材料课件 产品造型材料与工艺.ppt

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1、工程基础-1（产品造型材料与工艺）课件第一章概论§1-1材料与设计广义的讲材料是指人们的意识之外的所有物质；或者说是一种跨越人类时代的物质。具体而言材料是人们用以作为物品的物质，包括：衣食住行的各种产品。。何谓设计，具体而言设计是一种造型计划，造型行为或造型活动，是指人们在生产中有意识的运用工具和手段，将材料加工成可视的或可触及的具有一定形状的实体，使之成为实用价值或具有商品性的物质。由此可见，设计和材料是密不可分的。设计师应熟练掌握材料、加工技术和形体之间的配合，并合理有效的使用各种不同的材料，从经济、使用、美观的需要出发，设计出新

2、产品，使材料被加工成人们真正用作物品的物质，给人们以物质和精神上的享受。。。。。。。。。。。总之，材料早已成为人们赖以生存的不可缺少的重要组成部分，人类社会的发展，科学和物质文化的进步也总与性材料的出现、使用和变动紧紧地联系在一起，并反映人类认识自然、改造自然及创造自然的能力。§1-2材料的分类一、按材料的发展分类第一代的天然材料：石头、木材等。第二代的加工材料：用矿物质通过冶炼、烧制，制成金属和陶瓷。第三代的合成材料：用化学方法将石油、天然气制成高分子材料。第四代的复合材料：拥有机、无机乃至金属材料复合而成的材料。第五代的职能材料或

3、应变材料：具有应变能力和潜在功能的复合材料。二、按材料的物理状态、化学性质、用途分类物理状态：气体、液体、固体。按材料的化学结构分：技术、有机物、无机物。按用途分：按行业分。三、按材料的来源：天然、加工、合成。（P6）§1-3材料的一般性质1、密度密度是指在绝对密实状态下单位体积的质量，p=m/V2、熔点3、比热容：将1克质量的材料温度升高1度所需要的热量即为（焦耳每千克开）。。。。。。4、热导率5、热胀系数6、强度7、弹性与塑性8、脆性与韧性9、硬度§1-4造型材料应具有的性质感觉物性：感觉和视觉对材料作出的综合印象。环境耐候性：材

4、料的环境适应性及抵抗性加工成型性：材料的易加工及成型性表面加工性：材料的可加工及易表象性§1-5材料科学技术的发展第二章金属材料§2-1金属材料的基本知识一.金属材料的主要性能1、机械性能—力学性能(1)静载荷下金属材料的力学性能：弹性、刚度、塑性、强度、硬度。（2）动荷载下金属材料的力学性能（3）交变载荷下金属材料的机械性能材料或构件在无数次重复交变荷载下而不引起断裂的最大应力成为疲劳极限或疲劳强度。钢材106----107次，有色金属107—108。实验证明金属材料的疲劳强度与抗拉强度存在以下近似关系。2.金属材料的物理化学性质物

5、理性能：指金属材料对各种物理现象所引起的反应。主要包括：比重、导热性、导电性、热膨胀等；化学性能：是指在常温或高温时抗腐蚀抗氧化的能力。3.工艺性能：是指材料适应各种加工和工艺处理要求的能力，即易加工能力。二.金属及合金的结构与结晶1.金属的结构与结晶（1）金属的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排立方晶格。体心立方晶格材质硬、延展性差如铬钼钨钒等面心立方晶格质软、延展塑性好如铝铜镍铅等密排立方晶格与面心结构具有相同的性质（2）金属的结晶过程结晶的概念：金属及合金有液态转变为固态并形成晶体结构的过程。理论温度Tm---实际温度T

6、n过冷度△Ｔ＝Ｔｍ－Ｔｎ问题：为什么结晶过程温度不变？过冷度与冷却速度之间的关系？结晶的过程是由晶核的形成和成长这样两个并行的环节组成的。由于晶核形成的次序不已，生长条件及长大的程度也各不相同，因而最后形成的结晶组织为外形不规则、大小不等、排列不整的小颗粒。并形成晶粒交界面，使金属极易受到介质的腐蚀。晶粒的粗细对金属的性能有很大的影响。注意：金属晶粒与性能之间的关系（3）金属的同素异构转变以纯铁为例2.合金的结构（1）合金的基本概念以一种金属元素为基础，加入另外一种或几种金属或非金属元素而形成具有金属特性的材料成为合金。（2）合金的结

7、构固溶体：具有与溶剂相同的晶格形式。金属化合物：具有特殊晶格和明显金属特征机械混合物：既不相溶又不形成化合物3.铁碳合金的结构和状态图（1）铁碳合金的基本组织铁素体：碳在α-Fe中形成的固溶体，用F表示。具有体心立方晶格，与纯铁性质接近。奥氏体：碳在γ-Fe中的固溶体，用A表示。有一定的强度、硬度，塑性好，适宜压力加工。渗碳体：铁与6.67%的碳形成的金属化合物Fe3C,其特点是硬而脆。在一定条件下可分解为铁素体和石墨：Fe3C-----Fe+C,即所谓的石墨化。珠光体：F+Fe3C=P（二者机械混合物即珠光体）二者各自保持自己的晶格

8、形式，因而具有较高的强度、硬度和一定的塑性与韧性。（2）铁碳合金状态图（合金相图）相线所表示的意义ABCD--------液相线AHJECF------固相线ECF------共晶线，C2.06—6.67%的合金冷却到1