工程材料的成分、組織、性能、選材、工藝與應用

1、材料學緒論一、本課程的性質一、本課程的性質一門研究材料的化學成分，加工工藝，組織、性能及應用幾者之一門研究材料的化學成分，加工工藝，組織、性能及應用幾者之間的內在聯系，分析如何運用材料科學的基礎知識解決各實際問題的間的內在聯系，分析如何運用材料科學的基礎知識解決各實際問題的綜合性，實踐性極強的專業(yè)課。綜合性，實踐性極強的專業(yè)課。二、本課程的目的二、本課程的目的使學生掌握如下能力：使學生掌握如下能力：1、對各類工件所用材料進行合理選材和制

2、定正確的熱處理工藝、對各類工件所用材料進行合理選材和制定正確的熱處理工藝（或其它加工工藝）（或其它加工工藝），以滿足其使用要求。，以滿足其使用要求。2、解決工件加工和使用中出現的各類早期失效問題。、解決工件加工和使用中出現的各類早期失效問題。3、從事新材料、新工藝的開發(fā)和研制的初步能力。、從事新材料、新工藝的開發(fā)和研制的初步能力。三、工程材料定義三、工程材料定義工程材料（結構材料）：用來制備在工作環(huán)境下承受載荷的工件工程材料（結構材料）

3、：用來制備在工作環(huán)境下承受載荷的工件的材料。的材料。四、參考書四、參考書工程材料工程材料朱張校朱張校清華大學出版社清華大學出版社金屬材料學金屬材料學王笑天王笑天機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社復合材料復合材料（二十一世紀新材料叢書）（二十一世紀新材料叢書）吳人潔吳人潔天津大學出版社天津大學出版社第一章第一章鋼的合金化基礎鋼的合金化基礎一、合金元素（一、合金元素（Me）的定義）的定義（2）擴大）擴大A區(qū)元素：區(qū)元素：Ni、Cu、Mn、C、N（

4、降低（降低A自由能自由能（GA），增加，增加A穩(wěn)定性）穩(wěn)定性）。2、碳化物（、碳化物（c’）形成元素的性質）形成元素的性質a、愈強的碳化物形成元素，形成的碳化物愈穩(wěn)定。、愈強的碳化物形成元素，形成的碳化物愈穩(wěn)定。b、愈強的碳化物形成元素，總是優(yōu)先與、愈強的碳化物形成元素，總是優(yōu)先與C形成形成C’。c、C’中可溶其他合金元素（中可溶其他合金元素（Me），當溶入的，當溶入的Me與C的結合力的結合力大于原大于原C’中的元素與中的元素與C的結合

5、力時，溶入后所形成的新的結合力時，溶入后所形成的新C’的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性增加，反之亦然。增加，反之亦然。d、過剩型、過剩型C’的強化效果低于沉淀型的的強化效果低于沉淀型的C’的強化效果。的強化效果。三、鋼的幾種強化機理三、鋼的幾種強化機理（1）提高強度阻止位錯運動氏氣團小尺寸溶質釘扎位錯柯滑移面歪扭溶質產生晶格畸變固溶強化?????????:（2）第二相強化：彌散均勻在基體中分布的第二相顆位阻止位）第二相強化：彌散均勻在基體中分布的第二相

6、顆位阻止位錯運動，提高強度。錯運動，提高強度。（3）晶界強化：細化晶粒）晶界強化：細化晶粒→增加晶界面積增加晶界面積→增加位錯運動阻力，增加位錯運動阻力，提高強度。提高強度。（4）位錯強化：位錯密度增加）位錯強化：位錯密度增加→運動中產生運動中產生纏結纏結→增加位錯運動阻力增加位錯運動阻力→提高強度。提高強度。四、鋼的韌化途徑四、鋼的韌化途徑1、細化基體（、細化基體（F.M）和第二相）和第二相（1）合金化：）合金化：V、Nb、Ti，形成