机械材料概论实用教案

1、第1页/共38页第一页，共39页。21-2 1-2 材料(cilio)(cilio)是社会的物质基础材料的发展史也是人类文明史 1 石器时代 公元前10万年2 青铜时代 公元前3000年3 铁器时代(tiq shdi) 公元前1000年4 水泥时代 公元0年5 钢时代 1800年6 硅时代？ 1950年7 新材料时代？ 1990年第2页/共38页第二页，共39页。3现代社会使用的材料种类繁多，无法简单地用某一种甚至某一类材料来象征社会的发展水平、技术水平但材料是一切东西的物质基础仍然没有改变，而且今后也永远不会(b hu)改变。因为有千姿百态、数不清的材料，世界才会如此丰富多彩。好的设计也需要

2、合适(hsh)的材料第3页/共38页第三页，共39页。4材料(cilio)的重要性 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。 20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大(sn d)支柱。 80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。第4页/共38页第四页，共39页。51-3 材料(cilio)的性能 材料性能是用于表征材料在给定外界条件下行为的一种参量。 例如用表征材料在外力作用下拉伸行为的屈服强度、抗拉强度、断裂强度等力学性能 又例如用表征材料在外磁场(cchng)作用下

3、行为的矫顽力:剩余磁感、贮藏的磁能等磁学性能 研究表明，材料性能是由其结构决定的第5页/共38页第五页，共39页。6（1）材料(cilio)选择的三个标准 可用性：使用性能满足要求；工程材料主要要求强度、塑性(sxng)等力学性能（机械性能） 工艺性：加工工艺性优良；如铸造工艺性、热处理工艺性、切削加工工艺性、焊接性、锻造工艺性等 经济性：成本低，包括材料成本和加工成本低。第6页/共38页第六页，共39页。7（2）拉伸(l shn)试验 受力时，试样变化三个阶段。 弹性变形 塑性变形 断裂。 陶瓷(toc)、铸铁等脆性材料只有1、3两个阶段。第7页/共38页第七页，共39页。8（3）强度(qi

4、ngd) 表示材料抵抗变形和断裂的能力 抗拉强度(qingd)（强度(qingd)极限）b:材料拉断前所承受的最大应力值（材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值）。 屈服强度(qingd)s s代表材料开始明显塑性变形的抗力,是设计和选材的主要依据之一。 条件屈服强度(qingd)0.2:中高碳钢等无屈服点，国家标准规定以产生一定的微量塑性变形（残余伸长0.2%)的抗力的极限应力值来表示。 脆性材料的可以认为强度(qingd)极限=屈服强度(qingd)第8页/共38页第八页，共39页。9（3）塑性(sxng) 延伸率 断面收缩率 d ,y 越大，塑性(sxng)愈好 d5000 大分子内以共价键

5、结合( jih)，分子之间以氢键、范德华力相结合( jih)；键能很低 高分子材料大多具有较低密度、熔点、硬度、弹性模量较低等特点。 较强的绝缘、耐腐性、但不耐老化 良好的塑性，工艺性优良、成本低第27页/共38页第二十七页，共39页。28 高分子材料包括以下(yxi)四类 塑料 橡胶 粘接剂 纤维 其中塑料、橡胶大量用作工程材料第28页/共38页第二十八页，共39页。29（3）无机(wj)非金属材料 无机非金属材料是由氧化物、碳化物、氮化物等组成 包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料 原子之间主要是共价键和离子键，键能大 大多具有高熔点、高硬度、不导电、低膨胀系数、脆性大等特点。 陶瓷作为(zuw

6、i)绝缘材料、耐热材料、耐磨件等，如火花塞 、发动机气缸顶等，炉窑结构、高压电线绝缘子、切削刀具等。第29页/共38页第二十九页，共39页。30离子键 电负性相差较大的元素依靠交换电子形成满壳层的正负离子，然后依靠静电结合在一起形成离子键。 离子键没有方向性，但是有饱和(boh)性，要求一定的正负离子比例。如NaCl之间第30页/共38页第三十页，共39页。31共价键 共价键依靠共用电子对所产生的力结合(jih)，共价键有方向性和饱和性。第31页/共38页第三十一页，共39页。32（4）复合材料(f h ci lio) 复合材料是由两种或两种以上不同性质或不同组织结构材料组合在一起而构成的。

7、如果选择适合的组分材料及复合工艺，可以得到在强度、刚度和耐蚀性等方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越(yuyu)的材料，复合材料具有广阔的发展前景。 复合材料通常分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料三大类。 第32页/共38页第三十二页，共39页。33材料科学与机械工程 材料与产品质量 是产品质量的重要保证(bozhng) 材料与机械设计 正确选择材料及其加工工艺 材料与机械制造 成形和改性工艺 第33页/共38页第三十三页，共39页。34课程的性质(xngzh)与任务 机械设计与制造类专业重要的技术基础课， 使学生在获得工程材料一般知识的基础上,了解常用材料成分、组织、性能和加

8、工工艺之间的关系及其用途, 初步具备合理(hl)选择材料和使用材料、正确选择加工方法及安排制订加工工艺路线的能力,也为后继有关课程的学习奠定必要的材料学基础。 以培养学生具有合理(hl)选用材料,正确选定热处理工艺方法,妥善安排工艺路线的初步能力为主要目标。 第34页/共38页第三十四页，共39页。35学习(xux)方法 认真听课 看书:课前预习,课后复习 独立完成作业 有问题多与老师交流 考核(koh)方法:闭卷考试第35页/共38页第三十五页，共39页。36是否想学好(xu ho)本课程？ 为了应付考试？记录老师讲课重点（经常提到） 为了工作需要？认真(rn zhn)(rn zhn)读懂教

9、材和参考书 为了扩大知识面？广泛涉猎课外书籍、勤于思考 祝你成功！第36页/共38页第三十六页，共39页。37思考题1.某室温下使用的一紧固螺栓在工作时发现紧固力下降，试分析(fnx)材料的何种性能指标没有达到要求？提出主要的可能解决措施。2.对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？3.实际生产中，为什么零件设计图上一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？4.一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析(fnx)在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象的原因。第37页/共38页第三十七页，共39页。38谢谢您的观看(gunkn)！第38页/共38页第三十八页，共39页。NoImage内容(nirng)总结第1页/共38页。疲劳极限：材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最高应力值。弹性：材料弹性变形的能力。良好的弹性材料应该是刚度低、弹性变形大