重要性,如热处理、表面处理等,这些工艺可以改善材料的性能。
2. 非金属材料非金属材料在机械工程中的应用也日益广泛,如塑料、橡胶、陶瓷等。
这些材料具有轻质、耐腐蚀、耐磨、绝缘等特性,适用于各种特殊环境。
通过实训,我对非金属材料的加工工艺有了初步了解,如注塑、挤出、压延等。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料复合而成的材料,具有优异的综合性能。
在本次实训中,我了解到复合材料的种类、制备方法及其在机械工程中的应用。
复合材料在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有广泛的应用前景。
4. 材料在机械工程中的应用实例实训过程中,我们以实际项目为例,了解了材料在机械工程中的应用。
例如,在设计一种新型材料制品时,我们综合考虑了材料的性能、加工工艺、成本等因素,最终选择了合适的材料。
在此输入书名第×章第3章机械工程材料基本知识机械工程材料基本知识3.1 金属材料的力学性能3.2 钢3.3 铸钢3.4 钢的热处理3.5 铸铁3.6 非铁金属3.7 工程塑料3.8 机械工程材料的选用们日常生活很多用品图3-1自行车所示的运动自行车,齿盘、飞轮和链条、辐条制造,车把、车架和车圈是用铝合制造,车的轮胎用的是非金属材料--橡胶,车座的上非金属材料—工程塑料。
在机械工程上常用的材料有:钢铁材料,非铁金属(如铜、铝及其合金)及非金属材料(如塑料、橡胶等)。
各种材料的性能均有差异,尤其是钢铁材料通过热处理后,其性能变化更大。
实践证明,材料的性能差异主要与它们的化学成分、内部组织结构、工作温度及热处理工艺等有关。
因此,为了进行零部件的设计、制造、维修等,必须掌握和了解工程材料的分类、牌号、成分、性能特点、应用范围及热处理等有关基本知识。
由于目前机械工程材料中应用最广泛的是钢铁材料,故本章重点介绍钢铁材料的基本知识,同时简介非铁金属和非金属材料的基本知识。
金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的性能。
力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性等。
1.强度金属材料在静载荷作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。
2.塑性金属材料在断裂前产生永久变形的能力称为塑性。
3. 硬度材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。
工程上最常用的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
4.冲击韧度金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力,称为冲击韧度。
钢钢和铸铁是机械工业中广泛应用的金属材料,它们是以铁和碳两种元素为基本组元的复杂合金,统称为铁碳合金。
钢是以铁为主要元素,含碳量一般在2.11%以下,并含有其他元素的材料。
铸铁是碳含量大于2.11%的铁碳合金。
含碳量2.11%通常是钢和铸铁的分界线。
根据钢中所含各种合金元素规定含量界限值,将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。
/ / 第1章机械工程材料基本知识1.1 金属材料的力学性能任何机械零件或工具,在使用过程中,往往要受到各种形式外力的作用。
如起重机上的钢索,受到悬吊物拉力的作用;柴油机上的连杆,在传递动力时,不仅受到拉力的作用,而且还受到冲击力的作用;轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。
这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。
这种能力就是材料的力学性能。
金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。
1.1.1 强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示,符号为σ,单位为MPa。
工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指金属材料在外力作用下,产生屈服现象时的应力,或开始出现塑性变形时的最低应力值,用σs表示。
抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下,被拉断前所能承受的最大应力值,用σb表示。
对于大多数机械零件,工作时不允许产生塑性变形,所以屈服强度是零件强度设计的依据;对于因断裂而失效的零件,而用抗拉强度作为其强度设计的依据。
1.1.2 塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。
工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。
伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率,用符号δ表示。
断面收缩率指试样拉断后,断面缩小的面积与原来截面积之比,用 表示。
伸长率和断面收缩率越大,其塑性越好;反之,塑性越差。
良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件,也是保证机械零件工作安全,不发生突然脆断的必要条件。
1.1.3 硬度硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。
硬度的测试方法很多,生产中常用的硬度测试方法有布氏硬度测试法和洛氏硬度试验方法两种。
(一)布氏硬度试验法布氏硬度试验法是用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球作为压头,在载荷P的作用下压入被测试金属表面,保持一定时间后卸载,测量金属表面形成的压痕直径d,以压痕的单位面积所承受的平均压力作为被测金属的布氏硬度值。