绪论金属材料及热处理 (3).pdf

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1、绪论绪论 KEY 0-3 工程材料的分类及应用工程材料的分类及应用 现代材料的品种繁多，据粗略的估计，世界各国已注册的材料 达40多万种。在浩瀚的材料世界中， 工程材料工程材料 指在机械、船舶、化工、建筑、车辆、仪表、航空航天等工程 领域中用于制造工程构件和机器零件的材料 工程上要求这类材料具有较好的强度、硬度、韧性、塑性等力 学性能。 而那些要求具有光声、电、磁、热等功能和效应的材料则称为 功能材料。 工程材料的分类 在工程上通常按材料的化学成分、结合键的特点等将工程 材料分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等 几大类。 1）金属材料 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金

2、属特性 的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和 特种金属材料等。 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器 时代之后出现的铜器时代、铁器时代。均以金属材料的应用为其 时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发 展的重要物质基础。 传统的钢铁、非铁金属材料一直是用量最多、使用最广的工程材 料。仅就机械工业而言，金属材料在各种机床、汽车、农业机械 等领域用材就占90%以上。 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料 黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、 不锈钢、耐热

3、钢、高温合金；广义的黑色金属还包括铬、锰及 其合金。 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料 黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、 不锈钢、耐热钢、高温合金；广义的黑色金属还包括铬、锰及 其合金。 特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。 其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、 微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、 耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。这些 材料已经分别在航空航天、能源、机电等领域获得了应用，并 产生了很大的经济效益。 2)

4、陶瓷材料 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的 一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、 耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具 有某些特殊的性能，又可作为功能材料。 通常将陶瓷材料分为普通陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三大类，普 通陶瓷用作建筑材料、生活；特种陶瓷用作工程上耐热、耐磨、 陶瓷材料熔点高、硬度高、耐腐蚀、脆性大。是工程材料中刚度最 好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度 较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。 耐蚀零件；而金属陶瓷则用在工具和模具中。有缘学习更多+ 谓 y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：

5、奉献教育（店铺） 3 3）高分子材料）高分子材料 特点：具有塑性、耐蚀性、电绝缘性、减震性好及密度小的 优点 高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再 配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其 中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡 胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。 4）复合材料 复合材料在性能上不仅保留了组成材料各自的优点，而且还有 着单一组成材料不具备的优良性能。这类材料密度小、强度高、 耐高温、耐磨损，不仅是航空、航天的理想材料，也是建筑、化 工、机械、造船等工业领域广泛使用的

6、材料。 复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草或麦 秸增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。 20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料 （俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后， 陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。 把两种或两种以上不同性质或不同结构的材料以微观或宏观的 形式组合在一起而形成的材料。有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资 料或关注桃报：奉献教育（店铺） 70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维 能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、 钛等金属

7、基体复合，构成各具特色的复合材料。 现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的 发展，有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及 其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水 平的重要标志之一。 金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合 成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳 纤维、硼纤维、碳化硅纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 复合材料 是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了 很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非 金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。 化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂 基体复合而成的材料，可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、 复印机、高速机床、精密仪器等。 医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线 特性，可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具 有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，也用作生 物医学材料。此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑 材料等。有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育 （店铺） 以上对工程材料的分类以及常见工程 材料的应用作了简单的介绍