第1章工程材料概述

材料——制造物品的原料。材料、能源、信息——現代文明的三大支柱，材料又是能源與信息的基礎。石油化工的發展，促進了合成材料的興起和應用；20世紀80年代，特種陶瓷材料的應用又有了很大進展，后來又出現了納米材料。現代材料種類繁多。目前世界上的材料已達40余萬種，并且每年還在以5%的速度遞增。材料有許多不同的分類方法，機械工業中使用的材料通常分為以下幾類：材料的分類工程材料金屬材料非金屬材料

陶瓷材料黑色金屬有色金屬

高分子材料復合材料1.金屬材料鋼鐵金屬（黑色金屬）——鋼、鑄鐵兩大類。非鐵金屬（有色金屬）——鋁及鋁合金、銅及銅合金。2.非金屬材料（P3將其又分為2種）

高分子材料（有機）——塑料、橡膠、纖維、粘接劑。陶瓷材料（無機）——傳統陶瓷、特種陶瓷、金屬陶瓷。3.復合材料

由兩種或兩種以上的不同性質材料組合而成，其性能優于它的組成材料。復合材料可以由金屬和高分子材料組合，也可以由陶瓷和高分子材料組合。以獲得強度、剛度、耐蝕性…方面都優越的新材料。它是一類特殊的材料，具有廣闊的發展前景。§1機械工程材料的性能與結構材料的性能分為兩大類：（P9）1、使用性能——指材料制成零件后，為了保證正常運轉及一定的壽命所應具備的性能。——或指材料在使用過程中所表現出的性能。包括：力學性能（機械性能）；物理性能；化學性能。2、工藝性能——為了保證材料加工過程順利進行而必需具備的性能。包括：熱加工性能（如鑄造、鍛造、焊接、熱處理等）;冷加工性能（如切削加工）。

一、工程材料的性能（一）常用力學性能力學性能——材料在外力作用下反映出來的性能。強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度。

1.強度:工程材料在外力作用下，抵抗變形與斷裂的能力。用單位面積所能承受的最大載荷表示（即應力，單位MPa）。

（1）金屬材料的強度（a）屈服強度（屈服極限）：材料開始發生屈服現象時的應力。（b）抗拉強度（強度極限）：材料在拉斷前所能承受最大應力。、是工程材料選材的重要性能指標，超過發生塑變，超過發生斷裂。（2）陶瓷材料的強度:常用彎曲強度表示。（3）高分子材料的強度：強度與環境溫度有關。2、塑性：工程材料在外力作用下，產生永久變形而不破壞的能力。常用延伸率表示。（a）延伸率：（b）斷面收縮率：、對鍛，軋，沖壓、擠壓加工有重要意義。數值越大，表明材料的塑性越好。3、硬度：工程材料抵抗更硬的物體壓入其體內的能力。是反映彈性，塑性、斷裂的抵抗能力。常用布氏和洛氏硬度。1）布氏硬度——用直徑D的淬火鋼球，加上一定載荷，壓入工程材料表面，根據壓力大小，壓痕表面積，計算球面上平均壓力，為布氏硬度，用HB表示。2）洛氏硬度——用一定載荷把堅硬（金剛石）的圓錐體壓頭，壓入被測工程材料表面，根據壓痕深度計算硬度。用HRC表示。4、沖擊韌性：材料抵抗沖擊載荷而不斷裂的能力。5、疲勞強度：材料受無數次（107）重復交變應力作用而不斷裂的最大應力。工程中80%的零件破壞于此。（二）材料的物理、化學性能及工藝性能

1.物理性能1）密度4）導熱性

2）熔點5）導電性3）熱膨脹性6）磁性

2.化學性能材料在常溫或高溫時，抵抗各種介質侵蝕的能力。①耐酸性②耐堿性③抗氧化性3、工藝性能指金屬材料的物理、化學性能和力學性能在加工過程中的綜合反映。指是否易于進行某種工藝加工的能力。1、鑄造性能；2、鍛造性能；3、焊接性能；4、熱處理性能；5、切削加工性能。二、工程材料的結構（P3）

（一）金屬材料的結構自然界的物質可分為晶體和非晶體。晶體——其原子按一定秩序有規律排列，有明顯熔點、各向異性的物質。如金剛石、合金、金屬。非晶體——其原子不按一定秩序、非規則排列，沒有明顯熔點、各向同性的物質。如松香、玻璃、瀝青。金屬是晶體材料，其所以有較高的強度、塑性、硬度、導電、導熱、各向異性等都與原子排列有關。關于晶體的術語：1）晶格：把每個原子中心看成一個點，把這些點用直線連接起來形成空間格架。2）晶胞：組成晶格最基本幾何單元。晶體結構晶格1、純金屬的晶體結構1）體心立方晶格：其晶胞是一個立方體，原子分布于立方體各結點和中心處，如Cr、Mo、W等。強度和塑性好。2）面心立方晶格：其晶胞也是一個立方體，原子分布于立方體各結點和各面的中心處，如Al、Cu、等。具有很高塑性。3）密排六方晶格：是個六棱柱結構，在上下兩個底面的中心各有一個原子，在兩個底面的中間還有三個原子，而12個結點上分別各有一原子與相鄰晶胞所共有。如Mg、Zn等。塑性較差。2、實際金屬的晶體結構

單晶體與多晶體：（圖1--5）1）單晶體——其內部晶格方位完全一致的一塊晶體。2）多晶體——由許多方位不同，外形不規則的小晶體組成。小晶體內部的晶格方位是一致的。也就是說，多晶體是有無數個小晶體組成，每個小晶體可看成是個單晶體。由此，又可得到晶粒與晶界的概念：（圖1--6）1）晶粒——外形是不規則的多面體，內部具有相同晶格方位的小晶體顆粒。

在一個晶粒內部，晶格方位基本相同，但也不是十分理想的完全晶體，其晶格方位在不同區域上有微小差別，只有在高倍顯微鏡下才可看到。2）晶界——晶粒與晶粒之間在交界處形成的界面。晶界的特點：①強度、硬度高——表現最突出；②熔點低，金屬首先從晶界處開始熔化；③晶界易腐蝕；④晶界易吸附外來原子；⑤晶界處易形核。

晶體缺陷：（p4）1）點缺陷：空間三維尺寸都很小的缺陷。它造成晶格畸變，使材料的屈服強度提高。

2）線缺陷：晶體中的位錯。分為螺型位錯和刃型位錯。少量位錯可提高屈服強度；較多位錯可降低屈服強度。3）面缺陷：晶體中某一維尺寸很小，另另兩維尺寸很大的缺陷。

3、合金的結構（p6）合金——兩種或兩種以上金屬元素或金屬元素與非金屬元素熔合而成具有金屬特性的物質。組元：組成合金的最基本單元。如：鋼（Fe+C）、黃銅（Cn+Zn），穩定的化合物也可視為組元。相：凡化學成分和晶格結構相同，并與其他部分有界面分開的均勻組成部分，稱為相。

組織：合金中不同相的組合稱為組織。

純金屬在固態只有一個相，在液態時也只有一個相。合金固態時可能一個相，也可能是多相。

“組織”在研究金屬加熱、冷卻變化和性能變化時是非常重要的概念。

各組元之間相互相互作用，可形成不同的結構：

1）固溶體——溶質原子溶入溶劑晶格而仍然保持溶劑晶格類型的金屬晶體，稱為固溶體。即固態下組元之間互相溶解，形成均勻固相。又分為：置換固溶體：間隙固溶體：隨著溶質原子的溶入，晶格發生畸變，會增大晶格繼續變形的阻力，而提高合金的強度和硬度。這一現象稱為固溶強化。

2）金屬化合物與機械混合物金屬化合物：合金中各組元的原子，按一定的整數比化合而成的，并具有金屬性質的物質。合金中含有金屬化合物時，通常強度、硬度、耐磨性提高，塑性、韌性降低。

機械混合物：純金屬、固溶體、金屬化合物這些基本相混合在一起構成的組織。可以是三者之間的混合，也可以是各自的混合。

（二）非金屬材料的結構與組織

1、陶瓷材料

（1）無機玻璃（硅酸鹽玻璃）：非晶體（2）陶瓷：主要成分是晶體（3）玻璃陶瓷陶瓷的組織結構包括3種相：

（1）晶體相：主要組成相，決定陶瓷的性能。（2）玻璃相：起粘接劑作用。（3）氣相：形成氣孔。2、高分子材料

高分子材料——分子量大于10000的高分子化合物為主要部分的材料。高分子材料中常包含多種添加劑。如塑料中的固化劑、增塑劑、穩定劑。§2金屬的結晶與二元合金相圖

一、金屬的結晶

結晶——金屬由液態變為固態的過程。也是原子從無規律到有規律排列的過程。1．金屬的結晶溫度（1）理論結晶溫度To：平衡時結晶溫度。（2）實際結晶溫度Tn：低于理論結晶溫度的溫度。（3）過冷度ΔT：ΔT=To—Tn

2．金屬結晶過程結晶經歷了兩個基本過程，即形核和核長大的過程，邊形核邊長大。（p11圖1-13）

金屬結晶過程示意圖

3．細化晶粒

晶粒的大小、粗細是影響材料力學性能的重要因素，相同成分的金屬，其晶粒越細，則加強了金屬內部結合力，提高了金屬的σb、HB、δ、αk。

因此，促使和保持晶粒細化是金屬冶煉和熱加工過程中的一項重要任務。其影響因素很多，但主要取決于晶核的數目。晶核越多，則晶粒越細小。

增加晶核、細化晶粒的措施：

（1）增加冷卻速度（過冷度），以增加晶核的數目。（2）進行變質處理，以增加外來晶核或阻礙晶核長大。比如，在鋼水中加入鈦、釩、鋁等，在鐵水中加入硅鐵等，都可細化晶粒。

*對于已完成結晶的固體合金，采用壓力加工、或熱處理工藝，也可細化晶粒。4、金屬的同素異構轉變同素異構轉變——金屬在固態下，由于溫度變化（加熱、冷卻）而改變金屬晶格類型的過程。也包括形核和長大兩個過程。由于類似于結晶過程，故稱為二次結晶，或重結晶。說明：上述的同素異構轉變對鋼鐵材料的熱處理意義很大，其中的轉變極為重要，它是金屬材料具有熱處理性能的基本條件。

同素異構轉變時，由于原子排列密度變化，引起金屬體積的變化。因的原子排列密度比大，故由轉變成時，將發生體積膨脹約1%，反之體積減小。這種體積變化會使金屬內部產生內應力—組織應力。

二、鐵碳合金相圖（圖1--23）鐵碳合金是由鐵和碳組成的二元合金，也稱為黑色金屬，即鋼和生鐵，是工業上用的最廣泛的金屬材料。

鐵碳合金相圖是研究碳鋼及鑄鐵的成分、溫度、組織和性能之間關系的理論基礎。是制定熱加工和熱處理工藝的理論基礎。（一）鐵碳合金的基本組織組成物

1、鐵素體（F）2、奧氏體（A）3、滲碳體（Fe3C）4、珠光體（P）5、萊氏體（Le）或（Ld）

1、鐵素體（F）：C溶解在中形成的間隙固溶體，呈體心立方晶格。

0.0008%-0.0218%C（727℃）與純鐵相近，HB=80，，。2、奧氏體（A）：C溶在中形成的間隙固溶體，呈面心立方晶格。2.11%C（1148℃時）,0.77%C（727℃時）；有一定強度、硬度.,

HB=160-200,.

3、滲碳體（Fe3C）：鐵與碳形成的金屬化合物，6.69%C，HB＞800，αk=0。，。滲碳體因生成條件不同有條狀、網狀、片狀、粒狀，對鐵碳合金的機械性能影響很大。

4、珠光體（P）：鐵素體和滲碳體成的機械混合物，是軟F和硬Fe3C相間的混合物，性能介于兩者之間，強度、硬度較高。有固定的含碳量：0.77%C。

5、萊氏體（Ld）或（Le）：有固定的含碳量：4.3%C，硬而脆。727℃以上是A+Fe3C組成的機械混合物，727℃以下是P+Fe3C組成的機械混合物，（二）鐵碳合金相圖

（p18圖1-23）

鐵碳合金相圖表明了各種成分的鐵碳合金在結晶過程中，其成分、溫度、組織、性能之間的關系及變化規律的圖解，又是制訂鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工工藝的重要依據。鐵碳合金相圖分析鐵碳合金分為——低碳鋼(C%≤0.25%)

鋼:亞共析鋼(C%＜0.77%)

中碳鋼(0.25%＜C%<0.60%)

共析鋼(C%＝0.77%)

高碳鋼(2.11%≥C%≥0.60%)

過共析鋼(0.77%<C%≤2.11%)

鑄鐵：亞共晶鑄鐵（2.11%<C%＜4.3%）共晶鑄鐵（C%＝4.3%）過共晶鑄鐵（4.3%<C%<6.69%）碳對鋼的力學性能的影響：1、硬度與Fe3C密切相關。Fe3C增加，硬度呈直線增大。全部為Fe3C時的硬度約為HB800。2、塑性全部由F提供。Fe3C增加則F減少，合金的塑性連續下降，到鑄鐵時，塑性幾乎為零。

3、強度與組織形態密切相關。對于亞共析鋼，含碳量增加則強度增大，因為P增加而F減少，P的強度大于F。對于過共析鋼，由于二次滲碳體呈網狀晶界，使強度下降。到含碳量大于2.11%后，出現Le，強度已很低。§3鋼的熱處理鋼的熱處理是只改變金屬材料的組織和性能，而不改變其形狀和尺寸的加工工藝。熱處理目的：1、改善原材料或毛坯的工藝性能，使之易于加工；2、改善使用性能，保證產品質量、延長使用壽命；

3、挖掘材料潛力的工藝方法。據統計，在機床制造中，有60-70%的零件需要熱處理；在汽車制造中，有70-80%的零件需要熱處理；而工具和滾動軸承制造中，則100%的零件需要熱處理。

1.熱處理定義鋼的熱處理——把固態下的鋼，通過加熱、保溫、冷卻，使其內部組織結構發生變化，獲得所需性能的工藝方法。

其工藝過程可用熱處理曲線表示2.熱處理工藝曲線

首先了解熱處理中常用的臨界點（臨界溫度）：A1、A3、Acm；加熱時組織轉變溫度用Ac1、Ac3、Accm表示；（相應線的角標加c）冷卻時組織轉變溫度用Ar1、Ar3、Arcm表示。（相應線的角標加r）

3.臨界點

一、鋼在加熱時的組織轉變1、奧氏體的形成（以共析鋼的加熱轉變為例）共析鋼（室溫）：Ac1溫度以上時，由原來的P→A。這個轉變過程是碳原子和鐵原子的擴散過程，所以P→A的轉變，叫做擴散型相變。所有的擴散型相變都是通過形核和核長大來完成的。

奧氏體的形成過程按如下步驟完成：奧氏體的形成2、亞共析鋼和過共析鋼的加熱轉變

上述是共析鋼在加熱時的組織轉變過程，對于亞共析鋼和過共析鋼，加熱時的組織轉變過程與此相似。

所不同的是亞共析鋼加熱到AC1-AC3之間時，還有部分未溶的F存在，加熱到AC3溫度以上時，才能得到單一的A組織；而過共析鋼被加熱到AC1-ACCM之間時，還有部分未溶解的Fe3CⅡ存在，只有加熱到ACCM以上時，才能全部轉變成A。不過，一般鋼的ACCM溫度都較高，加熱到ACCM以上時，A晶粒已經長得很大了。3、對奧氏體形成過程的影響1）加熱溫度（T）越高，擴散越容易進行，A形成得就越快，晶粒將聚集長大；2）保溫時間（τ）越長，A就越均勻。即A的形成和晶粒的大小，與T和τ都有關。

二、鋼在冷卻時的組織轉變

鋼的力學性能，除了與加熱時奧氏體（A）的晶粒大小、化學成分是否均勻有關，還與A冷卻后的最終組織直接相關。冷卻方式有2種：1、等溫冷卻：鋼加熱呈A以后，先較快的冷卻到A1線以下某溫度，這時A尚未轉變，成為過冷奧氏體。然后保溫，使過冷奧氏體在等溫狀態下充分發生組織轉變，然后再冷卻到室溫。以共析鋼為例，其等溫轉變產物分為3種：1）高溫轉變產物:在A1---550℃某點溫度，過冷奧氏體轉變為珠光體（F+Fe3C）。

2）中溫轉變產物：在550℃---230℃某點溫度，過冷奧氏體轉變為貝氏體。其硬度大于珠光體。3）低溫轉變產物：在230℃以下某點溫度，冷奧氏體轉變為馬氏體。是碳在中的過飽和固溶體。硬度很高，塑性、韌性很低。

2、連續冷卻：鋼加熱呈A以后，冷卻溫度連續下降過程中發生組織轉變。還以共析鋼為例，其連續冷卻轉變產物分為2種：冷卻速度較快時得到馬氏體；冷卻速度較慢時得到珠光體。三、鋼的基本熱處理工藝

1、退火把鋼加熱到適當溫度，保溫一定時間后，隨爐冷卻（或放入導熱性較差的介質中緩慢冷卻），獲得接近于平衡組織的工藝方法。1）退火目的：①調整硬度，改善切削加工性；②細化晶粒，提高力學性能；③消除內應力，為淬火工序作好準備；④提高δ，ψ，αk以利于塑性變形。

2）退火工藝a）完全退火——亞共析鋼：Ac3以上20-30℃。降低硬度，改善切削加工性能；消除內應力。b）球化退火——過共析鋼：略高于Ac1。使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化，以降低硬度，改善切削加工性能；并為淬火作組織準備。球化退火前須正火，將網狀滲碳體破碎。c）去應力退火；低于Ac1，通常

500-650℃

。消除鑄造、鍛造、焊接、機加工和冷變形等工件中殘留的內應力。不引起組織變化。d）再結晶退火——冷塑性變形的鋼：略低于熔化點溫度的0.4倍。

2、正火

把鋼加熱到Ac3（亞共析鋼）或Accm（過共析鋼）以上30~50℃，進入奧氏體狀態，適當保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝。

由于正火的冷卻速度比退火的快，所以能獲得較細的組織（索氏體S）和較高的力學性能，而且生產周期比退火短。

低碳鋼用正火代替退火，生產率高，提高切削性。高碳鋼正火，可消除網狀二次Fe3C。

3、淬火

1）淬火——把鋼加熱到相變溫度，保溫后，獲得奧氏體。然后在水中或油中快速冷卻（大于臨界冷卻速度），獲得高硬度組織（馬氏體）的熱處理方法。

2）臨界冷卻速度:是指淬火冷卻過程中奧氏體向馬氏體轉變時的最小冷卻速度。所以，淬火時的冷卻速度要大于臨界冷卻速度，但也不能太快，否則會引起零件的變形或開裂。

鋼在淬火時用的冷卻介質有多種，碳素鋼----冷卻介質為水溶液，而合金鋼----油做冷卻介質。就冷卻能力而言，水＞油，所以碳素鋼用油冷則淬不硬，合金鋼用水冷易淬裂。

4）目的——獲得馬氏體，提高σb，提高硬度，提高耐磨性，用于刀具、量具和重要結構件……。5）淬火加熱溫度①亞共析鋼：Ac3以上30-50℃；②共析鋼和過共析鋼：Ac1以上30-50℃。4、回火

——把淬火后的鋼加熱到Ac1線以下某一溫度（碳素鋼為150~650℃），保溫一定時間（一般為1~1.5小時）后，取出工件在空氣或水中冷卻到室溫的熱處理工藝。淬火后的鋼件雖然有較高的強度和硬度，但脆性增加并有較大的內應力，故一般淬火后的零件不能直接使用，必須進行回火。1）回火目的降低脆性，減小內應力，調整硬度，提高性能（αk，δ，ψ），穩定工件尺寸、穩定組織。2）回火種類根據零件性能要求不同，回火可分為：①低溫回火（150-250℃）—得到回火馬氏體+殘余奧氏體。目的：內應力↓，脆性↓，HRC56-64。

適于工具、模具、滾動軸承等零件的最終熱處理。②中溫回火（350-500℃）—得到回火屈氏體。目的：提高σp，同時σs也提高，HB(35~50HRC)。

適于彈簧，鍛模件、刀桿等零件的最終熱處理。

③高溫回火（500-650℃）—得到回火索氏體。

目的：HB↓↓，內應力消失、提高αk，獲得優良的綜合力學性能。

“淬火+高溫回火”稱為調質處理。廣泛用于如軸、絲杠、、齒輪、螺栓等中碳鋼機器零件的最終熱處理。四、鋼的表面熱處理工藝1、表面淬火。2、化學熱處理。1）滲碳2）滲氮3）碳氮共滲§4常用工程材料一、金屬材料

1、鋼鐵：純鐵、鋼、鑄鐵等鐵碳合金的統稱。

1）純鐵和鑄鐵。純鐵碳含量<0.0218%，應用很少。鑄鐵碳含量為2.11%—6.69%（常用為2%--4%），其中的碳以石墨或滲碳體形態存在。（1）灰口鑄鐵：斷口呈灰色，鑄造性能最好。（2）白口鑄鐵：斷口呈銀白色。（3）可鍛鑄鐵：白口鑄鐵退火后得到。（4）球墨鑄鐵：灰口鑄鐵鐵水經球化后得到，石墨呈球狀，鑄造性能和力學性能較好。

2）鋼。碳含量在0.021%—2.11%之間，力學性能好，應用廣泛。

（1）碳素鋼的分類。主要按化學成分分為：

低碳鋼——碳含量小于或等于0.25%。

中碳鋼——碳含量在0.25%—0.6%之間。

高碳鋼——碳含量大于0.6%。（2）鋼的牌號及用途a.普通碳素結構鋼：常用Q+σs

值來表示。如Q215、Q235、Q255…。常用于結構件。其牌號、化學成分、用途見表1—1。大多為低碳鋼。b.優質碳素結構鋼：含碳量0.2~0.75%。以含碳量的萬分數來表示。如45鋼、20鋼、65鋼…。含碳量＜0.25%為低碳鋼；含碳量>0.60%為高碳鋼；二者之間為中碳鋼。常用于制造機器零件。C.碳素工具鋼：含碳量為0.65-1.35%。以T+含碳量的千分數來表示。如T10、T12…。常用于制造鉗工工具。都需熱處理。d.合金鋼——為改善鋼的某些性能，在碳素鋼中加入一些合金元素所煉成的鋼。

i.低合金鋼：合金總含量＜3%，且含碳量也較低。與含碳量相同的碳素鋼相比，其力學性能較好。低合金鋼的牌號表示方法與普通碳素結構鋼相同，如Q345，Q420。

ii.合金鋼：合金總含量>

3%時，稱為合金鋼。（i）合金結構鋼——“數字+元素符號+數字”來表示。前兩位數為含碳量的萬分數，元素符號及其后的數字，表示所含合金元素及其含量的百分數。當某合金元素含量＜1.5%時，不標注。如20Cr、40Cr、60Si2Mn…。“G”表示滾動軸承鋼，合金元素含量用千分數表示。（ii）合金工具鋼——前位數為碳含量的千分數，若含碳量>

1%，則不標出。如9SiCr（含碳量為0.9%），CrWMn。但高速鋼W18Cr4V的含碳量雖未超過1%，習慣不標出。

量具、刃具常用合金工具鋼制造。（iii）特殊性能鋼——不銹鋼、耐磨鋼、耐蝕鋼、磁鋼等。其標注方法與合金工具鋼類似。

2、有色金屬及合金——把非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。1）鋁及鋁合金：

（1）密度小、比強度高；（2）導電性好；（3）抗大氣腐蝕能力強；（4）加工性好：塑性成形、鑄造、切削。

工業純鋁用于制作電線、器皿等。

鋁合金強度高、加工性好。門窗。

2）銅及銅合金：（1）導電性、導電熱性極好；（2）加工性好：塑性成形、鑄造、切削。

純銅呈紫色（紫銅），優良的導體。烙鐵芯。

黃銅的主要合金元素為鋅，鑄造性好。水龍頭。

青銅的主要合金元素為錫或鋁。

錫青銅鑄造性能、減磨性能、機械性能好。滑動軸承、蝸輪、某些齒輪；

鋁青銅強度高、耐磨耐蝕性好。某些齒輪、螺旋槳。3）軸承合金

滑動軸承是重型汽車、坦克、重型機器的重要部件。軸承合金用于制造滑動軸承的軸瓦及內襯。要求特點：（1）高強度、高硬度，以承受壓力；（2）高塑性、高韌性，以承受沖擊和振動；（3）高耐磨性。

錫基軸承合金（錫基巴氏合金）。

鉛基軸承合金（鉛基巴氏合金）。二、非金屬材料

無機材料：通常為硅酸鹽、鋁酸鹽…等與氧化物、碳化物、氮化物等制備而成的材料。有機物與無機物的區分在于是否含碳。

有機化合物：主要由氧、氫、碳元素組成。是生命產生的物質基礎。如脂肪、氨基酸、蛋白質、糖、葉綠素等。另外，石油、天然氣、化纖、天然或合成藥物等也是。

有機合成材料有三大類：塑料、合成纖維、合成橡膠。是通過化學合成將小分子有機物如烯、烴等合成大分子聚合物。有的結成長鏈狀，有的由鏈狀結成網狀。1、工程塑料

塑料的主要成分是有機合成樹脂和添加劑。通常可在加熱、加壓條件下塑制成形，故稱為塑料。合成樹脂——高分子化合物，如聚乙烯。

添加劑——增強、增塑、著色、阻燃劑等。1）常用工程塑料（1）熱塑性塑料——加熱時軟化并熔融，可塑造成型，冷卻后保持既得形狀，且該過程可反復進行。a.聚乙烯(PE)：密度較低、質地柔軟，制造塑料薄膜、軟管、塑料瓶等。b.聚氯乙烯(PVC)：機械強度較高、耐蝕性較好，制造氣體、液體輸送管。c.聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)：又叫有機玻璃。其透明度高于無機玻璃，密度低、機械性能高（與溫度有關）。（2）熱固性塑料——初加熱