第1章 工程材料力学性能ppt课件.ppt

《第1章 工程材料力学性能ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、前言工程材料是构成机械的物质基础。机械的性能取决于其使用的材料，机械的进步依赖于材料的进步。目前，用于机械制造的材料有上千种，常用的也有上百种，并且还有许多新的材料不断地被创造出来。要想在众多材料中作出正确的选择。既能保证使用性能、便于加工，经济性又好。只有了解这些材料，认识这些材料。工程材料的分类金属非金属复合材料碳钢合金钢铝合金铜合金钛合金钢铁有色金属塑料橡胶陶瓷聚合物聚合物基复合材料金属基复合材料碳钢碳钢又称碳素钢，其主要合金元素为碳，含量在0.1～1.3%之间。由于原料和冶炼工艺的限制，实际使用的钢中都含有硅、锰、硫、磷等杂质元素。碳钢分类碳钢常用的分类方法有三

2、种：1.按碳含量进行分类可分为低碳钢(＜0.25%C)、中碳钢(0.25-0.55%C)、高碳钢(＞0.55%C)。2.按其用途进行分类可分为结构钢和工具钢两大类，前者用来制造各种金属构件和机械零件，后者用来制造各种刀具、模具和量具。3.按其质量等级分类可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢。合金钢铁、碳和合金元素是合金钢的基本组元。或者说：合金钢是加入合金元素的钢。合金钢的强度高，塑韧性优于碳钢，抗腐蚀性和抗氧化性也好。合金钢分类1.按合金元素的含量分低合金钢合金元素总含量＜5%中合金钢合金元素总含量5-10%高合金钢合金元素总含量＞10%2.按主要用途分合金结

3、构钢:渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢合金工具钢:刃具钢、模具钢、量具钢特殊性能钢:不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢有色金属材料除钢、铸铁之外的金属叫有色金属。工程中常用的有色金属有铝、铜、镁、钛金属及其合金等。有色金属材料（一）铝合金比重小，比强度高。在空气中的抗蚀性好。容易加工。用以制造飞行器各种承力构件，如蒙皮、壁板、桨叶、活塞及火箭上的液体燃料箱翼梁、螺旋桨叶、起落架等。也常用于汽车、摩托车、家用电器、建筑等。有色金属材料（二）铜合金机械性能好摩擦系数小在空气环境下具有良好的抗蚀性。容易加工。用途:制造滑动轴承、耐水蚀零件、导热零件等。有色金属材料（三）钛合金比强度高

4、。抗蚀性好。耐高低温。难加工。价格昂贵。钛合金航空航天中，应用广泛。用于制造工作温度不超过400℃的各种飞机结构和发动机零部件。如发动机压气机盘、叶片，蒙皮等。液体燃料火箭的储氢罐也是钛合金制造的，其工作温度为-253℃。许多民用领域如氯碱化工业及海水用泵、阀、管道、换热器、冷凝器等，也广泛采用钛合金，并取得了良好的经济效益。铸铁铸铁是含碳量在2.11%以上，并含有硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。常见铸铁有灰口铸铁、可锻铸铁、合金铸铁和球墨铸铁。灰口铸铁应用较多，其的抗拉强度比钢低得多，但是铸铁中有石墨，能有效地吸收震动能量。因石墨有润滑作用，使铸铁有良好的耐磨性和

5、减磨性。铸铁价格便宜，好加工。非金属材料（一）塑料-塑料是由聚合物为基础添加各种助剂而成的混合体系，塑料由组成树脂：树脂是塑料的主要成份，它联系和粘结其它组分，对塑料的性能起决定性作用。填充剂：弥补或改善树脂的性能不足，另外可以显著地降低成本。增塑剂:增加材料塑性。固化剂：使线型高分子交联成体型网络结构。稳定剂：用来抵抗老化延长塑料寿命物质。其它诸如发泡剂，抗静电剂，染料，润滑剂等等.非金属材料（二）橡胶橡胶也是以有机高分子化合物为基础的材料，它具有高弹性和蓄能作用，因此是工程制造中不可缺少的弹性材料、密封材料和减震材料。橡胶组成(1)生胶：未经硫化的橡胶叫生胶，是橡胶

6、主要成份，对橡胶性能起决定作用，但单纯生胶高温发粘，低温性脆，常加入各种助剂并经硫化制成工业用橡胶。(2)硫化剂：提高橡胶的弹性和强度，常用的是硫磺。(3)软化剂：增加橡胶塑性、降低硬度。(4)补强剂：提高橡胶强度，耐磨性。目前效果最好的补强剂是碳黑。此外还有填充剂、防老化剂、着色剂等。橡胶分类橡胶种类繁多，若以原料来区分，有天然橡胶与合成橡胶，按合成橡胶性能及用途又可分为通用橡胶及特种橡胶。非金属材料（三）陶瓷用纯度较高的人工合成原料制造的，能满足高温、高强、功能性等要求的特种陶瓷。常见的有氧化物、氮化物、碳化物、硼化物等，而特种陶瓷除烧结体外还包括单晶(晶须)、纤维

7、、薄膜及超细粉体等。复合材料由两种或更多材料经人工复合而成的，性能优于单一材料的合成材料。如玻璃钢。复合材料中主要起增强作用的叫强化相；主要起粘接作用的叫基体。按基体分：聚合物基、金属基、陶瓷基按强化相分：颗粒增强、纤维增强、层叠复合材料牌号牌号是代表材料的符号，牌号可表明材料的种类、成分、性能等。各类材料的编号方法是不同的。钢铁材料的编号方法有色金属的编号方法其他材料的编号方法钢铁材料的编号方法（一）普通碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分组成。例：Q235A·F其中Q表示屈服点“屈”字汉