工程材料及成形工艺基础

绪论

1材料是指那些能够用于制造结构，器件或其他有用产品的物质，例如金属，陶瓷，聚合物，半导体，超导体介电材料，木材，沙石，复合材料等。

2工程材料根据其组成与结构特点，可分为金属材料，无机非金属材料，有机高分子材料和复合材料。根据材料的性能特征，可分为结构材料和功能材料。根据材料的用途分为建筑材料 能源材料 机械工程材料 电子工程材料。

3材料的主要加工主要指材料的成形加工及强化，改性和表面技术的应用。

第一章 材料的力学行为和性能

1材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能分为物理性能，化学性能和力学性能。

2力学行为：材料在载荷作用力下的表现

3弹性变形：当物体所受外力不大而变形处于开始阶段时，若去除外力，物体发生的变形会完全消失，并恢复到开始状态。

4塑性变形或残余变形：当外力增加到一定数值时，物体发生的变形不能完全消失，而一部分被保留下来，这时材料进入塑性变形阶段所保留下来的变形。

5韧性断裂：断裂前出现明显宏观塑性变形的断裂

6脆性断裂：在断裂前没有宏观塑性变形的断裂行为

综上所诉，对所有材料而言，在外力作用下虽外力增加 而变形和断裂是普通规律；而对金属等晶体材料而言，该规律是由弹性变形，塑性变形，断裂三个阶段组成。

服役条件：是指零件在工作过程中承受的温度，介质环境，加载速率和载荷作用放式

7载荷按其性质分为静载荷和动载荷。

8静载荷是指加载方式不影响材料的变形行为，加载速率较为缓慢的载荷

9动载荷是指突加的，冲击性的及大小，方向随时间而变化的载荷

10所谓载荷作用方式既加载方式，主要指拉伸，压缩，弯曲，扭转剪切等不同作用方式

11内力：材料在外力的作用下其内部将产生相应的作用里的作用力以抵抗变形，并在整体上外力达到平衡 12应力：分布在单位面积上的内力

13抗拉强度：标志着材料在断裂前所能承受的最大应力

14断后伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。伸长率越高 材料塑性越好。

15断面伸长率：试样拉断后 标距处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，

16测量硬度的方面有很多，主要有压入法，刻画法，回跳法

17常用的测量方法 有布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV 。布氏硬度的实验师用一定直径的硬质合金球，以相应的试验力压入试样表面。布氏硬度适用于测量组织出大且不均匀的金属材料的硬度，如铸铁 铸钢 非铁金属及合金， 各种经退火和调制处理后的钢材，不适宜用大批量的生产检验 测量太硬的材料时 压头可能产生变形 故不宜采用布氏硬度，对于产品 特别是有较高精度要求的配合面的零件及小件不宜采用这种方法

18洛氏硬度测试操作简便迅速 可直接读出硬度值 压痕小 在批量的成品或半成品质量检验中广泛用，但由于压痕过小，测量误差大代表性 重复性差分散度大

19维氏硬度特别使用于工件的硬化层及薄片 小件成品的测量但由于操作复杂 不宜用于大批量检测 由于压痕很小 致使所测量硬度重复性差 分散度大

20韧性：就是材料在断裂前吸收变形能量的能力。韧性好的材料在使用中不至于产生突然的脆性断裂 从而保证零件的安全性。

21Ak即为表征材料冲击韧性的指标称为冲击吸收功，

22疲劳断裂 材料在循环载荷的作用下即使所受应力低于屈服强度也常发生断裂

23疲劳强度 是指材料经无数次的应力循环仍不断裂的最大应力 用以表征材料抵抗疲劳断裂的能力

24低应力脆断 高强度材料的机件常常在远低于屈服点的状况下发生脆性断裂 中低强度的重型机件