工程材料緒論全解課件

工程材料緒論全解課件目錄contents工程材料基本概念與分類工程材料性能與指標(biāo)工程材料選用原則與方法工程材料發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)工程材料測試與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)工程材料在實(shí)際應(yīng)用中的案例分析01工程材料基本概念與分類工程材料定義及作用工程材料定義用于制造各種機(jī)械、結(jié)構(gòu)、儀器、設(shè)備等的物質(zhì)基礎(chǔ)。工程材料作用承受載荷、傳遞能量、提供運(yùn)動(dòng)和保護(hù)環(huán)境等作用，是工程技術(shù)的重要組成部分。工程材料分類方法按化學(xué)成分分類按用途分類按晶體結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)材料、功能材料等。晶體材料、非晶體材料等。金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料等。常見工程材料介紹包括鋼、鐵、鋁、銅、鎂等，具有優(yōu)良的機(jī)械性能和加工性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。非金屬材料包括塑料、橡膠、陶瓷、玻璃等，具有優(yōu)異的絕緣性能、耐腐蝕性能和成型性能，廣泛應(yīng)用于電子、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。復(fù)合材料由兩種或兩種以上的不同材料組合而成，具有優(yōu)異的綜合性能，如碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料等，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、體育器材等領(lǐng)域。金屬材料02工程材料性能與指標(biāo)ABCD力學(xué)性能指標(biāo)強(qiáng)度材料抵抗變形和斷裂的能力，包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。硬度材料抵抗局部變形或損傷的能力，常見硬度指標(biāo)有洛氏硬度、維氏硬度等。韌性材料在沖擊或震動(dòng)作用下抵抗斷裂的能力，用沖擊韌性或斷裂韌性表示。疲勞強(qiáng)度材料在循環(huán)應(yīng)力作用下抵抗疲勞斷裂的能力，是工程材料重要的力學(xué)性能指標(biāo)之一。材料的單位體積質(zhì)量，影響材料的重量和強(qiáng)度。密度材料在溫度變化時(shí)尺寸變化的程度，影響材料的熱穩(wěn)定性和加工精度。熱膨脹系數(shù)材料傳導(dǎo)熱量的能力，影響材料的散熱性能和熱工性能。導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)電流的能力，是電子工程材料重要的物理性能指標(biāo)之一。電導(dǎo)率物理性能指標(biāo)材料在化學(xué)介質(zhì)中抵抗腐蝕的能力，影響材料的使用壽命和安全性。耐腐蝕性材料在高溫或氧化環(huán)境中抵抗氧化的能力，影響材料的高溫性能和穩(wěn)定性?？寡趸圆牧显诨瘜W(xué)介質(zhì)中保持原有性能的能力，是化學(xué)工程材料重要的化學(xué)性能指標(biāo)之一。化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)性能指標(biāo)材料適應(yīng)鑄造工藝的能力，影響材料的鑄件質(zhì)量和成本。鑄造性材料適應(yīng)鍛造工藝的能力，影響材料的機(jī)械性能和加工成本。鍛造性材料適應(yīng)焊接工藝的能力，影響材料的連接質(zhì)量和成本。焊接性材料適應(yīng)機(jī)械加工的能力，影響材料的加工精度和效率。機(jī)加工性工藝性能指標(biāo)03工程材料選用原則與方法耐腐蝕與耐磨性針對不同工程環(huán)境，選用具有良好耐腐蝕和耐磨性的材料，延長使用壽命。導(dǎo)熱與導(dǎo)電性根據(jù)工程需要，選用具有良好導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能的材料，提高能源利用效率。強(qiáng)度與剛度根據(jù)工程需求選擇具有足夠強(qiáng)度和剛度的材料，確保結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。使用性能要求為導(dǎo)向材料成本在滿足使用性能的前提下，盡量選用成本較低的材料，降低工程造價(jià)。加工性能選擇具有良好加工性能的材料，降低制造成本，提高生產(chǎn)效率。環(huán)保性優(yōu)先選用環(huán)保、可再生的材料，減少對環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)性、可行性、環(huán)保性綜合考慮根據(jù)軸類零件的工作條件和性能要求，選用合適的鋼材進(jìn)行制造。軸類零件選材齒輪選材壓力容器選材針對不同類型齒輪的工作特點(diǎn)，選用具有高強(qiáng)度、高耐磨性和良好加工性能的鋼材或鑄鐵進(jìn)行制造。根據(jù)壓力容器的使用條件和安全要求，選用具有良好塑性、韌性和焊接性能的鋼材進(jìn)行制造。030201典型零件選材案例分析04工程材料發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)先進(jìn)陶瓷材料具有高硬度、高強(qiáng)度、耐腐蝕等特性，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。高分子材料具有優(yōu)異的絕緣性能、耐腐蝕性、輕質(zhì)高強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、電子、建筑等行業(yè)。納米材料具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，為工程材料設(shè)計(jì)提供了新的思路和方法，有望應(yīng)用于能源、環(huán)境、醫(yī)療等領(lǐng)域。新型工程材料研究進(jìn)展生物醫(yī)療領(lǐng)域研發(fā)具有生物相容性、功能性的生物醫(yī)用材料，如人工關(guān)節(jié)、生物降解高分子材料等，提高醫(yī)療水平和生活質(zhì)量。智能制造領(lǐng)域開發(fā)具有感知、執(zhí)行、決策功能的智能材料，如智能傳感器、智能驅(qū)動(dòng)器等，推動(dòng)制造業(yè)升級和創(chuàng)新發(fā)展。新能源領(lǐng)域開發(fā)高效、環(huán)保的新能源材料，如太陽能電池材料、燃料電池材料等，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。工程材料應(yīng)用領(lǐng)域拓展資源短缺工程材料的生產(chǎn)需要消耗大量的自然資源，如金屬礦石、非金屬礦石等，隨著資源的不斷開采和利用，資源短缺問題日益突出。環(huán)境污染工程材料的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、廢渣等污染物，對環(huán)境造成嚴(yán)重影響，需要加強(qiáng)環(huán)保治理和技術(shù)創(chuàng)新，降低污染排放?？沙掷m(xù)發(fā)展為了實(shí)現(xiàn)工程材料的可持續(xù)發(fā)展，需要加強(qiáng)資源循環(huán)利用、開發(fā)可再生資源和替代材料等方面的研究與應(yīng)用，推動(dòng)工程材料產(chǎn)業(yè)向綠色、低碳方向發(fā)展。工程材料面臨的環(huán)境和資源問題05工程材料測試與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)通過拉伸試驗(yàn)機(jī)對試樣進(jìn)行拉伸，測定材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等力學(xué)性能指標(biāo)。壓縮試驗(yàn)通過壓縮試驗(yàn)機(jī)對試樣進(jìn)行壓縮，測定材料的抗壓強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)。沖擊試驗(yàn)通過沖擊試驗(yàn)機(jī)對試樣進(jìn)行沖擊，測定材料的沖擊韌性、斷裂韌性等力學(xué)性能指標(biāo)。力學(xué)性能測試方法030201通過密度計(jì)或天平測量材料的密度，了解材料的輕重程度。密度測試通過熱膨脹儀測量材料在溫度變化時(shí)的尺寸變化，了解材料的熱膨脹性能。熱膨脹系數(shù)測試通過導(dǎo)熱系數(shù)測量儀測量材料的導(dǎo)熱性能，了解材料的傳熱能力。導(dǎo)熱性能測試物理性能測試方法03抗氧化性能測試通過高溫氧化試驗(yàn)等方法測定材料在高溫環(huán)境中的抗氧化性能。01化學(xué)成分分析通過光譜分析、化學(xué)滴定等方法測定材料中各種元素的含量，了解材料的化學(xué)成分。02耐腐蝕性能測試通過鹽霧試驗(yàn)、電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)等方法測定材料在特定環(huán)境中的耐腐蝕性能。化學(xué)性能測試方法通過鑄造試驗(yàn)評價(jià)材料的流動(dòng)性、收縮性等鑄造性能，了解材料在鑄造過程中的表現(xiàn)。鑄造性能評價(jià)通過鍛造試驗(yàn)評價(jià)材料的可鍛性、裂紋敏感性等鍛造性能，了解材料在鍛造過程中的表現(xiàn)。鍛造性能評價(jià)通過焊接試驗(yàn)評價(jià)材料的焊接性、焊縫質(zhì)量等焊接性能，了解材料在焊接過程中的表現(xiàn)。焊接性能評價(jià)010203工藝性能評價(jià)方法06工程材料在實(shí)際應(yīng)用中的案例分析用于制造飛機(jī)機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件等，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特點(diǎn)。鋁合金材料用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、機(jī)匣等高溫部件，具有高溫強(qiáng)度、耐腐蝕、低密度等優(yōu)點(diǎn)。鈦合金材料由多種材料組合而成，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)翼、尾翼等部件。復(fù)合材料航空航天領(lǐng)域應(yīng)用案例鋼鐵材料用于制造汽車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)、懸掛系統(tǒng)等部件，具有高強(qiáng)度、耐磨性、成形性好等特點(diǎn)。鋁合金材料用于制造汽車輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等部件，具有輕質(zhì)、美觀、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。工程塑料用于制造汽車內(nèi)外飾件、車燈罩等部件，具有重量輕、絕緣性好、易加工等特點(diǎn)。汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用