第2章工程材料性能及应用基础
- 格式:ppt
- 大小:13.87 MB
- 文档页数:111
材料科学与工程基础第二章课后习题答案1. 介绍材料科学和工程学的基本概念和发展历程材料科学和工程学是研究材料的组成、结构、性质以及应用的学科。
它涉及了从原子、分子层面到宏观的材料特性的研究和工程应用。
材料科学和工程学的发展历程可以追溯到古代人类使用石器和金属制造工具的时代。
随着时间的推移,人类不断发现并创造出新的材料,例如陶瓷、玻璃和合金等。
工业革命的到来加速了材料科学和工程学的发展,使得煤炭、钢铁和电子材料等新材料得以广泛应用。
2. 分析材料的结构和性能之间的关系材料的结构和性能之间存在着密切的关系。
材料的结构包括原子、晶体和晶界等方面的组成和排列方式。
而材料的性能则反映了材料在特定条件下的机械、热学、电学、光学等方面的性质。
材料的结构直接决定了材料的性能。
例如,金属的结晶结构决定了金属的塑性和导电性。
硬度和导电性等机械和电学性能取决于晶格中原子的排列方式和原子之间的相互作用。
因此,通过对材料的结构进行了解,可以预测和改变材料的性能。
3. 论述材料的性能与应用之间的关系材料的性能决定了材料的应用范围。
不同的材料具有不同的性能特点,在特定的应用领域中会有优势和局限。
例如,金属材料具有良好的导电性和导热性,适用于制造电子器件和散热器件。
聚合物材料具有良好的绝缘性和韧性,适用于制造电线和塑料制品等。
陶瓷材料具有良好的耐高温性和耐腐蚀性,适用于制造航空发动机和化学设备等。
因此,在材料科学和工程学中,对材料性能的研究是为了确定材料的应用和优化材料的性能。
4. 解释与定义材料的特性及其测量方法材料的特性是指材料所具有的特定性质或行为。
它包括了物理、化学、力学、热学、电学等方面的特性。
测量材料的特性需要使用特定的实验方法和设备。
例如,材料的硬度通常可以通过洛氏硬度试验仪或布氏硬度试验仪进行测量。
材料的强度可以通过拉伸试验或压缩试验来测量。
材料的导电性可以通过四探针法或霍尔效应进行测量。
通过测量材料的特性,可以对材料的性能进行评估和比较,并为材料的应用提供参考。
材料的性能-工程材料引言材料是工程设计和制造中至关重要的因素之一。
不同材料的性能直接影响到工程的可靠性、耐用性、平安性等方面。
本文将介绍工程材料的性能特点,包括力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数。
力学性能力学性能是材料工程中最根本、最重要的性能之一。
它包括强度、韧性、硬度、弹性模量等指标。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力,常由抗拉强度或抗压强度来表示。
韧性是指材料在受到外部应力作用下发生塑性变形的能力,常由断裂韧性或冲击韧性来衡量。
硬度是指材料抵抗刮削或压痕的能力,可用洛氏硬度或维氏硬度进行测量。
弹性模量那么表示了材料在受力后会恢复原状的能力。
热性能热性能是材料在受热或受冷时的表现,包括导热性、热膨胀系数、比热容等。
导热性是材料传导热量的能力,由热传导率来度量。
热膨胀系数那么表示材料在温度变化时的体积膨胀或收缩程度。
比热容是指单位质量材料在温度升高1℃时所吸收或释放的热量。
化学性能化学性能是指材料与环境中化学物质发生反响的性能,包括耐腐蚀性、氧化性、复原性等。
耐腐蚀性是材料抵抗化学腐蚀侵蚀的能力,常用酸碱腐蚀试验来评估。
氧化性表示材料与氧气接触时的性能,如金属氧化后形成氧化膜。
复原性是指材料复原他物的能力,用于一些特定工艺中。
其它重要性能参数除了上述的根本性能指标外,还有一些其它重要的性能参数需要考虑。
例如,电导率是指材料导电的能力,常用于电子器件中。
磁性是指材料对磁场的反响能力,用于电磁设备的制造。
透光性是指材料对光线透过的能力,一些光学器件中十分重要。
总结工程材料的性能对工程设计和制造至关重要。
不同材料的性能特点决定了它们的适用范围和工程应用的可行性。
力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数都需要考虑进去。
通过综合评估材料的性能,可以选择最适宜的材料来满足工程需求。
以上是关于工程材料性能的简要介绍,希望对读者有所帮助。
注意:以上文档为人工智能助手生成,仅供参考。
根据实际需求,建议根据完整性、准确性以及个性化需求进行修改和完善。
材料学绪论一、本课程的性质一门研究材料的化学成分,加工工艺,组织、性能及应用几者之间的内在联系,分析如何运用材料科学的基础知识解决各实际问题的综合性,实践性极强的专业课。
二、本课程的目的使学生掌握如下能力:1、对各类工件所用材料进行合理选材和制定正确的热处理工艺(或其它加工工艺),以满足其使用要求。
2、解决工件加工和使用中出现的各类早期失效问题。
3、从事新材料、新工艺的开发和研制的初步能力。
三、工程材料定义工程材料(结构材料):用来制备在工作环境下承受载荷的工件的材料。
四、参考书工程材料朱张校清华大学出版社金属材料学王笑天机械工业出版社复合材料(二十一世纪新材料丛书)吴人洁天津大学出版社第一章钢的合金化基础一、合金元素(Me)的定义碳钢(碳素钢):Fe+C+杂质元素(S、P、Si、Mn、O、H、N……)合金钢:Fe+C+合金元素(Me)+杂质元素合金元素:以改善钢的工艺性能和使用性能为目的,人为添加到钢中的元素。
锰(Mn)铬(Cr)钼(Mo)钨(W)钒(V)铌(Nb)钛(Ti)镍(Ni)铜(Cu)钴(Co)硅(Si)硼(B)氮(N)铝(AL)稀土(RE)杂质元素:混入钢中的元素硫(S)磷(P)硅(Si)锰(Mn)氧(O)氢(H)氮(N)二、合金元素的分类及性质1、分类a、按是否形成碳化物(c’)分为:(1)碳化物(c’)形成元素:弱碳化物形成元素,Mn——Mn3C(固溶态);强碳化物形成元素(Me强)Cr、Mo、W、V、Nb、Ti,其中:Cr、Mo、W(部分固溶态,部分化合态),V、Nb、Ti(化合态)。
(2)非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、B、Cu、Co、RE(固溶态)b、按对Fe-Fe3C相图各区的影响不同分为:(1)扩大F区元素(固溶态):Cr、Mo、W、V、Nb、Ti、Al、Si(提高A1、A3,使S点左移)。
(2)扩大A区元素:Ni、Cu、Mn、C、N(降低A自由能(G A),增加A 稳定性)。
工程材料与成形工艺基础(王宏著)课后题答案下载《工程材料与成形工艺基础》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,以下是为大家的工程材料与成形工艺基础(王宏著),仅供大家参考!点击此处下载???工程材料与成形工艺基础(王宏著)课后答案???《工程材料与成形工艺基础(修订版)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是在王纪安主编的《工程材料与材料成形工艺》(第二版)的基础上修订而成的。
《工程材料与成形工艺基础(修订版)》结合高等职业教育教学改革的实践经验,适应21世纪培养高等技术应用性、技能型人才的要求,以机械制造生产第一线需要的知识、技能培养为目标,将原金工理论教学、金工实验实训进行整合,三位一体,精简提炼,注重实用,形成强化应用和技能培养的具有新时期高等职业教育特点的教材体系。
《工程材料与成形工艺基础(修订版)》面向新世纪制造业的发展需要,重视综合性、应用性与实践性,重视新材、新工艺、新技术的引入并安排了成形工艺基础实训(金工实习)和基本实验等内容。
《工程材料与成形工艺基础(修订版)》全面贯彻最新国家标准。
《工程材料与成形工艺基础(修订版)》可作为高等职业学校、高等专科学校、成人院校、民办高校及本科院校举办的二级职业技术学院机械类专业的教材,并可同时应用于课堂教学、实训与实验等教学环节,也可供有关工程技术人员、企业管理人员参考或作为培训教材。
第1章工程材料与机械制造过程1.1材料及其成形工艺的简要发展过程1.2工程材料的分类及发展趋势1.3机械制造过程及材料成形技术发展趋势 1.3.1机械制造工艺流程1.3.2材料成形工艺的技术进展1.4课程总体目标和任务思考题与习题第2章工程材料的性能2.1材料的力学性能2.1.1强度和塑性2.1.2硬度2.1.3冲击韧度2.1.4疲劳极限2.2材料的物理性能2.3材料的化学性能2.3.1金属腐蚀的基本过程2.3.2防止金属腐蚀的途径2.4材料的工艺性能2.5材料的经济性能思考题与习题第3章材料的结构与凝固3.1.1结合键3.1.2晶体与非晶体3.2金属材料的结构特点3.2.1晶体结构的基本概念3.2.2三种典型的金属晶体结构3.2.3实际金属的晶体结构3.2.4合金的晶体结构3.3非金属材料的结构特点3.3.1陶瓷材料的结构特点3.3.2高分子材料的结构特点3.4材料的凝固与结晶3.4.1金属的结晶特点3.4.2非晶态凝固的特点3.5铁碳合金相图3.5.1铁碳合金的基本组元与基本相3.5.2Fe-Fe3C相图分析3.5.3典型合金的结晶过程及组织3.5.4含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 3.5.5铁碳合金相图的应用思考题与习题第4章材料的强化与处理4.1.1钢在加热时的转变4.1.2钢在冷却时的转变4.1.3钢的普通热处理4.1.4钢的表面热处理4.1.5热处理新技术简介4.1.6热处理工艺的应用4.2聚合物材料的改性强化 4.3工程材料的表面处理方法 4.3.1气相沉积4.3.2化学转化膜技术4.3.3电镀和化学镀4.3.4涂料和涂装工艺思考题与习题第5章金属材料5.1概述5.1.1金属材料的分类5.1.2合金元素在钢中的作用 5.2非合金钢5.2.1碳素结构钢5.2.2优质碳素结构钢5.2.3碳素工具钢5.2.4易切削结构钢5.2.5碳素铸钢5.3合金钢5.3.1低合金钢5.3.2机械结构用合金钢5.3.3合金工具钢和高速工具钢5.3.4特殊性能钢5.4铸铁5.4.1铸铁的石墨化5.4.2常用铸铁5.4.3特殊性能铸铁5.5非铁金属材料5.5.1铝及其合金5.5.2铜及其合金5.5.3滑动轴承合金5.5.4粉末冶金材料思考题与习题……1.阳光大学生网课后答案下载合集2.阳光大学生网课后答案下载求助合集3.工程材料及应用第二版周凤云课后答案华中科技大学出版社。
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?。
第一章工程材料基础知识参考答案1.金属材料的力学性能指标有哪些?各用什么符号表示?它们的物理意义是什么?答:常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。
强度常用材料单位面积所能承受载荷的最大能力(即应力。
,单位为Mpa)表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不被破坏的能力。
金属塑性常用伸长率5和断面收缩率出来表示:硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬程度的指标,是一个综合的物理量。
常用的硬度指标有布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
冲击韧性的常用指标为冲击韧度,用符号a k表示。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
疲劳强度用。
-1表示,单位为MPa。
2.对某零件有力学性能要求时,一般可在其设计图上提出硬度技术要求而不是强度或塑性要求,这是为什么?答:这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标,表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力,同时硬度的测量操作简单,不破坏零件,而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件,所以实际生产中,在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
3.比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
答:(1)布氏硬度测量原理:采用直径为D的球形压头,以相应的试验力F压入材料的表面,经规定保持时间后卸除试验力,用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。
实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
布氏硬度测量范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁;非铁金属(有色金属)、硬度较低的钢(如退火、正火、调质处理的钢)(2)洛氏硬度测量原理:用金刚石圆锥或淬火钢球压头,在试验压力F的作用下,将压头压入材料表面,保持规定时间后,去除主试验力,保持初始试验力,用残余压痕深度增量计算硬度值,实际测量时,可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。