第7章非铁金属材料.
复习与思考题
7-1 试从组织与性能变化上比较铝合金固溶处理+时效处理与钢 的淬火；铝合金的变质处理与灰铸铁的变质处理的异同处。 7-2下列牌号中何种材料？说明其符号、数字所代表的意义 A199、2A10、2A50、ZL40l、T2、HPb59-1、H68、、 ZPbSb16Sn16Cu2 7-3简述纯铝及各类铝合金的牌号表示方法、性能特点及应用。 7-4简述纯铜及各类铜合金的牌号表示方法、性能特点及应用。
3）其它铸造铝合金 •A1-Cu铸造铝合金耐热性好，但由于其铸造性能不好，有热裂和疏松倾
向，耐蚀性差，比强度低于一般优质硅铝明，故有被其它铸造铝合金取 代的趋势。常用牌号有ZL201、ZL202。 •A1-Mg铸造铝合金耐蚀性好，强度高，密度小(为2.55×103kg/m3)，但 其铸造性能差，耐热性低，熔铸工艺复杂，时效强化效果小，常用牌号 有ZL301，ZL302。
•A1-Zn铸造铝合金铸造性能好，铸态下可自然时效，是一种铸态下高强
度合金，价格是铝合金中最便宜的，但耐蚀性差，热裂倾向大，有应力 腐蚀断裂倾向，密度大。常用牌号有ZL40l、ZL402。
7.2铜及铜合金 7.2.1工业纯铜
铜是贵重有色金属。工业纯铜又称紫铜，密度为8.96×103kg/m3，熔点 为l083℃。纯铜具有良好的导电、导热性，其晶体结构为面心立方晶格， 因而塑性好，容易进行冷热加工。同时纯铜有较高的耐蚀性，在大气、 海水中及不少酸类中皆能耐蚀。但其强度低，强度经冷变形后可以提高， 但塑性显著下降。
2、青铜
青铜原指Cu-Sn合金。但逐渐地把除锌以外的其它元素的铜基合金， 也称为青铜。 所以青铜包含有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜和铅青铜等。
1）青铜牌号的表示方法
青铜的代号为： “Q(青)+主加元素符号及其质量分数+其它元素符号及质量分数” 铸造青铜则在代号（牌号）前加“ZCu”。
2）锡青铜
7.1.2铝合金分类 （1）变形铝合金
变形铝合金按其主要性能特点可分为防锈铝、硬铝、超硬铝与锻铝等。 通常由冶金厂加工成各种规格的型材（板、带、线、管等）产品供应。
1）变形铝合金牌号的表示方法
变形铝合牌号用（GB/T16474—1996规定）2×××～8×××系列表示。 牌号第一位数字表示组别，按铜、锰、硅、镁、镁和硅、锌，其它元 素的顺序来确定合金组别；牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况。
如果牌号第二位的字母是A，表示为原始合金，如果是B~Y的其它字母， 则表示为原始合金的改型合金；牌号的最后两位数字没有特殊意义，仅 用来区分同一组中不同的铝合金。
2）防锈铝合金
防锈铝合金属于热处理不能强化的铝合金，常采用冷变形方法提 高其强度。主要有A1-Mn、A1-Mg合金。锰的作用是固溶强化和提 高抗蚀性能，镁的作用是固溶强化与降低合金的密度。这类铝合 金具有适中的强度、优良的塑性和良好的焊接性，并具有很好的 抗蚀性，故称为防锈铝合金，常用于制造油罐、各式容器，防锈 蒙皮等。常用牌号有5A05等。
工业纯铝分未加压力加工产品（铝锭）和压力加工产品（铝材）： 按GB1196-88规定，铝锭的牌号有： A199.7、A199.6、A199.5、A199、A198五种。铝的质量分数不低于 99.0％的铝材为纯铝， 按GB/T16474-1996规定，铝材的牌号有： 1070A、1060、1050A、1035、1200等。（即化学成分近似于旧牌号 L1、L2、L3、L4、L5），牌号中数字越大，表示杂质的含量越高。
3）铝青铜
铝青铜是以铝为主加元素的铜合金，它不仅价格低廉，且强度、耐磨性、 耐蚀性及耐热性比黄铜和锡青铜都高，还可进行热处理(淬火、回火)强化。 当含A1量小于5％时，强度很低，塑性高；当含A1量达到12％时，塑性已很 差，加工困难。故实际应用的铝青铜的Al一般在5～10％之间。当Al＝ 5～7％时，塑性最好，适于冷变形加工。当Al＝10％左右时，常用于铸 造。 铝青铜在大气、海水、碳酸及大多数有机酸中具有比黄铜和锡青铜更 高的抗蚀性。因此铝青铜是无锡青铜中应用最广的一种，也是锡青铜 的重要代用品，缺点是其焊接性能较差。铸造铝青铜常用来制造强度 及耐磨性要求较高的摩擦零件，如齿轮、轴套、蜗轮等。
•工业纯铜按杂质含量可分为T1、T2、T3、T4四种。“T”为铜的汉语
拼音字头，其后数字越大，纯度越低。如T1的Cu＝99.95％，而T4的 Cu＝99.50％，余为杂质含量。
•纯铜一般不作结构材料使用，主要用于制造电线、电缆、导热零件
及配制铜合金。
7.2.2铜合金
1、黄铜
黄铜是以锌为主要合金元素的铜锌合金。 按化学成分分为普通黄铜和特殊黄铜两类：
1）铸造铝合金牌号的表示方法
铸造铝合金代号用“ZL”（铸铝）及三位数字表示。第一位数字表示 合金类别（如1表示铝-硅系，2表示铝-铜系，3表示铝-镁系，4表 示铝-锌系等）；后两位数字为顺序号，顺序号不同，化学成分不同。
2）Al-Si系合金
A1-Si系铸造铝合金又称硅铝明，是铸造铝合金中应用最广泛 的一类。这种合金流动性好，熔点低，热裂倾向小，耐蚀性和 耐热性好，易气焊。但粗大的硅晶体严重降低合金的机械性能。 因此生产中常采用“变质处理”提高合金的机械性能。
4）锻铝合金
锻铝合金大多是A1-Mg-Si-Cu系，含合金元素较少，有良好的热 塑性和耐蚀性，适于用压力加工来制造各种零件，有较高的机械 性能。一般锻造后再经固溶处理和时效处理。常用牌号2A50、 2A70等。
（2）铸造铝合金
铸造铝合金中有一定数量的共晶组织，故具有良好的铸造性能，但塑性 差，常采用变质处理和热处理的办法提高其机械性能。铸造铝合金可分 为A1-Si系、A1-Cu系、A1-Mg系和A1-Zn系四大类。
4）铍青铜
铍青铜的含Be量很低，约Be＝1.7～2.5％，Be在Cu中的溶解度随温度而变 化，故它是唯一可以固溶时效强化的铜合金，经固溶处理及人工时效后， 其性能可达σb＝1200MPa， δ＝2～4％，330～400HBS。 铍青铜还有较高的耐蚀性和导电、导热性，无磁性。此外，有良好的工 艺性，可进行冷、热加工及铸造成型。通常制作弹性元件及钟表、仪表、 罗盘仪器中的零件，电焊机电极等7.1铝及铝合金
7.1.1工业纯铝
纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变，呈银白色。塑性好(80％)、强度 低(b＝80～100MPa)，一般不能作为结构材料使用，可经冷塑性变形使其强 化。铝的密度较小(约2.7×103Kg/m3)，仅为铜的三分之一；熔点660℃；磁 化率低，接近非磁材料；导电导热性好，仅次于银、铜、金而居第四位。铝 在大气中其表面易生成一层致密的Al2O3薄膜而阻止进一步的氧化，故抗大气 腐蚀能力较强。纯铝主要用于制作电线、电缆，配制各种铝合金以及制作要 求质轻、导热或耐大气腐蚀但强度要求不高的器具。
•普通黄铜由铜与锌组成的二元合金。它的色泽美观，对海水和大气腐蚀有
很好的抗力。黄铜的机械性能与含Zn量有关。当Zn≤30～32％时，组织为 α单相黄铜。单相黄铜塑性好，适宜于冷、热压力加工。当Cu≥32％后， 组织为α＋ 双相黄铜，适宜于热压力加工。当Cu≥45％后，铜合金组织 全部为相，强度与塑性急剧下降，此时的合金已无使用价值。 常用的单相黄铜有H80、H70等。“H”为“黄”的汉语拼音字首，数字 表示平均含Cu量。H80色泽好，可以用来制造装饰品。H70强度高、塑性 好，可用深冲压的方法制造弹壳、散热器、垫片等零件。常用的+双 相黄铜有H62、H59，它们具有较高的强度与耐蚀性，且价格便宜，主要 用于热压、热轧零件。
•为改善黄铜的某些性能，常加入少量A1、Mn、Sn、Si、Pb、Ni等合金元素，
形成特殊黄铜。合金元素能分别提高铜合金的机械性能(A1、Mn、Si)、耐蚀 性(A1、Mn、Sn)和抗磨性(当Si和Pb共存时)等。Pb还能改善切削加工性，Fe 可细化晶粒，Ni能使铜合金的应力腐蚀开裂倾向降低。 特殊黄铜的代号是在“H”之后标以主加元素的化学符号，并在其后标以 铜及合金元素的质量分数。例HPb59-1表示Cu=59％、Pb=1％，余量为 Zn的铝黄铜。
是以Sn为主加入元素的铜合金。锡青铜的机械性能与含Sn量有关。当 Sn≤5～6％时，随着含Sn量的增加，合金的强度和塑性都增加。当Sn ＞6％时，强度还继续增高，但塑性急剧下降。当含Sn量大于20％时，强 度显著下降，合金变得很脆，故工业用锡青铜的Sn一般等于3～14％。 Sn≤5％的锡青铜具有良好的塑性和一定的强度，适于压力加工。 Zn≥10％的锡青铜，由于塑性差只适于铸造。 锡青铜的耐腐蚀性比纯铜和黄铜都高，特别是在大气、海水等环境中。 抗磨性能也高，多用于制造轴瓦、轴套等耐磨零件。
3）硬铝、超硬铝
硬铝、超硬铝都属于热处理能强化的铝合金，其中硬铝属于A1-CuMg系，超硬铝属于Al-Cu-Mg-Zn系。铝中加入铜、镁、锌等是为了 得到热处理所必须的强化相。牌号2A01硬铝有很好的塑性，大量用 于制造铆钉。飞机上常用铆钉的硬铝牌号为2A10。它比2A01铜的含 量稍高，镁的含量低，塑性好，且孕育期长，又有较高的抗剪强度。 牌号2A11硬铝既有相当高的硬度又有足够的塑性，在仪器、仪表及 飞机制造成中获得广泛的应用。牌号为7A04超硬铝，多用于制造飞 机上受力大的结构零件，如起落、大梁等。
第七章无机非金属类生态环境材料
五、无机非金属材料生态化改造实例
1．成分设计实例—新型粘土质复相陶瓷
粘土的主要成分是SiO2和Al2O3，假定的化学通式为 Al2O3·2SiO2·2H2O，此外还含有Fe、Ti、Mg、Ca等氧化物
3C＋SiO2SiC＋2CO 煅烧在氮气保护下进行，则最终制成Si3N4和Al2O3。
2）粉煤灰、煤矸石制备高性能陶瓷
2．建筑废料、废混凝土、废陶瓷
3．高炉渣、钢渣
7.4 生态建材
水泥、混凝土、建筑玻璃、建筑装饰装修材料等 一、建筑材料与环境
1）建筑材料对地球环境的影响 2）地球环境对建筑材料的影响 3）建筑材料对人类居住环境的影响
二、生态建材基本概念
生态建材就是赋予优异环境协调性的建 筑材料，故又称环境协调建材，这一类材 料环境协调性好，既具有优异性能，又有 益于人体健康。
材料品种示例传统无机非金属材料水泥和其他胶凝材料硅酸盐水泥铝酸盐水泥石灰石膏等陶瓷粘土质长石质滑石质和骨灰质陶瓷等耐火材料硅质硅酸盐质高铝质镁质铬镁质等玻璃硅酸盐硼酸盐氧化物硫化物和卤素化合物玻璃等搪瓷钢片铸铁铝和铜胎等铸石辉绿石玄武岩铸石等研磨材料氧化硅氧化铝碳化硅等多孔材料硅藻土沸石多孔硅酸盐和硅酸铝等碳素材料石墨焦炭和各种碳素制品等非金属矿粘土石棉石膏云母大理石水晶和金刚石等新型无机非金属材料高频绝缘材料氧化铝氧化铍滑石镁橄榄石质陶瓷石英玻璃和微晶玻璃等铁电和压电材料钛酸钡系锆钛酸铅系材料等磁性材料锰锌镍锌锰镁锂锰等铁氧体磁记录和磁泡材料等导体陶瓷钠锂氧离子的快离子导体和碳化硅等半导体陶瓷钛酸钡氧化锌氧化锡氧化钒氧化锆等过渡金属元素氧化物系材料等光学材料钇铝石榴石激光材料氧化铝氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等高温结构陶瓷高温氧化物碳化物氮化物及硼化物等难熔化合物超硬材料碳化钛人造金刚石和立方氮化硼等人工晶体铌酸锂钽酸锂砷化镓氟金云母等生物陶瓷长石质齿材氧化铝磷酸盐骨材和酶的载体等无机复合材料陶瓷基金属基碳素基的复合材料无机非金属材料的分类二制备无机非金属材料的原料及其生态化改造对策地壳中硅酸盐和铝硅酸盐占明显优势它们和其他一些氧化物矿物是制备无机非金属材料的最主要原料
非铁金属及其合金
具有足够的强度、塑性、韧性和一定的耐磨性，以 抵抗冲击和振动；
具有较低的硬度；
具有较小的摩擦因素和良好的磨合性；
良好的导热性和耐蚀性；
抗咬合性好；
具有良好的工艺性。
四、滑动轴承合金
3、滑动轴承合金理想的组织状态是：在软的基 体上分布着硬质点，或是在硬的基体上分布着 软质点。 4、常用滑动轴承合金： 锡基滑动轴承合金 铅基滑动轴承合金 铜基滑动轴承合金 铝基滑动轴承合金。
1、非铁金属具有多种特殊的性能如：
•铝及铝合金具有密度小，耐蚀性、导电、导热、工艺性能好等 优点，因此，用于制造汽车用零件、摩托车发动机、散热器等；
•铜及铜合金具有良好的耐磨性、耐蚀性、导电、导热性能好， 装饰性好等优点，用于制造电子元件、精密仪器的齿轮、弹性 元件、滑动轴承、散热器件等，其在使用寿命、安全性、稳定 性等方面较其他金属高。
五、硬质合金
1、硬质合金是指由作为主要组元的一种或几种难 溶金属碳化物和金属粘结剂相组成的烧结材料。 2、用途：主要用于制造刀具、冷作模具、量具及 耐磨零件。 3、常用的硬质合金分三类： •钨钴类硬质合金：“YG”加数字表示，数字表示 钴的百分含量。例如：YG8， •钨钴钛类硬质合金：“YT” 加数字表示，数字表 示碳化钛的百分含量。例如：YT5。 •通用硬质合金： “YW”加顺序号表示。例如： YW1、YW2。
为紫红色，俗称紫铜。牌号：T 2. 铜合金的分类：黄铜、白铜、青铜。 3. 压力加工黄铜：代号“H”适合于冷变形加工。
加入铅可以改善黄铜的切削加工性；加入硅可 以提高黄铜的强度和硬度，改善其铸造性能； 加入锡能增加黄铜的强度和在海水中的能耐性， 因此，锡黄铜有海军黄铜之称。
4.加工白铜：牌号“B”，合金元素的加入是为了改 善白钢的力学性能、工艺性能和电热性能以及获 得某些特殊性能。
金属材料学第7-11章课后习题答案
金属材料学习题与思考题第七章铸铁1、铸铁与碳钢相比，在成分、组织和性能上有什么区别？（1）白口铸铁：含碳量约2.5%,硅在1%以下白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在，因断口呈亮白色。
故称白口铸铁，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。
因此，在工业应用方面很少直接使用，只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件，如拔丝模、球磨机铁球等。
大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料（2）灰口铸铁；含碳量大于4.3％，铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。
断口呈灰色。
它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，耐磨性好、加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
（3）钢的成分要复杂的多，而且性能也是各不相同钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等，而且钢还根据品质分类为①普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）②优质钢（P、S均≤0.035%）③高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）按照化学成分又分①碳素钢：.低碳钢（C≤0.25%）.中碳钢（C≤0.25~0.60%）.高碳钢（C≤0.60%）。
②合金钢：低合金钢（合金元素总含量≤5%）.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
2、C、Si、Mn、P、S元素对铸铁石墨化有什么影响？为什么三低（C、Si、Mn低）一高（S高）的铸铁易出现白口？（1）合金元素可以分为促进石墨化元素和阻碍石墨化元素，顺序为：Al、C、Si、Ti、Ni、P、Co、Zr、Nb、W、Mn、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B等。
其中，Nb为中性元素，向左促进程度加强，向右阻碍程度加强。
C和Si是铸铁中主要的强烈促进石墨化元素，为综合考虑它们的影响，引入碳当量CE = C% + 1/3Si%，一般CE≈4%，接近共晶点。
第七章功能转换材料
金属棒中，两端温度不同，电子扩散形成的电动势
即汤姆逊电动势。发生在同种金属两端之间。
AB (T1)
Ek
(T )
dT dl
l
0 Ek dl
T2 (T )dT
T1
A
B
回路总电动势：
AB (T1T2 ) AB (T1) AB (T2 )
T2 T1
A (T )dT
T1 T2
B
(T
金属棒 ab ，两端 T1 T2
a
I T1
T1 T2
b
T2
流过电流，棒吸热，电流反向时放热。称为汤姆逊效应。
原因：棒ab存在电动势（汤姆逊电动势）
温度高处（a）电子动能较大， a
向低温处扩散，形成电动势。非 静电力（扩散力）做负功，吸热；
T1
Ek
电流反向时，非静电力做正功，
放热。
E b
T2
还有：硫化镉，鍗化镉，砷化镓
3、光电子发射应用
光电管是利用光电子发射（外光电效应）制成。用 于光控继电器（自动报警器等）、光电光度计（光电 流反应入射光强度）
光电倍增管（非常弱的光照，产生很大电流），在 工程、天文、军事上有重要应用。
电视摄像管
7-4 热电材料
一、热电效应（温差电效应）
用不同导体构成回路，两接头保持温差，则闭合
InAs,InSb,GaAs,GaSb,Ge,Si.
光电探测器（光敏器件），光电导摄像管，固体图 像传感器。 2、结型光电二极管 （1）高速响应的光电探测器
对非结型光电探测器，光电子在外电路中产生光电 流的响应慢。光照停止时，载流子平均寿命内仍存在 光电子，故有延迟光电流产生。
对结型光电二极管，光电子主要产生于结中吸收区内。
工程材料知识点
第一章材料的结构与组成1、填写出下表中三种典型金属的基本参数2、根据刚性模型，计算体心立方、面心立方及密排六方晶格的致密度。
体心立方：首先在一个晶胞中总共有8*1/8+1=2个原子，这个两个原子的体积为V1=2*4/ 3πr^3，而晶胞体积为V2=a^3。
根据晶胞中的原子分布可知，体心立方密排方向为[111]，从而可以得到4r=a*√3。
根据上述可以计算其致密度为η=V1/V2=π*√3/8=68%。
面心立方：一个胞共有8*1/8+6*1/2=4个原子，这个两个原子的体积为V1=4*4/3πr^3，而晶胞体积为V2=a^3。
面心立方密排方向为[110]，从而有4r=a*√2。
根据上述可以计算其致密度为η=V1/V2=π*√2/6=74%。
密排六方：4/3πr^6/a^3=（4/3πx（a/2）^6)/6x(√3a/4)xc=0.743、晶粒的大小对材料力学性能有哪些影响？用哪些方法可使液态金属结晶后获得细晶粒？晶粒度的大小对金属材料的力学性能有很大影响。
金属材料晶粒越小，其综合力学性能越好，即强度、硬度、塑性、韧性越高。
细化液态金属结晶晶粒的方法：增大过冷度、变质处理、振动或搅拌。
4、什么是过冷度？过冷度和冷却速度有什么关系？金属在实际结晶过程中，从液态必须冷却到理论结晶温度（T0）以下才开始结晶，这种现象称为过冷。
理论结晶温度T0和实际结晶温度T1之差△T，称为过冷度。
金属结晶时的过冷度并不是一个恒定值，而是与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度就越大，金属的实际结晶温度也就越低。
5、实际金属晶体存在哪些缺陷？对材料性能有何影响？晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷三种缺陷。
其中点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子。
线缺陷包括刃型位错、螺型位错。
面缺陷包括晶体的表面、晶界、亚晶界、相界。
它们对力学性能的影响：使得金属塑性、硬度以及抗拉压力显著降低等等。
第二章材料的力学行为1、说明下列力学性能指标的名称、单位及其含义。
非铁金属材料讲解
非铁金属材料
（2）统一数字代号体系 当锌的质量分数小于 32% 时， 锌可全部溶入铜中，室温下形 成锌在铜中的单相 α 固溶体； 当锌的质量分数达到 32% ～ 45% 时，普通黄铜室温组织为 α 固溶体与硬而脆的β 相组成 的两相组织； 当锌含量大于 45% 时，黄铜 组织全部是β 相。
非铁金属材料
②常用的黄铜牌号及用途 H70、H68，组织为单相α 固溶体，强度较高，塑性 较好，适用于冷、热塑性变形加工，主要适于用冲压 方法制造形状复杂、要求耐蚀性较高的零件，如弹壳、 冷凝器等；
H62 、H59为双相黄铜（α +β ），其强度较高，有一 定的耐蚀性，但在室温下，其塑性和韧性较差，不适 于冷变形加工，但在高温下具有良好的塑性和韧性， 可进行热变形加工，广泛用于制作热扎、热压的零件。
非铁金属材料
铜及铜合金
1 工业纯铜
纯铜由于表面极易被氧化形成紫红色的Cu2O，所以又 称红铜（或紫铜），密度为8.96 g/cm3 ，熔点为 1083℃，具有面心立方晶格，无同素异晶转变。 工业用纯铜铜的质量分数为99.70%～99.95%，工业纯 铜的代号用“T” 加顺序号表示，共有四个代号：T1、 T2、T3、T4。序号愈大，纯度愈低，导电性愈差。
钛合金是指在工业纯钛中加入合金元素而得到的合 金，加入的合金元素主要有铝、铜、铬、锡、钒和 钼等。
根据元素的作用不同，可将合金元素分为α 相稳定 元素和β 相稳定元素。
非铁金属材料
2. 钛合金的分类和牌号表示方法 （1）钛合金的分类
室温下，钛合金有三种基体组织：全部 α 相、全部 β 相和α +β 相。 根据基体的不同，钛合金可分为 α 钛合金、 β 钛合 金和α +β 钛合金三类
非金属材料
塑料的分类2
通用塑料
应用范围广，生产量大，价廉 聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚烯烃，酚醛塑料和氨基塑料。
工程塑料
综合工程性能（机械性能，耐热耐寒性能，耐蚀性和绝 缘性等）良好。 如：聚甲醛，聚酰胺，聚碳酸酯，ABS等。
特殊塑料
可在较高温度下工作（100～200℃）耐蚀，不燃等。 如：聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，有机硅树脂，环氧树 脂。
塑料制品1
塑料制品2
橡胶
橡胶：
在使用温度范围内，处于高弹性的高分子材料。 可用作弹性材料、密封材料和防震材料等。
橡胶的组成
橡胶组成：生胶+配合剂+增强材料 生胶： 天然生胶：橡树、杜仲树上流出的乳胶，经凝固干燥压片成生胶 合成生胶：用化学方法人工合成的高聚物。单体源于石油、天然气、煤。 如丁二烯、苯乙烯、顺丁-聚丁二烯等。 配合剂 硫化剂：由线性分子结构立体分子结构。 硫磺、含硫化合物、过氧化苯甲酰等。 硫化促进剂：缩短硫化时间。 活化剂：助促进剂，ZnO、MgO，减少促进剂用量。 填充剂：提高强度，降低成本，如碳黑、 ZnO、MgO 增塑剂：提高橡胶的塑性，如石腊、凡士林、硬脂酸。 防老化剂：石腊等易氧化物质，形成稳定的氧化膜。 增强材料：提高强度、硬度、耐磨性、刚性 如：纤维织物，金属丝，纺织物、钢线、细布帆布等。
次重大飞跃。
陶瓷的分类
普通陶瓷(传统陶瓷) 其原料的来源 特种陶瓷(先进陶瓷) 普通陶瓷是以天然硅酸盐矿物为原料（粘土、长石、石 英），经过原料加工、成型、烧结而成，因此又叫硅酸盐 陶瓷。 特种陶瓷是采用纯度较高的人工合成化合物（如Al2O3、 ZrO2、SiC、Si3N4、BN），经配料、成型、烧结而制得。
橡胶的性能
极好的弹性：
工程材料与热加工复习资料-学生(含部分答案)
工程材料与热加工复习资料第1章材料的力学性能疲劳断口的三个区域。
疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和最后断裂区三部分组成5．金属塑性的2个主要指标。
伸长率和断面收缩率6．金属的性能包括力学性能、_物理___性能、_化学_性能和__工艺_性能。
7．材料的工艺性能包括哪些？包括铸造性、焊接性、锻压性、切削性以及热处理性。
第2章金属的晶体结构与结晶二、问答题1．金属中常见的晶体结构有哪几种？(α-Fe、γ-Fe是分别是什么晶体结构)。
体心立方体晶格、面心立方体晶格、密排六方晶格。
α-Fe 是体心立方体晶格结构γ-Fe是面心立方体晶格结构晶体和非晶体的特点和区别。
2．实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型？点缺陷、线缺陷、面缺陷。
3点缺陷分为：空位、间隙原子、置换原子4．固溶体的类型有哪几种?置换固溶体、间隙固溶体5．纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的?晶体的形成、晶体的长大6．何谓结晶温度、过冷现象和过冷度?纯金属液体在无限缓慢的冷却条件下的结晶温度，称为理论结晶温度金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象理论结晶温度与实际结晶温度的差叫做过冷度过冷度与冷却速度有何关系？结晶时冷却的速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度就越低。
7．晶粒大小对金属的力学性能有何影响?在一般情况下，晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。
细化晶粒的常用方法有哪几种?增加过冷度、变质处理、振动或搅拌8．什么是共析转变？在恒定温度下，有一特定成分的固相同时分解成两种成分和结构均不同的新固相的转变成为共析转变二、填空题1．珠光体是由___铁素体_____和____渗碳体_____组成的机械混合物(共析组织)。
2．莱氏体是由_____奥氏体___和____渗碳体_____组成的机械混合物(共晶组织)。
3．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达____2.11%______，在727℃时碳的质量分数为____0.77%___。
4. 根据室温组织的不同，钢可分为___共_____钢、____亚共____钢和____过共___钢。
金属材料学
备课笔记绪论一、本课程主要内容金属材料可分为五类，即钢铁材料、非铁金属材料、金属功能材料、金属间化合物材料和金属基复合材料，本课程学习前两类金属材料，其余的金属材料在别的课程中学习。
1、钢铁材料(1)合金化原理①合金元素在钢中与Fe，C的相互作用。
②合金元素在相变中的作用。
(2)各类钢铁材料2、非铁金属材料介绍铜合金、铝合金、镁合金、钛合金的特点及应用。
二、研究思路使用条件→性能要求→组织结构→化学成分↑生产工艺1、化学成分：碳含量；合金元素种类及含量。
2、生产工艺：(1) 材料生产的全过程。
(2) 不同钢种生产过程中的特殊问题。
如工程结构钢的带状组织，轴承钢的夹杂物，高碳钢的碳化物不均匀性等。
(3) 不同钢种的热处理特点。
不同的合金元素，对淬火加热温度、冷却方式、回火温度、回火冷却方式等热处理工艺制度的不同影响。
3、金属材料的性能金属材料，尤其是钢铁材料，之所以对人类文明发挥那样重要的作用，一方面是由于它本身具有比其它材料远为优越的性能；另一方面是由于它那始终孕育着在性能方面以及数量、质量方面的巨大潜在能力，能随着日益增长的要求，不断更新、发展。
(1) 使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。
①力学性能：如强度、塑性、韧性等。
②化学性能：如抗腐蚀、抗氧化等。
③物理性能：如电磁性能等。
(2) 工艺性能：金属材料适应实际生产工艺要求的能力。
主要包括：铸造性；锻造性；深冲性；冷弯性；切削性；淬透性；焊接性等。
如建造九江长江大桥15MnVN钢的焊接性。
使用性能是保证能不能使用，而工艺性能是保证能不能生产和制造的问题。
两者既有联系又有不同，有时是一致的，有时互相矛盾。
例如，一些要求高强度、高硬度、耐高温的材料，常给铸造、压力加工、机械加工带来困难，有时甚至否定材料。
因此，一方面需要改进加工工具或加工制作方法，另一方面要改善材料的工艺性能。
如含铜时效钢06MnNiCuNb，用于制造大型舰船，采用厚板焊接，要求淬透性好，强韧性好，可焊性好，采用低碳加铜时效。
机械工程材料第七章
8. 螺栓、铆钉等冷镦零件 9. 汽车用塑料 （1）汽车内饰用塑料 （2）汽车用工程塑料 （3）汽车外装机结构件用纤维增强塑料复合材料 10.汽车用橡胶 11.汽车用陶瓷材料
二、机床零件用材
常用的机床零部件有机座、轴承、导轨、齿轮、弹簧、紧固件、
刀具等。
1. 机身、底座用材
首选材料当为灰铸铁、孕育铸铁，球墨铸铁也可使用。HT150、 HT200，HT250，HT300，QT400-17，QT600-2等等。
（2）主要失效形式 1）疲劳断裂。主要发生在齿根。它是齿轮最严重的失效形式。 2）齿面磨损。3）齿面接触疲劳破坏 。4）过载断裂。
疲劳断裂、齿面磨损、齿面接触疲劳破坏 、过载断裂
（3）齿轮用材性能要求
1）高的弯曲疲劳强度
2）高的接触疲劳强度和耐磨性 3）齿轮心部要有足够的强度和韧性
2. 齿轮零件的选材 3. 典型齿轮选材举例
一、齿轮类零件的选材
1. 齿轮的工作条件、失效形式及性能要求
齿轮是机械工业中应用最广的零件之一，主要用于传递扭矩和调 节速度。 （1）工作时的受力情况 1）由于传递扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力。 2）齿面相互滑动和滚动，承受较大的接触力，并发生强烈的摩擦。
3）由于换档、启动或啮合不良，齿部承受一定的冲击。
3. 活塞、活塞销和活塞环——活塞组
对活塞用材的要求是热强度高、导热性好、吸热性差、膨胀系数 小、密度小，减磨性、耐磨性、耐蚀性和工艺性好等。目前很难 找到完全满足要求的材料。常用的活塞材料是铝硅合金。 活塞销材料一般用20钢或20Cr等低碳合金钢。 活塞环材料多用以珠光体为基的灰铸铁或在其上添加Cu、Cr、 Mo的合金铸铁制造。