机械工程材料

大连理工大学 齐民

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 材料与材料科学
    • 1.2 工程材料的分类及应用
    • 1.3 工程材料课程的目的、性质和学习要求
  • 2 材料的性能
    • 2.1 材料的力学性质
    • 2.2 材料的物理和化学性能
    • 2.3 材料的工艺性能
  • 3 金属的晶体结构
    • 3.1 原子的结合方式
    • 3.2 晶体结构的基本概念
    • 3.3 金属的结构
  • 4 金属的结晶、二元合金相图、铁碳合金相图
    • 4.1 纯金属的结晶
    • 4.2 合金的结晶、二元合金相图
    • 4.3 铁碳合金相图
    • 4.4 凝固组织及其控制
  • 5 钢的热处理
    • 5.1 概述
    • 5.2 钢在加热时的转变
    • 5.3 钢在冷却时的转变
    • 5.4 钢的退火与正火
    • 5.5 钢的淬火与回火
  • 6 碳素钢及合金钢
    • 6.1 钢的分类与编号
    • 6.2 钢中杂质与合金元素
    • 6.3 结构钢
    • 6.4 工具钢
    • 6.5 特殊性能钢
  • 7 铸铁
    • 7.1 概述
    • 7.2 常用铸铁
  • 8 有色金属及其合金
    • 8.1 铝及铝合金
    • 8.2 铜及铜合金
    • 8.3 钛及钛合金
    • 8.4 轴承合金
  • 9 陶瓷材料
    • 9.1 常用工业陶瓷
    • 9.2 概述
  • 10 高分子材料
    • 10.1 概述
    • 10.2 高分子工程材料
    • 10.3 高分子功能材料
  • 11 复合材料
    • 11.1 绪论
    • 11.2 复合材料的成型工艺
    • 11.3 典型工程复合材料
  • 12 机械零件的选材与工艺分析
    • 12.1 选材的一般原则
    • 12.2 零件的失效
    • 12.3 典型零件的选材及应用实例
绪论


一、概况

定义:复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。它既能保留各组分材料的主要性能,又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。

结构复合材料由增强体组分和基体组分构成

增强体是主要的承载组元

基体是连接增强体成为整体并传递力作用的组元

材料的发展史


复合材料的特点

(1)比强度与比模量高:GFRP拉伸强度与钢材相当,而密度仅为钢材的1/4

(2)抗疲劳性能好:碳纤维聚酯树脂复合材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的70%~80%

(3)减振性能好:复合材料中增强体与基体的界面具有较好的吸振能力

(4)可设计性好:可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。

(5)制备与成型一体化:材料制备与制件成型可一次完成

二、复合材料分类

(1)按基体材料分类

聚合物基复合材料:eg. 环氧树脂基复合材料

金属基复合材料:eg. 钛基复合材料

陶瓷基复合材料:以陶瓷为基体制成的复合材料

水泥基复合材料:eg. 混凝土

碳基复合材料:以碳或石墨为基体制成的复合材料

(2)按增强纤维种类分类

玻璃纤维复合材料

碳纤维复合材料

有机纤维复合材料(芳香族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维)

金属纤维复合材料(W纤维、Mo纤维、不锈钢纤维及高强Be纤维等)

陶瓷纤维复合材料(碳化硅、碳化硼、氮化硼、氧化锆、二硼化钛、氧化铝等)

混杂纤维复合材料(以两种或两种以上不同成分的纤维为增强体制备的复合材料)


(3)按增强体形态分类


颗粒增强复合材料

连续纤维增强复合材料

短纤维增强复合材料

层状复合材料

编织复合材料


               纤维增强复合材料     颗粒增强复合材料    层状复合材料

(4)按用途分类

结构复合材料:主要用于承受荷载 如GFRP,CFRP等

功能复合材料:具有一种或多种功能特性(如导电、导磁、阻尼、换能、屏蔽、透光等)的复合材料

     如压电复合材料、磁致伸缩复合材料等

小结

复合材料定义:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。(增强体,基体)


复合材料的特点:轻质高强、抗疲劳、减振好、可设计、一体化制备


复合材料的分类:基体,增强体种类、形态,用途