蔡冀中機械工程材料任達公司物料質(zhì)量部蔡冀中機械工程材料任達公司物料質(zhì)量部緒論一、材料和材料科學(xué)二、工程材料的分類三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展四、材料的性能五、鈑金金屬材料六、非金屬材料七、材料的檢驗與確認(rèn)八、學(xué)習(xí)工程材料的意義(案例)緒論一、材料和材料科學(xué)培訓(xùn)說明計劃、物控、采購、生產(chǎn)人員培訓(xùn)第一、二、三、五、六、七章為重點內(nèi)容。工程、質(zhì)量人員培訓(xùn)全部章節(jié)。培訓(xùn)說明計劃、物控、采購、生產(chǎn)人員培訓(xùn)第一、二、三、五、六、緒論一、材料和材料科學(xué)1、材料哥倫比亞號航天飛機材料是指人類用以制造各種有用器件的物質(zhì)。緒論一、材料和材料科學(xué)哥倫比亞號航天飛機材料是指人類用材料是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。手錘銼刀“神舟”四號飛船成功返回國產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動機材料是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。手錘銼刀“神舟”四號飛石器鐵器

象形尊(西周)石器時代青銅器時代鐵器時代材料是人類進化的里程碑。由于材料的重要性，歷史學(xué)家根據(jù)人類所使用的材料來劃分時代。石器鐵器象形尊(西周)石器時代材料是人類進化的里程碑。由于材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進步的標(biāo)志。

材料的發(fā)展與人類社會簡圖材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進步的標(biāo)志。材料的發(fā)龍芯聯(lián)想計算機沒有半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計算機技術(shù)。

龍芯聯(lián)想計算機沒有半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計沒有高溫高強度的結(jié)構(gòu)材料，就不可能有今天的航空工業(yè)和宇航工業(yè)。

在航天飛機表面裝陶瓷防護瓦片飛機發(fā)動機葉片波音客機沒有高溫高強度的結(jié)構(gòu)材料，就不可能有今天的航空工業(yè)和宇航工業(yè)沒有低消耗的光導(dǎo)纖維，也就沒有現(xiàn)代的光纖通訊。

二十世紀(jì)七十年代，人們把材料與能源和信息并列，稱作現(xiàn)代文明的三大支柱之一。

沒有低消耗的光導(dǎo)纖維，也就沒有現(xiàn)代的光纖通訊。二十世紀(jì)七十前蘇聯(lián)在1957年把第一顆人造衛(wèi)星送入太空，令美國人震驚不已，認(rèn)識到在導(dǎo)彈火箭技術(shù)上落后了。因此在其后的十年里，在十多所大學(xué)中陸續(xù)建立了材料科學(xué)研究中心，并把約2/3大學(xué)的冶金系或礦冶系改建成了冶金材料科學(xué)系或材料科學(xué)與工程系。其涉及的材料由金屬擴展到了陶瓷和高分子聚合物材料。可見，高技術(shù)需要先進材料的支持。

前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星及其運載火箭前蘇聯(lián)在1957年把第一顆人造衛(wèi)星送入太空，令美國人震驚不已中華民族在人類歷史上為材料的發(fā)展和應(yīng)用作出過重大貢獻。早在公元前6000~5000年的新石器時代，中華民族的先人就能用黏土燒制成陶器，到東漢時期又出現(xiàn)了瓷器，并流傳海外。中華民族在人類歷史上為材料的發(fā)展和應(yīng)用作出過重大貢獻。早在公4000年前的夏朝我們的祖先已經(jīng)能夠煉銅，到殷、商時期，我國的青銅冶煉和鑄造技術(shù)已達到很高水平。

司母戊鼎河南安陽晚商遺址出土青銅鑄造高133厘米重875kg飾紋優(yōu)美4000年前的夏朝我們的祖先已經(jīng)能夠煉銅，到殷、商時期，我國越王勾踐劍春秋晚期越國青銅兵器出土于湖北江陵楚墓長55.7厘米劍鍔鋒芒犀利鋒能割斷頭發(fā)越王勾踐劍春秋晚期越國青銅兵器古代劍刃制造中的特殊技術(shù)春秋戰(zhàn)國時代的青銅劍，劍身及劍鋒由不同成分的青銅組成，是復(fù)合材料很好的例子梯度材料古已有之這是古代劍刃截面圖古代劍刃制造中的特殊技術(shù)春秋戰(zhàn)國時代的梯度材料古已有之這是古黃石銅礦遺址春秋晚期礦井深達50m煉銅爐渣多達40萬噸實屬罕見黃石銅礦遺址我國從春秋戰(zhàn)國時期便開始大量使用鐵器，明朝科學(xué)家宋應(yīng)星在《天工開物》一書中就記載了古代的滲碳熱處理等工藝。這說明早在歐洲工業(yè)革命之前，我國在金屬材料及熱處理方面就已經(jīng)有了較高的成就。

生鐵炒熟鐵圖宋應(yīng)星我國從春秋戰(zhàn)國時期便開始大量使用鐵器，明朝科學(xué)家宋應(yīng)星在《天鞍鋼攀鋼夜景新中國成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、寶鋼等大型鋼鐵基地。鋼產(chǎn)量由49年的15.8萬噸上升到現(xiàn)在的一億噸。

鞍鋼攀鋼夜景新中國成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、寶鋼等大型中國第一顆人造衛(wèi)星長征火箭大家族中國第一顆原子彈爆炸中國第一顆氫彈爆炸原子彈、氫彈的爆炸，衛(wèi)星、飛船的上天等都說明了我國在材料的開發(fā)、研究及應(yīng)用等方面有了飛躍的發(fā)展。中國第一顆人造衛(wèi)星長征火箭大家族中國第一顆原子彈爆炸中國第一中國的航天事業(yè)-“神舟”號飛船“神舟二號”飛船運往發(fā)射工位“神舟”一號飛船

“神舟”一號發(fā)射成功“神舟”二號發(fā)射成功中國的航天事業(yè)-“神舟”號飛船“神舟二號”飛船運往發(fā)射工位中國的航天事業(yè)-“神舟”號飛船“神舟”三號發(fā)射成功“神舟”四號發(fā)射成功“神舟”三號飛船

“神舟”四號飛船

中國的航天事業(yè)-“神舟”號飛船“神舟”三號發(fā)射成功“神舟”四中國的航天事業(yè)-“神舟”五號載人飛船楊利偉升空返回全人類共同的家園飛天返回艙中國的航天事業(yè)-“神舟”五號載人飛船楊利偉升空返回全人類共同1863年，光學(xué)顯微鏡首次應(yīng)用于金屬研究，誕生了金相學(xué)，使人們能夠?qū)⒉牧系暮暧^性能與微觀組織聯(lián)系起來。灰鑄鐵的顯微組織光學(xué)顯微鏡Pb-Sn共晶組織人類對材料的認(rèn)識是逐步深入的。1863年，光學(xué)顯微鏡首次應(yīng)用于金屬研究，誕生了金相學(xué)，使人1912年發(fā)現(xiàn)了X-射線對晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分析，使人們對固體材料微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識從最初的假想到科學(xué)的現(xiàn)實。

Si表面的重構(gòu)圖象X-射線衍射儀1912年發(fā)現(xiàn)了X-射線對晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分1932年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀世界的更深層次（10-7m）

透射電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡

光鏡下電鏡下1932年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀世界的更深層次（1934年位錯理論的提出，解決了晶體理論計算強度與實驗測得的實際強度之間存在的巨大差別的矛盾，對于人們認(rèn)識材料的力學(xué)性能及設(shè)計高強度材料具有劃時代的意義。金屬鈦中的位錯1934年位錯理論的提出，解決了晶體理論計算強度與實驗測得的材料發(fā)展的歷程示意圖材料發(fā)展的歷程示意圖2、材料科學(xué)主要研究內(nèi)容：⑴研究材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；⑵研究材料的形成機理和制取方法；⑶研究材料物理性能的測試方法和技術(shù)；⑷分析材料的損壞機理；⑸研究材料的合理加工方法和最佳使用方案材料科學(xué)是以材料為研究對象的一門科學(xué)。挑戰(zhàn)者號爆炸瞬間2、材料科學(xué)主要研究內(nèi)容：材料科學(xué)是以材料為研究對象的一門科研究材料的成分---組織---性能之間關(guān)系的一門學(xué)科基本理論材料科學(xué)金屬學(xué)高分子學(xué)陶瓷學(xué)研究材料的成分---組織---性能基本理論材料科學(xué)金二、工程材料的分類工程材料是用于制造工程結(jié)構(gòu)和機械零件并主要要求力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)材料。按組成與結(jié)合鍵分：

1、金屬材料

2、高分子材料

3、陶瓷材料

4、復(fù)合材料二、工程材料的分類工程材料是用于制造工程結(jié)構(gòu)和機械零件并主要復(fù)合材料材料應(yīng)用金屬材料陶瓷材料高分子材料

近代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，同樣與材料緊密相連，“能源、信息、材料”已成為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱，而前二者的發(fā)展均離不開材料。

復(fù)合材料材料應(yīng)用金屬材料陶瓷材料高分子材料近代工業(yè)技

金屬材料

黑色金屬有色金屬

鑄鐵

碳鋼

合金鋼

鋁合金

銅合金

其它有色金屬

非金屬材料

高分子材料

陶瓷材料

復(fù)合材料塑料橡膠

合成纖維工程材料金屬材料黑色金屬有色金屬鑄鐵碳鋼合金鋼鋁合金銅金屬材料以金屬鍵結(jié)合為主良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和金屬光澤用量最大、應(yīng)用最廣泛黑色金屬有色金屬—輕金屬,重金屬,貴金屬,稀有金屬

金屬材料以金屬鍵結(jié)合為主黑色金屬有色金屬—輕金屬,重金屬,鐵及鐵合金稱為黑色金屬，即鋼鐵材料，其世界年產(chǎn)量已達10億噸，在機械產(chǎn)品中的用量已占整個用材的60%以上。

帶材異形材板材管材鐵及鐵合金稱為黑色金屬，即鋼鐵材料，其世界年產(chǎn)量已達10億噸金屬材料制品金屬材料制品陶瓷材料以共價鍵和離子鍵為主熔點高、硬度高、耐腐蝕、脆性大分為傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷三類陶瓷材料以共價鍵和離子鍵為主傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、長石等)為原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。

特種陶瓷又稱精細(xì)陶瓷，是以人工合成材料為原料的陶瓷，常用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。

陶瓷制品陶瓷發(fā)動機傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、長石等)為高分子材料

以分子鍵和共價鍵為主塑性、耐蝕性、電絕緣性、減振性好，密度小包括塑料、橡膠及合成纖維等

分子鍵共價鍵高分子材料以分子鍵和共價鍵為主分子鍵共價鍵高分子材料在機械、電氣、紡織、汽車、飛機、輪船等制造工業(yè)和化學(xué)、交通運輸、航空航天等工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

烯丙酰氯-苯乙烯高分子材料在機械、電氣、紡織、汽車、飛機、輪船等制造工業(yè)和化復(fù)合材料包括：金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料高分子復(fù)合材料是把兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以微觀或宏觀的形式組合在一起而形成的材料。玻璃纖維增強高分子復(fù)合材料復(fù)合材料包括：是把兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以現(xiàn)代航空發(fā)動機燃燒室溫度最高的材料就是通過粉末冶金法制備的氧化物粒子彌散強化的鎳基合金復(fù)合材料。很多高級游艇、賽艇及體育器械等是由碳纖維復(fù)合材料制成的，它們具有重量輕，彈性好，強度高等優(yōu)點。航空發(fā)動機現(xiàn)代航空發(fā)動機燃燒室溫度最高的材料就是通過粉末冶金法制備的氧三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，對材料的要求越來越苛刻，結(jié)構(gòu)材料向高比強、高剛度、高韌性、耐高溫、耐腐蝕、抗輻照和多功能的方向發(fā)展。

國產(chǎn)東風(fēng)4D-0088內(nèi)燃機車美國F-117隱身飛機隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，對材料的要求越來越苛刻，新材料在不斷地涌現(xiàn)。新材料在不斷地涌現(xiàn)。機械工業(yè)是材料應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

機械工業(yè)是材料應(yīng)用的重要領(lǐng)域。隨著機械工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品的要求越來越高。在產(chǎn)品設(shè)計與制造過程中，會遇到越來越多的材料及材料加工方面的問題。要求機械工程技術(shù)人員掌握必要的材料科學(xué)與材料工程知識，具備正確選擇材料和加工方法、合理安排加工工藝路線的能力。鑄造一級渦輪盤隨著機械工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品的要求越來越高。鑄造一級渦輪盤四、機械工程材料的性質(zhì)和任務(wù)性質(zhì)：是機械類和近機類各專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課任務(wù)：

⑴

了解工程材料的一般知識；

⑵建立化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與性能之間的關(guān)系：四、機械工程材料的性質(zhì)和任務(wù)性質(zhì)：是機械類和近機類各專業(yè)的技①

化學(xué)成分(成分)：組成材料各元素在材料中的濃度。②組織：用肉眼或借助于不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀察到的金屬內(nèi)部的情景。習(xí)慣上把用肉眼或幾十倍放大鏡觀察到的組織稱低倍組織或宏觀組織。放大100～2000倍的組織稱高倍組織或顯微組織。在電子顯微鏡下放大幾千～幾十萬倍的組織稱精細(xì)組織或電鏡組織。①化學(xué)成分(成分)：組成材料各元素在材料中的濃度。四、材料的性能使用性能：材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。神舟一號飛船工藝性能：材料在加工過程中所表現(xiàn)的性能。包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能等。四、材料的性能使用性能：材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。包括力

(一)金屬材料的力學(xué)性能1.力學(xué)性能:金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能稱為力學(xué)性能。2.載荷：金屬材料在使用及加工中所受外力稱為載荷。3.載荷分類：根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，可以分為靜載荷、沖擊載荷及疲勞載荷等三種。4.力學(xué)性能指標(biāo)：強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。(一)金屬材料的力學(xué)性能1.力學(xué)性能:金屬材料在外力作用常用金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)力學(xué)性能性能指標(biāo)符號名稱單位強度σb抗拉強度MPa（N/mm2）σs屈服點塑性δ斷后伸長率%ψ斷面收縮率硬度HB布氏硬度HR洛氏硬度HC維氏硬度韌性αk沖擊韌性J/cm2疲勞強度σ-1對稱循環(huán)強度MPa常用金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)性能指標(biāo)符號名稱單位σb抗拉強度σ材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為變形。五萬噸水壓機外力去處后能夠恢復(fù)的變形稱為彈性變形。外力去處后不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為變形。五萬噸水壓低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線拉伸試樣拉伸試驗機應(yīng)力

=P/F0應(yīng)變

=(l-l0)/l0低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線拉伸試樣拉伸試驗機應(yīng)力=P/F0(一)、彈性和剛度彈性：指標(biāo)為彈性極限e，即材料承受最大彈性變形時的應(yīng)力。e彈性模量的大小主要取決于材料的本性，除隨溫度升高而逐漸降低外，其他強化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對彈性模量的影響很小。可以通過增加橫截面積或改變截面形狀來提高零件的剛度。剛度：材料受力時抵抗彈性變形的能力。指標(biāo)為彈性模量E。(一)、彈性和剛度彈性：指標(biāo)為彈性極限e，即材料承受最大彈(二)、強度與塑性強度：材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。

s0.2屈服強度s：材料發(fā)生微量塑性變形時的應(yīng)力值。條件屈服強度0.2：殘余變形量為0.2%時的應(yīng)力值。

抗拉強度b：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。(二)、強度與塑性強度：材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力塑性：材料受力破壞前可承受最大塑性變形的能力。

指標(biāo)為：

伸長率：斷面收縮率：斷裂后拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象塑性：材料受力破壞前可承受最大塑性變形的能力。

指標(biāo)為：(三)、沖擊韌性是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。指標(biāo)為沖擊韌性值ak(通過沖擊實驗測得)。(三)、沖擊韌性是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。指標(biāo)韌脆轉(zhuǎn)變溫度材料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。在某一溫度范圍內(nèi)沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象稱韌脆轉(zhuǎn)變。發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱韌脆轉(zhuǎn)變溫度。材料的使用溫度應(yīng)高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度。韌體心立方金屬具有韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而大多數(shù)面心立方金屬沒有。韌脆轉(zhuǎn)變溫度材料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。在某一溫度范圍內(nèi)TITANIC建造中的Titanic號TITANIC的沉沒與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)TITANIC建造中的Titanic號TITANIC的沉沒Titanic號鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗結(jié)果Titanic近代船用鋼板Titanic號鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試(四)、疲勞材料在低于s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。疲勞應(yīng)力示意圖疲勞曲線示意圖材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時的最大應(yīng)力稱為疲勞極限。用-1表示。鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為107，有色金屬合金為108。(四)、疲勞材料在低于s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象疲勞斷口通過改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度，進行表面強化等方法可提高材料疲勞抗力。軸的疲勞斷口疲勞輝紋（掃描電鏡照片）疲勞斷口通過改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度材料抵抗表面局部塑性變形的能力。1、布氏硬度HB布氏硬度計(五)、硬度材料抵抗表面局部塑性變形的能力。布氏硬度計(五)、硬度

壓頭為鋼球時，布氏硬度用符號HBS表示，適用于布氏硬度值在450以下的材料。符號HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值,符號后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時間。如120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf（9.807kN）載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120。布氏硬度壓痕壓頭為硬質(zhì)合金球時，用符號HBW表示，適用于布氏硬度在650以下的材料。壓頭為鋼球時，布氏硬度用符號HBS表示，適用于布氏硬布氏硬度的優(yōu)點：測量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。HBb(MPa)鋼黃銅球墨鑄鐵缺點：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。適于測量:退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,

鑄鐵及有色金屬的硬度。材料的b與HB之間的經(jīng)驗關(guān)系：

對于低碳鋼:

b(MPa)≈3.6HB

對于高碳鋼：b(MPa)≈3.4HB

對于鑄鐵：

b(MPa)≈1HB或

b(MPa)≈0.6(HB-40)布氏硬度的優(yōu)點：測量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。HBb(MPa)鋼黃2、洛氏硬度h1-h0洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度計洛氏硬度用符號HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。

2、洛氏硬度h1-h0洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度計洛氏硬度用符號HR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標(biāo)尺。HRA用于測量:高硬度材料,如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。鋼球壓頭與金剛石壓頭洛氏硬度壓痕HRB用于測量低硬度材料,如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC用于測量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。洛氏硬度的優(yōu)點：操作簡便，壓痕小，適用范圍廣。缺點：測量結(jié)果分散度大。符號HR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標(biāo)尺。HRA用于測量3、維氏硬度維氏硬度計維氏硬度試驗原理維氏硬度壓痕3、維氏硬度維氏硬度計維氏硬度試驗原理維氏硬度壓痕維氏硬度用符號HV表示，符號前的數(shù)字為硬度值，后面的數(shù)字按順序分別表示載荷值及載荷保持時間。小負(fù)荷維氏硬度計顯微維氏硬度計根據(jù)載荷范圍不同，規(guī)定了三種測定方法—維氏硬度試驗、小負(fù)荷維氏硬度試驗、顯微維氏硬度試驗。維氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度的優(yōu)點。維氏硬度用符號HV表示，符號前的數(shù)字為硬度值，后面的數(shù)字按順(六)、斷裂韌性油輪斷裂和北極星導(dǎo)彈發(fā)動機殼體爆炸與材料中存在缺陷有關(guān)

1943年美國T-2油輪發(fā)生斷裂北極星導(dǎo)彈裂紋擴展的基本形式(六)、斷裂韌性油輪斷裂和北極星導(dǎo)彈發(fā)動機殼體爆炸與材料中存（二）、材料的物理性能物理性能:金屬的物理性能是金屬固有的屬性.物理性能

密度

熔點

熱膨脹性

導(dǎo)熱性

導(dǎo)電性

磁性（二）、材料的物理性能物理性能密度熔點熱膨脹性導(dǎo)熱性（三）、材料的化學(xué)性能:

化學(xué)性能:金屬的化學(xué)性能是指金屬在化學(xué)作用下所表現(xiàn)的性能。耐腐蝕性高溫抗氧化性化學(xué)性能（三）、材料的化學(xué)性能:耐腐蝕性高溫抗氧化性化學(xué)性能

1.耐腐蝕性金屬材料在常溫下抵抗氧化、水蒸氣及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力。

2.抗氧化性金屬材料抵抗氧化作用的能力，稱為抗氧化性。3.化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性是金屬材料的耐腐蝕性和抗氧化性的總稱。1.耐腐蝕性（四）、材料的工藝性能金屬材料的工藝性能:是指在各種加工條件下表現(xiàn)出來的適應(yīng)能力。工藝性能鑄造性可鍛性焊接性切削加工性（四）、材料的工藝性能工藝性能鑄造性可鍛性焊接性切削加工性1.鑄造性能金屬及合金成型獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能?；诣T鐵比鑄鋼的鑄造性好。

2.鍛壓性能金屬材料利用鍛壓加工方法成形的難易程度稱為鍛壓性能。一般情況下，低碳鋼的鍛壓性最好，中碳鋼次之，高碳鋼較差。3.焊接性能金屬材料在一定焊接條件下，是否易于獲得優(yōu)良焊接接頭的能力稱為焊接性能。一般情況下，低碳鋼具有良好的焊接性，高碳鋼、鑄鐵的焊接性較差。4.切削加工性能金屬材料切削加工的難易程度稱為切削加工性能。鑄鐵比鋼切削加工性能好，碳鋼比合金鋼切削性能好。1.鑄造性能常用金屬材料碳素鋼碳素鋼：含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%而不含有特意加入合金元素的鋼，稱為碳素鋼。

1.碳素鋼的分類（1）按鋼的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類

低碳鋼含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc≤0.25%

中碳鋼含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc=0.25~0.60%

高碳鋼含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc≥0.6%常用金屬材料碳素鋼（2）按鋼的質(zhì)量分類根據(jù)鋼中含有害元素磷、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)劃分。

普通碳素鋼

Ws≤0.035%\Wp≤0.035%

優(yōu)質(zhì)鋼Ws≤0.030%\Wp≤0.030%

高級優(yōu)質(zhì)鋼Ws≤0.020%\Wp≤0.025%（2）按鋼的質(zhì)量分類（3）按用途分類

碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種機械零件和工程結(jié)構(gòu)件。這類鋼一般屬于低碳、中碳鋼。

碳素工具鋼：用于制造各種刀具、量具和模具。這類鋼一般屬于高碳鋼。（4）按脫氧方法分類沸騰鋼：不完全脫氧。鎮(zhèn)靜鋼：完全脫氧。半鎮(zhèn)靜鋼：介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。

在實際使用中，鋼廠在給鋼的產(chǎn)品命名時，往往將成分、質(zhì)量和用途三種分類方法結(jié)合起來，如將鋼稱為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼等。（3）按用途分類碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)質(zhì)量可分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

①普通碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由“Q”（表示屈服點的漢語拼音字首）、一組數(shù)據(jù)（表示屈服強度，單位MPa）、質(zhì)量等級符號（質(zhì)量分A、B、C、D四個等級）和脫氧方法符號（F—沸騰鋼、b—半鎮(zhèn)靜鋼、Z—鎮(zhèn)靜鋼、TZ—特殊鎮(zhèn)靜鋼，通常Z、TZ可省略）四個部分按順序組成。例如Q235—A?F表示脫氧方法為沸騰鋼、質(zhì)量等級為A級、屈服強度為235MPa的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。。碳素結(jié)構(gòu)鋼用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195、Q215、Q235塑性好、焊接性好、強度較低，主要用于工程結(jié)構(gòu)和制造受力不大的機器零件；Q255、Q275的強度較高，可用于制作受力中等的普通零件用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195、Q215、Q235塑性好、焊接性好②優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字代表鋼的平均含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬之一。例如45表示平均含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。按照鋼中錳的含量不同，可分為普通含錳量鋼（WMn≤0.80%）和較高含錳量鋼（WMn=0.7%～1.2%）兩種，如果是后一種鋼，則在兩位數(shù)字后面加上Mn，如45Mn表示平均含碳量分?jǐn)?shù)為0.45%的較高錳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。用途：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分，而且鋼中的有害雜質(zhì)硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，質(zhì)量較高，故廣泛用于制造較重要的零件②優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼3.碳素工具鋼由于碳素結(jié)構(gòu)鋼要求高硬度和高耐磨性，故工具鋼含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在0.7%以上，都是優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼。牌號：以漢語拼音字母“T”后面加阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其數(shù)字表示鋼中平均含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分之幾。例如T8表示含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.80%的碳素工具鋼。若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在牌號后面標(biāo)以字母A，如T12A表示平均含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.20%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。用途：主要用于制造刃具、模具、量具以及其他工具3.碳素工具鋼合金鋼合金鋼：為了改善鋼的性能，特意加入其他合金元素的鋼。常用的合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鎢、釩、鈷、鉛、鈦和稀土金屬等。

1.合金鋼的分類（1）按用途分合金結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造重要的機器零件和工程結(jié)構(gòu)件。

合金工具鋼：只要用于制造重要的刃具、量具和模具

特殊性能鋼：具有某種特殊物理、化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。

（2）按所含合金元素總含量分

低合金鋼合金元素總含量＜5%

中合金鋼合金元素總含量5～10%

高合金鋼合金元素總含量＞10%合金鋼（2）按所含合金元素總含量分2.合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼按用途可分為：低合金結(jié)構(gòu)鋼和機械制造用鋼兩大類。

（1）合金結(jié)構(gòu)鋼牌號表示方法：合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號采用兩位數(shù)字（表示平均含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)萬分之幾）+元素符號（表示鋼中含有主要合金元素）+數(shù)字（表示合金元素含量，凡合金元素含量＜1.5%時不標(biāo)出；如果平均含量為1.5～2.5%時，則標(biāo)為2；如果平均含量為2.5～3.5%時標(biāo)為3；以此類推）。（2）低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼雖然是一種低碳、低合金的鋼，但具有高的屈服強度和良好的塑性和韌性，具有良好的焊接性和一定的耐蝕性，因此廣泛用于橋梁、船舶、車輛等領(lǐng)域。

2.合金結(jié)構(gòu)鋼（3）機械制造用鋼①合金滲碳鋼：指用于制造滲碳零件的鋼。合金滲碳鋼的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)WC=0.10～0.25%，加入合金元素主要有鉻（WCr＜2%）、鎳（WNi＜4%）、錳（WMn＜2%）等，經(jīng)過滲碳后，再進行淬火+低溫回火，從而達到表面高硬度、高耐磨性和心部高強度并有足夠韌.20CrMnTi是應(yīng)用最廣泛的合金滲碳鋼。②合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼：一般指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）后使用的合金結(jié)構(gòu)鋼，合金調(diào)質(zhì)鋼的基本性能是具有良好的綜合力學(xué)性能。合金調(diào)質(zhì)鋼的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在0.25~0.50%之間，加合金元素有鉻、鎳、錳、硅等，以增加淬透性，同時還能起固溶強化作用。（3）機械制造用鋼用途：用于制造重載作用下同時承受沖擊載荷作用的一些重要零件。一般的熱處理方法是淬火后高溫回火，如果除要求材料具有良好的綜合力學(xué)性能外還要求表面層有良好的耐磨性，對調(diào)質(zhì)處理零件還要進行表面淬火及低溫回火處理。③合金彈簧鋼定義：合金彈簧鋼是用于制造各種彈簧的專用合金結(jié)構(gòu)鋼。基本性能：是具有高的彈簧極限、高疲勞強度，足夠的塑性和韌性，良好的表面質(zhì)量。合金彈簧鋼的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在0.5%~0.7%之間。用途：合金彈簧鋼主要適用于各種機構(gòu)和儀表、彈性元件。

熱處理方法：淬火后進行中溫回火處理。用途：用于制造重載作用下同時承受沖擊載荷作用的一些重要零件。④滾動軸承鋼定義：滾動軸承鋼是制造各種滾動軸承的滾動體和內(nèi)外套圈的專用鋼?；拘阅埽菏蔷哂懈叩慕佑|疲勞強度、高硬度和高耐磨性，高的彈性極限和一定的沖擊韌性，并有一定的抗蝕性。用途：常用于制造刃具、冷沖模具、量具以及性能要求與滾動軸承相似的零件。熱處理方法：球化退火、淬火和低溫回火。牌號：為表示鋼的用途在鋼號前冠以漢語拼音，而不標(biāo)出含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，鉻的含量用千分之幾表示，其余元素含量仍與其他合金結(jié)構(gòu)鋼表示方法相同。如GCr15表示為含鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的滾動軸承鋼。GCr15SiMn表示含鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%，含硅、錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于1.5%的滾動軸承鋼。④滾動軸承鋼用途：常用于制造刃具、冷沖模具、量具以及性能要求3.合金工具鋼

定義：合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上，為改善性能，再加入適量的合金元素的鋼。基本性能：比碳素工具鋼具有更高硬度、耐磨性、更好的淬透性、紅硬性和回火穩(wěn)定性等。

用途：可以制造截面大、形狀復(fù)雜、性能要求高的工具。分類：合金工具鋼按用途可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。（1）合金工具鋼的牌號一位數(shù)字（表示平均含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)）+元素符號（表示鋼中含有主要合金元素）+數(shù)字（表示合金元素含量，表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同）。如9SiCr表示其中平均含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%，Si、Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都小于1.5%的合金工具鋼3.合金工具鋼

(2)刃具鋼①低合金刃具鋼定義：低合金刃具鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素（一般為3%～5%）形成的鋼?；拘阅埽河捕取⒛湍バ?、強度和淬透性都比碳素工具鋼好。用途：主要適宜于制造形狀復(fù)雜、尺寸較大、切削用量較大的刀具，如車刀、刨刀、鉆頭、鉸刀等。常用熱處理的方法：球化退火、淬火加低溫回火。

②高速鋼

定義：高速鋼是一種紅硬性、耐磨性較高的高合金工具鋼。

基本性能：紅硬性高達6000C，有高的強度、硬度、耐磨性和淬透性。(2)刃具鋼(2)刃具鋼②高速鋼用途：主要適宜于制造切削速度較高的刃具（如車刀、鉆頭等）和形狀復(fù)雜、負(fù)載較重的成形刀具（如銑刀、拉刀等）。此外高速鋼還可用于制造冷沖模、冷擠壓模以及某些耐磨零件。常用的高速鋼有鎢系高速鋼，如W18Cr4V；鉬系高速鋼，如W6Mo5Cr4V2等。(3)模具鋼定義：主要用來制造各種模具的鋼稱為模具鋼。①冷變形模具鋼用于制造冷態(tài)金屬成形的鋼稱為冷變形模具鋼。如冷沖模、冷壓模等。冷變形模具鋼的性能特點是高的硬度和高耐磨性，具有足夠的強度、韌性和疲勞強度。常用的冷變形模具鋼有9SiCr、Cr12和Cr12MoV等。(2)刃具鋼②熱變形模具鋼用于制造使金屬在高溫下成形的模具。如熱鍛模、壓鑄模等。性能特點是在高溫下能保持足夠的強度、韌性和耐磨性，以及較高的抗熱疲勞性和導(dǎo)熱性。其最終熱處理一般為淬火后中溫或高溫回火.目前常采用5CrMnMo和5CrNiMo制作熱鍛模，采用了3Cr2W8制作熱擠壓模等。（4）合金量具鋼定義：合金量具鋼是用于制造測量工具（如游標(biāo)卡尺、千分尺、塞規(guī)、量規(guī)等）的鋼。主要性能：高硬度、高耐磨性、高的尺寸穩(wěn)定性和足夠的韌性。一般采用微變形鋼制造精度要求較高的量具，如CrWMn、CrMn、GCr15等。一般的量具可以用碳素工具鋼、合金工具鋼和滾珠軸承鋼來制造。②熱變形模具鋼

4.特殊性能鋼定義：特殊性能鋼是指具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼。（1）不銹耐酸鋼不銹耐酸鋼是指在腐蝕介質(zhì)中具有高的抗腐蝕能力的鋼，又稱為不銹鋼。常用的不銹鋼主要有鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。①鉻不銹鋼用途：鉻不銹鋼主要用于制造在海水、蒸氣、酸性環(huán)境下工作的零件。常見牌號：1Cr13、2Cr13、3Cr13和4Cr13，常稱為Cr13型不銹鋼。常用的熱處理方法：淬火+低溫回火。用途：1Cr13、2Cr13適于制造汽輪機葉片、水壓機閥等。3Cr13、4Cr13適于制造彈簧、醫(yī)療器械及在弱腐蝕條件下工作而要求高強度的耐蝕零件。4.特殊性能鋼②鉻鎳不銹鋼定義：鉻鎳不銹鋼主要用于制造在強腐蝕介質(zhì)（硝酸、磷酸、有機酸及堿水溶液等）中工作的設(shè)備。常見的牌：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9。用途：適于制造吸收塔、貯槽、管道及容器等。（2）耐熱鋼鋼的耐熱性是高溫抗氧化性和高溫強度的總稱。耐熱鋼通常分為抗氧化鋼和熱強鋼。抗氧化鋼主要用于如加熱爐底板、滲碳箱等的零件，常用牌號有4Cr9Si2、1Cr13SiAl。熱強鋼主要適用于高溫強度的汽油機、柴油機的排氣閥、汽輪機葉片、轉(zhuǎn)子等。常見牌號有15CrMo、4Cr14Ni4WMo。②鉻鎳不銹鋼（3）耐磨鋼定義：耐磨鋼是指在強烈沖擊載荷下發(fā)生沖擊硬化，從而獲得很高的耐磨性的高錳鋼。牌號：這種鋼基本上都是鑄造成型的。因而鋼號寫成ZGMn13即鑄造高錳鋼。用途：主要用于制造鐵路道岔、坦克覆帶、挖土機鏟齒等。

3.2.3鑄鐵定義：鑄鐵是含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。分類：根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式和形態(tài)不同，鑄鐵可分為：白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵。

1.灰鑄鐵定義：灰鑄鐵中的碳主要以片狀石墨的形式存在，斷口呈暗灰色，故稱灰鑄鐵。（3）耐磨鋼牌號：以“HT加數(shù)字組成”表示，其中“HT”是“灰”與“鐵”的漢語拼音字首表示灰口鑄鐵，數(shù)字表示其最低的抗拉強度。如HT100表示最低抗拉強度為100MPa的灰鑄鐵。熱處理可以改變灰鑄鐵的基體組織，但不能改變其石墨形態(tài)和分布，因而對提高灰鑄鐵的力學(xué)性能作用不大。2.可鍛鑄鐵鑄鐵中石墨呈緊密的團絮狀，它是用白口鑄鐵經(jīng)長期退火后獲得的。由于石墨呈團絮狀，大大減輕了對基體的割裂作用。因此這種鑄鐵強度較高，韌性好。并由此得名“可鍛”，但實際上并不可鍛。分類：可鍛鑄鐵有黑心可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵。牌號：由“KTH”、“KTZ”及后面的兩組數(shù)字組成。其中“KT”是“可鐵”二字的漢語拼音字首，“H”表示黑心，“Z”表示以珠光體為基體。其后兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度σb和最低延伸率δ。牌號：以“HT加數(shù)字組成”表示，其中“HT”是“灰”與“鐵”3.球墨鑄鐵球墨鑄鐵在澆注之前，往鐵水中加入一定量的球化劑（稀土鎂合金等）和孕育劑（硅鐵或硅鈣合金），使鑄鐵中的石墨呈球狀析出的鑄鐵。性能：球墨鑄鐵的力學(xué)性能比灰鑄鐵和可鍛鑄鐵都高，其抗拉強度、塑性、韌性與相應(yīng)基體組織的鑄鋼相近，而成本接近于灰鑄鐵，并保留了灰鑄鐵的優(yōu)良性能。用途：球墨鑄鐵一出現(xiàn)就得到了廣泛的使用。如柴油機曲軸、減速箱齒輪以及軋鋼機軋輥等。牌號：由“QT”及后面的兩組數(shù)字組成?！癚T”表示“球鐵”兩字的漢語拼音字首，后面的兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度σb和最低延伸率δ。熱處理：球墨鑄鐵可以采用不同的熱處理工藝，改變其基體組織，從而改變球墨鑄鐵的力學(xué)性能。經(jīng)退火處理，提高球墨鑄鐵的塑性和韌性，改善切削加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力；經(jīng)正火處理，提高球墨鑄鐵的強度和耐磨性；經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，獲得較好的綜合力學(xué)性能；經(jīng)高溫淬火，球墨鑄鐵獲得高強度、高硬度，又有高韌性的較高綜合性能。3.球墨鑄鐵

3.2.4有色金屬及合金1.鋁及鋁合金（1）純鋁純鋁是銀白色金屬，主要的性能特點是密度小，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性高，抗大氣腐蝕性能好，塑性好，無鐵磁性。因此適宜制作要求導(dǎo)電的電線、電纜，以及具有導(dǎo)熱和耐大氣腐蝕而對強度要求不高的某些制品。牌號：純鋁代號用1╳╳╳

系列表示。牌號的最后兩位數(shù)字表示最低鋁的百分含量，牌號第二位的字母表示原始純鋁的改型情況：A為原始純鋁，B~Y為其改型。例如1A35表示=99.35%的純鋁。工業(yè)高純鋁純度可達=99.00%~=99.80%，這類鋁主要用于制成管、棒、線等型材以及配制鋁合金的原料。（2）鋁合金鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。3.2.4有色金屬及合金①變形鋁合金分類：按其主要性能和用途分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金。牌號：用2╳╳╳~8╳╳╳

系列表示。牌號第一位數(shù)字表示鋁合金的組別。牌號的最后兩位數(shù)用來區(qū)分同一組中不同的鋁合金。第二位字母表示原始鋁合金的改型情況：A為原始鋁合金，其他為原始鋁合金的改型合金。②鑄造鋁合金分類：根據(jù)化學(xué)成分不同可分為鋁—硅系、鋁—銅系、鋁——鎂系和鋁—鋅系等合金。性能：鑄造鋁合金具有優(yōu)良的鑄造性能和抗蝕性。用途：常用于制造輕質(zhì)、耐蝕、形狀復(fù)雜的零件，如活塞儀表外殼、發(fā)動機缸體等。牌號：以“Z”（“鑄”字的漢語拼音第一個字母）為首，后加鋁的元素符號，再加主要添加元素符號及其百分含量來表示。例如ZAlSi9Mg表示=9%，=1%，其余為鋁的鑄造鋁合金。①變形鋁合金2.銅及銅合金（1）工業(yè)純銅工業(yè)純銅呈玫瑰紅色，表面氧化膜是紫色，故稱紫銅。其純度為99.5～99.95%。主要用于制作導(dǎo)電材料及配制銅合金的原料。牌號：工業(yè)純銅用“T”和數(shù)字表示?！癟”表示“銅”字母漢語拼音字首，數(shù)字表示順序號。順序號越大，雜質(zhì)含量越高。常見牌號有T1、T2、T3和T4。（2）銅合金①黃銅黃銅是以鋅為主加元素的銅合金。a.普通黃銅：普通黃銅是銅和鋅的合金。牌號：用“黃”字漢語拼音字母的字首“H”加數(shù)字表示。數(shù)字表示平均含銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百分?jǐn)?shù)。如H70表示平均含銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，含鋅量為30%的普通黃銅。2.銅及銅合金常用的牌號用途：H80，顏色是美麗的黃金色，又稱金黃銅，可作裝飾品；H70又稱三七黃銅，它具有較好的塑性和冷成型性，用于制造彈殼、散熱器等，故又稱為彈殼黃銅；H62又稱四六黃銅，是普通黃銅中強度最高的一種，主要用于制造彈簧、墊圈、金屬網(wǎng)等。b.特殊黃銅：

在普通黃銅中再加入其它合金元素所組成的銅合金，稱為特殊黃銅。常加入的元素有鉛、錫、鋁、錳、硅等，相應(yīng)地可稱這些特殊黃銅為鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、錳黃銅和硅黃銅。加入合金元素提高了黃銅的強度、耐蝕性和改善工藝性。牌號：由“H”與主加合金元素符號、銅含量百分?jǐn)?shù)、合金元素含量百分?jǐn)?shù)組成。如:HPb59—1表示含銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59%，含鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，其余為鋅的鉛黃銅。常用的牌號用途：鉛黃銅（HPb59—1）主要用于制造大型軸套、墊圈等；錳黃銅（HMn58—2）主要用于制造在腐蝕條件下工作的零件，如氣閥、滑閥等。常用的牌號用途：H80，顏色是美麗的黃金色，又稱金黃銅，可作②青銅青銅是指除黃銅和白銅以外，其余的銅合金的統(tǒng)稱。按其化學(xué)成分可分為錫青銅和無錫青銅。3.2.4有色金屬及合金青銅的牌號：由“Q”，主加元素符號及其含量百分?jǐn)?shù)，其他元素的含量百分?jǐn)?shù)組成。如QSn4—3表示含錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，其他元素為3%，其余為銅的錫青銅。3.軸承合金定義：在滑動軸承中，制造軸瓦或內(nèi)襯的合金稱為軸承合金。牌號：由“Z”（“鑄”字漢語拼音字首）。基體金屬元素，主要金屬元素符號和各主要合金元素平均的百分?jǐn)?shù)組成。分類：常用的軸承合金有錫基、鉛基、鋁基軸承合金。②青銅3.2.5硬質(zhì)合金定義：硬質(zhì)合金是指以一種或幾種難溶碳化物（如碳化鎢、碳化鈦等）的粉末為主要成分，加入起粘結(jié)作用的金屬鈷粉末，用粉末冶金方法制作的材料。性能特點：硬度高、紅硬性好、耐磨性好。分類：常用硬質(zhì)合金按成分和性能特點分為鎢鈷類硬質(zhì)合金，鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，鈷鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金。1.鎢鈷類硬質(zhì)合金主要成分：碳化鎢（WC）和粘接劑（Co）。牌號：“YG”（“硬、鈷”兩字漢語拼音字首）和平均含鈷量的百分?jǐn)?shù)組成。例如，YG8表示平均WCo=8%，其余為碳化鎢的鎢鈷類硬質(zhì)合金。用途：YG類合金適合于加工脆性材料。機械工程材料課件12.鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金主要成分：碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）和鈷（Co）。牌號：“YT”（“硬、鈦”兩字漢語拼音字首）和碳化鈦平均含量的百分?jǐn)?shù)。例如YT15表示用途：YT類合金適合于加工塑性材料。同一類硬質(zhì)合金中，含鈷量較高的適宜制造粗加工刃具；含鈷量低的適宜制造精加工刃具。3.鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金主要成分：碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭（或碳化鈮）及鈷。牌號：由“YW”（“硬、萬”兩字漢語拼音字首）加順序號組成。如YW1。用途：它適用于切削各種鋼材，特別對于切削不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼等難加工的鋼材，效果較好。它也可以代替YG類硬質(zhì)合金加工鑄鐵等脆性材料。2.鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金3.3鋼熱處理定義：熱處理是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜM行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理工藝的分類：根據(jù)加熱和冷卻方法不同，工業(yè)生產(chǎn)中常用的熱處理工藝大致可分為：普通熱處理（退火、正火、淬火、回火）、表面熱處理（表面淬火、化學(xué)熱處理）。3.3.1退火與正火1.鋼的退火定義：退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。目的：（1）降低硬度，提高塑性，改善切削加工和壓力加工性能；（2）細(xì)化晶粒，改善內(nèi)部組織和性能；（3）為以后的熱處理作準(zhǔn)備。分類：成分和退火目的的不同，退火可分為完全退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火、去應(yīng)力退火等。3.3鋼熱處理2.鋼的正火定義：正火是將工件加熱奧氏體化后在空氣中冷卻的熱處理工藝。目的：正火目的與退火目的基本相同。正火的應(yīng)用與退火一樣，一般作為預(yù)備熱處理。對合金調(diào)質(zhì)鋼，正火獲得均勻而細(xì)密的組織，為調(diào)質(zhì)處理做好了組織準(zhǔn)備；對共析鋼，正火可消除網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火做好組織準(zhǔn)備；對低碳鋼或低碳合金鋼，正火可細(xì)化晶粒，提高硬度，改善切削加工性；對性能要求不高的零件，以及一些大型或形狀復(fù)雜的零件，淬火容易開裂，也用正火作為最終熱處理。

3.3.2鋼的淬火定義：淬火是將工件加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。目的：得到馬氏體或貝氏體組織，提高鋼的強度、硬度和耐磨性。淬火常見的冷卻介質(zhì)有：水、鹽水和礦物油。常用的淬火方法有：單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火、等溫淬火。淬火與回火配合，能大大提高鋼的力學(xué)性能，所以淬火是強化鋼材的重要熱處理工藝。2.鋼的正火淬硬性：是指鋼經(jīng)淬火后能達到的最高硬度。主要取決于鋼中的碳含量，碳含量越高，獲得的硬度越高。淬透性：是指鋼經(jīng)淬火獲得淬硬層深度的能力，淬透性越好，淬硬層越厚。淬透性主要取決于鋼的化學(xué)成分和淬火冷卻方式。注意：一般合金鋼淬透性高于碳素鋼，而含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的碳素鋼與合金鋼淬硬性基本相同。3.3.3鋼的回火定義：回火是將淬火鋼重新加熱到低于7270C的某一溫度，保溫一定時間，然后空冷到室溫的熱處理工藝。回火的目的是：（1）消除殘余應(yīng)力，防止變形和開裂。（2）調(diào)整工件硬度、強度、塑性和韌性，達到使用性能要求。（3）穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度。（4）改善和提高加工性能。淬硬性：是指鋼經(jīng)淬火后能達到的最高硬度。主要取決于鋼中的碳含分類：按回火溫度范圍，回火可分為：低溫回火、中溫回火和高溫回火。常用回火方法特點及應(yīng)用見下表：

種類

低溫回火

中溫回火

高溫回火

方法工件在2500C以下進行的回火。工件在2500C～5000C之間進行的回火。工件在5000C以上進行的回火。

特點保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火殘余應(yīng)力和脆性。得到較高的彈性和屈服點，適當(dāng)?shù)捻g性。得到強度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能。

應(yīng)用范圍刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳及表面淬火的零件等。彈簧、鍛模、沖擊工具等廣泛用于各種較重要的受力結(jié)構(gòu)件，如連桿、螺栓、齒輪及軸類零件等。分類：按回火溫度范圍，回火可分為：低溫回火、中溫回火和高溫回3.3.4鋼的表面熱處理表面熱處理分類：分為表面淬火與表面化學(xué)熱處理兩大類。1.表面淬火表面淬火是僅對工件表面層進行的淬火。其目的是使工件表面具有高硬度、耐磨性而心部具有足夠的強度和韌性。一般包括感應(yīng)淬火和火焰淬火等。（1）感應(yīng)淬火感應(yīng)淬火是利用感應(yīng)電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使工件表面受到局部加熱，并進行快速冷卻的淬火工藝。感應(yīng)電流透入工件表層的深度主要取決于電流頻率的高低。頻率越高，淬硬層深度越淺。適用于大批量生產(chǎn)。（2）火焰淬火火焰淬火是利用氧氣一乙炔火焰使工件表層加熱并快速冷卻的淬火工藝。其淬硬層深度一般為2~6mm，這種方法加熱溫度及淬硬層深度不易控制，淬火質(zhì)量不穩(wěn)定，但不需要特殊設(shè)備，故適用于單件或小批量的中碳鋼、中碳合金鋼制造的大型工件。3.3.4鋼的表面熱處理2.鋼的化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫、冷卻，使一種或幾種元素滲入鋼件表層，以改變鋼件表面層的化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。化學(xué)熱處理的種類很多，根據(jù)滲入元素的不同，化學(xué)熱處理分為滲碳、滲氮、碳氮共滲等。(1)滲碳滲碳是把低碳鋼工件放在滲碳介質(zhì)中，加熱到一定溫度，保溫足夠長的時間，使表面層的碳濃度升高的一種熱處理工藝。根據(jù)滲碳介質(zhì)不同可分為：固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳，其中氣體滲碳應(yīng)用最廣。工件滲碳后必須淬火和低溫回火，使表層獲得高硬度和耐磨性；心部仍保持高塑性和韌性。滲碳主要用于承受較大沖擊載荷和在嚴(yán)重磨損條件下工作的零件，如齒輪、活塞銷、軸類零件等。(2)滲氮（氮化）滲氮是在一定溫度下于一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。2.鋼的化學(xué)熱處理3.3.5典型零件熱處理分析1.熱處理的技術(shù)條件的標(biāo)注熱處理技術(shù)條件,其內(nèi)容包括預(yù)先熱處理和最終熱處理方法及應(yīng)達到的力學(xué)性能要求等，作為熱處理生產(chǎn)及檢驗時的依據(jù)。2.熱處理工序位置安排按熱處理的工序位置不同，分為預(yù)先熱處理和最終熱處理。其工序位置安排如下：（1）預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理包括：退火、回火、調(diào)質(zhì)等。一般安排在毛坯生產(chǎn)之后，切削加工之前，或粗加工之后，半精加工之前。退火、正火件加工路線為：毛坯生產(chǎn)——退火（或正火）——切削加工調(diào)質(zhì)件加工路線一般為：下料——鍛造——正火（或退火）——粗加工（留余量）——調(diào)質(zhì)處理——半精加工（或精加工）。3.3.5典型零件熱處理分析（2）最終熱處理最終熱處理包括：淬火、回火、滲碳等。零件經(jīng)最終熱處理后硬度高，除磨削外不宜進行切削加工，故工序位置一般安排在半精加工后，磨削加工前。①淬火件工序位置分整體淬火和表面淬火兩種。a.整體淬火加工路線一般為：下料——鍛造——退火（或正火）——粗加工、半精加工（留磨削余量）——淬火、回火（低、中溫）——磨削b.表面淬火件加工路線一般為：下料——鍛造——退火（或正火）——粗加工——調(diào)質(zhì)——半精加工（留磨削余量）——表面淬火、低溫回火——磨削（2）最終熱處理

②滲碳件加工路線一般為：下料——鍛造——正火——粗加工、半精加工（留防滲余量和鍍銅）——滲碳——淬火、低溫回火——磨削【例3.1】已知一汽車變速箱齒輪。經(jīng)過對齒輪的結(jié)構(gòu)及工作條件的分析，該齒輪選用20CrMnTi的鍛件毛坯。它的熱處理技術(shù)條件如下：滲碳層深度為0.8～1.3mm；齒面硬度為58～62HRC，心部硬度為33～48HRC；生產(chǎn)過程中，齒輪加工工藝路線如下：備料——鍛造——熱處理1——機械加工——熱處理2——熱處理3——噴丸——校正花鍵孔——磨齒。

3.4常用非金屬材料3.4.1高分子材料高分子材料是以高分子化合物（分子量一般在5000以上）為主要組分的材料。常用的高分子材料有塑料、橡膠、膠粘劑等。1.塑料塑料是以樹脂為主要成分，加入填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、潤滑劑等制成的。（1）按應(yīng)用范圍分為通用塑料和工程塑料。①通用塑料主要是指產(chǎn)量大、價格低、應(yīng)用廣的常用塑料。主要有聚乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等，主要用于制造日常生活用品、包裝材料和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的一般機械零件。②工程塑料常指在工程技術(shù)中作結(jié)構(gòu)材料。這類塑料具有較高的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射等特殊性能，因而可部分代替金屬，特別是有色金屬來制作某些機械構(gòu)件或某些特殊用途的構(gòu)件。常用的工程塑料有聚酰胺（尼龍）、聚甲醛、ABS、有機玻璃等。3.4常用非金屬材料(2)按塑料受熱后所表現(xiàn)的行為分為熱塑性塑料和熱固性塑料。①熱塑性塑料熱塑性塑料是一類可以反復(fù)通過提高溫度使之軟化、降低溫度使之硬化的材料。常用的熱塑性塑料有尼龍（聚酰胺）、聚乙烯等。②熱固性塑料這類塑料加熱時軟化，然后固化成型，這一過程不能重復(fù)進行。常用的有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料等。(3)塑料的性能及選用優(yōu)點：質(zhì)輕，比強度高，化學(xué)穩(wěn)定性好（能耐“王水”的腐蝕）。電絕緣性優(yōu)異。減磨、耐磨性好。消聲和吸振性好，成型加工性好，且方法簡單，生產(chǎn)效率高。缺點：強度、剛度低，耐磨性低，易燃燒，易老化，熱導(dǎo)性差，熱膨脹系數(shù)大，幾何精度穩(wěn)定性差。根據(jù)這樣特別塑料選用時從使用性能、工藝性能和經(jīng)濟性能三方面考慮。機械工程材料課件12.橡膠橡膠是以生膠為主要原料，加入適量的硫化劑、軟化劑、填充劑、防老劑等而制成的。（1）橡膠的分類①按生膠來源不同分為：天然橡膠和合成橡膠；合成橡膠是從石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品中提煉制得的合成產(chǎn)物。②按應(yīng)用范圍不同分為：通用橡膠和特種橡膠；特種橡膠是指能在特殊條件下（如高溫、低溫、酸、堿、油、輻射等）下使用的橡膠。（2）橡膠的特性橡膠主要的特性是彈性好，去除外力后迅速恢復(fù)原狀。同時絕緣性，耐磨性好，有隔音性，吸振能力，積儲能量的能力，有一定的耐蝕性和強度。橡膠最大的缺點是易老化。老化影響橡膠的性能及使用壽命，加入防老化劑可延長和減輕老化過程。2.橡膠（3）橡膠的用途工業(yè)上用作輪胎、密封件、減振件、防振件、傳動件、運輸膠帶、管道、電線、電纜和絕緣材料等。3.膠粘劑膠接是借助于某種物質(zhì)在固體表面產(chǎn)生的粘合力將材料牢固地連接在一起的方法。膠粘劑是指能夠產(chǎn)生粘合力的物質(zhì)。（1）膠粘劑的分類天然膠粘劑（如松香等）有機膠粘劑膠粘劑合成膠粘劑（工程上應(yīng)用最廣）無機膠粘劑（3）橡膠的用途合成膠粘劑是以具有粘性的合成高分子化合物為基料，加入一定量添加劑組成的膠粘劑。他分為熱塑性樹脂膠粘劑、熱固性樹脂膠粘劑、合成橡膠膠粘劑和混合型膠粘劑。（2）膠接的特點及用途膠接與鉚接、焊接、螺紋連接相比，具有連接面應(yīng)力分布均勻、質(zhì)量輕、密封性好，可連接各種材料，接頭平整光滑，工藝簡單等優(yōu)點。但膠接接頭強度較低，使用溫度低，易老化，使用壽命較低。廣泛應(yīng)用于船舶、機械、電子儀表、化工、宇航工業(yè)等。3.4.2陶瓷材料陶瓷是以天然硅酸鹽或人工合成無機化合物為原料，用粉末冶金法生產(chǎn)的無機非金屬材料。陶瓷按原料不同分為普通陶瓷和特種陶瓷；按用途不同分為日用陶瓷和工業(yè)陶瓷。1.普通陶瓷普通陶瓷的原料是粘土、長石、石英等天然硅酸鹽礦物，又稱傳統(tǒng)陶瓷或硅酸鹽陶瓷。常用的有日用陶瓷、建筑陶瓷、絕緣陶瓷、化工陶瓷等。合成膠粘劑是以具有粘性的合成高分子化合物為基料，加入一定量添2.特種陶瓷特種陶瓷又稱近代陶瓷。特種陶瓷具有獨特的性能，能滿足工程結(jié)構(gòu)的特種需要。常見的有氧化鋁陶瓷（剛玉）、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等。3.4.3復(fù)合材料復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，經(jīng)人工組合而成的新型多相材料。復(fù)合材料的組成分為基本材料和增強材料。1.復(fù)合材料的分類(1)按基體材料不同：非金屬基體和金屬基體。(2)按增強材料的種類和形狀不同：纖維增強、顆粒增強、層疊、骨架復(fù)合材料等。(3)按性能不同：結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、功能復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料用于制造結(jié)構(gòu)件，功能復(fù)合材料是指具有某些物理功能和效應(yīng)的復(fù)合材料。2.復(fù)合材料的性能優(yōu)點是比強度、比模量高、高溫性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好、成型工藝簡單。2.特種陶瓷五、鈑金金屬材料五、鈑金金屬材料序號規(guī)定的牌號及熱處理狀態(tài)材料名稱化學(xué)成份要求08冷軋鋼板符合GB/T13237DX2電鍍鋅鋼板基體材料成份符合GB/T15675表面鍍層成份必須是純鋅或者鋅鎳合金。SGCC熱鍍鋅板基體材料成份符合GB/T251803Z80無鋅花熱鍍鋅板基體材料成份符合GB/T2518Q235A熱軋鋼板符合

GB/T70065Mn彈簧鋼板符合

GB/T327920鋼棒符合

GB/T6991Cr18Ni9不銹鋼板

符合

GB/T32801Cr17Ni7-Y不銹鋼帶符合

GB/T42311Cr18Ni9不銹鋼棒符合

GB/T1220ZG07Cr19Ni9鑄不銹鋼符合

GB/T21005052-H32防銹鋁板符合

GB/T31906063-T5鍛鋁板、鋁型材符合

GB/T31906061-T6鋁型材符合

GB/T3190YL102鋁壓鑄合金符合GB/T15115YL113鋁壓鑄合金符合GB/T15115YL116鑄造鋁合金符合GB/T1173T2-M純銅板符合

GB/T2040T2-Y純銅管符合

GB/T5231H62-Y2黃銅六角棒符合

GB/T5231QBe2-Y鈹青銅帶符合

GB/T5231QSn6.5-0.4-Y錫磷青銅帶符合

GB/T5231BZn18-18白銅符合

GB/T5231ZZnAl4Y鋅壓鑄合金符合

GB/T138185J20110雙金屬帶材符合

GB/T4461-92（一）常用鈑金金屬材料序號規(guī)定的牌號及熱處理狀態(tài)材料名稱化學(xué)成份要求08冷軋鋼板符（二）常用鈑金金屬材料（替代材料）序號材料名稱圖紙的材料替代材料牌號及熱處理狀態(tài)冷軋鋼板08SPCC，SPCD，SECC-P，，，10，電鍍鋅鋼板DX2SECC-N；無鋅花并耐指紋處理的熱鍍鋅板熱鍍鋅板SGCCCS(TAPEA)AZ150無鋅花熱鍍鋅鋼板03Z80GI熱軋鋼板Q235AQ235C，Q235D，20，25，45……彈簧鋼板65Mn鋼棒2045不銹鋼板

06Cr19Ni100Cr18Ni9，1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti，302（美國），304（美國）不銹鋼帶12Cr17Ni7-Y1Cr17Ni7-Y，301（美國），0Cr17Ni7Al不銹鋼棒06Cr19Ni100Cr18Ni9，304（美國），316（美國）防銹鋁板5052-H3202-H32，5052-H24鍛鋁板6063-T56063-T6，6061-T4或T6（注：不適用于散熱器類的材料替代）鋁型材6063-T56063-T6，6061-T4或T6（注：不適用于散熱器類的材料替代）鋁型材6061-T6鋁壓鑄合金YL1021）ADC1（日本）；2）僅當(dāng)規(guī)定的材料無法滿足尺寸成形要求時才允許使用：ADC12(日本)鋁壓鑄合金YL113YL102，ADC12(日本)純銅板T2-MT2-Y，TU1-Y，TU2-Y，純銅管T2-Y黃銅棒H62-Y2鈹青銅帶QBe2-YC17200（美國），C1720（日本）錫磷青銅帶QSn6.5-0.4-Y白銅BZn18-18C7521（日本），C75200（美國）鋅壓鑄合金YX040YX041（二）常用鈑金金屬材料（替代材料）序號材料名稱圖紙的材料替代中國日本美國英國德國法國前蘇聯(lián)GB1220-92[84]

AISIBS970Part4DIN17440NFA35-572TOCT5632GB3220-92[84]JISUNSBS1449Part2DIN17224NFA35-576~582

NFA35-584

1Cr17Mn6Ni5NSUS201201--------1Cr18Mn8Ni5NSUS202202------12×17.T9AH4----S20200284S16------2Cr13Mn9Ni4------------1Cr17Ni7SUS301301------------S30100301S21X12CrNi177Z12CN17.07--1Cr17Ni8SUS301J1----X12CrNi177----1Cr18Ni9SUS302302302S25X12CrNi188Z10CN18.0912×18H91Cr18Ni9Si3SUS302B302B--------Y1Cr18Ni9SUS303303303S21X12CrNiS188Z10CNF18.09--Y1Cr18Ni9SeSUS303Se303Se303S41------0Cr18Ni9SUS304304304S15X2CrNi89Z6CN18.0908×18B1000Cr19Ni10SUS304L304L304S12X2CrNi189Z2CN18.0903×18H110Cr19Ni9NSUS304N1304N----Z5CN18.09A2--（三）國家標(biāo)準(zhǔn)對比中國日本美國英國德國法國前蘇聯(lián)GB1220-92[84]A（四）、正確選用鈑金金屬材料參考資料：中國鍛壓協(xié)會《鈑金與制作》2009年第4期，作者：蔡冀中（四）、正確選用鈑金金屬材料參考資料：中國鍛壓協(xié)會《鈑金與制六、非金屬材料非金屬材料指工程材料中除金屬材料以外的其他一切材料。非金屬材料的原料來源廣泛，自然資源豐富，成形工藝簡單，具有一些特殊性能，應(yīng)用日益廣泛，已成為機械工程材料中不可缺少的重要組成部分。在機械工程中常用的非金屬材料主要包括高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料六、非金屬材料非金屬材料指工程材料中除金屬材料以外的其他一切學(xué)習(xí)要點1．高分子材料（高聚物）是通過聚合反應(yīng)以低分子化合物結(jié)合形成的。聚合反應(yīng)分為加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。2．塑料主要由合成樹脂和添加劑組成。3．常用塑料及其在生產(chǎn)中的用途。4．工業(yè)陶瓷的特點及用途。5．復(fù)合材料的特點及分類。學(xué)習(xí)要點1．高分子材料（高聚物）是通過聚合反應(yīng)以低分子化合物高分子材料高分子材料是以高分子化合物為主要組分的材料。高分子化合物是指相對分子質(zhì)量(分子量)很大的化合物，其分子量一般在5000以上。高分子化合物包括有機高分子化合物和無機高分子化合物兩類。有機高分子化合物又分為天然的和合成的。機械工程中使用的高分子材料主要是人工合成的有機高分子聚合物（簡稱高聚物），例如塑料、合成橡膠、合成纖維、涂料和膠接劑等。高聚物是通過聚合反應(yīng)以低分子化合物結(jié)合形成的高分子材料高分子材料高分子材料是以高分子化合物為主要組分的材料。高分子聚合反應(yīng)1.加聚反應(yīng)由一種或多種單體相互加成而連接成聚合物的反應(yīng).

例如乙烯加聚成聚乙烯；單體為兩種或兩種以上的則為共加聚，例如ABS工程塑料就是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體共聚合成的。

2.縮聚反應(yīng)是由一種或多種單體相互作用而連接成高聚物的反應(yīng),這種反應(yīng)同時析出新的低分子副產(chǎn)物。酚醛樹脂(電木)、聚酰胺(尼龍)、環(huán)氧樹脂等都是縮聚反應(yīng)產(chǎn)物。聚合反應(yīng)1.加聚反應(yīng)塑料1．塑料的組成

塑料是以合成樹脂為主要成分，加入一些用來改善使用性能和工藝性能的添加劑而制成的高分子材料。樹脂的種類、性能、數(shù)量決定了塑料的性能，因此，塑料基本上都是以樹脂的名稱命名的，例如聚氯乙烯塑料的樹脂就是聚氯乙烯。工業(yè)中用的樹脂主要是合成樹脂，如聚乙烯、聚氯乙烯等。塑料1．塑料的組成添加劑（1）填料填料可使塑料具有所要求的性能，且能降低成本。用木屑、紙屑，石棉纖維、玻璃纖維等有機材料作填料，可增加塑料強度，例如酚醛樹脂中加入木屑即是俗稱的電木。用高嶺土、滑石粉、氧化鋁、石墨、鐵粉、銅粉和鋁粉等無機物為填料，可使塑料具有較高的耐熱性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐蝕性等。（2）增塑劑增塑劑用以增加樹脂的可塑性、柔軟性、流動性，降低脆性。常用的增塑劑有磷酸酯類化合物、甲酸酯類化合物和氯化石蠟等。（3）穩(wěn)定劑(防老化劑)穩(wěn)定劑可增加塑料對光、熱、氧等老化作用的抵抗力，延長塑料的壽命。常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽、環(huán)氧化合物等。（4）潤滑劑加入少量潤滑劑可改善塑料成形時的流動性和脫模性，使制品表面光滑美觀。常用的潤滑劑有硬脂酸等。除上述添加劑外，還有固化劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑、稀釋劑、阻燃劑、著色劑等。添加劑（1）填料填料可使塑料具有所要求的性能，且能降低成塑料的特性(1)質(zhì)輕、比強度高塑料的密度為0.9～2.2g／cm3，只有鋼鐵的1／8～1／4。泡沫塑料的密度約0．01g／cm3。塑料的強度比金屬低，但比強度高。這對減輕機械產(chǎn)品的重量具有重要意義。(2)化學(xué)穩(wěn)定性好塑料能耐大氣、水、堿、有機溶劑等的腐蝕。例如，聚四氟乙烯在沸騰的“王水”中仍很穩(wěn)定。(3)優(yōu)異的電絕緣性塑料有良好的電絕緣性，介質(zhì)損耗小，其電絕緣性可與陶瓷、橡膠等絕緣材料相媲美。(4)減摩、耐磨性好塑料的硬度低于金屬，但多數(shù)塑料的摩擦系數(shù)小，有些塑料(如聚四氟乙烯、尼龍等)具有自潤滑性。因此，塑料可用于制作在無潤滑條件下工作的某些零件。

(5)消聲和吸振性好塑料軸承和齒輪工作時平穩(wěn)無聲，大大減小了噪音污染。泡沫塑料常被用作隔音材料。

(6)成形加工性好塑料有注射、擠壓、模壓、澆塑等多種成形方法，且工藝簡單，生產(chǎn)率高。

(7)耐熱性差多數(shù)塑料只能在100℃左右使用，少數(shù)品種可在200℃左右使用；易老化(因光、熱、載荷、水、堿、酸、氧等的長期作用，使塑料變硬、變脆、開裂等現(xiàn)象，稱老化)；導(dǎo)熱性差，約為金屬的1／500；熱膨脹系數(shù)大，約為金屬的3至10倍。塑料的特性(1)質(zhì)輕、比強度高塑料的密度為0.9～2.2常用塑料(1)熱塑性塑料

①聚乙烯(PE)

按生產(chǎn)工藝不同，分為高壓聚乙烯、中壓聚乙烯和低壓聚乙烯。高壓聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性高，柔軟性、絕緣性、透明性、耐沖擊性好，宜吹塑成薄膜、軟管、瓶等。低壓聚乙烯質(zhì)