工程材料与常用工程材料

1、第四章：工程材料的性能与常用工程材料第四章：工程材料的性能与常用工程材料 Properties of Engineering Materials and Its types 第一节：第一节：工程设计制造对材料的性能要求工程设计制造对材料的性能要求 第二节：第二节：工程材料的类型工程材料的类型 第三节：第三节：常用工程材料的特征常用工程材料的特征 第四节：第四节：工程领域选材及用材情况工程领域选材及用材情况 第一节：工程设计制造对材料的性能要求第一节：工程设计制造对材料的性能要求 各领域对材料提出了不同的性能要求：各领域对材料提出了不同的性能要求： 机械行业机械行业：主要为力学性能；：主要为力学

2、性能； 石油化工石油化工：力学性能，耐腐蚀，耐热性能；：力学性能，耐腐蚀，耐热性能； 航天领域航天领域：比强度，比刚度：比强度，比刚度,高温强度等。高温强度等。 从工程意义上说，从工程意义上说，材料和材料工程的核心材料和材料工程的核心就是材料就是材料 的性能以及如何达到所希望的性能。的性能以及如何达到所希望的性能。 性 能 使用使用 性能性能 工艺工艺 性能性能 指在服役条件下，能保证安全可靠工作所必备 的性能。 力学性能力学性能 物理性能物理性能 化学性能化学性能 强度、硬度、塑性、 韧性、蠕变和疲劳 熔点、密度以及电、 磁、光和热 耐腐蚀和抗老化 性 能 使用使用 性能性能 工工 艺艺 性

3、性 能能 铸造铸造 塑性加工塑性加工 焊接焊接 液固；流动性 指材料的 可加工性 。 热处理热处理 粉末冶金粉末冶金 机械加工机械加工 塑性加工塑性加工 模锻 回到主页 塑性加工塑性加工 锤上模锻 回到主页 焊接焊接 电弧焊电弧焊 回到主页 埋弧焊埋弧焊 焊接焊接 电弧焊电弧焊 回到主页 埋弧焊埋弧焊 焊接焊接 电弧焊电弧焊 回到主页 CO2气体保护焊气体保护焊 表面热处理 刀具的几何形状及刀 具材料 金属切削加工基础 n f 切削部分 夹持部分 刀具的组成： 切削部分 夹持部分 内圆加工内圆加工 .钻孔钻孔 刀具的几何形状及刀 具材料 金属切削加工 硬质合金刀块 材料的性能是各种负荷作用的响

4、应材料的性能是各种负荷作用的响应 力学负荷力学负荷 (加力、力矩、能量加力、力矩、能量) 力学性能；力学性能； 物理（负荷）过程物理（负荷）过程 物理性能；物理性能； 化学（介质）作用化学（介质）作用 化学性能。化学性能。 材料性能的条件性材料性能的条件性 材料的性能是一种参量，用于表征材料在给定材料的性能是一种参量，用于表征材料在给定 外界条件下的行为，即材料的性能具有条件性。外界条件下的行为，即材料的性能具有条件性。 例如：含例如：含30%Zn的黄铜其的黄铜其b b= =320MPa（室温（室温 空气空气拉伸负荷及工业标准的拉伸速度和计算方法拉伸负荷及工业标准的拉伸速度和计算方法)。 某材

5、料高温力学性能某材料高温力学性能=100MPa，则表示此材料，则表示此材料 在在500温度下，温度下，10万小时后伸长为万小时后伸长为1%的蠕变极限为的蠕变极限为 100MPa。 材料性能指标的多样性及评价材料性能指标的多样性及评价 任何一种材料都具有一定数值的各种性能指标，任何一种材料都具有一定数值的各种性能指标， 如强度、塑性、导电性、耐蚀性等等。不同场合所如强度、塑性、导电性、耐蚀性等等。不同场合所 要求的要求的(最佳最佳)性能不同，如：性能不同，如： 成型加工成型加工软些好；软些好； 作为工具作为工具尽可能的硬尽可能的硬 ； 欲破碎欲破碎脆些好；脆些好； 做输电线做输电线小电阻小电阻(

6、超导电最好超导电最好)； 绝缘材料绝缘材料高电阻。高电阻。 三、材料的主要性能要求：三、材料的主要性能要求：（如（如图图4-1） 军用产品（核潜艇、航天飞机、导弹等）军用产品（核潜艇、航天飞机、导弹等）：安全，可靠：安全，可靠 性为第一位，且不惜工本，所用材料定型，不轻易变动。性为第一位，且不惜工本，所用材料定型，不轻易变动。 民用产品：民用产品：多将经济成本放在首位，用满足一定寿命多将经济成本放在首位，用满足一定寿命 期限的最低成本材料。期限的最低成本材料。 例例1：飞机机翼和机身的主框架用高强铝合金：飞机机翼和机身的主框架用高强铝合金 7075(Al-Zn-Cu-Mg)。 例例2：飞机起落

7、架用超高强度钢（：飞机起落架用超高强度钢（300M）。）。 例例3：家电、轻工、日用品，强度要求不高且多为不规：家电、轻工、日用品，强度要求不高且多为不规 则则 形状，多用塑料注塑，压塑等成型；形状，多用塑料注塑，压塑等成型； 航天飞机增压舱形状复杂，要求比强度高，不能用航天飞机增压舱形状复杂，要求比强度高，不能用 塑料，而用有色金属超塑性加工成型。塑料，而用有色金属超塑性加工成型。 第二节：工程材料的类型第二节：工程材料的类型 一：分类一：分类: 按存在状态：按存在状态：单晶体，多晶体和非晶体材料。单晶体，多晶体和非晶体材料。 按尺寸：按尺寸：一维一维(纤维纤维,晶须晶须)、二维、二维(薄膜

8、薄膜)和三维和三维(块体块体)材材 料等。料等。 按用途：按用途：建筑材料、机械工程材料、航空航天材料、建筑材料、机械工程材料、航空航天材料、 核材料、信息材料、电子材料、能源材料、生物材料、医核材料、信息材料、电子材料、能源材料、生物材料、医 用材料等。用材料等。 按物化性质：按物化性质：耐磨材料、耐蚀材料、磁性材料、半导耐磨材料、耐蚀材料、磁性材料、半导 体材料、超导材料等体材料、超导材料等 最常用、最有价值的分类：最常用、最有价值的分类： 按其组成和性质：按其组成和性质：金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、 高分子材料和复合材料（如高分子材料和复合材料（如

9、图图4-2）。）。 按主要功能：按主要功能：结构材料和功能材料。结构材料和功能材料。 按开发使用时间和先进性：按开发使用时间和先进性：传统材料和新型材料（先传统材料和新型材料（先 进材料）。进材料）。 二、结构材料和功能材料二、结构材料和功能材料 结构材料结构材料：利用其力学性能，制造以受力为主的构件。利用其力学性能，制造以受力为主的构件。 如齿轮、轴、自行车链条、飞机起落架和房梁等。如齿轮、轴、自行车链条、飞机起落架和房梁等。 u 有时也要求某些理化性能（第二位，如光泽、热导率、有时也要求某些理化性能（第二位，如光泽、热导率、 抗腐蚀、抗氧化等）。抗腐蚀、抗氧化等）。 u 结构材料量大面广，

10、是机械制造，工程建筑，交通运输，结构材料量大面广，是机械制造，工程建筑，交通运输， 能源利用物质基础，结构材料大都属于传统材料。能源利用物质基础，结构材料大都属于传统材料。 u 现今，新型陶瓷结构材料、高性能高分子材料、复合材现今，新型陶瓷结构材料、高性能高分子材料、复合材 料正受到高度重视。料正受到高度重视。 功能材料功能材料：利用其独特的物理性质（热、光、电、利用其独特的物理性质（热、光、电、 声、磁等），化学性质（溶蚀性、耐腐蚀性、抗渗入性、声、磁等），化学性质（溶蚀性、耐腐蚀性、抗渗入性、 抗氧化性，催化性能、离子交换性能以及吸收、吸附等性抗氧化性，催化性能、离子交换性能以及吸收、吸附

11、等性 能能 ）和生物功能等。）和生物功能等。 u 它在电子、红外、激光、能源、通信等许多新技术发展它在电子、红外、激光、能源、通信等许多新技术发展 中起重要作用。常用于电子器件、光敏元件、绝缘材料等。中起重要作用。常用于电子器件、光敏元件、绝缘材料等。 如制作磁盘、集成电路、光纤以及各类传感器、能量转换如制作磁盘、集成电路、光纤以及各类传感器、能量转换 器等。是今日高科技的基础。器等。是今日高科技的基础。 结构材料和功能材料的划分是相对的，铜既是结构材料结构材料和功能材料的划分是相对的，铜既是结构材料 （如做涡轮阀门），又是功能材料（导线等）。（如做涡轮阀门），又是功能材料（导线等）。 三、传

12、统材料和新型材料三、传统材料和新型材料 ：指在工业中早已批量生产，成熟应用的材指在工业中早已批量生产，成熟应用的材 料，如钢铁、水泥、塑料等。是建筑业，汽车业等支柱产料，如钢铁、水泥、塑料等。是建筑业，汽车业等支柱产 业的基础（又称基础材料）。需求量大，生产规模大，价业的基础（又称基础材料）。需求量大，生产规模大，价 格低。但资源负担大，环境污染严重。格低。但资源负担大，环境污染严重。 新型材料（先进材料）新型材料（先进材料）：指正在发展、具有优异性：指正在发展、具有优异性 能和应用前景的材料。主要用于高科技产品，在商业化或能和应用前景的材料。主要用于高科技产品，在商业化或 研制之中，具有保密

13、性，如高性能金属材料，特种陶瓷，研制之中，具有保密性，如高性能金属材料，特种陶瓷， 先进复合材料，金刚石薄膜及生物功能材料等。其投资强先进复合材料，金刚石薄膜及生物功能材料等。其投资强 度高、更新规模快、风险性大、知识和技术密集程度高，度高、更新规模快、风险性大、知识和技术密集程度高， 成功后回报率高、不以规模取胜（量少利大）。成功后回报率高、不以规模取胜（量少利大）。 传统材料和新型材料的关系：传统材料和新型材料的关系： u 传统材料传统材料新技术新技术具有更优良性能具有更优良性能成为成为新材料新材料 u 先进材料先进材料解密后解密后商业化并大量生产应用商业化并大量生产应用 成为成为传统材料

14、传统材料 从传统角度看，传统材料更为重要，尤其是民用工程。从传统角度看，传统材料更为重要，尤其是民用工程。 第三节：常用工程材料的特征第三节：常用工程材料的特征 一、金属材料的特征：一、金属材料的特征： 优良的力学性能：优良的力学性能：在具有较高强度的同时，有很好的在具有较高强度的同时，有很好的 塑性、韧性塑性、韧性广泛用于工程结构材料。广泛用于工程结构材料。 高强度、高模量、高结合能高强度、高模量、高结合能：导致具有较高的熔点、：导致具有较高的熔点、 刚度及强度及强 度（其结合键为金属键）。度（其结合键为金属键）。 某些理化性能些理化性能：导电，导热，减摩（如青铜），耐蚀：导电，导热，减摩（

15、如青铜），耐蚀 （如（如不锈钢，铝，铜合金）。锈钢，铝，铜合金）。 性能范围广泛：性能范围广泛：从轻金属到重金属，从碱金属、贵金从轻金属到重金属，从碱金属、贵金 属属,到过渡金属，其密度、弹性摸量、强度以及抗氧化能到过渡金属，其密度、弹性摸量、强度以及抗氧化能 力等可在数倍数百倍范围内变动（故很大选择余地）。力等可在数倍数百倍范围内变动（故很大选择余地）。 优良的加工性能：优良的加工性能：具有好的塑性成型性，铸造性，切削具有好的塑性成型性，铸造性，切削 加工和电加工性。加工和电加工性。 可热处理及表面改性：可热处理及表面改性：大幅度（成倍）改变其性能。大幅度（成倍）改变其性能。 价格一般比较便

16、宜，易获得价格一般比较便宜，易获得。 缺点：缺点： 地球资源有限（如铜，仅几十年开采年限）；地球资源有限（如铜，仅几十年开采年限）； 特高温度特高温度(1050 )及某些特殊介质中不能胜任。及某些特殊介质中不能胜任。 工程应用广泛：工程应用广泛： 机械制造：钢铁机械制造：钢铁95%95%、有色金属、有色金属4.5%4.5%、塑料、塑料0.5%0.5%； 汽车业汽车业(1985(1985年福特公司年福特公司) )：钢铁：钢铁72%72%、铝合金、铝合金5.3%5.3%、塑料、塑料 8.5%8.5%。 二、无机非金属材料的特性：二、无机非金属材料的特性： 主要由氧化物、碳化物、氮化物以及硅酸盐等物

17、质组主要由氧化物、碳化物、氮化物以及硅酸盐等物质组 成的材料，由传统硅酸盐材料演变而来，其成的材料，由传统硅酸盐材料演变而来，其典型代表典型代表 即陶瓷材料即陶瓷材料。 主要由主要由离子键离子键或或离子离子共价键共价键组成，组成，具有高键强，高键具有高键强，高键 能。故具有高化学稳定性，耐高温，耐腐蚀能。故具有高化学稳定性，耐高温，耐腐蚀。 极高的弹性模量极高的弹性模量,比金属高数倍比金属高数倍。 属脆性材料，抗压不抗拉。属脆性材料，抗压不抗拉。 硬度高，高温下仍保持高硬度值。硬度高，高温下仍保持高硬度值。 熔点高熔点高,高温强度好高温强度好。作高温材料。作高温材料,如陶瓷发动机如陶瓷发动机,

18、坩埚等坩埚等. 导电性能变化范围大导电性能变化范围大：可作为绝缘材料、半导体材料：可作为绝缘材料、半导体材料 以及其他功能材料。以及其他功能材料。 缺点：缺点： 极脆，加工性差，可靠性差。极脆，加工性差，可靠性差。 工程应用工程应用： 一般日常用途（传统陶瓷）；一般日常用途（传统陶瓷）； 某些特殊用途（现今陶瓷，如压电材料、磁性材料和生某些特殊用途（现今陶瓷，如压电材料、磁性材料和生 物陶瓷，如人造器官）。物陶瓷，如人造器官）。 三、高分子材料的特征：三、高分子材料的特征： 高分子材料是有许多小分子单体经聚合反应（以共价键高分子材料是有许多小分子单体经聚合反应（以共价键 结合）而形成。它具有一

19、系列不同的特点：结合）而形成。它具有一系列不同的特点： u 密度小：密度小：聚丙烯聚丙烯910kg/m910kg/m3 3, ,泡沫塑料仅泡沫塑料仅10kg/m10kg/m3 3, ,对产品对产品 轻量化有利。轻量化有利。 u 强度低，但比强度高（强度低，但比强度高（甚至高于钢铁），某些工程塑料甚至高于钢铁），某些工程塑料 能代替部分金属制造机器零部件。能代替部分金属制造机器零部件。 u 低的弹性模量，较高的弹性低的弹性模量，较高的弹性(100%(100%1000%,1000%,金属金属0.1%).0.1%). u 优良的电（绝缘）性能优良的电（绝缘）性能，作为优良的绝缘材料。，作为优良的绝缘

20、材料。 u优良的减摩、耐磨和自润滑性能。优良的减摩、耐磨和自润滑性能。 u 优良的耐腐蚀性能优良的耐腐蚀性能（耐酸、碱及某些化学药品），甚至胜（耐酸、碱及某些化学药品），甚至胜 过一般的不锈钢。过一般的不锈钢。 u 优良的透光性和隔热、隔音性优良的透光性和隔热、隔音性. 如有机玻璃、聚苯乙烯如有机玻璃、聚苯乙烯 的透光率的透光率90%，是很好的轻型建筑材料。，是很好的轻型建筑材料。 u 可加工性好可加工性好，可用各种方法成形与后加工，单件成本低，可用各种方法成形与后加工，单件成本低 廉。廉。 缺点：缺点： 绝对强度、刚度水平低，不耐热绝对强度、刚度水平低，不耐热(陶瓷陶瓷铝铝玻璃纤维增强复合材

21、料玻璃纤维增强复合材料(GFRP) 塑料。塑料。 耐热性耐热性：陶瓷：陶瓷钢铁钢铁铝铝GFRP塑料。塑料。 拉伸强度：拉伸强度：钢铁钢铁GFRP铝铝陶瓷陶瓷玻璃玻璃塑料塑料 比拉伸强度比拉伸强度：GFRP铝铝钢铁钢铁塑料塑料玻璃玻璃陶瓷。陶瓷。 韧性：韧性：钢铁钢铁铝铝 GFRP 塑料塑料陶瓷陶瓷玻璃玻璃 导热率：导热率：铝铝钢铁钢铁陶瓷陶瓷玻璃玻璃GFRP塑料塑料 线膨胀系数：线膨胀系数：塑料塑料铝铝 GFRP 钢铁钢铁玻璃玻璃陶瓷陶瓷 导电率导电率：铝：铝钢铁钢铁陶瓷陶瓷 GFRP 玻璃玻璃塑料塑料 General Characters of Materials Chapter3 Prop

22、erties of Materials33 化学性能化学性能 Chemical Performance Chapter3 Properties of Materials34 溶蚀性溶蚀性 耐腐蚀性耐腐蚀性 抗渗透性抗渗透性 抗氧化性抗氧化性 材料抵抗各种介质作用的能力材料抵抗各种介质作用的能力 化学稳定性化学稳定性 力学性能 Mechanical Property Chapter3 Properties of Materials35 材料抵受外力作用的能力材料抵受外力作用的能力 低碳钢的应力低碳钢的应力- -应变曲线应变曲线 拉伸试样拉伸试样 拉伸试验机拉伸试验机 应力应力 = P/F0 应变

23、应变 = (l-l0)/l0 材料的一些力学性能特点：材料的一些力学性能特点： 很多金属材料既有高的强度，又有良好的延展性；很多金属材料既有高的强度，又有良好的延展性； 多晶材料的强度高于单晶材料；多晶材料的强度高于单晶材料； 这是因为多晶材料中的晶界可中断位错的滑移，改变滑这是因为多晶材料中的晶界可中断位错的滑移，改变滑 移的方向。通过控制晶粒的生长，可以达到强化材料的移的方向。通过控制晶粒的生长，可以达到强化材料的 目的。目的。 固溶体或合金的强度高于纯金属；固溶体或合金的强度高于纯金属； 杂质原子的存在对位错运动具有牵制作用。杂质原子的存在对位错运动具有牵制作用。 多数无机非金属材料延展

24、性很差，屈服强度高。多数无机非金属材料延展性很差，屈服强度高。 源于共价键的方向性源于共价键的方向性 Chapter3 Properties of Materials39 各种材料的硬度特征：各种材料的硬度特征： 由共价键结合的材料如由共价键结合的材料如金刚石金刚石具有很高的硬度，这具有很高的硬度，这 是因为是因为共价键的强度较高共价键的强度较高； 无机非金属材料有较高硬度无机非金属材料有较高硬度 离子键和共价键的强度均较高；离子键和共价键的强度均较高； 当含有当含有价态较高价态较高而而半径较小的离子半径较小的离子时，所形成的离子键时，所形成的离子键 强度较高（因静电引力较大），故材料的硬度更

25、高。强度较高（因静电引力较大），故材料的硬度更高。 金属材料形成固溶体或合金时可显著提高材料的硬金属材料形成固溶体或合金时可显著提高材料的硬 度。度。 高分子材料硬度通常较低高分子材料硬度通常较低 分子链之间主要以分子链之间主要以范德华力范德华力或或氢键氢键结合，键力较弱结合，键力较弱 Chapter3 Properties of Materials40 材料的硬度（材料的硬度（hardness) 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力的量度材料局部抵抗硬物压入其表面的能力的量度 布氏硬度布氏硬度（Brinell hardness） 洛氏硬度洛氏硬度（Rockwell hardness） 维氏硬度维

26、氏硬度（Vickers hardness） Chapter3 Properties of Materials41 材料弹性、塑性、强度材料弹性、塑性、强度 和韧性等力学性能的综和韧性等力学性能的综 合指标合指标 硬度硬度材料抵抗局部变形，特别是局材料抵抗局部变形，特别是局 部塑性变形、压痕或划痕的能力部塑性变形、压痕或划痕的能力 1）布氏硬度）布氏硬度HB 2）洛氏硬度）洛氏硬度HRC Chapter3 Properties of Materials43 硬度试验硬度试验 疲劳性能疲劳性能 材料抵抗疲劳破坏的能力材料抵抗疲劳破坏的能力 疲劳（疲劳（fatigue）：）：材料在循环受力（拉伸、压

27、缩、弯曲、材料在循环受力（拉伸、压缩、弯曲、 剪切等）下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并剪切等）下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并 在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完 全断裂的现象。全断裂的现象。 Chapter3 Properties of Materials44 热性能热性能 Thermal Property 热容（热容（heat capacity） 热膨胀（热膨胀（thermal expansion） 热传导（热传导（thermal conduction） Chapter3 Properties of Ma

28、terials45 各种材料的导热率各种材料的导热率 金属材料有很高的热导率金属材料有很高的热导率 自由电子在热传导中担当主要角色；自由电子在热传导中担当主要角色； 金属晶体中的晶格缺陷、微结构和制造工艺都对导热性有影响；金属晶体中的晶格缺陷、微结构和制造工艺都对导热性有影响； 晶格振动晶格振动 无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低。无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低。 热传导依赖于晶格振动（声子）的转播。热传导依赖于晶格振动（声子）的转播。 高温处的晶格振动较剧烈，再加上电子运动的贡献增加，其热导率高温处的晶格振动较剧烈，再加上电子运动的贡献增加，其热导率 随温度升高而增大。随温度升高而增大。 半

29、导体材料的热传导：半导体材料的热传导： 电子与声子的共同贡献电子与声子的共同贡献 低温时，声子是热能传导的主要载体。低温时，声子是热能传导的主要载体。 较高温度下电子能激发进入导带，所以导热性显著增大。较高温度下电子能激发进入导带，所以导热性显著增大。 高分子材料热导率很低高分子材料热导率很低 热传导是靠分子链节及链段运动的传递，其对能量传递的效果较差。热传导是靠分子链节及链段运动的传递，其对能量传递的效果较差。 Chapter3 Properties of Materials46 Chapter3 Properties of Materials47 2.1.3.5 Electrical pr

30、operty 导电性能导电性能 Electrical Conductivity 金属：金属：导体、半导体（半导体金属砷、碲等）导体、半导体（半导体金属砷、碲等） 陶瓷：陶瓷：绝缘体、半导体绝缘体、半导体 高分子材料：高分子材料：绝缘体、半导体、导体绝缘体、半导体、导体 其它：硅、锗（半导体），石墨（导体）其它：硅、锗（半导体），石墨（导体） 第四节：工程领域选材、用材情况第四节：工程领域选材、用材情况 一、汽车一、汽车 支柱产业。支柱产业。1885年世界上第一辆汽车驶上街头，年世界上第一辆汽车驶上街头，1908年年 美国人福特发明美国人福特发明T型汽车，并实现了部件标准化和生产装型汽车，并实现

31、了部件标准化和生产装 配流水化作业。配流水化作业。 汽车工业带动、促进相关工业汽车工业带动、促进相关工业(冶金，石油化工，机械，冶金，石油化工，机械， 电子电器，轻工，纺织等电子电器，轻工，纺织等)和社会服务行业和社会服务行业(交通运输，交通运输， 石油，保险，维修，商业等石油，保险，维修，商业等)的发展，经济效益和社会的发展，经济效益和社会 效益巨大。效益巨大。 汽车由上万个零件组装而成。汽车由上万个零件组装而成。 汽车工业涉及十一大类材料：汽车工业涉及十一大类材料：钢铁、塑料、橡钢铁、塑料、橡 胶、涂料、有色金属合金、铸件、陶瓷和玻璃、胶、涂料、有色金属合金、铸件、陶瓷和玻璃、 金属基复合

32、材料等。金属基复合材料等。 仅美国每年消耗于汽车的用料约仅美国每年消耗于汽车的用料约6000万吨。万吨。 美国福特汽车公司美国福特汽车公司(1985年年)的数据为：钢铁的数据为：钢铁 72%，铝合金，铝合金5.3%，塑料，塑料8.5%。 我国以中型卡车为例，钢材我国以中型卡车为例，钢材64%，铸铁，铸铁21%，有，有 色金属色金属1%，非金属材料，非金属材料14%。 二、航空航天器材料二、航空航天器材料 特点：特点：要求高，大量用新材料，保证高可靠性。要求高，大量用新材料，保证高可靠性。 用材广泛：铝合金、钢、钛合金；纤维增强金属基复合用材广泛：铝合金、钢、钛合金；纤维增强金属基复合 材料、高

33、分子材料、高温结构陶瓷、特殊玻璃。材料、高分子材料、高温结构陶瓷、特殊玻璃。 例例1：航天飞机在进入太空或返回大气层时，几分钟内从室航天飞机在进入太空或返回大气层时，几分钟内从室 温达到温达到1000以上，采用陶瓷作为热绝缘材料以上，采用陶瓷作为热绝缘材料(用用SiO2纤纤 维编织成维编织成2万多个陶瓷片，覆盖机体表面约万多个陶瓷片，覆盖机体表面约70%的面积的面积). 例例2：玻璃塑料复合透明件，适用于制造各种飞机的防玻璃塑料复合透明件，适用于制造各种飞机的防 弹玻璃和抗鸟撞击玻璃等。弹玻璃和抗鸟撞击玻璃等。 三、机床用材三、机床用材 特点：特点：工作环境好，受力小且平稳；对精度和保工作环境好，受力小且平稳；对精度和保 持精度的寿命要求高。持精度的寿命要求高。 用材用材: 主要为铸铁主要为铸铁(70%)和碳钢和碳钢(20%),合金钢和合金钢和 有色金属占有色金属占10%，近年来工程塑料已经取代部分，近年来工程塑料已经取代部分 有色金属有色金属(某些齿轮、垫片、油管、罩壳等某些齿轮、垫片、油管、罩壳等)。 四、工程机械、矿山机械四、工程机械、矿山机械 特点：工作条件比较恶劣，易过载、冲击，多以泥沙、特点：工作条件比较恶劣，易过载、冲击，多以泥沙、 矿石为对象，磨损严重、户外作业。矿石为对象，磨损严重、户