第二部分

工程材料2025/6/23工程材料工程材料的分類和性能1金屬材料及其熱處理2工程塑料、特種陶瓷、復合材料32025/6/23工程材料的分類和性能2.1.1工程材料的分類工程材料學：材料學的實用部分，主要闡述結構材料的成分、組織、性能及應用等方面的一般規律。結構材料：工程上要求強度、韌性、塑性、硬度等機械性能的材料。功能材料：具有光、電、磁、熱等特殊物理性能的材料。2025/6/23金屬材料：黑色金屬—鐵和以鐵為基的合金(鋼、鑄鐵等)

有色金屬—黑色金屬以外的所有金屬及其合金高分子材料：塑料—主要指工程塑料合成纖維—由單體聚合而成再經過機械處理成纖維材料橡膠—經硫化處理，彈性優良的聚合物，分通用和特種橡膠。膠粘劑—分樹脂型、橡膠型和混合型2025/6/23陶瓷材料：普通陶瓷—主要為硅、鋁氧化物的硅酸鹽材料特種陶瓷—高熔點的氧化物、碳化物、氮化物等燒結材料金屬陶瓷—用生產陶瓷的工藝來制取的金屬與碳化物或其它化合物的粉末制品復合材料：由兩種或兩種以上的材料組合而成的材料按基體相種類分：聚合物基、金屬基、陶瓷基、石墨基等按用途分：結構、功能、智能復合材料2025/6/232.1.2工程材料的性能力學性能－金屬材料在外力作用時表現出來的性能。外力形式：拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉等。載荷形式：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷等。指標：硬度、強度、剛度、塑性、韌性和疲勞強度等。2025/6/23強度－金屬材料抵抗塑性變形或斷裂的能力。分：抗拉強度σb、抗壓σbc、抗彎σbb、抗剪τb、抗扭τt。ob彈性變形階段bcd屈服階段dB強化階段Bk縮頸階段k試樣斷裂2025/6/23彈性極限σe（elasticlimit）

材料拉伸時保持彈性變形，不發生永久變形的最大應力。σe=Pe/Fo

工程上σp、σe視為同一值

剛度—表示材料彈性變形抗力的大小。

彈性模量E—是衡量材料產生彈性變形難易程度的指標。E愈大，使其產生一定量彈性變形的應力也應愈大。E=σ/ε應力應變的比值。單位MPa2025/6/23屈服極限σs（屈服強度或屈服點）

金屬材料開始發生明顯塑性變形的抗力。σs=Ps/Fo

σ0.02

產生0.02%殘余塑性變形的抗力的極限應力值。

用于無屈服點的中高碳鋼。脆性材料：σb=σs

灰口鑄鐵抗拉強度σb（強度極限）試樣被拉斷前的最大承載能力

材料抵抗外力而不致斷裂的極限應力值

2025/6/23塑性－材料在外力作用下產生塑性變形而不破壞的能力。

伸長率和斷面收縮率表示，兩個值越大塑性越好。硬度－金屬材料表面在接觸應力作用下抵抗塑性變形的一種能力。

按試驗方法不同分布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、維氏硬度（HV）和肖氏硬度（HS）。布氏硬度與抗拉強度存在一定線性關系。2025/6/23沖擊韌度：沖擊載荷下材料抵抗變形和斷裂的能力。焦耳/厘米2（J/cm2）

ak=沖擊破壞所消耗的功Ak/標準試樣斷口截面積F

ak值低的材料叫做脆性材料，斷裂時無明顯變形，金屬光澤，呈結晶狀。ak值高，明顯塑變，斷口呈灰色纖維狀，無光澤，韌性材料。Ak=mg(H1-H2)2025/6/23Ak=h1-h22025/6/23疲勞強度σ-1

80%的斷裂由疲勞造成

經受無數次應力循環而不致斷裂的最大應力值。陶瓷、高分子材料的疲勞抗力很低，金屬材料疲勞強度較高