《设备材料及》课件

设备材料及本课件将介绍设备材料相关的知识，包括设备材料的种类、性能、应用、以及选择原则等。课程简介课程名称《设备材料及》课程性质专业必修课课程学分3学分课程目标了解各种设备材料的性能和应用，掌握材料的选择和加工工艺。课程目标材料知识了解各种设备材料的种类、性能和应用。加工工艺掌握常用的材料加工工艺和表面处理技术。材料选择学习根据设备要求选择合适的材料，并进行性能分析。绿色材料了解绿色材料的概念，以及可持续发展的材料选择原则。课程大纲11.材料分类金属、陶瓷、高分子、复合材料。22.材料性能强度、硬度、韧性、塑性、耐腐蚀性等。33.材料应用各种材料在不同领域的应用案例。44.材料成形工艺铸造、热处理、焊接、切削、塑性成形等。材料的分类金属材料铁、铝、铜、金等陶瓷材料氧化铝、硅酸盐、玻璃等高分子材料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等复合材料玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强树脂等金属材料金属材料具有高强度、高硬度、高导电率和导热率等优异性能，广泛应用于工业生产和日常生活。常见金属材料包括铁、铜、铝、锌、锡、铅等，根据不同的应用领域，可以分为黑色金属和有色金属。金属材料的性能强度抵抗外力变形或断裂的能力硬度抵抗外力刻划或压入的能力塑性在外力作用下发生永久变形的能力韧性抵抗冲击或断裂的能力疲劳强度在反复荷载作用下抵抗断裂的能力耐腐蚀性抵抗腐蚀介质侵蚀的能力导电性传导电流的能力导热性传导热量的能力金属材料的应用建筑金属材料具有高强度和耐久性，在建筑行业中被广泛使用。汽车金属材料应用于汽车制造，例如车身、底盘、发动机等部件，提高车辆的性能和安全性。航空航天轻质、高强度的金属材料应用于飞机、火箭等航天器，满足航空航天领域的要求。电子设备金属材料在电子设备中应用，例如手机、电脑等，用于外壳和内部零件。陶瓷材料陶瓷材料是一种无机非金属材料，由金属和非金属元素组成。陶瓷材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等特点，广泛应用于各个领域。陶瓷材料的性能陶瓷材料具有很多优异的性能，例如耐高温、耐腐蚀、耐磨损、绝缘性能好等。陶瓷材料的这些优异性能使其在许多领域得到了广泛的应用，例如航空航天、电子、机械制造等。陶瓷材料的具体性能取决于其成分、结构和工艺。例如，氧化铝陶瓷具有较高的硬度和耐磨性，而氧化锆陶瓷则具有较高的韧性。氧化铝陶瓷氧化锆陶瓷总之，陶瓷材料是具有广泛应用前景的材料，其优异的性能使其在各个领域发挥着重要的作用。陶瓷材料的应用日常生活用品陶瓷材料耐高温、耐腐蚀，用于制造餐具、茶具、咖啡杯等。建筑装饰材料陶瓷材料颜色多样，耐用性强，用于制造地板砖、墙砖、马赛克等。工业领域陶瓷材料硬度高、耐磨损，用于制造刀具、轴承、磨料等。高科技领域陶瓷材料耐高温、抗氧化，用于制造发动机部件、耐火材料、传感器等。高分子材料高分子材料是指由大量小分子通过化学键连接而成的长链状或网状结构的物质。通常由有机化合物构成，但也存在一些无机高分子材料。高分子材料具有多种优良性能，如轻质、耐腐蚀、隔热、绝缘等，在各个领域广泛应用。高分子材料的性能高分子材料具有多种优异性能，例如：1轻质密度低，可减轻设备重量。2耐腐蚀抗化学物质侵蚀，延长设备寿命。3易加工易于成型，可生产各种形状的设备。4隔热阻隔热量传递，提高设备效率。高分子材料的应用日常生活用品高分子材料在生活中随处可见，例如塑料瓶、衣服、家具等，它们具有轻便、耐用、易加工等特点，为人们的生活带来便利。工业制造高分子材料在工业领域也有广泛的应用，例如汽车、飞机、电子产品等，它们可以提高产品性能，降低生产成本。医疗保健高分子材料在医疗保健领域也发挥着重要作用，例如人工器官、医疗器械、药物载体等，它们为人们的健康保驾护航。建筑材料高分子材料在建筑领域也得到广泛应用，例如防水材料、绝缘材料、装饰材料等，它们提高了建筑物的性能和美观度。复合材料复合材料是指由两种或多种不同材料组成的材料。复合材料通常由基体和增强材料组成，基体将增强材料粘合在一起并赋予形状。增强材料提供强度和刚度。复合材料的性能优于单一材料，比如高强度、高刚度、耐腐蚀性、耐高温性等。它们在航空航天、汽车、建筑等领域都有广泛的应用。复合材料的性能优点缺点高强度和高模量成本较高耐高温、耐腐蚀加工工艺复杂良好的绝缘性能使用寿命有限复合材料的应用航空航天领域复合材料重量轻、强度高，在飞机机身、机翼、尾翼等部件中得到广泛应用。例如，波音787飞机使用了大量的碳纤维复合材料，使其重量更轻，燃油效率更高。汽车制造业复合材料在汽车车身、保险杠、车门等部件中应用越来越广泛，能够降低汽车重量，提升燃油经济性。例如，一些高性能跑车使用了碳纤维复合材料，使其重量更轻，操控性能更好。体育器材复合材料能够制造出强度高、重量轻的运动器材，例如高尔夫球杆、网球拍、自行车车架等。例如，一些专业的自行车车架使用了碳纤维复合材料，使其重量更轻，刚性更高。材料选择的原则成本材料成本是重要的考虑因素。选择经济实惠的材料，并考虑长期使用成本。性能材料的性能应满足设备的应用需求。包括强度、硬度、耐腐蚀性等。可用性选择易于获得的材料，确保供应链稳定，避免因材料短缺而延误项目进度。环保性选择对环境友好的材料，减少污染，符合可持续发展理念。材料成形工艺1铸造将熔化的金属液浇入模具中，冷却凝固成型。2热处理通过加热、保温和冷却等方式改变材料的性能。3焊接利用热或压力将两个或多个零件连接在一起。4塑性成形利用材料的塑性变形特性，通过压力使其成形。铸造工艺铸造工艺介绍铸造工艺是将金属材料熔化后浇入模具中，冷却凝固后获得所需形状和尺寸的金属零件的制造工艺。铸造工艺优点铸造工艺可生产形状复杂的零件，例如，汽车发动机缸体和涡轮叶片等。铸造工艺缺点铸造工艺精度较低，尺寸精度和表面光洁度不如其他加工方法，需要进行后续的机械加工。热处理工艺11.淬火将金属工件加热到一定温度后，急速冷却到室温或更低温度，使金属组织发生变化，提高其硬度和强度。22.回火将淬火后的金属工件再加热到一定温度，保温一段时间后，缓慢冷却，以降低其硬度和脆性，提高其韧性。33.正火将金属工件加热到一定温度后，在空气中冷却，以细化晶粒，改善其机械性能。44.退火将金属工件加热到一定温度后，保温一段时间后，缓慢冷却，以消除金属内部的内应力，改善其塑性和切削加工性能。焊接工艺定义焊接是利用热量或压力，将金属或非金属材料加热到熔化或塑化状态，并以或不以填充材料，使之形成不可分割的连接的一种工艺。分类焊接工艺分为熔焊、压焊和钎焊，其中熔焊是最常用的焊接方法。应用焊接广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、船舶制造、建筑等领域。优势焊接具有成本低、效率高、接头强度高、适用范围广等优点。切削加工工艺车削车削是一种用刀具旋转切削工件的加工方法，适用于旋转轴对称零件的加工。铣削铣削是一种用旋转的多刃刀具切削工件的加工方法，适用于平面、沟槽、齿轮等形状的加工。钻削钻削是一种用旋转的钻头切削工件的加工方法，适用于孔加工。磨削磨削是一种用砂轮等磨具切削工件的加工方法，适用于精密零件的表面加工。塑性成形工艺定义与特点塑性成形工艺是指利用金属材料在常温或高温状态下的塑性，通过外力使金属材料发生塑性变形，从而制成所需形状的零件。塑性成形工艺的优势在于可以获得形状复杂的零件，同时还能提高材料的强度和耐用性。常见工艺塑性成形工艺包括很多种类，常见的包括冲压、拉伸、弯曲、锻造等。这些工艺可以根据不同的需求进行组合应用，实现不同形状零件的加工。表面处理工艺电镀在金属表面沉积一层金属或合金，提高耐腐蚀性、耐磨性、装饰性等。喷砂利用压缩空气将砂粒喷射到金属表面，清洁、粗化表面，提高涂层附着力。热处理通过加热和冷却，改变金属内部组织结构，提高强度、硬度、韧性等性能。涂层在金属表面涂覆一层保护层，防止腐蚀、磨损，增加美观性。材料的腐蚀与防护金属腐蚀金属腐蚀是一种自然现象，金属表面与周围环境发生化学或电化学反应，导致金属材料的破坏。防腐涂层在金属表面涂覆一层保护层，阻止金属与腐蚀性物质接触，从而延长材料的使用寿命。表面处理通过改变金属表面结构或成分，提高其耐腐蚀性能，例如镀锌、喷砂处理等。材料选择选择耐腐蚀性强的材料，或采用耐腐蚀合金，可有效减缓腐蚀速率。材料的再利用资源节约回收利用可以减少对自然资源的依赖，保护环境。减少污染废弃材料的堆积会造成污染，回收利用可以减少污染排放。循环经济通过材料再利用，可以形成循环经济模式，实现资源的循环利用。降低成本回收利用可以降低生产成本，提高经济效益。绿色材料可再生资源绿色材料通常来自可再生资源，例如植物、动物和矿物，它们可以持续供应。可回收利用绿色材料可以回收利用，减少对自然资源的消耗，并减少垃圾填埋。低能耗生产绿色材料的生产过程通常需要较少的能源，并减少温室气体排放。环保性能绿色材料具有良好的环保性能，可以减少对环境的负面影响，例如污染和资源枯竭。未来材料发展趋势纳米材料纳米材料具有独特的物理和化学性质，在电子、能源、生物医药等领域具有巨大潜力。生物材料生物材料可用于制造人工器官、组织工程等，为解决医疗难题提供新方法。3D打印材料3D打印技术可用于制造复杂形状的材料，推动个性化定制和高效生产。智能材料智能材料可感知外界