第3章_机械制造基础.ppt

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1、余小燕 郑 毅 主编机械制造基础第三章2021/9/231第三章 常用工程材料3.1 工业用钢3.2 铸铁3.3 其他合金3.4 非金属材料2021/9/233.1 工业用钢3.1.1 钢的分类和编号3.1.2 碳素钢第三章 常用工程材料3.1.3 合金钢2021/9/23钢的冶炼钢的冶炼第三章 常用工程材料2021/9/233.1.1 钢的分类和编号钢的分类第三章 常用工程材料2021/9/233.1.1 钢的分类和编号钢的编号分类典型型号编号说明碳素结构钢Q235-A.F质量为A级的沸腾钢屈服点235MPa“Q”为“屈”字的汉语拼音字首,后面的数字为屈点;A、B、C、D表示质量等级;F、b

2、、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢优质碳素结构钢45平均C为0.45%65Mn平均C为0.65%,较高含锰量两位数字表示钢的平均含碳量,以万分之几表示,化学元素符号Mn表示钢的含锰量较高一般工程用铸造碳钢ZG200-400碳素铸钢抗拉强度为400MPa屈服点为200MPa“ZG”代表铸钢,其后面第一组数字为屈服点(MPa);第二组数字为抗拉强度(MPa)第三章 常用工程材料2021/9/233.1.1 钢的分类和编号钢的编号（续）分类典型编号编号说明合金结构钢60平均Mn1.5%平均Si为2%平均C为0.6%GCr15SiMn平均Cr为1数字+化学元素符号+数字,前面的数字

3、表示钢的平均C,以万分之几表示;后面的数字表示合金元素的含量,以平均该合金元素的质量分数的百分之几表示,质量分数少于1.5%时,一般不标明含量碳素工具钢T8平均C为0高级优质钢“T”为“碳”字的汉语拼音字首,后面的数字表示钢的平均含碳的质量分数,以千分之几表示;“A”表示高级优质钢第三章 常用工程材料2021/9/23分类典型编号编号说明合金工具钢5CrMnMo平均C为0.5%平均Cr、Mn、Mo小于1.5%平均C1时,以千分之几表示,C1时不标出;高速钢例外,其平均含量1.0%时也不标出;合金元素含量的表示方法与合金结构钢相同特殊性能钢2Cr13平均C为0平均Cr为13%平均C以千分之几表示

4、,但当平均C0.03%及0.08%时,钢号前分别冠以00及0表示;合金元素含量的表示方法与合金结构钢相同3.1.1 钢的分类和编号钢的编号（续）第三章 常用工程材料2021/9/233.1.2 碳素钢 碳素钢简称碳钢碳素钢简称碳钢,它是含碳量小于它是含碳量小于2%的铁碳合金的铁碳合金 碳钢可分为碳钢可分为碳素结构钢碳素结构钢、优质碳素结构钢优质碳素结构钢、碳素铸钢碳素铸钢和和碳素工碳素工具钢具钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.2 碳素钢 含碳量对于碳钢性能的影响含碳量对于碳钢性能的影响第三章 常用工程材料强度硬度高、塑性韧性低塑性好、强度低增加减小2021/9/233.1.2 碳

5、素钢1.碳素结构钢第三章 常用工程材料 碳素结构钢的硫、磷的质量分数较高碳素结构钢的硫、磷的质量分数较高(P0.045,S0.055),大大部分用于工程结构部分用于工程结构,小部分用于机械零件小部分用于机械零件 碳素结构钢一般在供应状态下使用碳素结构钢一般在供应状态下使用,必要时可进行锻造、焊接必要时可进行锻造、焊接等热加工等热加工,也可通过热处理调整其力学性能也可通过热处理调整其力学性能2021/9/233.1.2 碳素钢1.碳素结构钢第三章 常用工程材料 Q235钢钢在工业上应用最多在工业上应用最多,因为它既有一定的强度因为它既有一定的强度,又有较好又有较好的塑性的塑性2021/9/233

6、.1.2 碳素钢1.碳素结构钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.2 碳素钢2.优质碳素结构钢第三章 常用工程材料 这类钢的硫、磷的质量分数这类钢的硫、磷的质量分数0.035%,广泛用于较重要的机械零广泛用于较重要的机械零件件 45号号钢应用最广钢应用最广2021/9/233.1.2 碳素钢2.优质碳素结构钢低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢根据含碳量多少应用最多第三章 常用工程材料2021/9/233.1.2 碳素钢3.碳素铸钢第三章 常用工程材料 碳素铸钢是冶炼后直接铸造成毛坯或零件的碳素铸钢是冶炼后直接铸造成毛坯或零件的,适用于形状复杂适用于形状复杂且韧性、强度要求较高的零件

7、且韧性、强度要求较高的零件 碳素铸钢的碳素铸钢的C一般在一般在0.15%0.60%范围内范围内,过高则塑性差过高则塑性差,易易产生裂纹产生裂纹2021/9/233.1.2 碳素钢3.碳素铸钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.2 碳素钢4.碳素工具钢第三章 常用工程材料 碳素工具钢的含碳量为碳素工具钢的含碳量为0.7%1.3%，含碳量高，含碳量高,硬度高、耐硬度高、耐磨性好磨性好 碳素工具钢用于制造各种刃具、模具、量具和其他要求耐磨的碳素工具钢用于制造各种刃具、模具、量具和其他要求耐磨的机器零件机器零件2021/9/233.1.2 碳素钢4.碳素工具钢第三章 常用工程材料2021/9

8、/233.1.2 碳素钢4.碳素工具钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢 所谓合金钢是为了改善或提高钢的性能所谓合金钢是为了改善或提高钢的性能,在碳钢基础上特意地在碳钢基础上特意地加入一种或数种合金元素所制成的钢加入一种或数种合金元素所制成的钢 常用的合金元素有常用的合金元素有Si、Cr、Mn、Ni、W、Mo、Ti和和V等等第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢 根据用途不同可分为三类根据用途不同可分为三类:合金结构钢合金结构钢、合金工具钢合金工具钢和和特殊性特殊性能钢能钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢第三章 常用

9、工程材料 合金结构钢是合金钢中用途最广、用量最大的一类钢合金结构钢是合金钢中用途最广、用量最大的一类钢,常用于常用于制造重要的零件制造重要的零件 合金结构钢可分为普通低合金钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢和合金结构钢可分为普通低合金钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢等滚动轴承钢等2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢 (1)普通低合金钢普通低合金钢 常用普通低合金钢的牌号有常用普通低合金钢的牌号有Q295Q295、Q345Q345、Q390Q39

10、0、Q420Q420等等第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢 (2)渗碳钢渗碳钢 常用的渗碳钢有常用的渗碳钢有1515、20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi、18Cr2Ni4W18Cr2Ni4W等等第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢 (3)调质钢调质钢 常用的调质钢有常用的调质钢有4545、40Cr40Cr、35SiMn35SiMn、38CrMoAlA38CrMoAlA等等第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢 (4)弹簧钢弹簧钢 常用的弹簧钢有常用的弹簧钢有6565、65Mn6

11、5Mn、60Si2Mn60Si2Mn、50CrVA50CrVA等等第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢1.合金结构钢 (5)滚动轴承钢滚动轴承钢 目前常用的是铬轴承钢目前常用的是铬轴承钢(GCr9(GCr9、GCrl5GCrl5、GCrl5SiMnGCrl5SiMn等等)第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢2.合金工具钢第三章 常用工程材料 合金工具钢主要用于制造刃具、模具和量具等，钢中的合金元合金工具钢主要用于制造刃具、模具和量具等，钢中的合金元素可增加钢的淬透性、耐磨性和热硬性素可增加钢的淬透性、耐磨性和热硬性 合金工具钢主要用于制造形状复杂、尺寸较

12、大合金工具钢主要用于制造形状复杂、尺寸较大,要求变形小或要求变形小或切削速度较高的工模具切削速度较高的工模具2021/9/233.1.3 合金钢2.合金工具钢第三章 常用工程材料2021/9/233.1.3 合金钢2.合金工具钢第三章 常用工程材料 (1)刃具钢刃具钢2021/9/233.1.3 合金钢2.合金工具钢第三章 常用工程材料 (2)模具钢模具钢 模具钢分为模具钢分为冷模具钢冷模具钢和和热模具钢热模具钢2021/9/233.1.3 合金钢2.合金工具钢第三章 常用工程材料 (3)量具钢量具钢 尽量降低淬火温度尽量降低淬火温度 淬火后立即进行淬火后立即进行-70-70-80-80的冷处

13、理的冷处理 精度要求高的量具精度要求高的量具,在淬火、冷处理和低温回火后尚需进行在淬火、冷处理和低温回火后尚需进行时效处理时效处理2021/9/233.1.3 合金钢3.特殊性能钢第三章 常用工程材料 (1)不锈钢不锈钢 不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐溶液或其他腐蚀性介质不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐溶液或其他腐蚀性介质中具有高度化学稳定性的合金钢的总称中具有高度化学稳定性的合金钢的总称2021/9/233.1.3 合金钢3.特殊性能钢第三章 常用工程材料 (2)耐热钢耐热钢 耐热钢常分为热化学稳定钢耐热钢常分为热化学稳定钢(3Cr18Ni25Si2(3Cr18Ni25Si2等等)和热强钢

14、和热强钢(Cr12(Cr12型、型、Cr13Cr13型、型、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti、1Cr171Cr17等等)2021/9/233.1.3 合金钢3.特殊性能钢第三章 常用工程材料 (3)耐磨钢耐磨钢 高锰钢是目前最重要的耐磨钢高锰钢是目前最重要的耐磨钢2021/9/233.2 铸铁3.2.1 铸铁的石墨化3.2.2 常用铸铁 铸铁是指C为2%4%的铁碳合金,并且还含有较多的Si、Mn、S、P等元素铸铁有良好的减振、减磨作用,良好的铸造性能及切削加工性能,且价格低第三章 常用工程材料3.2.3 合金铸铁2021/9/233.2.1 铸铁的石墨化第三章 常用工程材料1.铸铁冷却

15、和加热时的石墨化过程 (1)冷却冷却 从液体中析出一次石墨从液体中析出一次石墨 由共晶反应而生成的共晶石墨由共晶反应而生成的共晶石墨 由奥氏体中析出二次石墨由奥氏体中析出二次石墨 由共析反应而生成的共析石墨由共析反应而生成的共析石墨2021/9/233.2.1 铸铁的石墨化第三章 常用工程材料1.铸铁冷却和加热时的石墨化过程 (2)加热加热Fe3C3Fe+C2021/9/233.2.1 铸铁的石墨化第三章 常用工程材料2.影响铸铁石墨化的因素 (1)化学成分的影响化学成分的影响 (2)冷却速度的影响冷却速度的影响2021/9/233.2.2 常用铸铁第三章 常用工程材料1.灰铸铁 灰铸铁的组织

16、是由片状石墨和钢的基体两部分组成灰铸铁的组织是由片状石墨和钢的基体两部分组成 灰铸铁的性能与普通碳钢相比灰铸铁的性能与普通碳钢相比,具有力学性能低、耐磨性与消震具有力学性能低、耐磨性与消震性好和工艺性能好等特性性好和工艺性能好等特性2021/9/233.2.2 常用铸铁第三章 常用工程材料2.球墨铸铁 球墨铸铁中石墨呈球状球墨铸铁中石墨呈球状 球墨铸铁兼有钢的高强度和灰铸铁的优良铸造性能球墨铸铁兼有钢的高强度和灰铸铁的优良铸造性能,是一种有发是一种有发展前途的铸造合金展前途的铸造合金,用来制造受力复杂、力学性能要求高的铸件用来制造受力复杂、力学性能要求高的铸件2021/9/233.2.2 常用

17、铸铁第三章 常用工程材料3.蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是一种新型铸铁蠕墨铸铁是一种新型铸铁,其中碳主要以蠕虫状形态存在其中碳主要以蠕虫状形态存在,其石墨其石墨形状介于片状和球状之间形状介于片状和球状之间 蠕墨铸铁保留了灰铸铁工艺性能优良和球墨铸铁力学性能优良的蠕墨铸铁保留了灰铸铁工艺性能优良和球墨铸铁力学性能优良的共同特点共同特点,而克服了灰铸铁力学性能低和球墨铸铁工艺性能差的缺点而克服了灰铸铁力学性能低和球墨铸铁工艺性能差的缺点2021/9/233.2.2 常用铸铁第三章 常用工程材料4.可锻铸铁 可锻铸铁的石墨呈团絮状可锻铸铁的石墨呈团絮状,它对基体的割裂程度较灰铸铁轻它对基体的割裂程度较灰铸铁轻

18、 可锻铸铁性能优于灰铸铁可锻铸铁性能优于灰铸铁;在铁液处理、质量控制等方面又优于在铁液处理、质量控制等方面又优于球墨铸铁球墨铸铁2021/9/233.2.2 常用铸铁名称名称牌号牌号典型牌号典型牌号主要用途主要用途灰铸铁HTHT150、HT200底座、刀架、阀体、水泵壳球墨铸铁QTQT400-15、QT600-3汽车、拖拉机的轮毂、中低压阀门、电动机壳、齿轮箱蠕墨铸铁RuT生产气缸盖、钢锭模等铸件可锻铸铁KTKTH350-10、KTH450-06低压阀门、连杆、曲轴、齿轮等零件第三章 常用工程材料2021/9/233.2.3 合金铸铁 合金铸铁与合金钢相比合金铸铁与合金钢相比,熔炼简单熔炼简单

19、,成本低廉成本低廉,基本上能满足特基本上能满足特殊性能的要求殊性能的要求,但但力学性能较差力学性能较差,脆性较大脆性较大第三章 常用工程材料2021/9/23 常用的合金铸铁有：常用的合金铸铁有：3.2.3 合金铸铁 耐磨铸铁耐磨铸铁 耐热铸铁耐热铸铁 耐蚀铸铁耐蚀铸铁第三章 常用工程材料2021/9/233.2.3 合金铸铁第三章 常用工程材料1.耐磨铸铁 在无润滑干摩擦条件下工作的零件应具有均匀的高硬度组织在无润滑干摩擦条件下工作的零件应具有均匀的高硬度组织 在润滑条件下工作的耐磨铸铁在润滑条件下工作的耐磨铸铁,其组织应为软基体上分布有硬的其组织应为软基体上分布有硬的组织组成物组织组成物,

20、使软基体磨损后形成沟槽使软基体磨损后形成沟槽,保持油墨保持油墨2021/9/233.2.3 合金铸铁第三章 常用工程材料2.耐热铸铁 铸铁的耐热性主要是指在高温下的抗氧化和抗热生长能力铸铁的耐热性主要是指在高温下的抗氧化和抗热生长能力 耐热铸铁按其成分可分为硅系、铝系、硅铝系及铬系等，主要用耐热铸铁按其成分可分为硅系、铝系、硅铝系及铬系等，主要用于制造加热炉附件于制造加热炉附件,如炉底、烟道挡板、传递链构件等如炉底、烟道挡板、传递链构件等2021/9/233.2.3 合金铸铁第三章 常用工程材料3.耐蚀铸铁 耐蚀铸铁是指在腐蚀性介质中工作时具有耐蚀能力的铸铁耐蚀铸铁是指在腐蚀性介质中工作时具有

21、耐蚀能力的铸铁 耐蚀铸铁主要用于化工机械耐蚀铸铁主要用于化工机械,如制造容器、管道、泵、阀门等如制造容器、管道、泵、阀门等2021/9/233.3 其它合金3.3.1 铝及其合金3.3.2 铜及其合金3.3.3 轴承合金3.3.4 粉末冶金与硬质合金第三章 常用工程材料2021/9/233.3.1 铝及其合金1.工业纯铝 工业上使用的纯铝工业上使用的纯铝,其纯度其纯度(质量分数质量分数)为为99.7%98%工业纯铝的牌号为工业纯铝的牌号为1070A、1060、1050A 工业纯铝塑性好工业纯铝塑性好,但强度低但强度低第三章 常用工程材料2021/9/233.3.1 铝及其合金2.铝合金的分类及

22、热处理特点 (1)变形铝合金变形铝合金不可热处理强化可热处理强化防锈铝合金硬铝合金超硬铝合金锻铝合金第三章 常用工程材料2021/9/233.3.1 铝及其合金2.铝合金的分类及热处理特点 (1)变形铝合金变形铝合金 防锈铝合金属防锈铝合金属Al-Al-MnMn系合金及系合金及Al-MgAl-Mg系合金系合金 硬铝合金属硬铝合金属Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系合金系合金 超硬铝合金属超硬铝合金属Al-Cu-Mg-ZnAl-Cu-Mg-Zn系合金系合金 锻铝合金属锻铝合金属A1-Cu-Mg-SiA1-Cu-Mg-Si系合金系合金第三章 常用工程材料2021/9/233.3.1 铝及其合金2.

23、铝合金的分类及热处理特点 (2)铸造铝合金铸造铝合金 铸造铝合金是用于浇注成铸件的铝合金铸造铝合金是用于浇注成铸件的铝合金 铸造铝合金的代号由铸造铝合金的代号由“ZL”ZL”根据主加元素的不同根据主加元素的不同,铸造铝合金分为铸造铝合金分为Al-Al-SiSi系、系、Al-CuAl-Cu系、系、Al-MgAl-Mg系及系及Al-ZnAl-Zn系四类系四类 Al-Al-SiSi系合金是工业中应用最广泛的铸造铝合金系合金是工业中应用最广泛的铸造铝合金第三章 常用工程材料2021/9/233.3.2 铜及其合金第三章 常用工程材料1.工业纯铜 工业用纯铜工业用纯铜,含铜量含铜量Cu高于高于99.5%

24、,通常呈紫红色通常呈紫红色 工业纯铜牌号有工业纯铜牌号有T1、T2、T3和和T4四种四种,序号越大序号越大,纯度越低纯度越低 纯铜具有优良的导电、导热、耐蚀和焊接性能纯铜具有优良的导电、导热、耐蚀和焊接性能,又有一定的强又有一定的强度度,广泛用于广泛用于导电、导热和耐蚀器件导电、导热和耐蚀器件 微量的杂质元素对铜的力学性能和物理性能影响较大微量的杂质元素对铜的力学性能和物理性能影响较大2021/9/233.3.2 铜及其合金2.铜合金铜合金铜合金黄铜青铜普通黄铜压力加工锡青铜铸造锡青铜特殊黄铜无锡青铜第三章 常用工程材料2021/9/233.3.2 铜及其合金2.铜合金第三章 常用工程材料 (

25、1)黄铜黄铜 普通黄铜是以锌和铜组成的合金普通黄铜是以锌和铜组成的合金 特殊黄铜是在普通黄铜的基础上加入其他合金元素的铜合金特殊黄铜是在普通黄铜的基础上加入其他合金元素的铜合金2021/9/233.3.2 铜及其合金2.铜合金第三章 常用工程材料 (2)青铜青铜 压力加工锡青铜含锡量一般小于压力加工锡青铜含锡量一般小于10%,10%,适宜于冷热压力加工适宜于冷热压力加工 铸造锡青铜含锡量为铸造锡青铜含锡量为10%10%14%14%无锡青铜是指不含锡的青铜无锡青铜是指不含锡的青铜,常用的有铝青铜、铍青铜、铅常用的有铝青铜、铍青铜、铅青铜、锰青铜、硅青铜等青铜、锰青铜、硅青铜等2021/9/233

26、.3.3 轴承合金 轴承合金应具有如下性能要求：轴承合金应具有如下性能要求：第三章 常用工程材料 足够的强度和硬度足够的强度和硬度 足够的塑性、韧性足够的塑性、韧性 与轴之间有良好的磨合能力及较小的摩擦系数与轴之间有良好的磨合能力及较小的摩擦系数 有良好的导热性和抗蚀性有良好的导热性和抗蚀性 有良好的工艺性有良好的工艺性,容易制造且价格低廉容易制造且价格低廉2021/9/233.3.3 轴承合金 用于制作轴瓦和轴衬的合金称为轴承合金用于制作轴瓦和轴衬的合金称为轴承合金 图3.1 轴承合金结构示意图第三章 常用工程材料2021/9/233.3.3 轴承合金 (1)锡基轴承合金锡基轴承合金 锡基轴

27、承合金是工业上广泛应用的轴承材料锡基轴承合金是工业上广泛应用的轴承材料 典型锡基轴承合金的牌号是典型锡基轴承合金的牌号是ZChSnSb11-6ZChSnSb11-6第三章 常用工程材料2021/9/233.3.3 轴承合金 (2)铅基轴承合金铅基轴承合金 典型铅基轴承合金的牌号是典型铅基轴承合金的牌号是ZChPbSbl6-16-2ZChPbSbl6-16-2第三章 常用工程材料 主要用于制造如汽车、拖拉机的曲轴轴承及电动机、破碎机主要用于制造如汽车、拖拉机的曲轴轴承及电动机、破碎机轴承等轴承等2021/9/233.3.3 轴承合金 (3)其它轴承合金其它轴承合金第三章 常用工程材料 除了巴氏合

28、金以外除了巴氏合金以外,还有铜基、铝基轴承合金还有铜基、铝基轴承合金 广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机车等一般工业轴承广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机车等一般工业轴承 特点是承载能力高、密度较小、导热性和疲劳强度好特点是承载能力高、密度较小、导热性和疲劳强度好,工作工作温度高温度高,价格便宜价格便宜2021/9/233.3.4 粉末冶金与硬质合金 (1)粉末冶金简介粉末冶金简介 粉末冶金是利用金属粉末粉末冶金是利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合或金属粉末与非金属粉末的混合物物)作原料作原料,将几种粉末混匀压制成型将几种粉末混匀压制成型,并经过烧结而获得材料或并经过烧结而获得材料或零件的加工

29、方法零件的加工方法第三章 常用工程材料2021/9/233.3.4 粉末冶金与硬质合金 (2)硬质合金硬质合金 硬质合金是以碳化钨硬质合金是以碳化钨(WC)(WC)、碳化钛、碳化钛(TiCTiC)等高熔点、高硬度等高熔点、高硬度的碳化物的粉末和起粘结作用的金属钴粉末经混合、加压成型、的碳化物的粉末和起粘结作用的金属钴粉末经混合、加压成型、再烧结而制成的一种粉末冶金制品再烧结而制成的一种粉末冶金制品第三章 常用工程材料2021/9/233.4 非金属材料3.4.1 高分子材料3.4.2 陶瓷材料 机械工业中使用的非金属材料可分为三大类:高分子材料(如塑料、胶粘剂、合成橡胶、合成纤维等)、陶瓷(如

30、日用陶瓷、金属陶瓷等)、复合材料等。第三章 常用工程材料3.4.3 复合材料2021/9/233.4.1 高分子材料1.工程塑料第三章 常用工程材料强度、硬度低耐腐蚀电绝缘性好成形性耐磨性密度小工程塑料工程塑料2021/9/233.4.1 高分子材料1.工程塑料 (1)热塑性塑料热塑性塑料 热塑性塑料在受热时软化和熔融热塑性塑料在受热时软化和熔融,冷却后成形固化冷却后成形固化,再受热时再受热时又软化和熔融又软化和熔融,具有具有可塑性可塑性和和重复性重复性 常用的塑料有聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、常用的塑料有聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABSABS、聚酰胺、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯和

31、聚甲基丙烯酸甲酯等聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等第三章 常用工程材料2021/9/233.4.1 高分子材料1.工程塑料 (2)热固性塑料热固性塑料 热固性塑料不溶于任何溶剂热固性塑料不溶于任何溶剂,再加热也不软化不能回用再加热也不软化不能回用 常用的热固性塑料有酚醛塑料、环氧塑料等常用的热固性塑料有酚醛塑料、环氧塑料等第三章 常用工程材料2021/9/233.4.1 高分子材料1.工程塑料第三章 常用工程材料ABS塑料环氧塑料2021/9/233.4.1 高分子材料2.橡胶 (1)工业橡胶的组成工业橡胶的组成 工业橡胶的主要成分是工业橡胶的主要成分是生胶生胶 工业橡胶中还必

32、须加入各种工业橡胶中还必须加入各种配合剂配合剂第三章 常用工程材料2021/9/233.4.1 高分子材料2.橡胶 (2)橡胶的性能特点橡胶的性能特点 橡胶具有良好的橡胶具有良好的回弹性回弹性，经硫化处理后具有良好的，经硫化处理后具有良好的耐磨性耐磨性第三章 常用工程材料2021/9/233.4.1 高分子材料2.橡胶 (3)常用橡胶材料常用橡胶材料 天然橡胶天然橡胶第三章 常用工程材料2021/9/233.4.1 高分子材料2.橡胶 (3)常用橡胶材料常用橡胶材料 合成橡胶合成橡胶第三章 常用工程材料2021/9/233.4.1 高分子材料2.橡胶 (1)天然橡胶天然橡胶第三章 常用工程材料

33、 天然橡胶是橡胶树上流出的胶乳天然橡胶是橡胶树上流出的胶乳,经过加工制成的固态生胶经过加工制成的固态生胶 (2)合成橡胶合成橡胶 合成橡胶分为丁苯橡胶合成橡胶分为丁苯橡胶(SBR)(SBR)和顺丁橡胶和顺丁橡胶(BR)(BR)2021/9/233.4.1 高分子材料2.橡胶第三章 常用工程材料 生活中常见的橡胶：生活中常见的橡胶：2021/9/233.4.2 陶瓷材料 陶瓷是一种无机非金属材料陶瓷是一种无机非金属材料 一般可分为一般可分为普通陶瓷普通陶瓷(普通工业陶瓷、化工陶瓷普通工业陶瓷、化工陶瓷)和和特种陶瓷特种陶瓷(氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化镁陶瓷及氧化铍陶氧化铝陶瓷、氮化

34、硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化镁陶瓷及氧化铍陶瓷等瓷等)两大类两大类第三章 常用工程材料2021/9/233.4.2 陶瓷材料 陶瓷的特点：陶瓷的特点：硬度极高硬度极高,抗压强度高抗压强度高,耐磨性、耐蚀性好耐磨性、耐蚀性好,耐高温和抗氧化耐高温和抗氧化能力强等能力强等 质脆易碎质脆易碎,延展性差延展性差,抗急冷急热性差等抗急冷急热性差等第三章 常用工程材料2021/9/233.4.2 陶瓷材料 为了提高陶瓷强度为了提高陶瓷强度,改善脆性改善脆性,目前常采用的措施如下：目前常采用的措施如下：第三章 常用工程材料 制造微晶、高密度、高纯度的陶瓷制造微晶、高密度、高纯度的陶瓷,提高陶瓷中晶体的完整性提高

35、陶瓷中晶体的完整性 在陶瓷制品表面制造一层残余应力在陶瓷制品表面制造一层残余应力,以抵消部分外加拉力以抵消部分外加拉力,减小减小应力峰值应力峰值 用碳纤维、石墨纤维等复合强化陶瓷材料用碳纤维、石墨纤维等复合强化陶瓷材料2021/9/233.4.2 陶瓷材料第三章 常用工程材料2021/9/233.4.3 复合材料 复合材料是由两种或两种以上物理、化学性质不同的物质复合材料是由两种或两种以上物理、化学性质不同的物质,经人经人工合成的多相固体材料工合成的多相固体材料 复合材料既复合材料既保持保持了各组成材料的最佳性能特点了各组成材料的最佳性能特点,又具有组合后又具有组合后新新的特性的特性第三章 常

36、用工程材料2021/9/233.4.3 复合材料1.复合材料的性能特点 (1)比强度和比模量高比强度和比模量高 (2)抗疲劳性能好抗疲劳性能好 (3)减震性减震性第三章 常用工程材料 除了上述几种特性外除了上述几种特性外,复合材料还具有较高的耐热性和断裂安全复合材料还具有较高的耐热性和断裂安全性性,良好的自润滑和耐磨性等。但复合材料伸长率小良好的自润滑和耐磨性等。但复合材料伸长率小,抗冲击性差抗冲击性差,横横向强度较低向强度较低,成本较高成本较高2021/9/233.4.3 复合材料2.复合材料的分类（按增强相的性质和形态）(1)纤维增强复合材料纤维增强复合材料第三章 常用工程材料 玻璃纤维玻

37、璃纤维增强复合材料是以玻璃纤维及制品为增强剂增强复合材料是以玻璃纤维及制品为增强剂,以树脂以树脂为粘结剂而制成的为粘结剂而制成的,俗称俗称玻璃钢玻璃钢 碳纤维碳纤维增强复合材料是以碳纤维或其织物为增强剂增强复合材料是以碳纤维或其织物为增强剂,以树脂、以树脂、金属、陶瓷等粘结剂而制成的金属、陶瓷等粘结剂而制成的2021/9/233.4.3 复合材料2.复合材料的分类（按增强相的性质和形态）(2)层状复合材料层状复合材料第三章 常用工程材料 层状复合材料是由两层或两层以上的不同材料结合而成的层状复合材料是由两层或两层以上的不同材料结合而成的,其其目的是为了将组分层材料的最佳性能组合起来目的是为了将

38、组分层材料的最佳性能组合起来,以得到更为有用的以得到更为有用的材料材料 这类复合材料的典型代表是这类复合材料的典型代表是SFSF型三层复合材料型三层复合材料 这种复合材料适用于制作高应力这种复合材料适用于制作高应力(140MPa)(140MPa)、高温、高温(270)(270)及低及低温温(-195)(-195)和无油润滑或少油润滑的各种机械、车辆的轴承等和无油润滑或少油润滑的各种机械、车辆的轴承等2021/9/233.4.3 复合材料2.复合材料的分类（按增强相的性质和形态）(3)颗粒复合材料颗粒复合材料第三章 常用工程材料 颗粒复合材料是一种或多种颗粒均匀分布在基体材料内而颗粒复合材料是一种或多种颗粒均匀分布在基体材料内而制成的制成的 颗粒起增强作用颗粒起增强作用2021/9/233.4.3 复合材料2.复合材料的分类（按增强相的性质和形态）(3)颗粒复合材料颗粒复合材料第三章 常用工程材料 常用的颗粒复合材料有两类常用的颗粒复合材料有两类:一类是颗粒与树脂复合一类是颗粒与树脂复合另一类是陶瓷粒与金属复合另一类是陶瓷粒与金属复合2021/9/23复习思考题第三章 常用工程材料2021/9/23