機(jī)械工程材料課業(yè)總結(jié)作為一名學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)的學(xué)生，日后的專業(yè)方向就決定了以后的工作免不了要和各種材料打交道。所以現(xiàn)在學(xué)習(xí)的機(jī)械工程材料這門學(xué)科能讓我掌握如下知識(shí)：1） 熟悉常用材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，以及有關(guān)的加工工藝對(duì)其影響;2） 初步掌握常用機(jī)械工程材料的性能和應(yīng)用，并具備選用材料的能力；3） 初步具有正確選定一般機(jī)械零件的熱處理方法以及確定其工序。首先來談一下機(jī)械工程材料，其包括金屬材料，陶瓷材料、復(fù)合材料等。此外，隨著科技的發(fā)展，高分子材料以其獨(dú)特的某些性能和良好的性價(jià)比而發(fā)展迅速。金屬材料的各項(xiàng)屬性。金屬材料在不同環(huán)境下所表現(xiàn)出的性能是不同的， 其力學(xué)性能主要有：強(qiáng)度、塑性、剛度、彈性、硬度等。金屬材料在拉伸過程中的表現(xiàn)是其塑性、強(qiáng)度、彈性模量、彈性極限和彈性比功測(cè)定的主要依據(jù)。材料硬度的衡量主要是用硬度計(jì)測(cè)得，硬度標(biāo)準(zhǔn)主要分為布氏硬度，洛氏硬度和維氏硬度。根據(jù)材料性能和使用要求的不同而選用不同的硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。材料的安全性也是在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中需要嚴(yán)格把關(guān)的，其主要的損壞表現(xiàn)為斷裂，決定其斷裂類型的因素主要有：①材料本質(zhì)②加載方式③溫度④應(yīng)力集中⑤零件尺寸。零件在使用過程中還會(huì)出現(xiàn)疲勞，并有一定的疲勞極限，提高疲勞極限有助于零件的使用壽命的延長(zhǎng)，其方法主要有：①零件設(shè)計(jì)之初盡量減少零件的尖角②減低零件表面粗糙度③采用表面強(qiáng)化處理。由兩種以上的金屬或者非金屬的元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)，叫做合金。合金在固態(tài)下，組元仍談能相互溶解而形成的均勻相，稱為固溶體，根據(jù)其溶質(zhì)原子在晶格的分布情況的不同，固溶體可以分為間隙固溶體和置換固溶體，當(dāng)形成置換固溶體時(shí)，由于溶質(zhì)原子直徑的差異而導(dǎo)致固溶體晶格的畸變，也正是由于晶格的畸變，使固溶體的塑性變形能力增強(qiáng)，使材料的強(qiáng)度硬度增強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做固溶強(qiáng)化，是提高金屬材料力學(xué)性能的主要途徑之一。金屬與合金的冷卻和結(jié)晶。液態(tài)金屬在隨溫度下降的過程中，當(dāng)冷卻到某一溫度，溫度趨于某一穩(wěn)定值，這個(gè)溫度值就稱為結(jié)晶溫度。金屬的結(jié)晶其實(shí)是不斷形成晶核和晶核不斷長(zhǎng)大的過程。金屬晶粒的大小對(duì)于金屬的力學(xué)性能有著很大的影響，晶粒越小，金屬的硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性越好。因此如何細(xì)化晶粒就顯得十分重要，工業(yè)上常用方法如下：①增加過冷度②變質(zhì)處理③附加振動(dòng)。二元合金勻晶相圖。液相線taltb將整個(gè)相圖分為三個(gè)不同相區(qū)，液相線以上為液相區(qū)，合金處于液體狀態(tài)，以L表示，固相線以下合金處于固相區(qū)，以a表示，固相線和液相線之間的為液相+固相區(qū)，以L+a表示。以Cu-Ni合金相圖為例，如下圖所示：

Cu-Ni合金相圖Cu-Ni合金相圖二元共晶相圖。凡是二元合金系中兩組元在液態(tài)能完全互溶，而在固態(tài)相互有限溶解，并發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的相圖，稱為共晶相圖。以 Pb-Sn合金為例，如下圖所示：Atoo3oAtoo3oonu5Po1.0 203C40 50GC?r8CSTg：n'口①右部分是Pb溶于Sn中，形成B固溶體的部分勻晶相圖，所以ta,tb分別為Pb與Sn的熔點(diǎn)。液相在taC線上開始結(jié)晶出a固溶體，在tbC上開始結(jié)晶出B固溶體，taD,taE線分別為a、B固溶體的結(jié)晶終了的固相線。相界限把相圖分為六個(gè)相區(qū)：三個(gè)單相區(qū)為L(zhǎng)、a、B相區(qū)，三個(gè)兩相區(qū)為L(zhǎng)+a、L+B、a+B相區(qū)。共晶線DCE是L+a+B三相平衡的共存線。鐵碳合金相圖。傳統(tǒng)工業(yè)中說提到的鋼鐵，起基本組元是鐵和碳兩種元素，故稱為鐵碳合金。鐵和碳可形成Fe3C、Fe2C，F(xiàn)eC等。但是由于鐵碳合金中碳的含量大于5%時(shí)又沒實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，所以我們研究的主要是Fe-Fe3C。其相圖如下： 3在912oC以下為具有體心立方晶格的a-Fe。碳溶于a-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，鐵素體在770oC以下具有磁性，在770oC以上則失去磁性。碳溶于Y-Fe的間隙固溶體稱為奧氏體，奧氏體的力學(xué)性能與其溶碳量及晶粒大小有關(guān)。鋼的熱處理。對(duì)于鑄件、鍛件的進(jìn)行熱處理是非常必要的，可以消除鑄件中的缺陷，改善其工藝性能和力學(xué)性能，從而充分發(fā)揮鋼材的使用性能和使用壽命。熱處理可以分為普通熱處理，表面淬火，化學(xué)熱處理。普通熱處理包括退火、正火、淬火、回火；表面淬火分為感應(yīng)淬火，火焰淬火；化學(xué)熱處理分為滲碳、滲氮、碳氮共滲。一般熱處理都是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成。在生產(chǎn)中，常把熱處理分為預(yù)熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理是為了消除前道工序的缺陷或者為后續(xù)加工和最終熱處理做準(zhǔn)備。鋼的退火和正火。退火是吧工件加熱到一定程度后，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。正火是將鋼加熱到相變點(diǎn)以上完全奧氏體化后再在空氣中冷卻得到較細(xì)的珠光體組織的熱處理工藝。正火和退火的目的可以歸結(jié)為如下幾點(diǎn)：1） 調(diào)整鋼件硬度，以便隨后的加工。2） 消除殘余應(yīng)力，以穩(wěn)定鋼件尺寸，并防止其變形和開裂。3） 使化學(xué)成分均勻，細(xì)化晶粒，提高鋼的力學(xué)性能和工藝性能。鋼的分類。按照用途可以把鋼分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼等。按照冶金量和鋼中有害元素的含量分類可分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)按照化學(xué)元素分類可以分為碳素鋼、合金鋼（根據(jù)所含元素的不同可以分為錳鋼、銘鋼、銘鎳鋼等）。在一些特殊使用條件下，如強(qiáng)酸、堿，高溫等條件下抵抗較強(qiáng)的酸性或者其他性質(zhì)腐蝕，就要使用一些特殊材料的鋼材，如1、 不銹鋼。不銹鋼包括不銹鋼和耐酸鋼。不銹鋼可以抵抗空氣腐蝕，而耐酸剛則可以。2、 耐火剛。在航空、火力電站等部門中，許多零件要在高溫下使用，所以對(duì)于鋼材的耐熱性要求很高，即對(duì)于抗氧化性和高溫強(qiáng)度的綜合性能要求較高。一般在鋼材中加入鉻、硅、鋁等元素使其先被氧化，以將強(qiáng)其抗氧化性能。長(zhǎng)存元素和雜質(zhì)對(duì)于鋼性能的影響。1、 錳的影響。與高溫的綜合性能室溫下，錳元素可以溶于鐵素體，對(duì)于鋼有一定的強(qiáng)化作用。2、 硅的影響。室溫下，硅元素可以溶于鐵素體，對(duì)于鋼有一定的強(qiáng)化作用。3、 硫的影響。硫在鐵中主要以FeS形態(tài)存于鋼中，F(xiàn)eS的塑性較差，所以鐵中含有硫元素較多時(shí)，鋼的脆性較大。因此在鋼中對(duì)于硫含量有嚴(yán)格限制，消除硫含量的方法一般是加入錳，使之形成MnS，從而避免了熱脆性。合金元素在鋼中的作用。幾乎所有的元素都可以溶入鐵素體，形成合金鐵素體，合金溶入鐵素體后，由于它與晶格類型