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1、機(jī)械工程材料姓名：林澤江班級(jí)：船舶安全121301學(xué)號(hào)：1237091301301摘要：本文扼要地回顧了材料的發(fā)展史和興起過程，簡(jiǎn)單地介紹了金屬材料的概念、特質(zhì)及其性能，著重闡述了金屬材料的分類、金屬材料科學(xué)的制備及合成以及金屬材料的成型工藝,同時(shí)就金屬材料的應(yīng)用及發(fā)展前景提出了看法【關(guān)鍵詞】機(jī)械材料金屬材料材料分類材料性能一、材料的分類1.按屬性可分為金屬材料和非金屬材料兩大類。金屬材料包括黑色金屬和有色金屬。有色金屬用量雖只占金屬材料的5％,但因具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和高的比強(qiáng)度等，而在機(jī)械工程中占有重要的地位。非金
2、屬材料又可分為無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料。前者除傳統(tǒng)的陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料外,還包括氮化硅、碳化硅等新型材料以及碳素材料（見碳和石墨材料）等。后者除了天然有機(jī)材料如木材、橡膠等外，較重要的還有合成樹脂（見工程塑料）。此外，還有由兩種或多種不同材料組合而成的復(fù)合材料。2.工程材料的分類按成分分類：金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料。金屬是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的材料，其中鋼鐵的用量最大。一般金屬具的優(yōu)良的工藝性能和力學(xué)性能；非金屬材料中，合成高分子材料、特別是塑料的使用廣泛；而陶瓷具有高硬度、耐高溫、耐腐蝕、絕緣的特點(diǎn)，主要用于化工設(shè)備、電器絕緣件
3、、機(jī)械加工刀具、發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱元件等；復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性能不同的物質(zhì)，復(fù)合材料一般綜合了各組分材料的優(yōu)良性能，在生活用品、機(jī)器制造等各個(gè)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。非金屬材料、復(fù)合材料等是未來發(fā)展的趨勢(shì)。103.機(jī)械工程材料也可按用途分類，如結(jié)構(gòu)材料（結(jié)構(gòu)鋼）。工模具材料（工具鋼）。耐蝕材料（不銹鋼）、耐熱材料（耐熱鋼）、耐磨材料（耐磨鋼）和減摩材料等。由于材料與工藝緊密聯(lián)系，也可結(jié)合工藝特點(diǎn)來進(jìn)行分類，如鑄造合金材料、超塑性材料、粉末冶金材料等。粉末冶金可以制取用普通熔煉方法難以制取的特殊材料，也可直接制造各種精密機(jī)械零件，已發(fā)展成
4、一類粉末冶金材料。結(jié)構(gòu)材料（如機(jī)械零件、工程構(gòu)件）、工具材料（如量具、刃具、模具）、功能材料（如磁性材料、超導(dǎo)材料等）。4.按領(lǐng)域分類：建筑工程材料、能源工程材料、信息工程材料、生物工程材料。這些都是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)物。二、材料的性能1、物理性能【一】強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是指材料抵抗外加載荷而不致失效破壞的能力.一般來講，材料強(qiáng)度僅指材料在達(dá)到允許的變形程度或斷裂前所能承受的最大應(yīng)力，像彈性極限、屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、疲勞極限和蠕變極限等。材料在常溫下的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉（壓）強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度表示材料抵抗開始產(chǎn)生大量塑性變形的應(yīng)力?？估瓘?qiáng)度表示材料抵
5、抗外力而不致斷裂的最大應(yīng)力。在工程上，不僅需要材料的屈服強(qiáng)度高，而且還需要考慮屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值（屈強(qiáng)比），根據(jù)不同的設(shè)備要求，其比值應(yīng)適當(dāng)。屈強(qiáng)比較小材料制造的零件具有較高的安全可靠性，因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)萬一超載，也能由于塑性變形使金屬的強(qiáng)度提高而不致立刻斷裂。但如果屈強(qiáng)比太低，則材料強(qiáng)度的利用率會(huì)降低。因此，過大、過小的屈強(qiáng)比都是不適宜的。在化工煉油設(shè)備中，很多零部件是長期在高溫下工作的，對(duì)于制造這些零部件的金屬材料的屈服限ss、抗拉強(qiáng)度限sb都會(huì)發(fā)生顯著變化，必須考慮溫度對(duì)力學(xué)性能的影響。通常隨著溫度升高，金屬的強(qiáng)度降低而塑性增加。另外，
6、金屬材料在高溫長期工作時(shí)，在一定應(yīng)力下，會(huì)隨著時(shí)間的延長緩慢地不斷發(fā)生塑性變化的現(xiàn)象，稱為“蠕變”10現(xiàn)象。例如，高溫高壓蒸汽管道雖然其承受的應(yīng)力遠(yuǎn)小于工作溫度下材料的屈服點(diǎn)，但在長期的使用中則會(huì)產(chǎn)生緩慢而連續(xù)的變形使管徑日趨增大，最后可能導(dǎo)致破裂。材料在高溫條件下抵抗這種緩慢塑性變形的能力，用蠕變極限sn表示。蠕變極限是指試樣在一定溫度下和在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生的蠕變變形量（總的或殘余的）或第Ⅱ階段的蠕變速度等于某規(guī)定值時(shí)的最大應(yīng)力。對(duì)于長期承受交變應(yīng)力作用的金屬材料，還有考慮“疲勞破壞”。所謂“疲勞破壞”是指金屬材料在小于屈服強(qiáng)度極限的循
7、環(huán)載荷長期作用下發(fā)生破壞的現(xiàn)象。疲勞斷裂與靜載荷下斷裂不同，無論在靜載荷下顯示脆性或韌性的材料，在疲勞斷裂時(shí)，都不產(chǎn)生明顯的塑性變形，斷裂是突然發(fā)生的，因此具有很大的危險(xiǎn)性，常常造成嚴(yán)重的事故。金屬材料在循環(huán)應(yīng)力下，經(jīng)受無限次循環(huán)而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力稱為“疲勞強(qiáng)度”，以sr（見（a）式）表示，稱為應(yīng)力循環(huán)系數(shù)或應(yīng)力比，在對(duì)稱循環(huán)時(shí)，(r=-1）表示。對(duì)于一般鋼材，以106～107次不被破壞的應(yīng)力，作為疲勞強(qiáng)度?！ ?】塑性 塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下，產(chǎn)生永久變形（塑性變形）而不被破壞的能力。金屬材料在受到拉伸時(shí)，長度和橫截面積都
8、要發(fā)生變化，因此，金屬的塑性可以用長度的伸長（延伸率）和斷面的收縮（斷面收縮率）兩個(gè)指標(biāo)來衡量。材料的塑性是指材料受力時(shí)，當(dāng)應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯
