【正文】 作用是粘結(jié)晶相、降低燒結(jié)溫度、抑制晶相長(zhǎng)大、填充氣孔等，但降低陶瓷的熔點(diǎn)和熱穩(wěn)定性，機(jī)械性能較低。優(yōu)點(diǎn)：耐磨性、耐熱性、耐油性、抗老化性都比較好，特別是耐磨性超過(guò)天然橡膠，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：不耐強(qiáng)堿腐蝕。這類模塑產(chǎn)品在高溫高濕條件下有優(yōu)良的電性能，低損耗因數(shù)。添加阻燃劑的烯丙酯類樹(shù)脂模塑料可在市上購(gòu)到，一些品種已被美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。熔化溫度200~270C。混入了PS的材料是非結(jié)晶性的，而混入了PA的材料是結(jié)晶性的。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，~%。對(duì)于各種不同的增強(qiáng)型材料有不同的收縮率。隨著負(fù)荷加大、時(shí)間增長(zhǎng)，可導(dǎo)致應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。化學(xué)和物理特性：玻璃化轉(zhuǎn)化溫度在165C左右，材料結(jié)晶溫度范圍是120~220C。熔化溫度260~340C。PBT（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）典型應(yīng)用范圍：家用器具（食品加工刀片、真空吸塵器元件、電風(fēng)扇、頭發(fā)干燥機(jī)殼體、咖啡器皿等），電器元件（開(kāi)關(guān)、電機(jī)殼、保險(xiǎn)絲盒、計(jì)算機(jī)鍵盤按鍵等），汽車工業(yè)（散熱器格窗、車身嵌板、車輪蓋、門窗部件等）。注塑模工藝條件：干燥處理。第五，聚四氟乙烯（PTEE，F(xiàn)4）熱塑性工程塑料，俗稱“塑料王”。缺點(diǎn)：不耐高溫、不耐燃、耐氣候性差。模具溫度將影響結(jié)晶度，而結(jié)晶度將影響產(chǎn)品的物理特性。PA12（尼龍12）典型應(yīng)用范圍：水量表和其他商業(yè)設(shè)備，電纜套，機(jī)械凸輪，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)及軸承等。優(yōu)點(diǎn)：一定的強(qiáng)度、良好的韌性、摩擦系數(shù)低、良好的自潤(rùn)滑性、較好的耐蝕性。缺點(diǎn)：耐熱性差、沖擊強(qiáng)度低、有一定毒性。高壓PE用來(lái)制作薄膜、軟管（使用溫度80℃）。第三，裂解反應(yīng) 在各種外界因素作用下，高聚物發(fā)生鏈的斷裂，使相對(duì)分子質(zhì)量下降的反應(yīng)。結(jié)晶度：聚合物中晶體所占的百分?jǐn)?shù)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)）。表92給出了常見(jiàn)的單體、鏈節(jié)和聚合物。第9章 非金屬材料目的和要求：本章講授的非金屬材料主要有高分子材料（聚合物）、陶瓷和復(fù)合材料三種，他們的組成不同、性能不同、用途也不同。主合金元素：Sn，可加入Al、Si、Pb、Be、Mn等。用作電線、開(kāi)關(guān)、油管、散熱器等。強(qiáng)化機(jī)理：析出的Al2Cu（θ相）、Al2CuMg（S相）、Zn2Mg（η相）、Al2Mg3Zn3（T相）等典型牌號(hào)及應(yīng)用：7A04（LC4）飛機(jī)大梁等。注意事項(xiàng)：易產(chǎn)生晶間腐蝕。4鋁合金的分類鋁合金的分類：變形鋁合金（鍛造鋁合金）、鑄造鋁合金。1有色金屬材料及其特性有色金屬材料：非鐵金屬及其合金就叫有色金屬材料。因而強(qiáng)度、塑性低。第三，蠕墨鑄鐵命名方法：RuT最低抗拉強(qiáng)度（JB/T4403）。因而，石墨的強(qiáng)度、硬度、塑性都很低。正是這種強(qiáng)烈的加工硬化導(dǎo)致加工困難，所以耐磨鋼通常鑄造成形。典型牌號(hào)：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。第三，齒輪鋼命名方法：2位數(shù)字（名義含碳量的1萬(wàn)倍）+合金元素符號(hào)和含量（不足1%不注明含量）（GB/T15712）典型牌號(hào)：20Cr、20CrMnTi、20CrNiMo等?；瘜W(xué)熱處理的目的提高制件表層的耐磨性、耐蝕性、抗氧化性、抗疲勞性等。熱處理的目的：提高、改善金屬材料的性能。典型用途：一般，低碳鋼制作沖壓制件，中碳鋼制作齒輪、軸等機(jī)械零件，55～65制作彈簧。所以，～%，%左右。3鐵碳合金的分類工業(yè)純鐵 %鋼 ～%之間。第4章 鐵碳合金目的和要求：本章是鋼鐵材料的重要理論基礎(chǔ)，還是具體講述碳素鋼的具體章節(jié)。置換固溶體的畸變可正也可負(fù)。本章作業(yè)：自教材P42～43中選做。第三，多晶體內(nèi)滿足滑移系可以開(kāi)動(dòng)條件的晶粒數(shù)量較多，使變形分散在較多的晶粒內(nèi)，不易產(chǎn)生應(yīng)力集中，結(jié)果允許承受較大的塑性變形（表現(xiàn)為塑性良好）。1為什么要研究塑性變形一方面，鑄態(tài)組織存在不足：晶粒粗大、組織不均勻、成分存在偏析、性能不高。這也說(shuō)明了為什么需要一定的過(guò)冷度。表11 常見(jiàn)金屬晶體的單胞晶格種類體心立方/bcc面心立方/fcc密排六方/hcp圖示P4 Fig13P5 Fig14P5 Fig15單胞內(nèi)原子數(shù)246致密度68%74%74%最密排面（110）（111）最密排方向[111][110]典型金屬αFe，Cr，Mo，W，V，Nb，βTi等γFe，Ni，Cu，Al，Au，Ag等Mg，Zn，Cd，Be等最密排面之間的距離大，作用力小。非晶體：原子在空間不規(guī)則排列所形成的物體。中國(guó)投資網(wǎng)數(shù)據(jù)表明，中國(guó)為2142萬(wàn)噸，2006年中國(guó)為2984萬(wàn)噸（表02）。按照構(gòu)成材料的組成不同，人們通常將機(jī)械工程材料分成金屬材料、非金屬材料兩大類（表01）。學(xué)時(shí)的分配：2學(xué)時(shí)。第二，各向異性：比如bcc的鐵在[111]方向的彈性模量為248200Mpa，而在[100]方向僅有132300Mpa。而總是在低于T0的某個(gè)溫度（實(shí)際結(jié)晶溫度Tn）時(shí)才真正開(kāi)始結(jié)晶。第2章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶目的和要求：本章主要講授金屬材料的變形機(jī)理，讓學(xué)生了解在使用情況下金屬材料的變形及其對(duì)機(jī)械正常工作的影響。晶粒內(nèi)部的變形方式與單晶體相同，有滑移和孿生兩種方式。金屬熱加工的優(yōu)點(diǎn)：變形時(shí)金屬塑性好、變形阻力小、產(chǎn)生裂紋危險(xiǎn)性低；變形后晶粒細(xì)小、組織均勻；產(chǎn)生具有一定方向的流線（金屬組織呈現(xiàn)纖維狀）、性能體現(xiàn)各向異性。置換固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格結(jié)點(diǎn)的位置而形成的固溶體。如P61 Fig318下部的反應(yīng)：α→β1+β2本章小結(jié)：金屬的性能與其組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，不同晶系的合金自結(jié)晶時(shí)就有不同的相組成，因而所表現(xiàn)的性能有很大差異。強(qiáng)度低、硬度低、塑性好。高碳鋼（～%）硬度高、耐磨性好，適宜制作工具等。不熱處理直接使用。1鋼的熱處理及其目的鋼的熱處理：將鋼通過(guò)加熱、保溫和冷卻的方法，改變結(jié)構(gòu)和組織，從而獲得所需要性能的綜合操作工藝過(guò)程。表面熱處理的目的是僅改變表層金屬的組織和性能，而保持心部的組織與性能不變。典型用途：火車車皮、橋梁、鍋爐、壓力容器、船舶等。典型牌號(hào)：9CrSi、9Mn2V、CrWMn等。典型用途：內(nèi)燃機(jī)排氣閥、加熱爐部件；透平機(jī)葉片、耐氧化部件；鍋爐結(jié)構(gòu)件。鑄鐵的性能主要取決于石墨化的程度。典型用途：汽車/拖拉機(jī)輪轂、內(nèi)燃機(jī)曲軸、汽車轉(zhuǎn)向節(jié)/傳動(dòng)軸等。第二，機(jī)械性能石墨強(qiáng)度很低，相當(dāng)于空洞。有色金屬的基本理論和基本知識(shí)已經(jīng)在有關(guān)金屬的理論章節(jié)講述，本章則主要講述典型的有色金屬和合金。高純鋁：～%。第一，2系列鋁合金（杜拉鋁）主合金元素：Cu，含有一定量的Mn、Mg。強(qiáng)化機(jī)理：析出相。用電解法生產(chǎn)，因而也稱之為電解銅。9鑄造黃銅命名方法：ZCu合金元素及含量（GB/T1176）。本章小結(jié)：本章講述了銅、鋁、鈦三種有色金屬，同樣遵循“成分組織性能應(yīng)用”的主線，講授時(shí)應(yīng)適當(dāng)輔以實(shí)例，讓學(xué)生能建立比較牢固的聯(lián)系。高分子化合物主要含C、H、O、N等元素，所以密度小，～2g/cm3。體形分子結(jié)構(gòu)的聚合物，加熱時(shí)不產(chǎn)生塑性，稱為熱固性聚合物。后者是結(jié)合是析出水、氨、甲醇等低分子物質(zhì)聚合成大分子鏈。高壓PE的分子質(zhì)量低、結(jié)晶度低、密度小，質(zhì)地軟。對(duì)氣體和水蒸汽具有滲透性，熱膨脹系數(shù)很高不適合于加工長(zhǎng)期使用的制品，容易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。特別是大分子量的PVC材料更難于加工（這種材料通常要加入潤(rùn)滑劑改善流動(dòng)特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。為了提高PA6的機(jī)械特性，經(jīng)常加入各種各樣的改性劑（玻璃、合成橡膠）。PA66（尼龍66） 典型應(yīng)用范圍：同PA6相比，PA66更廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強(qiáng)度要求的產(chǎn)品。第四，丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物（ABS，熱塑性工程塑料，也稱為“塑料合金”，兼有三種單體的特性，機(jī)械和化學(xué)工業(yè)應(yīng)用廣泛。模具溫度25～70C（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。PC/ABS這種混合材料還顯示了優(yōu)異的流動(dòng)特性。PEI還有良好的阻燃性、抗化學(xué)反應(yīng)以及電絕緣特性。結(jié)晶速度很高，粘性很低，塑件加工的周期時(shí)間一般也較低。模具溫度80~120C。白光的穿透性高達(dá)92%。共聚物材料有很好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性并且易于加工。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。特性的變化依賴于混合物如PPO和PS的比率。~%之間。以一元酸或二元酸為基礎(chǔ)的烯丙酯可用作低粘性單體或熱塑性預(yù)聚體。最佳產(chǎn)品首推二甘醇雙（碳酸烯丙酯）和過(guò)氧化二碳酸二異丙酯，因?yàn)樗鼈儾粌H顏色很淺，而且具有高度的透明性。8常用的熱固性塑料第一，酚醛塑料（PF）熱固性工程塑料，俗稱“電木”。應(yīng)用：輪胎、膠鞋、膠管等。有金屬氧化物和含氧酸鹽兩種?？蓽p小陶瓷密度、吸收震動(dòng)能量，但降低陶瓷強(qiáng)度和絕緣性能。第三，氯丁橡膠合成橡膠，俗稱“萬(wàn)能橡膠”。由環(huán)氧樹(shù)脂加增塑劑、固化劑、填料等制成。F時(shí)仍較好，而間苯二酸二烯丙酯可超過(guò)400176。 二甘醇雙（碳酸烯丙酯）由于它具有所需的優(yōu)良透明性，用途越來(lái)越廣泛。注射壓力350~1300bar。PS（聚苯乙烯）典型應(yīng)用范圍：產(chǎn)品包裝家庭用品餐具、托盤等，電氣(透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等)。然而，它對(duì)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒(méi)有抵抗力。熔化溫度220~275C。POM（聚甲醛）典型應(yīng)用范圍：POM具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，特別適合于制作齒輪和軸承?？梢酝ㄟ^(guò)添加結(jié)晶增強(qiáng)劑來(lái)提高材料的結(jié)晶程度。注射速度：對(duì)于較小的澆口使用低速注射，對(duì)其它類型的澆口使用高速注射。模具溫度40~60C（未增強(qiáng)型材料）。化學(xué)和物理特性： PC/PBT具有PC和PBT二者的綜合特性，例如PC的高韌性和幾何穩(wěn)定性以及PBT的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和潤(rùn)滑特性等。缺點(diǎn)：強(qiáng)度較低，加工成型性差（不能象一般熱塑性塑料成形）、成本高。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。為了保持塑件的幾何穩(wěn)定性，需要進(jìn)行退火處理。精確地控制模具溫度對(duì)PA12來(lái)說(shuō)是很重要的。使用溫度100℃。注塑模工藝條件：通常不需要干燥處理。熔化溫度220～260C，模具溫度50～95C；注射壓力700~1050bar，建議使用高速注射。熱固性聚合物：壓塑成形、壓注成形等。有一定剛度、只能發(fā)生微量彈性變形（普彈形變）。顯然，聚合度越高，分子鏈的鏈節(jié)數(shù)越多，分子也就越大。本章應(yīng)當(dāng)采取措施針對(duì)性地予以講授。第二，鑄造青銅命名方法：ZCu合金元素及含量（GB/T1176）。用于制作電真空器件等。典型牌號(hào)及應(yīng)用：8A06（L6）鉚釘?shù)?。典型牌?hào)及應(yīng)用：3A21（LF21）焊接油箱等。有不能熱處理強(qiáng)化鋁合金、能熱處理強(qiáng)化鋁合金兩類。2鋁鋁是產(chǎn)量?jī)H次于鋼鐵的金屬材料。因而廣泛用做受壓零件如機(jī)座等。其他：減震性優(yōu)于球墨鑄鐵而不及灰口鑄鐵，抗拉強(qiáng)度/疲勞強(qiáng)度/延伸率優(yōu)于灰口鑄鐵接近球墨鑄鐵，切削加工和鑄造性能優(yōu)于球墨鑄鐵接近灰口鑄鐵。鑄鐵的基體有鐵素體（F）、珠光體（P）和鐵素體+珠光體（F+P）三種。本章小結(jié)：合金鋼涉及的內(nèi)容很多，應(yīng)當(dāng)也只能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)擇其重要的重點(diǎn)講授，講授時(shí)的“命名牌號(hào)性能用途”脈絡(luò)應(yīng)當(dāng)清晰，典型用途務(wù)必重點(diǎn)講述。典型用途：車、銑、刨、刮以及鑿巖等工具。典型牌號(hào)：60Si2Mn、50CrA等。本章作業(yè)：自教材P133～135中選取。退火的目的是獲得接近平衡狀態(tài)的組織、消除不平衡的強(qiáng)化狀態(tài)、為最終加工作好組織準(zhǔn)備。典型牌號(hào)：TT8Mn、TT1T8A、T12A等。第四，在熱處理方面的應(yīng)用：熱處理需要將鋼加熱到單一的奧氏體區(qū)域，或加熱到與臨界點(diǎn)有關(guān)的某個(gè)溫度，而相圖則清晰反應(yīng)了鐵碳合金成分、溫度、組織的關(guān)系。注意：共析反應(yīng)的產(chǎn)物叫珠光體，是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物，記為P。學(xué)時(shí)的分配：2學(xué)時(shí)。通常具有金屬特性。學(xué)時(shí)的分配：2學(xué)時(shí)。第三，各向異性。以克服鑄件的不足。非自發(fā)形核：依靠外來(lái)固體粒子形成的晶核，就是非自發(fā)形核。第二，良好的導(dǎo)熱性：原因是大量的正離子存在。2金屬鍵金屬原子的特點(diǎn)：外層電子少容易丟失，因而變成正離子和自由電子。材料性能的分類：物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能等。1材料的分類機(jī)械有許多種：天上飛的有飛機(jī)、火箭，路上跑的有汽車、自行車，水里游的有船舶、潛艇等。本章作業(yè)：無(wú)。晶格常數(shù)：晶胞各邊的尺寸。這個(gè)溫度就是理論結(jié)晶溫度。本章小結(jié)：本章主要講述金屬晶體的種類以及不同晶體所表現(xiàn)出的性能差異。σsσb應(yīng)力低碳鋼的拉伸試樣和拉伸曲線：P24 Fig21應(yīng)變圖21 低碳鋼的拉伸曲線通過(guò)拉伸可以測(cè)定金屬材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度（強(qiáng)度極限）、延伸率、斷面收縮率等力學(xué)性能指標(biāo)。使性能下降。間隙固溶體一般是有限固溶體。包晶反應(yīng)：液體和一個(gè)固相反應(yīng)、生成另一個(gè)固相的反應(yīng)。γ相 碳溶入γ鐵形成的間隙固溶體，面心立方結(jié)構(gòu)，記為γ（相圖中）或A（文字中），稱為奧氏體。韌性：隨含碳量升高而降低。僅保證機(jī)械性能。第5章 鋼的熱處理目的和要求：本章僅僅簡(jiǎn)介常用的熱處理工藝。第五，表面熱處理表面熱處理：將鋼表層快速加熱、奧氏體化后快速冷卻，使表層獲得馬氏體的熱處理工藝。合金鋼常常按用途分成合金結(jié)構(gòu)鋼（包括合金結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、非調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、易切鋼等）、合金工具鋼（包括刃具鋼（含低合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金）、量具鋼、模具鋼（含冷作模具鋼、熱作模具鋼等）和特殊性能鋼（包括不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等）。典