【正文】 墨強(qiáng)度低，相當(dāng)于有許多小缺口。特性：一般密度小，比強(qiáng)度高；良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性；優(yōu)良的耐蝕性（鈦）；高的熔點（W、Mo、Ta、Nb）等。用作防腐機(jī)械零件、鉚釘、日用品等。變形鋁合金：通常加熱時是單相固溶體。鑄造鋁合金：能發(fā)生共晶反應(yīng)、形成低熔點共晶組織。第二，3系列鋁合金主合金元素：Mn，可加Mg。 強(qiáng)化機(jī)理：固溶強(qiáng)化。注意事項：受熱易軟化，耐蝕性差。熔點1083℃，面心立方結(jié)構(gòu)。無氧銅：也是工業(yè)純銅，但含氧量極低（%）。性能特點：良好的機(jī)械性能、較好的耐蝕性能、易于加工成型、價格低廉、色澤美麗。第一，變形青銅命名方法：Q合金元素及含量（GB/T5231）。變形鈦合金按照加入元素對同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的影響，分成α鈦合金、β鈦合金和α+β鈦合金三類。非金屬材料的理論基礎(chǔ)和基本知識與金屬材料不同：他們一般不是晶體，不會有結(jié)晶過程；他們密度小、重量輕，耐腐蝕、成形性好。低分子化合物：相對分子質(zhì)量小于500的化合物。聚合度：一個大分子鏈中，鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)。也稱之為碳鏈。一般結(jié)晶型高聚物的結(jié)晶度在30～80%之間。橡膠：常溫下處于高彈態(tài)的高聚物。第四，老化 長期使用過程中，高分子材料受到各種因素作用、結(jié)構(gòu)組成發(fā)生變化，從而失去彈性、出現(xiàn)龜裂、變硬變脆、發(fā)粘軟化等現(xiàn)象。還可按應(yīng)用范圍分成通用塑料、工程塑料和特種塑料。PEHD典型應(yīng)用范圍： 電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等?？梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應(yīng)力，從而減輕開裂現(xiàn)象。應(yīng)用：硬質(zhì)PVC常用于代替不銹鋼，制作化工設(shè)備、耐蝕容器、（貯槽、管道、風(fēng)機(jī)外殼）等；軟質(zhì)PVC加入30～40%增塑劑，制作耐酸堿軟管、電線包皮或絕緣層、薄膜等；發(fā)泡PVC加入發(fā)泡劑，用于隔音、隔熱、防震包裝等。PVC對氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。缺點：熱穩(wěn)定性差、有一定吸水性（影響制件尺寸精度和強(qiáng)度）。注射壓力一般在750~1250bar之間（取決于材料和產(chǎn)品設(shè)計）。 注塑模工藝條件：%以下。PA12對強(qiáng)氧化性酸無抵抗能力。注射壓力750~1250bar，取決于材料和產(chǎn)品設(shè)計。粘性較低，因此流動性很好（但不如PA6）。應(yīng)用：齒輪、泵葉輪、電話機(jī)及儀器儀表外殼、方向盤等。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。是氟塑料中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種。注射速度：盡可能地高。熔化溫度235~300C。注射壓力700~1500bar。注塑模工藝條件：高溫下很容易水解，因此加工前干燥是很重要的。玻璃添加劑過多將導(dǎo)致材料變脆。模具溫度70~120C。PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）典型應(yīng)用范圍：汽車工業(yè)（結(jié)構(gòu)器件如反光鏡盒，電氣部件如車頭燈反光鏡等），電器元件（馬達(dá)殼體、電氣聯(lián)結(jié)器、繼電器、開關(guān)、微波爐內(nèi)部器件）。PET在高溫下有很強(qiáng)的吸濕性。熔化溫度240~270C。PMMA具有較好的抗沖擊特性。注射速度中等或偏高。PP（聚丙烯）典型應(yīng)用范圍：汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機(jī)門襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等）。由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。加入30%%。注射壓力600~1500bar。%。注射速度：建議使用快速的注射速度。模具溫度40~80C。SA的維卡軟化溫度約為110C。某些樹脂，用其很薄的試片檢測，具有抗燃級UL94 V—0可燃度級，并有抗強(qiáng)電弧引燃性與抗電弧徑跡性。這是一類高反應(yīng)能力的三官能團(tuán)單體，含有兩種可供聚合的雙鍵。很高的表面電阻和體積電阻，很高的抗電弧性和抗電弧徑跡性。一些烯丙酯類單體廣泛用作預(yù)成型聚酯或氈片粘接劑的交聯(lián)劑，和層合預(yù)浸坯料或濕鋪料交聯(lián)劑，也廣泛用于純料、粒料和預(yù)混模塑料中，以及玻璃布與裝飾層合物的加工成型中。應(yīng)用：齒輪、凸輪、軸承、開關(guān)等電絕緣器件，等等。橡膠的組成：生膠、增塑劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、填充劑（填料）等。缺點：強(qiáng)度低、成形性不佳。陶瓷一般以天然硅酸鹽為原料，經(jīng)粉碎—配制—制坯—燒結(jié)而成。一般占組織組成的20～40%。主要晶相是莫來石（3Al2O3玻璃相：非晶態(tài)固體，燒結(jié)熔化后冷卻的非晶態(tài)玻璃。應(yīng)用：三角皮帶、運輸帶、腐蝕介質(zhì)輸送管、膠粘劑等。丁二烯和苯乙烯共聚物。9橡膠橡膠是線性分子高分子材料，加入硫化劑后使線性分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，保持良好彈性的同時，使之具有既不溶解、也不熔融、還不發(fā)粘的性質(zhì)。優(yōu)點：強(qiáng)度高、剛度大、耐熱性好、絕緣性好、耐酸腐蝕、摩擦系數(shù)低、制件尺寸穩(wěn)定。烯丙酯類樹脂預(yù)浸漬在玻璃布或粗紗上，可制作管、導(dǎo)管、天線罩、接線盒、飛機(jī)和導(dǎo)彈部件等。分級：模塑級主要是纖維填充型，填充纖維包括礦物纖維、玻璃纖維、合成纖維。另外，還有一種改性型用于透鏡設(shè)計中，可改變透鏡的設(shè)計。樹脂在高溫高濕條件下仍保持原有的電性能，模塑制品具有尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、機(jī)械強(qiáng)度好以及耐熱性能好等優(yōu)點。SA具有很強(qiáng)的承受載荷的能力、抗化學(xué)反應(yīng)能力、抗熱變形特性和幾何穩(wěn)定性。注塑模工藝條件：儲存不適當(dāng)時有一些吸濕特性需要干燥。模具溫度40~50C。這種材料的吸濕性很小，其制品具有優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。熔化溫度240~320C。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進(jìn)行改性。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。POM的高結(jié)晶程度導(dǎo)致它有相當(dāng)高的收縮率，可高達(dá)到2%~%。模具溫度80~105C。PMMA具有室溫蠕變特性。PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）典型應(yīng)用范圍：汽車工業(yè)（信號燈設(shè)備、儀表盤等），醫(yī)藥行業(yè)（儲血容器等），工業(yè)應(yīng)用（影碟、燈光散射器），日用消費品（飲料杯、文具等）。注射速度：在不導(dǎo)致脆化的前提下可使用較高的注射速度。在選用何種品質(zhì)的PC材料時，要以產(chǎn)品的最終期望為基準(zhǔn)。注塑模工藝條件：具有吸濕性，加工前的干燥很重要。PBT吸濕特性很弱。PEI還具有很低的收縮率(%%)及良好的等方向機(jī)械特性。熔化溫度340~400C（普通類型材料）或340~415C（增強(qiáng)類型材料）。PC/PBT（聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的混合物 ）典型應(yīng)用范圍：齒輪箱、汽車保險杠以及要求具有抗化學(xué)反應(yīng)和耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性、抗沖擊性以及幾何穩(wěn)定性的產(chǎn)品。熔化溫度230~300C，模具溫度50~100C。注射速度中高速度。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。還可在表面電鍍其他材料。在產(chǎn)品設(shè)計時，一定要考慮吸濕性對幾何穩(wěn)定性的影響。熔化溫度260~290C，模具溫度80C。很好的抗沖擊性、化學(xué)穩(wěn)定性?！?（但和流程相垂直的方向還要稍高一些）。熔化溫度230~280C，模具溫度80~90C（模具溫度顯著影響結(jié)晶度，從而影響塑件的機(jī)械特性）。第三，聚酰胺（PA，polyamide）熱塑性工程塑料，俗稱尼龍（有PAPA12和PA66），是最早發(fā)現(xiàn)能承受負(fù)荷的塑料，在機(jī)械工業(yè)中廣泛應(yīng)用?；瘜W(xué)和物理特性：一種非結(jié)晶性材料，在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。優(yōu)點：化學(xué)穩(wěn)定性高、絕緣性好、阻燃耐磨、消聲減震、成本低廉、加工容易。適用于注塑模的PEHD分子量分布很窄。應(yīng)用：低壓PE用于制作管道、閥門、高頻絕緣材料（使用溫度100℃）等。還有固化劑、潤滑劑、著色劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等，視情況加入。有官能團(tuán)交聯(lián)反應(yīng)和輻射交聯(lián)反應(yīng)兩種?？梢酝ㄟ^噴絲、吹塑、擠壓、模鑄等方法進(jìn)行加工，應(yīng)力、溫度、冷卻方式和模具形狀影響組織和性能。晶體：聚合物中分子鏈規(guī)則排列的部分，就稱為晶體，不規(guī)則的則稱為非晶體。碳是組成高分子鏈的主要元素，碳的四個共價鍵呈對稱的三維棱錐形態(tài)。鏈節(jié)：大分子中重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元。2高分子材料高分子材料：以高分子化合物為主要組成部分的材料。本章作業(yè)：自教材P263中選取?！姘l(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。耐磨性極高、耐蝕性好、充模能力強(qiáng)。Zn含量0～50%。牌號為T1，T2，T3（GB/T5231），數(shù)字越大純度越低。注意事項：一般經(jīng)熱處理使用。第六，7系列鋁合金主合金元素：Zn。典型牌號及應(yīng)用：4A11（LD11）航空發(fā)動機(jī)活塞等重載荷模鍛件。典型牌號及應(yīng)用：2A01（LY1）鉚釘、2A11（LY11）航空軸/銷等。人工時效：加熱條件下進(jìn)行的時效。用于特殊場合、科學(xué)研究等。3純鋁及其牌號、用途工業(yè)純鋁：～%。學(xué)時的分配：4學(xué)時。一般振動能量衰減率不低于10%（鋼只有2～3%）。損害其機(jī)械性能。其他：可鍛鑄鐵并不真正可以鍛造，只是有一定的塑性和韌性。球墨鑄鐵可以進(jìn)行高溫退火（促使自由滲碳體石墨化）、低溫退火（改善塑性）和消除應(yīng)力退火；還可以正火、調(diào)質(zhì)和等溫淬火。其他：灰口鑄鐵冷卻過程中，由于截面或壁厚不均，會產(chǎn)生應(yīng)力。石墨：六方晶系，碳原子靠共價鍵結(jié)合（結(jié)合力較強(qiáng)）、呈層狀分布，層間為分子鍵結(jié)合（結(jié)合力弱）。這都是本章所應(yīng)當(dāng)講授的內(nèi)容。承受很大沖擊載荷、并摩擦?xí)r使其發(fā)生顯著的加工硬化，硬度從210HB迅速上升到450～550HB。典型用途：塞規(guī)、樣板、千分尺等。第十，高速鋼命名方法：2位數(shù)字（名義含碳量1千倍）或不標(biāo)注（超過1%）+合金元素符號和含量（不足1%不注明含量）（GB/T3080）。典型牌號：Y12Pb、Y45Ca等。典型用途：大型曲軸；汽車半軸、通用或重載軸、鏜床鏜桿。學(xué)時的分配：3學(xué)時。通常有滲碳、滲氮、碳氮共滲（氰化）、滲棚、滲鉻、滲鋁等。淬火的目的是提高鋼的強(qiáng)度和硬度。熱處理工藝曲線：表示熱處理工藝的溫度—時間曲線。典型用途：受力不大、韌性良好、可焊接的機(jī)座、殼體；強(qiáng)度較高、有一定塑性、可焊接的軋鋼機(jī)機(jī)架、連桿、曲軸；高強(qiáng)度、高耐磨性、能切削加工的齒輪、棘輪等。典型牌號：460、16Mn、70Mn、08F等。按質(zhì)量分成普通碳素鋼（S、P含量比較高）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（、P含量較低）和高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼（S、P含量低）三種。第二，在鑄造方面的應(yīng)用：合金熔點低、結(jié)晶溫度區(qū)間窄有利于增加流動性，對鑄造有利。%時，F(xiàn)e3C沿晶界分布成網(wǎng)狀，易產(chǎn)生裂紋，強(qiáng)度反而降低。硬度高、強(qiáng)度低、塑性極差。典型的例子就是鐵：912℃以下是體心立方的α鐵，912～1394℃是面心立方的γ鐵，1394～1538℃又為體心立方的α鐵（為區(qū)別而稱為δ鐵）。本章作業(yè)：自教材P64～65中選取。共晶相圖：兩元素液態(tài)無限互溶、固態(tài)有限互溶，并有共晶轉(zhuǎn)變構(gòu)成的相圖（如CuNi系構(gòu)成的Fig39，P52）。置換固溶體一般是無序固溶體，一定條件下可形成有序固溶體。有間隙固溶體和置換固溶體兩種。教師要使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，從組織結(jié)構(gòu)的變化與表現(xiàn)出的力學(xué)性能上找出聯(lián)系。一般T再=（～）Tm二次再晶粒：一次再結(jié)晶后，少數(shù)晶粒擇優(yōu)生長成為特大晶粒、其他晶粒被吞食的這種現(xiàn)象。其次，晶界兩側(cè)晶粒的位向可能不同，他們內(nèi)部滑移系有的可能開動，有的不能開動，有的受拉有的受壓甚至受扭，使滑移不能協(xié)調(diào)而變形困難（表現(xiàn)為強(qiáng)度增加）。2變形及其分類變形：金屬在外力作用下，發(fā)生形狀和尺寸的改變。學(xué)時的分配：2學(xué)時。7實際使用的工程材料——金屬都是多晶體，晶體內(nèi)是有缺陷的：點缺陷（空位、間隙原子、置換原子）、線缺陷（位錯）、面缺陷（亞晶界、晶界）。ΔT=T0Tn金屬結(jié)晶必須是一個自由能降低的自發(fā)過程。結(jié)晶產(chǎn)品可以只是半成品（鑄錠），也可以是成品（鑄件）。4常見的金屬晶格類型金屬晶體對稱性高，90%屬于以下三種晶格。也簡稱結(jié)構(gòu)。一般而言，固體金屬都是晶體。正確地為機(jī)器零件選用合適的材料是每個工程技術(shù)人員應(yīng)盡的責(zé)任和重要的任務(wù)。另一方面，國際鋼鐵協(xié)會(International Iron and Steel Institute)批露的數(shù)據(jù)顯示，2006年全球粗鋼產(chǎn)量上升9%。機(jī)械工程材料培訓(xùn)教程作者：日期：第0章 緒論目的和要求：本章主要講授材料與機(jī)械的關(guān)系，其目的是使學(xué)生明確常用機(jī)械工程材料的分類。表01 機(jī)械工程材料的分類機(jī)械工程材料金屬材料黑色金屬材料如鐵、鋼等灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼等有色金屬材料如銅、鋁等純銅、黃銅、青銅、純鋁、鋁合金、純鈦、鈦合金等非金屬材料高分子材料如塑料、橡膠等熱塑性塑料、熱固性塑料、天然或合成橡膠等陶瓷材料如普通陶瓷、特種陶瓷等粘土陶瓷、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷等復(fù)合材料如粒子增強(qiáng)復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等纖維樹脂復(fù)合材料、纖維金屬復(fù)合材料等資料來源：Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology (4th Edition), 北京：高等教育出版社, 2005年3月, P28在迄今為止的元素周期表的109種元素中，金屬元素有86中，%，居絕對領(lǐng)先地位。每種材料都具備自己特有的性能，可以應(yīng)用在特定的場合。1晶體與非晶體晶體：原子在空間規(guī)則排列所形成的物體。3金屬晶體晶體結(jié)構(gòu)：晶體中原子的分布和排列方式。第三，外形規(guī)則。6金屬的結(jié)晶結(jié)晶：由液態(tài)金屬向原子規(guī)則排列、形成金屬晶體的過程就稱為結(jié)晶。過冷度：金屬的實際凝固溫度與理論凝固溫度之差。晶粒：由晶界包圍的晶體。重點和難點：金屬材料在冷、熱加工時所表現(xiàn)的特性及其原因。決不允許發(fā)生塑性變形。由于晶界的存在，首先，滑移不易從一個晶粒傳遞到相鄰的另一個晶粒，表現(xiàn)出阻礙作用，因而需要更大的外力（表現(xiàn)為強(qiáng)度增加）。再結(jié)晶溫度：進(jìn)行再結(jié)晶的最低溫度。本章小結(jié)：本章主要講述金屬變形的理論，也講述了變形對