材料的使用性能
《机械工程材料》习题
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任课教师:
湄洲湾职业技术学院机械工程系
2011年2月
目录
1.1材料的使用性能 (2)
2.1 纯金属的晶体结构与结晶 (4)
2.2 合金的相结构与结晶 (6)
3.1 钢的热处理原理 (11)
3.2 钢的整体热处理 (13)
3.3 钢的表面热处理/热处理工艺设计 (16)
4.1 钢铁中的元素及其作用 (17)
4.2 工业用钢 (19)
4.3 工程铸铁 (23)
8 选材及热处理 (26)
1.1材料的使用性能
一、填空题
1.金属材料的性能包括使用性能和，前者包括力学性能和等。
2.材料主要的工艺性能主要有、、、
、等。
3.金属材料的能力称为强度。它是通过实验测定的，用于表示脆性材料条件屈服强度的符号为。
4.屈服点表示的是材料抵抗变形的能力；抗拉强度表示的是材料抵抗的能力；刚度表示的是材料抵抗变形的能力。
5.材料常用的塑性指标有和两种。其中用表示塑性更接近材料的真实变形。
6.有一钢试样，其直径为10mm,标距长度为50mm,当载荷达到18840N时，试样产生屈服现象。载荷加到36110N时，试样发生缩颈现象，然后被拉断，拉断后标距长度为63mm,断裂处
直径为6.7mm，则试样的σ
s =_______MPa；σ
b
=_______ MPa；δ=______；Ψ=_____。
7.疲劳强度是表示材料经作用而的最大应力值。
8.疲劳断裂分为、、三个阶段。
9. 工地上，钢筋在使用之前一般要进行拉伸，其目的是，该种强化材料的方法称为。
二、是非题
[ ]1.材料的性能包含工艺性能和使用性能。工程材料使用性能的好坏，直接影响零件或构件的制造方法和制造成本。工程材料工艺性能好坏，决定了它的使用寿命和应用范围。
[ ]2.金属材料被广泛应用的主要原因是来源广泛、优良的使用性能和工艺性能以及可以通过热处理使金属的性能显著提高。
[ ]3.机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形。
[ ]4.对退火低碳钢进行拉伸试验，会出现载荷不增加而试样继续伸长的现象，这一现象为屈服。
[ ]5.所有的金属材料均有明显的屈服现象。
[ ]7.抗拉强度是材料断裂前承受的最大应力。
[ ]8.材料韧性的主要判据是冲击吸收功。
[ ]9.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。
[ ]10.洛氏硬度适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法。
[ ]11.疲劳断裂是指在长期使用过程中零件突然发生的断裂，在这一过程中零件所受的应力可以远低于材料的屈服点。
[ ]12.材料硬度越低，其切削加工性能就越好。
三、选择题
1.表示金属材料屈服强度的符号是
A.σe
B.σs
C.σb
D.σ-1
2.测试淬火齿轮的硬度应选择
A．HRA B. HRB C. HRC D. HBS
3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（）。
A.HB
B.HR
C.HV
D.HS
4.材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为
A．强度 B.硬度 C.塑性 D.冲击韧性
5.一般工程图纸上常标注材料的，作为零件检验的主要依据。
A．强度 B.硬度 C.塑性 D.疲劳强度
6.承受作用的零件，使用时可能出现疲劳断裂。
A．静拉力 B.静压力 C.冲击力 D.交变应力
四、简答题
1.试分析退火低碳钢常温静载拉伸试验中强化阶段曲线形成原因？
2.1 纯金属的晶体结构与结晶
一、填空题
1.常见金属的晶格类型有体心立方晶格、、三种。铜为，锌为，α-Fe为。
2.每个体心立方晶胞在晶核中实际含有个原子，致密度为。
3.根据几何形态特征，可将晶体缺陷分为、和面缺陷三类。其中间隙原子属于，位错属于，晶界属于。
4. 是结晶的必要条件。金属实际结晶温度总是低于理论结晶温度的现象，称为；冷却速度越快，金属的实际结晶温度。
5.纯金属结晶的过程是一个和的过程。
6.实际金属结晶时，其形核方式有和两种，其中，又称为变质处理。
7.生产中常用的细化晶粒的方法有、以及附加振动等。
二、是非题
[ ]1.晶体是指原子呈规则排列的固态，例如，纯铁、玻璃等。
[ ]2.日常所见的金属都是单晶体。
[ ]3.金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。
[ ]4.实际金属中存在着点、线、面缺陷，从而使得金属的强度和硬度均下降。
[ ]5.在室温下，金属的晶粒越细，则其强度越高，塑性越低。
就粗大。
三、选择题
1.增加冷却速度，可使金属结晶的过冷度。
A.提高
B.降低
C.不变
D.不确定
2.实际生产中，金属冷却时。
A．理论结晶温度总是低于实际结晶温度
B．理论结晶温度总是高于实际结晶温度
C．理论结晶温度总是等于实际结晶温度
D．理论结晶温度与实际结晶温度无关
四、简答题
1.实际金属晶体中存在哪些缺陷，对性能有什么影响？
2、什么是过冷度？影响过冷度的主要因素是什么？
3.分析纯金属冷却曲线中出现“过冷现象”和“平台”的原因？
4.何为细晶强化，影响晶粒尺寸的因素是什么，如何控制晶粒尺寸？
2.2 合金的相结构与结晶
一、填空
1、合金是指由两种或两种以上化学元素组成的具有特性的物质；铁碳合金的组元是和。
2.合金的基本相结构有固溶体、、三种；根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，固溶体可分为和。
3.金属在固态下晶格类型随温度（或压力）变化的特性称为；纯铁在912℃以下为晶格，在912℃-1394℃为晶格，在1394℃-1538℃为晶格。
4.A（奥氏体）是，具有晶格，在727℃时碳的质量分数为，在1148℃时碳的质量分数为，性能特点是：。
F（铁素体）是，具有晶格，在727℃时碳的质量分数为，在室温时碳的质量分数为，性能特点是。
5.珠光体是由和组成的机械混合物，碳的质量分数为。
6.亚共析钢碳的质量分数为，其室温组织为；共析钢碳的质量分数为，其室温组织为，过共析钢碳的质量分数为，其室温组织为；亚共晶白口铸铁碳的质量分数为，其室温组织为；共晶白口铸铁碳的质量分数为，其室温组织为；过共晶白口铸铁碳的质量分数为，其室温组织为。
7. 称为固溶强化，固溶强化的原因是由于溶质元素的溶入，使固溶体晶格产生畸变，增加了变形抗力，因而导致材料强度、硬
度提高。由此可知，平衡结晶获得的W
Ni =40%的Cu-Ni合金比W
Ni
=20%的Cu-Ni合金的强度、硬
度要（填高或低）。
8.渗碳体（Fe
3
C）是一种金属化合物，碳质量分数为，其性能特点是，是钢中主要的强化相，即当金属化合物以细小颗粒状均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度和耐磨性显著提高，此强化材料的方法称
强度、硬度（填上升或下降），韧性、塑性（填上升或下降），但当碳含量超过0.9%时，因在钢中形成，使强度（填上升或下降），硬度（填上升或下降），韧性、塑性仍然下降。
9.碳的质量分数为的铁碳合金称为共析钢，当它加热到S点（727℃）时会发生转变，从中同时析出和的机械混合物，称为。
碳的质量分数为的铁碳合金称为共晶白口铸铁，当它加热到C点（1148℃）时会发生转变，从中同时析出和的机械混合物，称为。
10.铁碳合金的室温显微组织由和两种基本相组成。
二、是非题
[ ]1.两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素融合在一起都可以称为合金。
[ ]2.置换固溶体可能形成无限固溶体，间隙固溶体只可能是有限固溶体。
[ ]3.合金中的固溶体一般韧性、塑性较好，常作为基体组织；而金属化合物一般具有较高的硬度，常作为强化相。
[ ]4.莱氏体中因为含有大量的渗碳体，因此其性能特点是硬度高脆性大。
[ ]5.奥氏体是单相组织。
[ ]6.由于白口铸铁的室温组织中含有大量莱氏体，导致其塑性下降，因此不能锻造。
[ ]7.室温时，T8钢的强度高于T12钢。
[ ]8.在铁碳合金中，只有共析成分点的合金在结晶时才能发生共析反应。
[ ]9.共析转变、共晶转变都在恒定温度下进行。
[ ]10.接近共晶成分的合金，一般铸造性能较好。
[ ]11.钢的锻造加热温度一般应选在单相奥氏体区。
三、选择题
1．组成合金最基本的、独立的物质称为
A、组元
B、合金系
C、相
D、组织
2.下列组织中，塑性最好的是。
A．铁素体 B.珠光体 C.渗碳体 D.莱氏体
A．P B.F+P C.F D.P+ Fe3C
II
4.要求高硬度和耐磨性的工具，应选用。
A．低碳钢 B.中碳钢 C.高碳钢 D.碳素结构钢
5.莱氏体是一种。
A．固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.单相组织
6.铁碳合金冷却时，由于溶解度的变化，从奥氏体中析出的渗碳体称为。
A．一次渗碳体 B.二次渗碳体 C.三次渗碳体 D.共析渗碳体
7.碳的质量分数为4.3%的铁碳合金在冷却到1148时，同时结晶出奥氏体和渗碳体的过程称为。
A．共析转变 B.共晶转变 C.马氏体转变 D.奥氏体转变
8、发生共晶转变的含碳量的范围是。
A、0.77%—4.3%
B、2.11%—4.3%
C、2.11%—6.69%
D、4.3%—6.69%
9、共晶转变的产物是。
A、奥氏体
B、渗碳体
C、珠光体
D、莱氏体
10、共析转变的产物是。
A、奥氏体
B、渗碳体
C、珠光体
D、莱氏体
11、Wc >4.3%的铁称为。
A、共晶白口铸铁
B、亚共晶白口铸铁
C、过共晶白口铸铁
D、共析白口铸铁
12、铁碳合金相图中的Acm线是。
A、共析转变线
B、共晶转变线
C、碳在奥氏体中的固溶线
D、铁碳合金在缓慢冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线
四、简答题
1.何为变形强化、细晶强化、固溶强化和弥散强化？说明他们的主要区别。
1）写出下列特性点和特性线的含义.
S点：
E点：
ES线：
PSK线：
2）图中S点、F点的含碳量和温度各是多少？
3）指出在下列条件下钢的组织:
碳的质量分数温度(℃) 组织
1.0％730
4.3% 1200
4）在ESKFCE区域内，由哪些相组成？
5）分析碳的质量分数为0.6%的铁碳合金的冷却结晶过程：
在Fe－Fe3C相图中碳的质量分数为0.6%处画一垂线，分别与AC、AE、GS、PSK线相交于1、2、3、4点。
合金在AC线以上处于，当冷却到与AC线相交的1点时，开始从中结晶出，冷却到与AE线相交的2点时结晶完毕。2—3点之间，合金呈。3点以下，中开始析出。冷却到4点时，剩余奥氏体发生反应，转变成。该合金的室温组织由和组成。
①在1100 ℃，Wc0.4%碳钢能进行锻造，Wc4.0%铸铁不能锻造。
②钳工锯割T10钢比锯割20钢费力，锯条易磨损。
③钢铆钉一般用低碳钢制造，锉刀一般用高碳钢制作。
④钢适宜采用压力加工成形，而铸铁只能采用铸造成形。
⑤T12钢比T8钢的硬度高，但强度反而低。
⑥T8钢比40钢的强度、硬度高，塑性、韧性差。
3.1 钢的热处理原理
一、填空题
1.热处理是指采用适当方式对材料或工件在固态下进行、和，以获得预期组织结构，从而获得所需性能的工艺方法。
2.共析钢的奥氏体化过程可分为A形核，A长大，，
四个阶段。
3.在钢的热处理中，所采用的冷却方式主要有连续冷却和，常见的连续冷却方法有、水冷等。
3.过冷奥氏体等温冷却转变的产物有、、、
、。
4.马氏体是，是过冷奥氏体连续冷却转变的产物，其转变温度为，为晶格；马氏体的组织形态与其碳的质量分数有关，当碳的质量分数大于或等于1.0%时，为状，当碳的质量分数小于0.2%时，为状，马氏体的硬度主要取决于碳的质量分数，故马氏体的碳的质量分数越高，其硬度（填越高或越低）。
5.板条马氏体的性能特点是具有良好的及较好的；片状马氏体的性能特点是而。
二、是非题
[ ]1.马氏体转变是在等温冷却的条件下进行的。
三、选择题
1.共析钢奥氏体化后过冷到350℃等温将得到。
A.马氏体
B.珠光体
C.贝氏体
D.铁素体
2.贝氏体是由组成的复相组织。
A.过饱和的铁素体和渗碳体
B. 过饱和的奥氏体和渗碳体
C.过饱和的马氏体和渗碳体
D. 过饱和的珠光体和渗碳体
3.马氏体临界冷却速度指的是获得组织的最小冷却速度。
A．全部马氏体 B.全部铁素体
四、简答题
1.什么是钢的奥氏体化？以共析钢为例说明奥氏体的形成过程。共析钢和过共析钢要实现完全奥实体化，各应加热到什么温度？
2.根据共析钢过冷奥氏体等温冷却曲线（TTT曲线），分析将共析钢过冷奥氏体分别置于700℃、620℃、570℃、500℃及300℃等温转变时，所得到的组织在结构上和力学性能上的不同。
3.根据共析钢过冷奥氏体连续冷却曲线（CCT曲线），说明为了获得以下组织，应采用何种冷却方法？并在所CCT曲线上绘出其冷却曲线。
（1）P （2）S （3）T+M+A’（4）M+A’
3.2 钢的整体热处理
一、填空题
1.退火的主要目的是、、、
。
2.正火的冷却方式是，对于低碳钢正火的目的是，对于过共析钢正火的主要目的是。
3.球化退火加热温度为，得到（填完全或不完全）奥氏体，主要适用于钢和钢。
4. 为了去除工作中由于塑性变形加工，切削加工或焊接等造成的和铸件内存残余应力而进行退火叫_ _。
5.完全退火的加热温度为以上30-50℃；球化退火的加热温度为以上10℃-20℃；正火加热温度为或以上30-50℃。
6.调质处理是指加的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的性能。
7. 淬火前，若钢中存在网状渗碳体，应先进行，再进行的方法予以消除，否则会增大钢的淬透性。。
8.淬火的目的是为了，亚共析钢的淬火加热温度为，共析钢和过共析钢的淬火加热温度为。淬火后获得马氏体量的多少与（填淬透性或淬硬性）有关，淬火后马氏体的性能与（填淬透性或淬硬性）有关。
9.常见的淬火缺陷有、、
、。
10.淬火钢回火的目的是；；
。
11.低温回火的温度是，回火后组织为，其目的是。主要用于。
中温回火的温度是，回火后组织为，其目的是。主要用于。
是。主要用于。
二、是非题
[ ]1.退火与正火的目的大致相同，他们的主要区别是保温时间的长短。
[ ]2.淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。
三、选择题
1.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。
A．均匀的基体组织 B．均匀的A体组织 C．均匀的P体组织 D．均匀的M体组织
2.为了改善碳素工具钢的切削加工性，应采用作为预备热处理。
A.完全退火
B.球化退火
C.再结晶退火
D.去应力退火
3.为改善低碳钢的切削加工性，应采用。
A.正火
B.球化退火
C.完全退火
D.去应力退火
4.过共析钢正火的加热温度为。
A.Ac3以上30-50℃
B.Ac1以上30-50℃
C.Accm以上30-50℃
D.Ac1以下
5.用T12钢制造的锉刀，为达到其高硬度和高耐磨性的要求，应采用。
A.调质处理
B.淬火+中温回火
C.淬火+低温回火
D.淬火+退火
6.钢在加热时，由于加热温度过高或时间过长，引起奥氏体晶粒粗大的现象叫做。
A.脱碳
B.过热
C.氧化
D.过烧
7.淬火钢在300℃左右回火时，韧性出现下降的现象叫。
A.热脆性
B.冷脆性
C.第一类回火脆性
D.第二类回火脆性
8.下列是表面热处理的是。
A、淬火
B、表面淬火
C、渗碳
D、渗氮
9.完全退火。
A、不能用于亚共析钢
B、不能用于过亚共析钢
C、二者皆可
D、二者皆不可
10.双介质淬火法适用的钢材是。
A、低碳钢
B、中碳钢
C、合金钢
D、高碳工具钢
11.为保证较好的综合力学性能，对轴、丝杠、齿轮、连杆等重要零件，一般采用的热处
A、淬火
B、正火
C、退火
D、调质
12.淬火钢回火后的冲击韧度是随着回火温度的提高而。
A、提高
B、降低
C、不变
D、先提高后降低
四、简答题
1. 对过共析钢进行淬火处理，其合理的加热温度范围是什么？为什么？
2.用原为平衡状态的45钢制成4个10mm×10mm的试样，分别进行如下热处理，试分别定性地比较试样所得硬度的大小，并完成表中内容。
试样加热温度加热组织冷却方式冷却后组织硬度比较
1 710℃水冷
2 750℃水冷
3 840℃水冷
4 840℃油冷
4. 下列钢件应采用什么退火方法，并说明退火的目的。
(1)亚共析钢 (Wc=0.35℅)铸造齿轮：。
(2)锻造后产生过热组织(晶粒粗大)的亚共析钢(Wc=0.6℅)锻造毛坯：。
(3)具有片状渗碳体的钢坯(Wc=1.2℅)：。
5. Wc=1.2℅的过共析钢正火的目的是什么?如何选择加热温度?
6.锯条、车床主轴和汽车板簧各应进行哪些热处理工艺？试分析其原因。
3.3 钢的表面热处理/热处理工艺设计
一、填空题
1.仅对工件表层进行淬火的工艺称为表面淬火；表面淬火目的是
。常用的有火焰加热表面淬火和两种。
2. 化学热处理的基本过程，均有以下三个阶段组成，即，活性原子被工件表面吸收，。
二、是非题
[ ]1.表面热处理就是改变钢材表面的化学成分，从而改变钢材表面的性能。
[ ]2.T12钢工件可经渗碳处理后表面可得到很高的硬度及良好的耐磨性。
三、选择题
1.渗碳钢件常采用的热处理工艺是。
A、淬火加低温回火
B、淬火加中温回火
C、淬火加高温回火
D、不用再进行热处理
2.为了减小淬火内应力和降低脆性，表面淬火后一般要。
A、正火
B、低温回火
C、中温回火
D、高温回火
3.目前工业上应用最广泛的是气体渗氮法。它是在渗氮罐中进行加热时，不断通人空气介质。
A、氮气
B、氨气
C、一氧化碳
D、二氧化碳
4.渗氮后的钢材常采用的热处理工艺是。
A、淬火加低温回火
B、淬火加中温回火
C、淬火加高温回火
D、不用再进行热处理
四、简答题
1.有一20钢（Wc=0.20%）制轴，直径为35mm，经渗碳、淬火和低温回火后，轴的表层和心部各为什么组织？
2.机床齿轮，要求齿表面硬度58～63HRC，心部要求高的强度和韧性，硬度为34～38HRC。
1)该齿轮选用20CrMnTi制造，初步拟定零件的加工工艺路线如下，指出在加工路线中预先热处理和最终热处理应采用什么方法。
下料→锻造→→粗加工→半精加工→→磨削加工
2)说明热处理工序的作用
4.1 钢铁中的元素及其作用
一、填空题
1.硫元素使钢产生，磷元素使钢产生。
2.合金元素中，除外，提高奥氏体化温度，使合金钢的加热温度，保温时间；除外，阻止奥氏体晶粒长大；除外，使奥氏体等温转变图右移，即使钢的临界冷却速度，淬透性；除外，使Ms、Mf 点下降，使量增多。
二、判断题
（）1、钢中合金元素的质量分数越高，其淬透性越好。
（）13、一般情况下，钢中的杂质Si、Mn是有益元素，S和P是有害元素。
（）15、钢中含有大量的硫元素可以使钢产生冷脆性。
（）29、在同一温度回火时，合金钢的强度、硬度要比非合金钢高。
三、选择题
14.钢的质量指的是钢中元素含量的多少。
A. S和P
B. C和Si
C. Si和Mn
D. Cr和V
四、简答题
1.钢中常存元素有哪些？他们对钢的性能有何影响？
2.请比较T12钢、20CrMnTi钢、40Cr钢的淬透性和淬硬性高低？并说明理由。
3．解释下列现象：
①相同含碳量情况下，除含Ni和Mn的合金钢外，多数合金钢的热处理温度都比碳钢高。
②在相同含碳量情况下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。
③含碳0.40%，含铬12%的铬钢属于过共析钢，而含碳1.5%，含铬12%的钢属于莱氏体钢。
④高速钢在热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组织。
4.2 工业用钢
一、填空题
1.W18Cr4V钢是钢，W的主要作用是，Cr的主要作用是，V的主要作用是，最终热处理工艺是；预热的目的是，高温淬火的目的是，三次回火的目的是。
2.合金渗碳钢中碳的质量分数为0.1%~0.25%，目的是，加入Cr、Mn等元素的作用是，加入Ti、W、V等元素的作用是。合金渗碳钢的最终热处理是、和。
3.滚动轴承钢中碳的质量分数为0.95%~1.15%，目的是，铬元素的质量分数为0.4%~1.65%，目的是。滚动轴承钢进行球化退火的目的是，
。滚动轴承钢的性能特点是，
，。
二、选择题
4.现需要制造一直径25mm在连杆，要求整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用。
A.40Cr钢调质
B.45钢正火
C.60Si2Mn刚淬火+中温回火
D.20Cr渗碳+淬火+低温回火。
5.欲制作一耐酸容器，选用材料及相应热处理工艺应为。
A.W18Cr4V固溶处理
B.1Cr18Ni9Ti稳定化处理
C.1Cr18Ni9Ti固溶处理
D.1Cr17固溶处理
6.中碳钢的碳的质量分数范围是。
A.0.77%~2011%
B.0.0218%~2.11%
C.0.25%~0.6%
D.0.6%~2.11%
7.淬火弹簧钢丝冷卷成形后，应进行。
材料概论作业。概要
作业1 绪论 1.人类使用材料的历史经历了哪些时代？ 答：人类使用材料的历史经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、水泥时代、钢时代、硅时代、新材料时代。 2.材料的化学(键)分类和使用性能分类？ 答：材料的化学(键)分类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。 材料的使用性能分类：结构材料、功能材料。 3.什么是材料科学、材料工程、材料科学与工程？ 答：材料科学：一门以固体材料为研究对象，以固体物理、固体化学、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科，是运用电子显微镜、X射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科。 材料工程：运用材料科学的理论知识和经验知识，为满足各种特定需要而发展、制备和改进各种材料的工艺技术。 材料科学与工程：研究材料的组成与结构、合成与制备(工艺)、性能、使用效能(用途)四者之间相互关系和规律的一门科学。 4.简述无机非金属材料及其特点？ 答：无机非金属材料是一种或多种非金属元素(如O、C、N等，通常为O)的化合物，主要为金属氧化物和金属非氧化物，不含C-H-O链。 无机非金属材料的特点： ①组成：一种或多种非金属元素(如O、C、N等，通常为O)的化合物。 ②结构：结合键主要为离子键、共价键或离子－共价混合键。 ③性能：高熔点、高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性，宽广的导电性、导热性和透光性以及良好的铁电性、铁磁性和压电性，很差的延展性及耐冲击性。 ④合成与制备(艺)：(暂忽略)。 ⑤使用效能(应用)：(暂忽略)。
常用材料特性
下面是本人总结的一些常用材料： *AL6061:（以镁、硅为主要合金元素）55-65/KG,中等强度<270Mpa，抗腐蚀性和机加工性好， 1.镀镍； 2.阳极氧化HRC42-55（a：阳极本色氧化，厚度8-15u；b：阳极黑色氧化，厚度20-30u；c：硬质阳极氧化，厚度12-20u；d：硬质阳极氧化黑，厚度20-30u）。 *6063：（以镁、硅为主要合金元素）60/kg，强度<200Mpa。 *7075：（以锌为主要合金元素）65/kg，高强度，是6061的2倍，可淬火但脆性抵其余性能和表面处理和6061同。 *2A12：（以铜为主要合金元素）35/kg，老标准LY12，强度470Mpa，耐热，制作高负荷零件，是硬铝合金中最常用。 *5A02：（以镁为主要合金元素）35/kg，老标准LF2，日本A5052，典型防锈合金，耐腐蚀性高、焊接性好、塑性高，强度245Mpa，制作中等负荷和焊接构件。 *Q235A：老标准A3钢，碳素结构钢，7/kg，易生锈， 一般钣金件做烤漆处理，步骤：a：如果生锈，先除锈；b：作漆前经过“脱脂-磷化-钝化”处理；c：喷底漆晾干，喷表面漆；d：对喷涂的工件进行烘烤，形成漆膜保护工件。处理喷漆，还可以“喷粉”“喷塑”喷粉和烤漆差不多；但喷塑比烤漆厚，里硬外软，但金属表面的附着力小均匀性差。 脱脂：除油脂； 磷化：使金属与磷酸或磷酸盐化学反应，在表面形成一层稳定磷酸盐膜的处理方法，防腐蚀；钝化：化学清洗，为了材料的防腐蚀。 *SUS304:52/KG,做钝化处理、表面拉丝；不建议做机加件，因为切削性不好、粘刀；钝化处理：对不锈钢全面酸洗钝化处理，清除污垢，处理后表面变成均匀银白色，大大提高不锈钢抗腐蚀性能 *SUS303：45/kg，切削性好，耐腐蚀性好，强度为6061的2倍。 *SUS440C：160/kg，含碳量高，淬火HRC >55，加工后做退磁处理，耐磨、耐腐蚀。退磁：SUS440C冷加工后带有磁性，用大功率的退磁器退磁。 *S136(H)：35/kg，（瑞典）淬火硬度HRC45-55，表面可加工成镜面，加工后做退磁，耐腐蚀性和硬度比440C低；S136H是预加硬了的，硬度HRC30-35）。 * SUS316：不锈钢塑性、韧性、冷变性、焊接工艺性能良好，316高温强度好，316L高温性能稍差，但耐蚀性好于316，由于含碳量低且含有2%－3%的钼，提高了对还原性盐和各种无机酸和有机酸、碱、盐类的耐腐蚀性能，同时高温性强度。 *45钢：碳素结构钢中的中碳钢，8-12/kg，强度：600Mpa，为防锈，做氧化处理，俗称：发蓝、发黑。轴类零件用，如要求淬硬更高可用50钢。 *SKD11：46/kg，模具钢，淬火硬度>58，高硬度、高耐磨。 *ASP-23：520/kg，高硬度、高耐磨性、高韧性粉末高速钢，硬度高达HRC60-66，用于精密冲模的冲头。 *POM：俗称“赛钢”，白色45元/kg，黑65/kg，棒55/kg，防静电338/kg，耐磨性好。*UR：30/kg，俗称“优力胶”。*有机玻璃：（PMMA）28/kg，有一定强度和耐温变性，质较脆，表面硬度不够易擦毛。 *电木：（环氧树脂层压板）32/kg，电气绝缘性良好，作电器地板； *也可采用镀锌钢板做电器地板。
用材料的性能参数
用材料的性能参数（硬铝、铸铁、Q235、不锈钢.....） ①YL108(YZAlSi12Cu2) 化学成分（质量分数）（%）: 硅(11.0~13.0)、铜（1.0~2.0）、锰（0.3~0.9）、镁（0.4~1.0）、铁（≤1.0）、镍（≤0.05）、锌（≤1.0）、铅（≤0.05）、锡（≤0.01）、铝（余量） 抗拉强度 σb≥240 MPa 、伸长率δ（L0=50）≥1% 、布氏硬度HBS5/250/3≥ 90 ②YL112（YZAlSi9Cu4）化学成分（质量分数）（%）: 硅(7.5~9.5)、铜（3.0~4.0）、锰（≤0.5）、镁（≤0.3）、铁（≤1.2）、镍（≤0.5）、锌（≤1.2）、铅（≤0.1）、锡（≤0.1）、铝（余量） 抗拉强度 σb≥240 MPa 、伸长率δ（L0=50）≥1% 、布氏硬度HBS5/250/3≥85 压铸铝合金主要特性：压铸的铁点是生产率高、铸件的精度高和合金的强度、硬度高，是少、无切削加工的重要工艺；发展压铸是降低生产成本的重要途径。③T7化学成分（质量分数）（%）: C（0.65~0.75）、Si(≤0.35)、Mn(≤0.4)、S(≤0.030)、P(≤0.035) 主要特性：经热处理（淬火、回火）之后，可得到较高的强度和韧性以及相当的硬度，但淬透性低，淬火变形，而且热硬性低。 试样淬火：淬火温度（800~820℃）冷却介质（水）硬度值HRC≥62 ④T8化学成分（质量分数）（%）: C（0.75~0.84）、Si(≤0.35)、Mn(≤0.4)、S(≤0.030)、P(≤0.035) 主要特性：经淬火回火处理后，可得到较高的硬度和良好的耐磨性，但强度和塑
常见八种金属材料及其加工工艺
常见八种金属材料及其加工工艺 1、铸铁——流动性 下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分，很少会有人留意它们。铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途，主要是因为其出色的流动性，以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称，它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高，在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。 铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层，所以通常都会被磨光。虽然如此，在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施，即在铸件表面加覆一层沥青涂层，沥青渗入铸铁表面的细孔中，从而起到防锈作用。金属加工微信，内容不错，值得关注。生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。 材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。 典型用途：铸铁已经具有几百年的应用历史，涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。 2、不锈钢——不生锈的革命 不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分，铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜，这层薄膜是我们肉眼所看不见的。我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18：10。 20世纪初，不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中，设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品，涉及到了很多以前从未涉足过的领域。这一系列设计尝试都是非常具有革命性的：比如，消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。 不锈钢分为四大主要类型：奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。 材料特性：卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。 典型用途：奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性，主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能，所以经常应用于侵蚀性环境。
汽车用新材料的研究发展状况概要
汽车用新材料的研究发展状况 1国内外汽车用新材料发展状况 1.1 国外汽车用新材料的发展现状与趋势 当前世界汽车材料技术发展的主要特征如下: (1轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向; (2尽管近阶段钢铁材料仍保持主导地位, 但各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化。主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料的用量将有较大的增长, 铸铁和中、低强度钢的比例将会逐步下降,但载重车的用材变化不如轿车明显; (3轻量化材料技术与汽车产品设计、制造工艺的结合将更为密切, 汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向; (4更重视汽车材料的回收技术; (5电动汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。 减轻汽车自身质量是降低汽车排放、提高燃油经济性的最有效措施之一。世界铝业协会的报告指出, 汽车的自身质量每减少10%, 燃油的消耗可降低6~ 8%, 根据最新资料,国外汽车自身质量同过去相比减轻了20~ 26%。预计在未来的10 年内, 轿车自身质量还将继续减轻20%。铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料的开发与应用在汽车的轻量化中将发挥重大作用。可以看出, 尽管钢铁材料在当前仍然占主导地位, 但其份额却在逐年减少, 而铝合金、镁合金、塑料等轻量化材料的用量则呈持续上升的趋势。在最近投产的某些新车型中, 钢铁材料的比例更低, 例如在奥迪A2中, 钢材的比例仅
为34%, 轻质材料则高达52%。国外开发的全铝车身已经在AUDI A8、BMW Z8、FERRARI360等很多车型上使用, 甚至全铝发动机、轮毂都已经开始实际应用。 虽然联邦政府和欧共体有多种与材料有关的研究项目, 但整体上主要还是 体现在墓础研究方而。从汽车行业的应用性研究来讲, 主要依靠企业的自身力量, 这与美国汽车行业的情况很不相同, 后者可从国家得到各种资助。不仅如此, 德国政府在支持、促进和推广新材料在汽车行业的应用以及采用新材料的汽车的生产、销信等方而也没有任何鼓励的政策与措施。虽然从长远战略上说, 汽车采用新材料具有多种重要意义, 但就口前的实际而言, 首要目的是减轻重量、提高效率、降低能耗、减少环境污染。从根木上来讲, 汽车减轻屯量很有好处,既可增加使用面积, 又可节省燃料消耗, 减少环境污染。汽车能耗的70%与汽车重量有关, 如中型轿车 的自重每减少100公斤, 每百公里的燃料消耗就可减少0.4公升。此外, 自重减轻对加速和弹性等行驶效率也有积极影响, 同时可使转动和振动 部件的噪音明显降低。试验证明,假如负荷是单轴的或者在结构上可以沿纤维方向伸展的话, 纤维强化的材料明显比金属优越。 近年来, 虽然日本汽车工业由于各种原因而陷于持续的不景气状况之中, 但各汽车厂商从长远利益出发, 仍继续着各种汽车用新材料及其相关伎术的研 究开发, 并取得品些进展。总的来看, 这一领域研究开发的重点主要集中在三个方面。一是大力开发各类“低公害车”所需材料;二是继续发展汽车以铝、塑等代钢技术;三是提高汽车用材料再生利用率。 一、“低公害车”所需材料的发展状况 随着全球环保呼声日益高涨, 电动汽车、甲醇汽车、天然气汽车等不以汽油为动力源的所谓“低公害车”展现出诱人的发展前景。但是, 目前这类汽车离实用化都还相距甚远。其有待解决的主要问题之一就是所需的各种材料技术尚未过关。在被
常见金属材料特性
45—优质碳素结构钢{最常用中碳调质钢} 主要特性最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。 应用举例 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。（焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火）。 Q235A(A3钢){最常用中碳素结构钢} 主要特性具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷却性能，以及一定的强度，好的冷弯性能。 应用举例广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构。 40Cr{合金结构钢} 主要特性经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊接前应预热100～150℃，一般在调质状态下室使用，还可以进行碳氮共参和高频表面淬火处理。
应用举例调质处理后用于制造中速，中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等。经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等。经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮 等。 HT150{灰铸铁} 应用举例 齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。 35{各种标准件、紧固件的常用材料} 主要特性强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调 质后使用。 应用举例适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固 件。
各种金属材料的特点
各种金属材料的特点
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各种金属材料的特点 铝材类 铝材属于金属类别中有色金属之一,由于应用较广，单独介绍如下：常用有铝型材和压铸铝合金两种。其中主要由纯度高达9２％以上的铝锭为主要原材料，同时添加增加强度、硬度、耐磨性等性能金属元素，如碳、镁、硅、硫等,组成多种成分“合金”。 １.1铝型材 铝型材常见如屏风、铝窗等。它是采用挤出成型工艺,即铝锭等原材料在熔炉中熔融后，经过挤出机挤压到模具流出成型，它还可以挤出各种不同截面的型材。主要性能即强度、硬度、耐磨性均按国家标准GB60６3。优点有：重量轻仅2.8，不生锈、设计变化快、模具投入低、纵向伸长高达1０米以上。铝型材外观有光亮、哑光之分，其处理工艺采用阳极氧化处理,表面处理氧化膜达到0.12ｍ/m厚度。铝型材壁厚依产品设计最优化来选择，不是市场上越厚越好,应看截面结构要求进行设计,它可以在0.5~５ｍm不均。外行人认为越厚越强硬,其实是错误的看法。 铝型材表面质量也有较难克服的缺陷：翘曲、变形、黑线、凸凹及白线。设计者水平高者及模具设计及生产工艺合理,可避免上述缺陷不太明显。检查缺陷应按国家规定检验方法进行,即视距40~５0CＭ来判别缺陷。 铝型材在家具中用途十分广泛:屏风骨架、各种悬挂梁、桌台脚、装饰条、拉手、走线槽及盖、椅管等等，可进行千变万化设计和运用! 铝型材虽然优点多，但也存在不理想的地方: 未经氧化处理的铝材容易“生锈”从而导致性能下降，纵向强度方面比不上铁制品．表面氧化层耐磨性比不上电镀层容易刮花.成本较高,相对铁制品成本高出３~４倍左右。 １.2压铸铝合金 压铸合金和型材加工方法相比,使用设备均不同，它的原材料以铝锭(纯度92%左右)和合金材料,经熔炉融化,进入压铸机中模具成型。压铸铝产品形状可设计成像玩具那样，造型各异,方便各种方向连接，另外,它硬度强度较高,同时可以与锌混合成锌铝合金。 压铸铝成型工艺分： 1、压铸成型 2、粗抛光去合模余料 3、细抛光 另一方面，压铸铝生产过程，应有模具才能制造,其模具造价十分昂贵,比注塑模等其它模具均高。同时,模具维修十分困难，设计出错误时难以减料修复。 压铸铝缺点: 每次生产加工数量应多,成本才低。抛光较复杂生产周期慢产品成本较注塑件高３～4倍左右。螺丝孔要求应大一点（直径4.5mｍ）连接力才稳定 适应范围：台脚、班台连接件、装饰头、铝型材封口件、台面及茶几顶托等，范围十分广泛。 （2）五金类 “五金”概念属通俗说法，标准分类应划分为黑色金属和有色金属两大类，它在家具中运用有管状、棒状、板状、线、角状几种。 2.１黑色金属件
功能材料论文概要
软磁材料概述 摘要 软磁材料如今已广泛的应用于我们的生活之中，如20世纪推进电力工业迅速发展的硅钢和在电子技术领域的应用是随处可见的。人类使用人工生产的软磁材料是从100多年前开始的，软磁材料的发展经历了从金属及合金到纯铁软磁材料再到Si-Fe合金、又到铁系合金、而后又发展了非晶态和纳米晶软磁合金的过程。目前，使用量最大的是Si-Fe合金。 软磁材料的种类繁多，应用广泛。本文主要讲了用量最大的铁基软磁合金和非晶态及纳米晶软磁合金合金中比较常用的软磁材料以及他们的一些特性。 关键字：软磁材料、铁基软磁合金、非晶态及纳米晶软磁合金合金。
1.磁功能材料 磁功能材料是指那些利用材料的磁性能和磁效应来实现对能量和信息的传递、转换、调制、存储和检测等功能作用的材料。随着科学技术的发展，磁性材料也得到了迅速的发展和广泛的应用，目前，磁性材料已经用于机械、电子、电力、通宵和仪器仪表登领域。 磁性材料的种类繁多，按材料的磁特性和磁效应功能以及用途，将磁功能材料分为软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、磁记录材料、磁致伸缩材料、磁控形状记忆合金、磁电阻材料、巨磁阻抗材料、磁光材料、磁卡效应材料、微波磁性材料、磁流体以及复合磁性材料。 2.软磁材料的一般特性及分类 软磁材料为磁功能材料中使用的较早的一种，一般是强磁性的铁磁性或亚铁磁性物质，其的总体特点是：它的磁滞回线细长，磁导率很高，对于外加磁场具有具有很高的灵敏度；矫顽力低，一般低于100A/m,容易被反复磁化。性能优异的软磁材料，具有低的矫顽力、高的饱和磁感应强度、高的起始磁导率、高的电阻率与低损耗等特点。以下两张表分别是一些典型的软磁性材料的矫顽力和起始磁导率： 表2.1 典型软磁材料的矫顽力 表2.2 典型软磁材料的起始磁导率
第3讲材料感觉特性的运用
第三章材料感觉特性的运用 本讲的主要的内容：产品造型设计；材料表面特性；视觉质感；触觉质感 一材料感觉特性的概念 在工业产品造型设计过程中，利用各种材料进行加工、制作，使其成为适需、宜人、创新的产品，这些可用于产品造型设计的材料，即通称为产品造型设计材料。产品造型设计材料是工业产品造型设计的物质基础，是产品满足功能要求、体现结构的基本要素。不同的产品造型设计材料不仅制约产品的结构、形状和大小，也使产品具有不同的外观质感、不同的装饰效果和不同的经济效益。 注意的问题： 任何一种产品造型设计只有与选用材料的性能特点及其加工工艺相一致时，才能实现产品造型设计的目的与要求。 本章要求学生掌握的内容是： 在产品设计选材中，设计师不仅要考虑选用材料本身的性能特点、相应的工艺条件、成本及材料资源等，还要考虑材料对消费者的心理影响。 产品造型设计材料的感觉特性是人对材料刺激的主观感受，通常难以测量，它在很大程度上受时代的制约，与当时工业发展水平、材料加工工艺、审美标准、流行时尚等因素有着直接的关系，这些因素一旦转移到人们对材料的认识和选用上，就会使人们按各自的观念去评价和判断材料。同时由于人们的经历、文化修养、生活环境、风俗和习惯的差异等，产品造型设计材料的感觉特性只能相对比较而言。 一：材料感觉特性的含义 材料的感觉特性，又称为质感，是一种心理感受，它建立在生理基础之上，是人的感觉器官对材料的综合印象，是人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反应或由人的知觉系统从材料表面得出的信息。材料的感觉特性是产品造型设计材料的一个重要特征。 材料感觉特性包括两个基本属性： 1、生理心理属性：材料表明作用于人的触觉和视觉系统的刺激信息，如 产品造型设计材料的感觉特性由材料的触觉质感和视觉质感所形成，一般归纳为粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、浑重与单薄、沉重与轻巧、坚硬与柔软、干涩与滑润、粗俗与典雅、透明与不透明等基本感觉特性 2、物理属性：材料表明传达给人的知觉系统的意义信息，也就是材料的类别，性能等。 主要体现为材料表面的几何特征和理化类别特征，如肌理色彩光泽质地等。 材料感觉特性按人的感觉可分为触觉质感和视觉质感，按材料本身的构成特性可分为自然和人为质感。 材料的触觉特性 通过手和皮肤触及材料而感知材料表面特性，是人们感知和体验材料的主要感受。 触觉的生理构成――复合的感觉，由运动感觉和皮肤感觉组成，是一种特殊的反映形式。运动感觉是指对身体运动和位置状态的感觉。皮肤感觉是指辨别物体机械特性，温度特性和或化学特性的感觉，一般分为温觉，压觉，痛觉等 手沿着物体运动，跟物体接触时，形成关于物体的一些属性。如弹性，软硬，光滑，粗糙等或大小，或重量。
金属材料性能及国家标准
金属材料性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 ???? 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? （一）、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 ??? 2 、屈服点（бs ）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 3 、抗拉强度（бb ）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 4 、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 ?? 5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??? 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） ??? 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 （三）、化学性能 ???? 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验
金属材料的使用性能
金属材料的使用性能 1. 密度(比重):材料单位体积所具有的质量，即密度＝质量/体积，单位为g/cm3。 2. 力学性能: 金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 3. 强度: 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服点、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示。 4. 屈服点: 金属在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs表示，单位为MPa。 5. 抗拉强度: 金属在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb表示，单位为MPa。 6. 塑性: 金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。 7. 伸长率: 金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，称为伸长率。用符号δ，%表示。伸长率反映了材料塑性的大小，伸长率越大，材料的塑性越大。 8. 韧性: 金属材料抵抗冲击载荷的能力，称为韧性，通常用冲击吸收功或冲击韧性值来度量。 9. 冲击吸收功: 试样在冲击载荷作用下，折断时所吸收的功。用符号A?k表示，单位为J 。 10. 硬度: 金属材料的硬度，一般是指材料表面局部区域抵抗变形或破裂的能力。根据试验方法和适用范围的不同，可分为布氏硬度和洛氏硬度等多种。布氏硬度用符号HB表示：洛氏硬度用符号HRA、HRB或HRC表示。 部分常用钢的用途 (一)各牌号碳素结构钢的主要用途: 1.牌号Q195，含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。用于轧制薄板和盘条。冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。 2.牌号Q215，强度稍高于Q195钢，用途与Q195大体相同。此外，还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件。
材料感觉特性的分析
材料感觉特性的分析 班级：工设101 姓名：赵宇辰 学号：201009010130
材料感觉特性的分析 灯具产品材料分析 材料感觉特性包含两个基本属性： 生理心理属性：材料表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息，如粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、浑重与 单薄沉重与轻巧、坚硬与柔软、干涩与滑润、粗俗与典雅、透明与不透明等基本感觉特征； 物理属性，即材料表面传达给人的知觉系统的意义信息，也就是 材料的类别、性能等。主要体现为材料表面的几何特征和理化类别特征，如肌理、色彩、光泽、质地等。 1.木质灯具
分析：木材以它独有的色、质、纹等特性受到人们的珍爱 ,并广泛地应用于建筑、家具、室内装修等生活环境之中。此种材质的灯让人感到十分自然，协调，亲切，古典，手工，温暖，感性。让室内处于一种温馨的环境中。让人感到安逸舒适。 材料对视觉器官的刺激因其表面特性的不同而决定了视觉感受的差异。材料表面的光泽、色彩、肌理、透明度等都会产生不同的视觉质感，从而形成材料的精细感、粗犷感、均匀感、工整感、光洁感、透明感、素雅感、华丽感和自然感。此灯具极具素雅感。 灯光色感柔和亲切。 2.陶瓷灯具
分析：陶瓷是一种工艺美术，也是一种民俗艺术，民俗文化，因此，它与民俗文的关系极为密切，表现出相当浓厚的民俗文化特色，广泛地反映了我国人民的社会生活、世态人情和我国人民的审美观念、审美价值、审美情趣与审美追求。每一件陶瓷作品都由陶瓷材质、造型和装饰三个基本要素有机统一组成的整体，具有物质和精神双重文化特征。陶瓷器皿在实用的前提下，具有造型规整、装饰多样、内涵丰富的特点，陶瓷艺术装饰经过数千年的探索与实践已发展得相当完备，其装饰形式基本可以归纳为釉下彩、釉上彩、釉中彩、颜色釉和综合装饰五大类。此灯具高雅，明亮，整齐，精制，凉爽。是家居装饰中可以提高人文底蕴的必需品。 3.皮革灯具
材料的力学性能使用性能和工艺性能使用性能是指金属材料
第一节 材料的力学性能 使用性能和工艺性能： 使用性能是指金属材料在使用过程中表现出来的性能，包括力学性能、物理性能(如电导性、热导性等)、化学性能(如耐蚀性、抗氧化性等)。 所谓工艺性能是指金属材料在各种加工过程中所表现出来的性能，包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。 材料的力学性能是指材料在各种载荷(外力)作用下表现出来的抵抗能力，它是机械零件设计和选材的主要依据。 常用的力学性能有：强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。 一、刚度 定义：工程上，指构件或零件在受力时抵抗弹性变形的能力。 计算：等于材料弹性模量E 与零构件截面积A 的乘积。 零构件发生过弹性变形的原因是刚度不足；金属和合金的弹性模量不能通过合金化和热处理、冷变形等方法改变；提高零构件刚度方法是增加横截面积或改变截面形状。 二、强度 强度是指材料在外力作用下抵抗变形或断裂的能力。由于所受载荷的形式不同，金属材料的强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。有些金属材料，如高碳钢、铸铁等，在拉伸试验中没有明显的屈服现象。所以国标中规定，以试样的塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应力作为屈服强度，用σ0.2表示。 三、塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形而不破坏的能力。金属材料的塑性也是 通过拉伸试验测得的。常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。 （1）伸长率 ： %10000?-= l l l k δ 长试样和短试样的伸长率分别用δ 10和δ5表示，习惯上δ10也常写成δ。 (2)断面收缩率 ：
%10000?-= S S S k ψ 四、硬度 硬度是衡量材料软硬程度的指标，它表示材料在外力作用下抵抗变形或破裂的能力。 常用的有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验方法。 HB=S F ?102.0=Dh F π?102.0 用淬火钢球作压头测得的硬度用符号HBS 表示，适合于测量布氏硬度值小于450的材料；用硬质合金球作压头测得的硬度用符号HBW 表示，适合于测量布氏硬度值450～650的材料。 布氏硬度压痕大，试验结果比较准确。但较大压痕有损试样表面，不宜用于成品件与薄件的硬度测试，而且布氏硬度整个试验过程较麻烦。 （2）洛氏硬度 HR=N-S h 常用的洛氏硬度是HRA 、HRB 和HRC 三种。 （3）维氏硬度 维氏硬度也是根据压痕单位表面积上的载荷大小来计算硬度值。所不同的是采用相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石作压头。 维氏硬度适用范围宽(5～1000 HV)，可以测从极软到极硬材料的硬度，尤其适用于极薄工件及表面薄硬层的硬度测量(如化学热处理的渗碳层、渗氮层等)，其结果精确可靠。缺点是测量较麻烦，工作效率不如洛氏硬度高。 五、冲击韧度 金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧度。 物理意义：试样在冲断时单位横截面积上所消耗的冲击功A K ，单位为J/cm 2。a K 值越大，表示材料的冲击韧性越好。 应用： （1）评价材料冶金质量和锻造及热处理的缺陷（因其对材料中的缺陷比较敏感），与屈服强度结合用于一般零件抗断裂设计。 （2）低温冲击试验，测量材料的韧脆转变温度T K 。T 〉T K 为韧性断裂，不希望材料在T K 温度以下工作。
各类主要材料的性能及用途
PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯，⒈优良的机械性能，机械强度高，耐疲劳性和尺寸稳定好。蠕变也小，这些性能在高温条件下也极少有变化。 ⒉生产PBT所消耗的能量是工程塑料中最低的的，这对于世界范围内能源紧缺的情况下，具有十分重要的意义。 ⒊耐热老化性优异，增强后的UL温度指数达到120~140℃，此外，户外长期老化性也很好。 ⒋耐溶剂好，无应力开裂。 ⒌PBT易于阻燃，可达UL94V-0级，由于与阻燃剂亲和性能好，所以容易开发反应型或添加型的阻燃品级。阻燃产品在电子电器工业中获得广泛应用。 ⒍PBT遇水易分解，在高温、高湿环境下使用需谨慎。 ⒎优良的电气性能，体积电阻率及介电强度高，耐电弧性优良，吸湿性极小，在潮湿及高温环境下，也能保持电性能稳定，是制造电子、电器零件的理想材料。 ⒏易成型加工和二次加工，易用普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快，流动性好，模具温度也比其他工程材料要求低，在加工薄壁制件时仅需几秒钟，对大部件也只需40-60s 即可。 用途：1、电子电器：无熔线断电器、电磁开关、驰返变压器、家电把手、连接器、外壳等； 2、汽车：车门把手、保险杆、分电盘盖、挡泥板、导线护壳、轮圈盖等； 3、工业零件：OA风扇、键盘、钓具卷线器、零件、灯罩等。 b、汽车： 1、外装零件：主要有转角格珊、发动机放热孔罩等； 2、内部零部件：主要有内镜撑条、刮水器支架和控制系统阀； 3、汽车电器零件：汽车点火线圈绞管和各种电器连接器等。 （PBT用于汽车上的数目还不及尼龙、聚碳和聚甲醛，但随着低翘曲性PBT的出现，今后必将在汽车零部件上得到更多的应用） c、机械设备：视频磁带录音机的带式传动轴、电子计算机罩、水银灯罩、电熨斗罩、烘烤机零件以及大量的齿轮、凸轮、按钮、电子表外壳、照相机的零件（有耐热、阻燃要求）在汽车制造领域，PBT广泛地用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。PBT与增强PA、PC、POM在汽车制造业中的竞争十分激烈，PA易吸水，PC的耐热性耐药性不及PBT；在汽车用途接管方面，由于PBT的抗吸水性优于PA，将会逐渐取代PA。在相对湿度较高、十分潮湿的情况下，由于潮湿易引起塑性降低，电器节点处容易引起腐蚀，常可使用改性PBT。在80℃、90%相对湿度下，PBT仍能正常使用，并且效果很好。 其中PBT/PC合金，在高级轿车中应用最为广泛；它的耐热性好，耐应力开裂，具有优良的耐磨，耐化学腐蚀性，低温冲击强度高，易加工和涂饰性好，主要应用于高档轿车保险杠，车底板，面板和摩托车护板等。
最新常用金属材料的选用、特性及应用
常用金属材料的选用、特性及应用
常用金属材料牌号表示方法 2010-08-29 来源：点击数：6次选择视力保护色: 合适字体大小: 大中小机械零件所用金属材料多种多样，为了使生产、管理方便、有序，有关标准对不同金属材料规定了它们牌号的表示方法，以示统一和便于采纳、使用。现将常用金属材料牌号表示方法向读者作一些简单介绍。 一、钢铁产品牌号表示方法(参照GB/T221—2000) 1.金属材料标准的基本概况 GB/T221—2000标准是参照国外钢铁产品牌号表示方法和国内钢铁产品牌号表示方法变化( 如Q345代替16Mn)等情况修订后，于2000年4月1日发布，并于2000年11月1日开始实施。 2.主要金属材料技术内容变动情况 (1)由于一些钢铁产品牌号有它们专用的标准，故取消了原标准中铁合金、铸造合金、高温合金、精密合金、耐蚀合金和铸铁、铸钢、粉末材料等牌号表示方法。 (2)一些新的钢铁产品的出现，更加完善了原标准。新标准增加了脱碳低磷粒铁、含钒生铁 JP2、铸造耐磨生铁、保证淬透性钢、非调质机械结构钢、塑料模具钢、取向硅钢(电讯用)等牌号表示方法。 (3)对不适应科技发展和与生产不协调的一些用钢牌号作了彻底改变或修改。如碳素结构钢A ３改为Q235，低合金高强度结构钢16Mn改为Q345等。对不锈钢、耐热钢和冷轧硅钢等的牌号表示方法也做了修改。 (4)原金属材料牌号标准中“钢铁产品牌号表示方法举例”的表3，因不适用于新标准而被删除。 3.钢铁产品牌号表示方法的基本原则 (1)凡国家标准和行业标准中钢铁产品的牌号均应按GB/T221—2000标准规定的牌号表示方法编写。凡不符合规定编写的钢铁产品牌号，应在标准修订时予以更改，一些新的钢铁产品，其牌号也应按此予以编写牌号。 (2)产品牌号的表示，一般采用汉语拼音字母，化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法来表示。 (3)采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母。当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。
工程材料性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指材料
工程材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指材料在使用条件下表现出来的性能如力学性能、物理性能和化学性能；工艺性能是指材料在加工过程中反映出的性能如切削加工性能、铸造性能、塑性加工性能、焊接性能和热处理性能等。其具体的分类如下： 一、强度、刚度、塑性、硬度 材料在静载荷的作用下所表现出的各种性能称为静态力学性能。材料的静态力学性能可以通过静载试验确定，该试验可以确定材料在静载荷作用下的变形（弹性变形、塑性变形）和断裂行为，这些数据广泛应用于结构载荷机件的强度和刚度设计中，也是材料加工工艺有关材料变形行为的重要资料。在生产金属材料的工厂，静载试验是检验材料质量的基本手段之一。此外，科学工作者也能够从材料的变形和断裂行为的分析中得到很多有关材料性能的重要资料，这些资料对于研究和改善材料的组织与性能十分必要。 一、拉伸试验 拉伸试验是工业上应用最广泛的金属力学性能试验方法之一。这种试验方法的特点是温度、应力状态和加载速率是确定的，并且常用标准的光滑圆柱试样进行试验。通过拉伸试验可以揭示材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即弹性变形、塑性变形和断裂。还可以标定出材料最基本的力学性能指标，如屈服强度σ0.2、抗拉强度σb、断后伸长率δ和断面
收缩率ψ。 1、拉伸试验曲线 拉伸试验曲线有以下几种表示方法： （1）载荷－伸长曲线（P-ΔL）这是拉伸试验机的记录器在试验过程中直接描画出的曲线。P是载荷的大小，ΔL指试样标距长度L0受力后的伸长量。 （2）工程应力－应变曲线（σ－ε曲线）令F0为试样原有的横截面面积，则拉伸应力σ＝P / F0，拉伸应变ε＝ΔL / L0。以σ－ε为坐标作图得到的曲线就是工程应力－应变曲线，它和P-ΔL曲线形状相似，仅在尺寸比例上有一些差异。图2－1为低碳钢的拉伸曲线。由图可见，低碳钢在拉伸过程中，可分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。 （3）真应力－应变曲线（S－e曲线）指试样在受载过程中任一瞬间的真应力（S = P / F）和真应变（e = ln L / L0）之间的关系曲线。 图2-1低碳钢的工程应力－应变曲线 2、弹性和刚度 （1）弹性：当外加应力σ小于σe（如图2－1）时，试样的变形能在卸载后（σ＝0）立即消失，即试样恢复原状，这种不产生永久变形的性能称为弹性。σe为不产生永久变形的最大应力，称为弹性极限。 （2）刚度：在弹性范围内，应力与应变成正比，即σ＝Eε，或E＝σ/ε，比例常数E 称为弹性模量，它是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标，亦称为刚度。它是一个对组织不敏感的参数，主要取决于材料本身，与合金化、热处理、冷热加工等关系不大。 3、强度 强度是指在外力作用下材料抵抗变形和断裂的能力，是材料最重要、最基本的力学性能指标之一。 （1）屈服点与屈服强度 屈服点σs与屈服强度σ0.2是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值，即
冲压材料的现状与展望概要
冲压材料的现状与展望 随着冲压技术的快速发展及应用行业要求的不断提高，人们越来越关注冲压材料。冲压常用材料是金属板料，也用非金属板料。冲压用金属板料金属板料分黑色金属板料和有色金属板料两 种。（1）黑色金属板材按性质可分为：普通碳素钢板、优质碳素结构钢板、合金结构钢板、电工硅钢板、不锈钢板以及其他钢板，如镀锌钢板、工具钢板等。（2）有色金属板包括塑性、导电性与导热性良好、防腐性能和焊接性能优良的、用于仪表和壳体等产品的铜及铜合金板（带）；较好的塑性和导热性、小密度和小变形抗力的、用于测量仪表的面板、各种罩壳和支架等产品的铝及铝合金板（带）；具有密度小、比强度高、比刚度高、阻尼性好、电磁屏蔽特性优越、抗震性好、耐蚀性能良好等特点的镁锰合金板，它们是减轻机械装备质量，提高机械装备各项性能的理想结构材料。适于加工成板材构件、挡板、燃油箱焊接件及飞机蒙皮等零部件。此外，还有锡磷青铜板、钛合金板及镍铜合金板等。冲压用非金属板料冲压用非金属材料包括绝缘胶木板、纸板、皮带、纤维板、橡胶片、塑料板和有机玻璃层压板等，主要用于轻工业和建材业相应的产品中。冲压用材料规 格冲压最常用的材料是板料，常见规格有710mm×1420mm和 1000mm×2000mm等。大批量生产时可采用专门规格的带料(卷料)；特殊情况下可采用块料，它适用于单件小批量生产和价值昂贵的有色金属的冲 压。新型冲压材料及展望当代材料科学的发展已经做到：根据使用与制造上的要求，设计并研发新的材料，因此很多冲压用的新型板材应运而生。新型冲压用板材包括：高强度钢板、耐腐蚀钢板、双相钢板、涂层板及复合板材。（1）高强度钢板，是指对普通钢板加以强化处理而得到的钢板。通常采用金属强化，原理有：固溶强化、析出强化、细晶强化、组织强化(相变强化及复合组织强化)、时效强化及加工强化等。其中，前5种是通过添加合金成分和热处理工艺来控制板材性质的。高强度钢板的高强度有两方面涵义：其一，屈服强度、抗拉强度高，在270?3l0MPa范围之内。用于汽车零件的高强度钢板，其抗拉强度可以达到600?800MPa，而相应的普通冷轧软钢板的抗拉强度只有300MPa；其二，高强度钢板的应用，能减轻冲压件的重量，节省能源和降低冲压产品成本。（2）耐腐蚀钢板。开发新耐腐蚀钢板的主要目的是增强普通钢板冲压件的抗腐蚀能力。它有两类：一类是加入新元素的耐腐蚀钢板，如耐大气腐蚀钢板等。我国研制的耐大气腐蚀钢板中，有10CuPCrNi(冷轧)和9CuPCrNi(热轧)，其耐蚀性是普通碳素钢板的3～5倍；第二类是在表面涂或镀一层防腐材料，也为涂层板的一种。
材料的特点和应用现状
1.材料的特点和应用现状 铁铜合金是合金元素铜以预合金化形式弥散进入铁粉或附着在铁粉表面 铁铜合金具有较高的电导率和强度 新型铁铜合金粉体材料的烧结温度为 860 ～880 ℃，与单质混合粉体材料相比，相同烧结工艺下，烧结硬度和抗弯强度均比单质混合粉末提高 10% 以上。铁铜合金是一种较好的机械、物理和焊接性能的材料。 现状 1.用于金刚石工具生产过程，由于新型铁铜合金粉体材料充分利用预合金化铜元素的弥散分布提高胎体强度，使得金刚石工具生产过程成本降低，工艺简化，切割效率提高并且成分无偏析，成形性好，流动性好，便于自动压制成型. 2.用于制造异步电动机，定向凝固铁铜合金新型实心转子异步电动机与传统铁磁体实心转子异步电动机相比, 起动性能和力能指标都明显提高 3.用于制造交流接触起的触桥。 3.由于在Cu／Fe复合粉中，Cu均匀地包覆铁粉表面，有效地解决了化学成分的偏析，确保了零件整体力学性能的一致性，且具有一定程度的合金化效果。因此，Cu／Fe 复合粉不仅用于制造含油轴承，还可广泛用于制造其他粉末冶金铁铜基制品。 2.材料的制备及改性方法现状 铁基预合金粉末的制备方法【4-5]有混合法、雾化法、扩散法和粘结法等。机械混合法制备的合金粉末(未添加粘结剂)由于各元素的密度不同，在运输或放置过程中由于震动等会导致成分偏析和聚集。雾化法制备的预合金粉末为完全合金化粉末，合金化程度高，粉末硬度高，导致成形性差[6]，故使用受到限制。扩散法制备的预合金粉末成分均匀性比机械混合粉末要好_垲J，由于已经部分合金化或类似合金化，因此其性能亦有所提高，具有成分均匀、压制性好、成形性好、稳定性好等优点。粘结法特别适合于不能采用扩散法制备的预合金粉末的制备，而且制备的预合金粉末性能优良。粘结法和扩散法是国内外发展的重要方向[9】o镍、钼和铜是最常用的铁基合金添加元素【l0l。合金元素钼能起到固溶强化作用，增加铁合金的强度，同时对粉体材料的压制性影响较小。铜和钼不仅产生固溶强化作用，另一重要作用是铁一铜和铁一钼边界部分合金化处易于贝氏体和马氏体形核，提高烧结体的硬度。镍富集区形成奥氏体，有利于获得硬度、强度和韧性平衡的多相组织。在所谓的低合金钢粉中，各合金元素的添加量(质量分数1一般小于5％，总合金元素添加量小于10％。使合金化元素高度分散，让合金元素充分发挥作用是制造预合金粉末的关键所在。 改性方法现状 铜含量对性能的影响 1、铜含量对Cu/Fe复合粉性能的影响：此当在铁中加入的cu含量较高时，由于Fe和Cu 的互不溶解特性，只能形成部分的假合金(pseud02alloy)，这种弱的交互作用使得Cu／Fe 复合粉可呈现出两种元素本征性能的特定组合进而获得优异的复合材料性能而得到广泛应用。 2、Cu含量对Cu／Fe复合粉物理性能的影响：在同样制造工艺条件下，随Cu含量增加复合