《工程材料第五章》課件

《工程材料第五章》ppt課件2023REPORTING緒論工程材料的性能金屬材料非金屬材料新材料工程材料的選用目錄CATALOGUE2023PART01緒論2023REPORTING基本概念工程材料是指用于制造各類結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件的各類材料，如鋼鐵、有色金屬、高分子材料等。根據(jù)其組成和用途，可分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料等。工程材料的定義與分類應(yīng)用價(jià)值工程材料是現(xiàn)代工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域中不可或缺的基礎(chǔ)材料，其性能和質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和安全性。隨著科技的不斷發(fā)展，工程材料在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。工程材料的重要性VS未來展望隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的提高，工程材料正朝著高性能化、輕量化、環(huán)保化和智能化等方向發(fā)展。新材料如碳纖維復(fù)合材料、納米材料等不斷涌現(xiàn)，為工程材料的進(jìn)一步發(fā)展提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。工程材料的發(fā)展趨勢(shì)PART02工程材料的性能2023REPORTING材料在受到外力作用時(shí)發(fā)生形變，外力去除后能迅速恢復(fù)原來的狀態(tài)而不殘留任何永久變形。彈性塑性強(qiáng)度韌性材料在外力作用下發(fā)生形變，外力去除后不能恢復(fù)原狀，但殘留的形變可以穩(wěn)定下來。材料在受到外力作用時(shí)抵抗破壞的能力。材料在受到外力作用時(shí)抵抗脆性斷裂的能力。力學(xué)性能密度材料的質(zhì)量與其所占體積的比值，表示單位體積內(nèi)的質(zhì)量。熱導(dǎo)率材料導(dǎo)熱能力的度量，表示材料在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。熱膨脹系數(shù)材料在溫度升高或降低時(shí)，其尺寸發(fā)生變化的程度。比熱容材料在溫度升高或降低時(shí)吸收或釋放熱量的能力。物理性能耐腐蝕性抗氧化性化學(xué)穩(wěn)定性電化學(xué)性能化學(xué)性能01020304材料抵抗各種腐蝕性介質(zhì)侵蝕的能力。材料在高溫下抵抗氧化作用的能力。材料在化學(xué)環(huán)境中保持其原有性質(zhì)的能力。材料在電化學(xué)作用下的性質(zhì)和行為?？伤苄圆牧显趬毫ψ饔孟赂淖冃螤畹哪芰??？珊感圆牧贤ㄟ^焊接工藝連接的能力。加工性能材料在機(jī)械加工過程中的切削、磨削等性能。熱處理性能材料通過熱處理改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和性能的能力。工藝性能PART03金屬材料2023REPORTING根據(jù)含碳量不同，可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼，具有較好的塑性和韌性，主要用于建筑、機(jī)械制造和汽車制造等領(lǐng)域。碳素鋼在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加合金元素，如鉻、鎳、鎢等，以提高鋼材的強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐熱性，廣泛應(yīng)用于各種高要求領(lǐng)域。合金鋼鋼鐵材料具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，廣泛用于電線電纜、電子元件和散熱器等領(lǐng)域。密度低、耐腐蝕性好，廣泛用于航空、建筑和包裝等領(lǐng)域。有色金屬材料鋁及鋁合金銅及銅合金將金屬加熱至適當(dāng)溫度后緩慢冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和韌性。退火將金屬加熱至奧氏體化后快速冷卻，使組織結(jié)構(gòu)更加均勻，提高機(jī)械性能。正火將金屬加熱至奧氏體化后迅速冷卻至室溫，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生大量馬氏體組織，提高硬度和耐磨性。淬火金屬材料的熱處理PART04非金屬材料2023REPORTING陶瓷材料是由天然或人工合成的無機(jī)非金屬材料經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成的一種固體材料。根據(jù)用途和性能要求，陶瓷材料可分為普通陶瓷材料和特種陶瓷材料。定義與分類陶瓷材料具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、耐氧化、耐腐蝕等特點(diǎn)，廣泛用于機(jī)械、電子、化工、航空航天等領(lǐng)域。特性陶瓷材料主要用于制作耐磨件、密封件、絕緣件、刀具等，還可用于制作高溫爐的爐管、熱交換器等。應(yīng)用陶瓷材料123高分子材料是由高分子化合物（高分子聚合物）制成的材料，可分為天然高分子材料和合成高分子材料。定義與分類高分子材料具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐磨、耐腐蝕等特點(diǎn)，同時(shí)還具有良好的絕緣性能和加工性能。特性高分子材料廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電子、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域，如塑料、橡膠、纖維等。應(yīng)用高分子材料

復(fù)合材料定義與分類復(fù)合材料是由兩種或兩種以上材料組成的一種新型材料，這些材料在性能上互相補(bǔ)充、協(xié)同，以實(shí)現(xiàn)單一材料無法達(dá)到的使用效果。特性復(fù)合材料具有各組成材料的優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕等，同時(shí)還具有優(yōu)良的加工性能和可設(shè)計(jì)性。應(yīng)用復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶、體育器材等領(lǐng)域，如玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料等。PART05新材料2023REPORTING高強(qiáng)度金屬如高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼等，具有高強(qiáng)度、高韌性、抗疲勞等特點(diǎn)，適用于制造重型機(jī)械、壓力容器等。金屬基復(fù)合材料如鋁基復(fù)合材料、鈦基復(fù)合材料等，通過在金屬基體中加入增強(qiáng)體，提高材料的強(qiáng)度、硬度、耐磨性等性能。輕金屬如鈦、鋁等，具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域。新型金屬材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，具有優(yōu)良的絕緣性、耐腐蝕性、加工性能和輕質(zhì)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工、電子、航空航天等領(lǐng)域。高分子材料如陶瓷、玻璃、水泥等，具有高硬度、高耐磨性、耐高溫等特點(diǎn)，適用于制造刀具、磨具、耐火材料等。無機(jī)非金屬材料如玻璃纖維復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料等，通過將兩種或多種材料組合在一起，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高材料的綜合性能。復(fù)合非金屬材料新型非金屬材料03陶瓷基復(fù)合材料由陶瓷和增強(qiáng)體復(fù)合而成，具有高硬度、高耐磨性、耐高溫等特點(diǎn)，適用于制造刀具、磨具等。01金屬基復(fù)合材料由金屬和增強(qiáng)體復(fù)合而成，具有高強(qiáng)度、高剛性、低膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，適用于制造飛機(jī)、汽車等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件。02樹脂基復(fù)合材料由樹脂和增強(qiáng)體復(fù)合而成，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕等特點(diǎn)，適用于制造船舶、汽車等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件和裝飾件。新型復(fù)合材料PART06工程材料的選用2023REPORTING適用性原則材料應(yīng)滿足工程要求，具有所需的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。經(jīng)濟(jì)性原則在滿足工程要求的前提下，應(yīng)選擇成本較低、資源豐富的材料?？尚行栽瓌t材料應(yīng)易于加工、制造和安裝，符合技術(shù)要求和施工條件。安全性原則材料應(yīng)無害于人體健康和生態(tài)環(huán)境，具有足夠的耐久性和穩(wěn)定性。材料選用的原則材料選用的步驟收集信息詳細(xì)比較收集各種材料的性能參數(shù)、價(jià)格、可獲得性等信息。對(duì)篩選出的材料進(jìn)行詳細(xì)比較，評(píng)估其優(yōu)缺點(diǎn)。需求分析初步篩選確定選用明確工程需求，分析材料的性能要求。根據(jù)需求和信息，初步篩選出符合要求的材料。根據(jù)比較結(jié)果，確定最終選用的材料。橋梁工程中選用高強(qiáng)度鋼材作為