工程材料本科二

1、高分子材料的结构与性能,一、高分子材料的基本概念 高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。高分子化合物是分子量很大的化合物，每个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。,高分子材料的纳米化,高分子材料,（一）高分子化合物的组成 简单的低分子化合物叫单体。由一种或几种简单的低分子化合物通过共价键重复连接而成的链称为分子链。大分子链中的重复结构单元叫链节。链节的重复次数即链节数叫聚合度。例如：聚氯乙烯分子是由n个氯乙烯分子打开双键，彼此连接起来形成的大分子链。可用下式表示：,其中氯乙烯 就是聚氯乙烯 的单体， 就是聚氯乙烯分子键的链节，n就是聚合度。聚合度反映了大分子链的长短和分子量的大小，可见高

2、分子化合物的分子量（M）是链节的分子量（M0）与聚合度（n）的乘积。M= M0n,(二)高分子化合物的聚合,1.加聚反应（加成聚合反应） 由一种或多种单体相互加成，或由环状化合物开环相互结合成聚合物的反应称为加聚反应。由一种单体经过加聚反应生成的高分子化合物称为均聚物，而由两种或两种以上的单体经过加聚反应生成的高分子化合物称为共聚物。,2.缩聚反应 由一种单体或多种单体相互缩合生成聚合物，同时析出其它低分子化合物（如水、氨、醇、卤化物等）的反应称为缩聚反应。由一种单体进行的缩聚反应称为均缩聚反应，由两种或两种以上的单体进行的缩聚反应称为共缩聚反应。,（三）高分子化合物的分类及命名 1.高分子化

3、合物的分类,2.高分子化合物的命名,常用高分子材料大多数采用习惯命名法，即在单体前面加“聚”字，如聚氯乙烯等。 有一些在原料名称后加“树脂”二字，如酚醛树脂等。 有很多高分子材料采用商品名称，它没有统一的命名原则，商品名称多用于纤维和橡胶，如尼龙6、棉纶、卡普隆、丁苯橡胶等。,二、高分子化合物的结构,（一）高分子链结构（分子内结构） 1.高分子链结构单元的化学组成 在元素周期表中只有A、A、A、A中部分非金属、亚金属元素（如N、C、B、O、P、S、Si、Se等）才能形成高分子链。由于高聚物中常见的C、H、O、N等元素均为轻元素，所以高分子材料具有密度小的特点。,2.高分子链的形态 线型分子链

4、由许多链节组成的长链，通常是卷曲成线团状。这类结构高聚物的特点是弹性、塑性好，硬度低，是热塑性材料的典型结构。 支化型分子链 在主链上带有支链。这类结构高聚物的性能和加工都接近线型分子链高聚物。 体型分子链 分子链之间由许多链节相互横向交联。具有这类结构的高聚物硬度高、脆性大、无弹性和塑性，是热固性材料的典型结构。,3.高分子链中结构单元键接方式 聚合物中聚氯乙烯单体的连接方式 1)头-尾连接：,2)头-头或尾-尾连接：,3)无规则连接：,共聚物中单体的连接方式（以AB两种单体共聚为例） 1)无规则共聚：ABBABBABAABAA 2)交替共聚： ABABABABABAB 3)嵌段共聚: AA

5、AABBAAAABB 4)接枝共聚：,4.高分子链的结构(链结构) 高分子链的结构是指高分子链中原子或原子团在空间的排列方式,即链结构。按取代基R在空间所处的位置及规律不同,可有以下三种立体构型:,全同立构 取代基R全部处于主链一侧。 间同立构 取代基R相间地分布在主链两侧。 无规立构 取代基R在主链两侧作不规则地分布。 高分子链的构型不同,则性能不同 5.高分子链的构象,(二)高分子的聚集态结构(分子间结构),高分子化合物的聚集态结构是指高聚物内部高分子链之间的几何排列或堆砌结构,也称超分子结构。依分子在空间排列的规整性可将高聚物分为结晶型、部分结晶型和无定型(非晶态)三类。,在实际生产中大

6、多数聚合物都是部分晶态或完全非晶态。晶态结构在高分子化合物中所占的质量分数或体积分数称为结晶度。结晶度越高，分子间作用力越强，因此高分子化合物的强度、硬度、刚度和熔点越高，耐热性和化学稳定性也越好；而与键运动有关的性能，如弹性、伸长率、冲击韧性则降低。,三、高分子化合物的力学性能,（一）线型非晶态高分子化合物的力学性能 此类聚合物在恒定应力下的变形-温度曲线如图所示。Tb为脆化温度，Tg为玻璃化温度，Tf 为粘流温度，Td为化学分解温度。,1.玻璃态 TbTTg时，由于温度低，分子热运动能力很弱，高聚物中的整个分子链和键段都不能运动，只有键长和键角可作微小变化，此时分子链的状态称为玻璃态。 在

7、这种状态下使用的材料是塑料和纤维。,2.高弹态 TgTTf时，由于温度较高，分子活动能力较大，因此高聚物可以通过单键的内旋转而使键段不断运动，但尚不能使整个分子链运动，此时分子链呈卷曲状态称高弹态。在这种状态下使用的高聚物是橡胶。,3.粘流态 当TfTTd时，由于温度较高，分子活动能力较大，不但链段可以不断运动，而且在外力的作用下大分子链间也可产生相对滑动，从而使高聚物成为流动的粘液，这种状态称为粘流态。 粘流态是高聚物成型加工的状态。,（二）其它类型高聚物的力学状态,1.线型晶态高聚物的力学状态 1)对于一般分子量的完全晶态线型高聚物来说，因有固定的熔点Tm，而没有高弹态。 2)对于部分晶态

8、线型高聚物，在TgTm之间出现一种既韧又硬的皮革态。 2.体型非晶态高聚物的力学状态 若交联点密度小，其性能硬而脆。,四、高分子材料的性能特点 （一）高分子材料的力学性能特点,1.低强度和较强的比强度 抗拉强度平均为100MPa，比金属材料低得多，但是高分子材料的密度小，只有钢的1/41/6，所以其比强度并不比某些金属低。,2.高弹性和低弹性模量 橡胶是典型的高弹性材料，其弹性变形率为100%1000%，弹性模量仅为1MPa左右。,3.粘弹性 高聚物的粘弹性表现为蠕变、应力松弛和内耗三种现象。 蠕变是在恒定载荷下，应力随时间而增加的现象，它反映材料在一定外力作用下的形状稳定性。 应力松弛是在应

9、变恒定的条件下，应力随时间延长而逐渐衰减的现象。 内耗是在交变应力作用下，处于高弹态的高分子，当其形变速度跟不上应力变化速度时，就会出应变滞后应力的现象。,4.高耐磨性 塑料的摩擦系数小，有些塑料具有自润滑性能。,（二）高分子材料的物化性能特点,1.高绝缘性 2.低耐热性 3.低导热性 4.高热膨胀性 5.高化学稳定性,（三）高分子材料的老化及防止 高分子材料在长期储存和使用过程中，由于受氧、光、热、机械力、水蒸气及微生物等外因的作用，使性能逐渐退化，直至丧失使用价值的现象称为老化。,目前采用的防止老化措施有三种： 改变高聚物的结构 例如可将聚乙烯氯化，以改变其热稳定性。 添加防老剂 高聚物中

10、加入水杨酸脂，二甲苯酮类有机物和碳黑，可防止光氧化。 表面处理 在高分子材料表面镀金属（如银、铜/镍）和喷涂耐老化涂料（如漆、石蜡）作为保护层。,进入下一节,一、塑料的组成与分类 （一）塑料的组成 塑料就是在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材料。以树脂为主要组分，加入各种添加剂，可塑制成型的材料。,1.树脂 树脂是塑料的主要组分。它胶粘着塑料中的其它一切组成部分，并使其具有成型性能。绝大多数塑料就是以所用树脂命名的。,2.添加剂 为改善塑料某些性能而必须加入的物质称添加剂。分为以下几类： （1）填料 为改善塑料的某些性能（如强度等），扩大其应用范围，降低成本而加入的一些物质称填料。它在塑料占

11、有相当大的比例。加入铝粉可提高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。,高分子材料,（2）增塑剂 提高树脂的可塑性与柔顺性的物质称增塑剂。常用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。 （3）固化剂 加入后可在聚合物中生成横跨链，使分子交联，并由受热可塑的线型结构变成体型结构的热稳定塑料的一类物质称固化剂。 （4）稳定剂 提高树脂在受热和光作用时的稳定性，防止过早老化，延长使用寿命的一类物质称稳定剂。 （5）润滑剂 为防止塑料在成型过程中粘在模具或其它设备上而加入的，同时可使制品表面光亮美观的物质称润滑剂（如硬脂酸等）。 （6）着色剂 为使塑料制品具有

12、美观的颜色及适合使用的要求而加入的染料称着色剂。 （7）其它 发泡剂、催化剂、阻燃剂等。,（二）塑料的分类,1.按树脂特性分类 （1）依树脂受热时的行为分为热塑性塑料和热固性塑料。 （2）依树脂合成反应的特点分为聚合塑料和缩合塑料。,2.按塑料的应用范围分类 （1）通用塑料 指聚烯烃类塑料、酚醛塑料和氨基塑料。它们占塑料总产量的3/4以上，大多数用于生活制品。 （2）工程塑料 作为结构材料在机械设备和工程结构中使用的塑料。力学性能较高，耐热、耐蚀性也较好，是当前大力发展的塑料（如聚酰胺等）。 （3）特种塑料 某些特殊性能的塑料。,二、塑料制品的成型与加工,（一）塑料制品的成型 塑料的成型工艺形

13、式多样，主要有注射成型、压制成型、浇注成型、抗压成型、吹塑成型、真空成型等。,1.注射成型法 又称注射成型，此法生产率很高，可以实现高度机械化、自动化生产，制品尺寸精确，可以生产形状复杂、壁薄和带金属嵌件的塑料制品，适用于大批量生产。,2.模压成型法 是塑料成型中最早的一种方法，通常用于热固性塑料的成型，有时也用于热塑性塑料。 特别适用于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，如电器零件，电话机件、收音机外壳等。,3.浇铸成型法 又称浇塑法，有静态铸型、嵌铸型和离心铸型等方式。在液态的热固性或热塑性树脂中加入适量的固化剂或催化剂，然后浇入模具型腔中，在常压或低压下，常温或适当加热条件下，固化或冷却凝固成

14、型。这种方法设备简单，操作方便，成本低，便于制作大型制件；但生产周期长，收缩率较大。,4. 挤压成型法 又称挤塑成型。挤压成型法用于热塑性塑料各种型材的生产，一般需要经二次加工才制成零件。,（二）塑料的加工 塑料加工即是塑料成型后的再加工，亦称二次加工，主要工艺方法有机械加工、连接和表面处理。,1.机械加工 由于塑料的切削工艺性能与金属不同，因此所用的切削工艺参数与刀具几何形状及操作方法与金属切削有所差异。塑料的散热性差、弹性大，加工时容易引起工件的变形、表面粗糙，有时可能出现分层、开裂，甚至崩落或伴随发热等现象。要求切削刀具的前角与后角要大、刃口锋利，切削时要充分冷却，装夹时不宜过紧，切削速

15、度要高，进给量要小，以获得光洁的表面。,2.塑料的连接 采用机械连接方法、热熔接、溶剂粘接、胶粘剂粘接等。,3.塑料制品的表面处理 为改善某些性能、美化其表面、防止老化、延长使用寿命，主要的方法有涂漆，镀金属（铬、银、铜等）。镀金属可采用喷镀或电镀。,三、塑料的性能特点,（1）相对密度小 相对密度为0.92.3，比强度高。 （2）耐蚀性能好 （3）电绝缘性能好 大量应用到电子工业中。 （4）减磨、耐磨性好 摩擦因数较小。 （5）有消音吸震性 （6）刚性差 （7）强度低 （8）耐热性低 大多数塑料只能在100以下使用。 （9）膨胀系数大、热导率小 （10）蠕变温度低 （11）有老化现象,四、常用

16、工程塑料,（一）常用热塑性塑料,1.聚酰胺（尼龙、棉纶、PA） 聚酰胺是最早发现能够承受载荷的热塑性塑料。 尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010、铸型尼龙和芳香尼龙是常应用于机械工业中的几种。被大量用于制造小型零件替代有色金属及其合金。 铸型尼龙通过简便的聚合工艺使单体直接在模具内聚合成型的一种特殊尼龙。 芳香尼龙具有耐磨、耐辐射及很好的电绝缘性等优点，是尼龙中耐热性最好的品种。,（12）在某些熔剂中会发生溶胀或应力开裂,2.聚甲醛（POM） 以线型结晶高聚物聚甲醛树脂为基的塑料，可分为均聚甲醛、共聚甲醛两种。聚甲醛的结晶度可达75%，有明显的熔点和高强度、高弹性模量等优良的综合力学性能

17、。其强度与金属相近；摩擦因数小并有自润滑性，因而耐磨性好。 聚甲醛塑料价格低廉，性能优于尼龙，故可代替有色金属和合金，并逐步取代尼龙制作轴承、衬套等。,3.聚砜（PSF） 聚砜的强度高、弹性模量大、耐热性好，最高使用温度可达150165；蠕变抗力高，尺寸稳定性好。缺点是耐溶剂性差。主要用于制作高强度、耐热、抗蠕变的结构件、仪表零件和电器绝缘零件，如精密齿轮等。,4.聚碳酸酯（PC） 透明的线型部分结晶高聚物聚碳酸酯树脂为基的新型热塑性公尺塑料。聚碳酸酯的透明度为86%92%，被誉为“透明金属”。它具有优异的冲击韧性和尺寸稳定性，较高的耐热性和耐寒性。主要用于制造高精度的结构零件，如齿轮、蜗轮、

18、蜗杆飞机挡风罩。,5.ABS塑料 故ABS塑料具有较高强度和冲击韧性、良好的耐磨性和耐热性、较高的化学稳定性和绝缘性，以及易成型、机械加工性好等优点。,6.聚四氟乙烯（PTEE、特氟隆） 以线型晶态高聚物聚四氟乙烯为基的塑料。 聚四氟乙烯具有优异的耐化学腐蚀性，不受任何化学试剂的浸蚀，故有“塑料之王”之称。在-195+250范围内长期使用其力学性能几乎不发生变化。,7.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA、有机玻璃） 它是目前最好的透明材料，透光率92%以上，比普通玻璃好。还具有较高的强度和韧性、不易破碎、耐紫外线和防大气老化、易于加工成型等优点。,（二）常用热固性塑料 固化处理就是在树脂中加入固化剂并

19、压制成型，使其由线型聚合物变成体型聚合物的过程。,1.酚醛塑料 以酚醛树脂为基,加入木粉、布、石棉、纸等填料经固化处理而形成的交联型热固性塑料。具有较高的强度和硬度、耐热性、耐磨性、耐蚀性及良好的绝缘性。 2.环氧塑料（EP） 以环氧树脂为基，加入各种添加剂经固化处理形成的热固性塑料。具有比强度高、耐热性、耐蚀性、绝缘性及加工成型性好的特点。,五、塑料在机械工程中的应用 塑料的选材原则、方法与过程，基本是参照金属材料的作法。,1.一般结构件 通常只要求一定的机械强度和耐热性。一般选用价低廉、成型性好的塑料，如聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等。,2.普通传动零件 零件要求有较高的强度

20、、韧性、耐磨性和耐疲劳性及尺寸稳定性。选用的材料有：尼龙、MC尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、夹布酚醛、增强聚丙烯等。,3.摩擦零件 零件要求强度一般，但要具有摩擦因数小和良好的自润滑性。可选用的塑料有：低压聚乙烯、尼龙1010、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯等。,4.耐蚀零件 主要应用在化工设备上，要依据所接触的不同介质来选择，如全塑结构的耐蚀零件。常用耐蚀塑料有：聚丙烯、硬聚氯乙烯、填充聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等。,5.电器零件 利用其优异的绝缘性能。用于工频低压下的普通电器元件的塑料有：酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等；用于高压电器的绝缘材料要求耐压强度高、介电常数小、抗电晕及优良的耐侯性。常用塑料有

21、：交联聚乙烯、聚碳酸酯。氟塑料和环氧塑料等。,氨基塑料,聚氯乙烯,进入下一节,第二节 橡胶与合成纤维,一、橡胶 （一）橡胶的组成 橡胶是以高分子化合物为基础的、具有显著高弹性的材料。以生胶为原料加入适量的配合剂而形成的高分子弹性体。,1.生胶 主要组分，来源可以是天然的，也可以是合成的。起着粘结其它配合剂的作用，是决定橡胶制品性能的关键因数。,2.配合剂 提高和改善橡胶制品的各种性能而加入的物质。主要有硫化剂、防老剂、着色剂等。,（二）橡胶的性能特点 橡胶最显著的性能特点是具有高弹性，其宏观弹性变形量可高达100%1000%。具有优良的伸缩性和可贵的积储能量的能力，良好的耐磨性、绝缘性、隔音性

22、和阻尼性。橡胶成为常用的弹性材料、密封材料、减振防振材料、绝缘材料。,（三）橡胶的分类 按原料来源橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶；按应用范围又可分为通用橡胶与特种橡胶两类。通用橡胶是指用于制造轮胎、工业用品、日常用品的量大面广的橡胶，特种橡胶是指用于制造在特殊条件（高温、低温、酸、碱、油、辐射等）下使用的零部件的橡胶。,（四）常用橡胶材料,1.天然橡胶 具有较高的弹性、较好的力学性能、良好的电绝缘性及耐碱性。主要用于制造轮胎、胶带、胶管等。,2.通用合成橡胶 （1）丁苯橡胶 由丁二烯和苯乙烯共聚而成的。其耐磨性、耐热性、耐油、抗老化性均比天然橡胶好。缺点是生胶强度低、粘接性差、成型困难、硫化速度

23、慢。 （2）顺丁橡胶 由丁二烯聚合而成。其弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点是强度较低，加工性能差、抗撕性差。 （3）氯丁橡胶 由氯丁二烯聚合而成。具有天然橡胶和一般通用橡胶所没有的优良性能。故有“万能橡胶”之称。缺点是耐寒性差，密度大，生胶稳定性差。用于制造矿井的运输管、胶管、电缆、高速带、垫圈等。,（4）乙丙橡胶 由乙烯与丙烯共聚而成。具有结构稳定、抗老化能力强，绝缘性、耐热性、耐寒性好、耐蚀性好等优点。缺点是耐油性差，粘着性差、硫化速度慢。,3.特种合成橡胶 （1）丁腈橡胶 由丁二烯与丙烯睛聚合而成。其耐油性好，耐热、耐燃烧、耐磨、耐碱、耐有机溶剂。缺

24、点是耐寒性差，其脆化温度为-10-20。 （2）硅橡胶 由二甲基硅氧烷与其它有机硅单体共聚而成。具有高耐热性和耐寒性，抗老化能力强、绝缘性好。缺点是强度低、耐磨性、耐酸性差，价格较贵。 （3）氟橡胶 以碳原子为主链，含有氟原子的聚合物。其化学稳定性高、耐蚀性能居各类橡胶之首，耐蚀性好，最高使用温度为300。主要用于国防和高技术中的密封件。,二、合成纤维 凡能保持长度比本身直径大100倍的均匀条状或丝状的高分子材料均称纤维。它可分为天然纤维和化学纤维。化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。人造纤维是用自然界的纤维加工制成，如：“人造丝”、“人造棉”。合成纤维是以石油、煤、天然气为原料制成的，它发展

25、很快。,（1）涤纶 又叫的确良，具有高强度、耐磨、耐蚀，易洗快干等优点，是很好的衣料纤维。 （2）尼龙 又称棉纶，其强度大、耐磨性好、弹性好，主要缺点是耐光性差。 （3）腈纶 在国外叫奥纶、开米司纶，有人造羊毛之称。 （4）维纶 性能与棉花相似且强度高，缺点是弹性差，织物易皱。 （5）丙纶 后起之秀，纤维以轻、牢、耐磨著称，缺点是可染性差，且晒易老化。,（6）氯纶 难燃、保暖、耐晒、耐磨、弹性好，但是染色性差，热收缩大，限制了它的应用。,进入下一节,第三节 合成胶粘剂和涂料,一、合成胶粘剂,1.胶粘特点 用胶粘剂把物品连接在一起的方法叫胶接，也称粘接。具有以下特点： 1）整个胶接面都能承受载荷

26、，强度较高，避免了应力集中，耐疲劳强度好。 2）可连接不同种类的材料。 3）胶接结构质量轻，表面光滑美观。 4）具有密封作用 5）胶接工艺简单，操作方便。,2.胶粘剂的组成 又称粘接剂、胶合剂或胶水。有天然胶粘剂和合成胶粘剂之分，也可分为有机胶粘剂和无机胶粘剂。主要组成基料+固化剂+填料+增塑剂+增韧剂+稀释剂。,3.常用胶粘剂 （1）环氧胶粘剂 基料主要使用环氧树脂，我国用于最广的是双酚A型，俗称“万能胶”。 （2）改性酚醛胶粘剂 耐热性、耐老化性好，粘接强度也高，但脆性大、固化收缩率大。 （3）聚氨酯胶粘剂 柔韧性好，可低温使用，但不耐热、强度低。 （4）-氰基丙烯酸酯胶 常温快速固化胶粘

27、剂，又称“瞬干胶”，但耐热性和耐溶性较差。 （5）厌氧胶 这是一种常温下有氧时不能固化，当排掉氧后即能迅速固化的胶。主要成分是甲基丙烯酸的双酯。,（6）无机胶粘剂 可在1300下使用，胶接强度高，但脆性大。,4.胶粘剂的选择 根据具体情况选用适当胶粘剂的成分，选用要考虑被胶接材料的种类、工作温度、胶接的结构形式以及工艺条件、成本等。,二、涂料 1.涂料的应用 涂料就是通常所说的油漆，是一种有机高分子胶体的混合溶液，涂在物体表面上能干结成膜。涂料的作用： （1）保护作用； （2）装饰作用； （3）特殊作用；,2.涂料的组成 （1）粘结剂 涂料的主要成膜物质，它决定了涂料层的性质。现在使用合成树脂

28、。 （2）颜料 涂膜的组成部分，使涂料着色，提高涂膜的强度、耐磨性。 （3）溶剂 以稀释涂料。 （4）其它辅助材料 如催干剂、增塑剂、固化剂、稳定剂。,3.常用涂料 （1）酚醛树脂涂料 应用最早，有清漆、绝缘漆、耐酸漆、地板漆等。 （2）氨基树脂涂料 涂膜光亮、坚硬。 （3）醇酸树脂涂料 涂膜光亮、保光性强、耐久性好，适用于金属底漆。,进入下一章,陶瓷材料的结构与性能,一、陶瓷的概念 陶瓷亦称无机非金属材料，是指用天然硅酸盐（粘土、长石、石英等）或人工合成化合物（氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物）为原料，经粉碎、配置、成型和高温烧制而成的无机非金属材料。,二、陶瓷材料的结构,进入

29、下一章,陶瓷材料,第一节 概 述 陶瓷是陶器与瓷器的总称。它是一种既古老而又现代的工程材料，亦称无机非金属材料，具有耐高温、耐腐蚀、硬度高、绝缘等优点。 陶瓷材料的发展经历了三次重大飞跃。从陶器发展到瓷器，是陶瓷发展史上的第一次重大飞跃；从传统陶瓷发展到先进陶瓷，是陶瓷发展史上的第二次重大飞跃；从先进陶瓷发展到纳米陶瓷是陶瓷发展史上的第三次重大飞跃。,一、陶瓷的分类 按其原料的来源不同可分为普通陶瓷（传统陶瓷）和特种陶瓷（先进陶瓷）。普通陶瓷是以天然硅酸盐矿物为原料（粘土、长石、石英），经过原料加工、成型、烧结而成，因此又叫硅酸盐陶瓷。特种陶瓷是采用纯度较高的人工合成化合物（如Al2O3、Zr

30、O2、SiC、Si3N4、BN），经配料、成型、烧结而制得。,二、陶瓷的制造工艺 1.坯料制备 原料粉碎 精洗（去掉杂质） 磨细（达到一定粒度） 配料（保证制品性能） 脱水（控制坯料水分） 炼坯、陈腐（去除空气）,2.成型 （1）可塑法 （2）注浆法 （3）压制法,3.烧结 烧结是指生坯在高温加热时发生一系列物理化学变化（水的蒸发，硅酸盐分解，有机物及碳化物的气化，晶体转型及熔化），并使生坯体积收缩，强度、密度增加，最终形成致密、坚硬的具有某种显微结构烧结体的过程。常见的烧结方法有热压或热等静压法、液相烧结法、反应烧结法。,进入下一节,第二节 常用工程结构陶瓷材料,一、普通陶瓷 普通陶瓷是用粘

31、土（Al2O32SiO2H2O）、长石（K2OAl2O36SiO2；Na2OAl2O36SiO2）、石英（SiO2）为原料，这类陶瓷质地坚硬，不会氧化生锈、不导电，能耐1200高温，加工成型性好，成本低廉。 其缺点是强度较低，高温下玻璃相易软化。 这类材料可应用于制作工作温度低于200的耐蚀器皿和容器、管道、绝缘子等。,二、特种陶瓷 （一）氧化物陶瓷 1氧化铝陶瓷 它是以Al2O3为主要成分，含有少量SiO2的陶瓷，Al2O3为主晶相。根据Al2O3含量的不同分为：75瓷（75% Al2O3），又称刚玉莫来石瓷；95瓷（95% Al2O3）和99瓷（99% Al2O3）。后两者又称刚玉瓷。,氧

32、化铝瓷强度比普通瓷高23倍，有的甚至高56倍；硬度高，有很好的耐磨性、耐高温性，含Al2O3高的刚玉瓷有高的蠕变抗力，能在1600高温下长期工作；耐蚀性及绝缘性好。缺点是脆性大，抗热振性差，不能承受环境温度的突然变化。 应用：内燃机的火花塞、火箭和导弹流罩、轴承、切削刀具，以及密封环等。,2氧化锆陶瓷 氧化锆陶瓷的熔点在2700以上，使用温度为20002200，能抗熔融金属的侵蚀。用氧化锆作添加剂可大大提高陶瓷材料的强度和韧性。氧化锆增韧氧化铝陶瓷材料的强度达1200MPa、断裂韧度为15.0MPam1/2，分别比原氧化铝提高了3倍和近3倍。 应用：可代替金属制造模具、拉丝模、泵叶轮，还可制造

33、汽车零件。,3氧化镁/钙陶瓷 通常由热白云石（镁/钙的碳酸盐）矿石除去CO2而制成，其特点是能抗各种金属碱性渣的作用，常作炉衬的耐火砖。缺点是热稳定性差，MgO在高温下易挥发，CaO甚至在空气中就易水化。,4氧化铍陶瓷 氧化铍陶瓷最大的特点是导热性好，具有很高的热稳定性，抗热冲击性较高，经常用于制造坩埚和真空陶瓷等。,（二）氮化物陶瓷,1氮化硅陶瓷 它是以Si3N4为主要成分的陶瓷，按其制造工艺不同可分为热压烧结氮化硅（- Si3N4）陶瓷和反应烧结氮化硅（- Si3N4）陶瓷。热压烧结氮化硅陶瓷组织致密，气孔率接近于零，强度高。反应烧结氮化硅陶瓷有20%30%气孔， 特点：氮化硅陶瓷硬度高，

34、摩擦因子小，只有0.10.2，具有自润滑性；蠕变抗力高，热膨胀系数小，抗热振性能在陶瓷中最佳，比Al2O3瓷高23倍；化学稳定性好，抗氢氟酸以外的各种无机酸和碱溶液的侵蚀，也能抵抗熔融非铁金属的侵蚀；同时具有优异的电绝缘性能。 应用：反应烧结氮化硅陶瓷主要用于制作形状复杂、尺寸精度高、耐热、抗蚀、耐磨、绝缘制品。热压烧结氮化硅陶瓷只用于制作形状简单的耐磨、耐高温零件。,2氮化硼陶瓷 氮化硼陶瓷的主要晶相是BN，属于共价晶体，其晶体结构与石墨相仿为六方晶格。 特点：具有良好的耐热性和导热性，其热导率与不锈钢相当；热膨胀系数小，绝缘性好，化学稳定性高；硬度较其它陶瓷低，可进行切削加工；有自润滑性。

35、 应用：常用于制作热电偶套管、坩埚、高温容器和管道。,（三）碳化物陶瓷 碳化物陶瓷包括碳化硅、碳化铈、碳化钼、碳化铌、碳化钛、碳化钨、碳化钽、碳化钒、碳化锆、碳化铪等。 特点：具有很高的熔点、硬度和耐磨性 缺点：耐高温氧化能力差，脆性极大,1碳化硅陶瓷 碳化硅陶瓷在碳化物陶瓷中应用最广泛。其密度为3.2103kgm-3，弯曲强度和抗压强度分别为200250MPa和10001500MPa，硬度为莫氏9.2。 特点：热导率高，而热膨胀系数小。 应用：常用于制作加热组件、石墨表面保护层及砂轮和磨料等。,2碳化硼陶瓷 硬度极高，抗磨粒磨损能力很强，熔点高达2450左右。在高温下会很快氧化，使用温度范围

36、应限定在980以下。 应用：主要用于制作磨料和超硬质工具材料。,3其它碳化物陶瓷 碳化铈、碳化钼、碳化铌、碳化钽、碳化钨和碳化锆陶瓷的熔点和硬度都很高，通常在2000以上的中性或还原气氛中作高温材料。在各类碳化物陶瓷中，碳化铪的熔点最高，达2900。,（四）硼化物陶瓷 常见的有硼化铬、硼化钼、硼化钛、硼化钨和硼化锆等。 特点：高硬度，具有较好的耐化学浸蚀能力。其熔点范围为18002500，具有较高的抗高温氧化性能，使用温度达1400。 应用：主要用于高温轴承、内燃机喷嘴和各种高温器件。,进入下一节,第三节 金属陶瓷（硬质合金） 金属陶瓷是以金属氧化物（如Al2O3、ZrO2等）或金属碳化物（如

37、TiC、WC、TaC、NbC等）为主要成分，再加入适量的金属粉末（如Co、Cr、Ni、Mo等）通过粉末冶金方法制成，具有金属某些性质的陶瓷。,陶瓷刀具,氧化铝陶瓷,一、粉末冶金方法及其应用 20世纪初研制了一种粉末，经压制成型并经烧结而制成零件或毛坯，这种方法称粉末冶金法。,粉末冶金的应用主要有以下几个方面： （1）减摩材料 应用最早的是含油轴承。 （2）结构材料 它是用碳钢或合金钢的粉末为原料，采用粉末冶金方法制造结构零件。这种制品的精度较高、表面光洁，不需或少需切削加工即为成品零件。 可用于制造液压泵齿轮、电钻齿轮、凸轮等。,（3）高熔点材料 一些高熔点的金属和金属化合物如W、Mo、WC、

38、TiC等，用熔炼和铸造方法生产比较困难，可用粉末冶金方法生产，如各种金属陶瓷、钨丝及Mo、TA、Nb等难熔金属和高温合金。,（4）特殊电磁性能材料 如多孔过滤材料，假合金材料等 缺点：由于设备和模具的限制，粉末冶金还只能生产尺寸有限和形状不很复杂的制品，烧结零件的韧性较差，生产效率不高，成本较高。,二、金属陶瓷 硬质合金是金属陶瓷的一种，它是以金属碳化物（如WC、TiC、TaC等）为基体，再加入适量金属粉末（如Co、Ni、Mo等）作粘结剂而制成的具有金属性质的粉末冶金材料。,（一）硬质合金的性能特点 （1）高硬度、耐磨性好、高热硬性 （2）抗压强度、弹性模量高 抗压强度高可达6000MPa，但

39、抗弯强度低，只有高速钢的1/31/2。弹性模量很高，韧性很差。 （3）耐蚀性和抗氧化性良好，热膨胀因数比钢低 缺点：抗弯强度低、脆性大、导热性差 加工：采用电加工（电火花、线切割）和专门的砂轮磨削,（二）硬质合金的分类、编号和应用 1硬质合金分类及编号,(1) 钨钴类硬质合金 由碳化钨和钴组成,常用代号有YG3、YG6、YG8等。代号中“YG”为“硬”、“钴”两字的汉语拼音字首，后面的数字表示钴的含量（质量分数100）。,（2）钨钴钛类硬质合金 由碳化钨、碳化钛和钴组成，常用代号有YT5、YT15、YT30等。代号中“YT”为“硬”、“钛”两字的汉语拼音字首，后面的数字表示碳化钛的含量（质量分

40、数100）。 硬质合金中，碳化物含量越多，钴含量越少，则硬质合金的硬度、热硬性及耐磨性越高，但强度及韧性越低。,（3）通用硬质合金 是在成分中添加TaC或NbC来取代部分TiC。其代号用“硬”和“万”两字汉语拼音节首“YH”加顺序号表示，如YW1、YW2。,2硬质合金的应用 硬质合金主要用于制造切削刀具、冷作模具、量具和耐磨零件。 钨钴类合金刀具主要用来切削加工产生断续切屑的脆性材料；钨钴钛类合金主要用来切削加工韧性材料；通用硬质合金既可切削脆性材料，又可切削韧性材料。硬质合金也用于冷拔模、冷冲模、冷挤压模及冷镦模。,（三）钢结硬质合金 是近年来发展的一种新型硬质合金，是以一种或几种碳化物（W

41、C、TiC）等为硬化相，以合金钢（高速钢、铬钼钢）粉末为粘结剂，经配料、压型、烧结而成。 钢结硬质合金具有与钢一样的可加工能力，可以锻造、焊接和热处理。 缺点：脆性大、韧性低、难以加工成型，制约了工程结构陶瓷发展及其应用。,措施：“利用ZrO进行相变增韧”、“纤维补强增韧”以及应用特殊工艺及方法，制造“微米陶瓷”及“纳米陶瓷”等增韧技术。,在结构陶瓷发展的同时，种类繁多、性能各异的功能陶瓷也不断涌现。导电陶瓷、压电陶瓷、快离子导体陶瓷、光学陶瓷（例如光导纤维、激光材料）、敏感陶瓷（例如光敏、气敏、压敏、热敏、湿敏陶瓷）、激光陶瓷、超导陶瓷、陶瓷集成等陶瓷材料在各个领域中正发挥着巨大的作用。,光

42、学陶瓷,进入下一章,复 合 材 料,第一节 概 述 一、复合材料的概念 所谓复合材料，是指由两种或两种以上不同性质的材料，通过不同的工艺方法人工合成的，各组分间有明显界面且性能优于各组成材料的多相材料。,二、复合材料的分类 1按照基体材料分 （1）非金属基复合材料 （2）金属基复合材料,2按照增强材料分 （1）纤维增强复合材料 （2）粒子增强复合材料 （3）叠层复合材料,三、复合材料的命名 （1）以基体为主来命名 （2）以增强材料为主命名 （3）基体与增强材料并用 （4）商业名称命名,进入下一节,第二节 复合材料的增强机制及性能,一、复合材料的增强机制 1纤维增强复合材料的增强机制 单向纤维增

43、强复合材料的断裂强度c和弹性模量Ec与各组分材料性能关系如下：,式中，f、Ef分别为纤维断裂强度和弹性模量；m、Em分别为基体材料的强度和弹性模量；Vf为纤维体积分数；k1、k2为常数。,为达到强化目的，必须满足下列条件： 1)增强纤维的强度、弹性模量应远远高于基体 2)纤维和基体之间应有一定的结合强度 3)纤维的排列方向要和构件的受力方向一致 4)纤维和基体之间不能发生使结合强度降低的化学反应 5)纤维和基体的热膨胀系数应匹配 6)纤维所占的体积分数，纤维长度L和直径d及长径比L/d等必修满足一定要求。,（1）弥散强化的复合材料的增强机制 基体将主要承受载荷，而弥散均匀分布的增强粒子将阻碍导

44、致基体塑性变形的位错运动或分子链运动。,（2）颗粒增强的复合材料的增强机制 用金属或高分子聚合物为粘接剂，把具有耐热性好、硬度高但不耐冲击的金属氧化物、碳化物、氮化物粘结在一起而形成，既具有陶瓷的高硬度及耐热性，又具有脆性小、耐冲击等优点。颗粒增强复合主要是为了改善材料的耐磨性或综合的力学性能。,2粒子增强型复合材料的增强机制 弥散强化的复合材料，其粒子直径d一般为0.010.1m，粒子体积分数v为1%5%；颗粒增强的复合材料，粒子直径d为150m，体积分数v为20%。,二、复合材料的性能特点 1比强度和比模量高,2良好的抗疲劳性能 碳纤维增强复合材料的疲劳极限可达抗拉强度的70%80%，而金

45、属材料的只有其抗拉强度的40%50%。,3破断安全性好 4优良的高温性能 5减振性好 因为结构的自振频率与材料的比模量平方根成正比，而复合材料的比模量高，其自振频率也高，纤维与基体界面能吸收振动能量。,进入下一节,第三节 常用的复合材料 一、纤维增强复合材料 1常用增强纤维 主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、Kevlar有机物纤维等。,玻璃纤维绳,玻璃纤维布,玻璃纤维绳,玻璃纤维纸,纳米碳管纤维,碳纤维绳,（1）玻璃纤维 按玻璃纤维中Na2O和K2O的含量不同，可将其分为无碱纤维（碱的质量分数12%）。随着碱量的增加，玻璃纤维的强度、绝缘性、耐蚀性降低。 特点：强度高，抗拉强度可达1

46、0003000MPa；弹性模量比金属低得多，为（35）104MPa；密度小，为2.52.7g/cm3；化学稳定性好；不吸水、不燃烧、尺寸稳定、隔热、吸声、绝缘等。 缺点：脆性较大、耐热性低，250以上开始软化。 优点：价格便宜、制作方便,（2）碳纤维 碳纤维是人造纤维（粘胶纤维、聚丙烯腈纤维等），是在200300空气中加热并施加一定张力进行预氧化处理，然后在氮气的保护下于10001500的高温中进行碳化处理而制得。其碳含量Wc85%95%。由于其具有高强度，因而称高强度碳纤维，也称型碳纤维。,在25003000高温的氩气中进行石墨化处理，就可获得含碳量为Wc98%以上的碳纤维，又称石墨纤维或高

47、模量碳纤维，也称型碳纤维。 特点：与玻璃纤维相比，碳纤维具有密度小（1.332.0g/3），弹性模量高（2.84105MPa）；高温及低温性能好，导电性好、化学稳定性高、摩擦因数小、自润湿性好。 缺点：脆性大、易氧化,（3）硼纤维 它是用化学沉积法将非晶态的硼涂覆到钨丝上而制得的。具有高熔点（2300）、高强度（24502750MPa）、高弹性模量（3.84.9105MPa）。具有良好的抗氧化性、耐蚀性。 缺点：密度大、直径较粗及生产工艺复杂、成本高、价格昂贵。,（4）碳化硅纤维 它是用碳纤维作底丝，通过气相沉积法而制得。具有高熔点、高强度、高弹性模量。其突出特点是具有优良的高温强度，在110

48、0时其强度仍高达2100MPa。,（5）Kevlar有机纤维（芳纶、聚芳酰胺纤维） 特点：比强度、比模量高；其强度可达28003700MPa；密度小，只有1.45 g/3；耐热性比玻璃纤维好。它还具有优良的抗疲劳性、耐蚀性、绝缘性和加工性。,2纤维树脂复合材料 （1）玻璃纤维树脂复合材料 亦称玻璃纤维增强塑料，也称玻璃钢。 1）热塑性玻璃钢 它是由20%40%的玻璃纤维和60%80%的热塑性树脂（如尼龙、ABS等）组成，具有高强度和高冲击韧性，良好的低温性能及低热膨胀系数。,2) 热固性玻璃钢 它是由60%70%玻璃纤维（或玻璃布）和30%40%热固性树脂（环氧、聚酯树脂等）组成。 主要优点：

49、密度小、强度高，耐蚀性、绝缘性、绝热性好；吸水性、防磁、微波穿透性好，易于加工成型。 缺点：弹性模量低，热稳定性不高，只能在300以下工作。,（3）硼纤维树脂复合材料 主要由硼纤维与环氧、聚酰亚胺等树脂组成。具有高的比强度、比模量，良好的耐热性。其缺点是各向异性明显。,（2）碳纤维树脂复合材料 最常用的是碳纤维与聚酯、酚醛、环氧、聚四氟乙烯等树脂组成的复合材料，具有高强度、高弹性模量、高比强度和比模量，还具有优良的抗疲劳性能、耐冲击性能、自润滑性、减摩耐磨性、耐蚀性及耐热性。缺点是纤维与基体结合力低。,（4）碳化硅纤维树脂复合材料 由碳化硅纤维与环氧树脂组成的复合材料，具有高的比强度、比模量。

50、,（5）Kevlar纤维树脂复合材料 由Kevlar纤维与环氧、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯等树脂组成。主要性能特点是抗拉强度大于玻璃钢，而与碳纤维环氧树脂复合材料相似；延性好，与金属相当；其耐冲击性超过碳纤维增强塑料；其疲劳抗力高于玻璃钢和铝合金；减振能力为钢的8倍。,3纤维金属（或合金）复合材料 纤维增强金属复合材料是由高强度、高模量的脆性纤维（碳、硼、碳化硅纤维）与具有较高韧性及低屈服强度的金属（铝及其合金、钛及其合金、铜及其合金、镍合金、镁合金、银铅等）组成，具有高的横向力学性能、高的层间剪切强度；冲击韧性好、高温强度高、耐热性、耐磨性、导电性、导热性好；不吸湿、尺寸稳定性好、不老化等优点。

51、,（1）纤维铝（或合金）复合材料 1）硼纤维铝（或合金）基复合材料。 硼和铝在高温易形成AlB2，与氧易形成B2O3，故在硼纤维表面要涂一层SiC以提高硼纤维的化学稳定性。 特点：具有高弹性模量，高抗压强度、抗剪强度和疲劳强度。 应用：主要用于制造飞机和航天器的蒙皮、航空发动机叶片等。,2）石墨纤维铝（或合金）基复合材料。 由型碳纤维与纯铝或形变铝合金、铸造铝合金组成。 特点：具有高比强度和高温强度，在500时其比强度为钛合金的1.5倍 应用：主要用于制造航天飞机的外壳、飞机蒙皮。,3）碳化硅纤维铝（或合金）复合材料 它是由碳化硅纤维与纯铝（或铸造铝合金、铝铜合金等）组成的复合材料。 特点：具

52、有高的比强度、比模量，硬度高。 应用：用于制造飞机机身结构件及汽车发动机的活塞、连杆等。,（2）纤维钛合金复合材料 由硼纤维或改性硼纤维、碳化硅纤维与钛合金（Ti6Al4V）组成。它具有低密度、高强度、高弹性模量、高耐热性、低热膨胀系数的特点。,（3）纤维铜（或合金）复合材料 由石墨纤维与铜（或铜镍合金）组成的材料。为了增强石墨纤维和基体的结合强度，常在石墨纤维表面镀铜或镀镍后再镀铜。石墨纤维增强铜或铜镍合金复合材料具有高强度、高导电性、低的摩擦因数和高的耐磨性，以及在一定温度范围内的尺寸稳定性。,4纤维陶瓷复合材料 用碳（或石墨）纤维与陶瓷组成的复合材料能大幅度提高陶瓷的冲击韧性和抗热振性，

53、降低脆性，而陶瓷又能保护碳（或石墨）纤维在高温下不被氧化。因而这类材料具有很高的强度和弹性模量。 除上述三大类纤维增强复合材料外，近年来研制了多种纤维增强复合材料，例C/C复合材料、混杂纤维复合材料等。,二、叠层复合材料 叠层复合材料是由两层或两层以上不同材料结合而成。,1双层金属复合材料 将性能不同的两种金属用胶合或熔合铸造、热压、焊接、喷涂等方法复合在一起，以满足某种性能要求的材料。,2塑料金属多层复合材料 典型代表是SF型三层复合材料，如图6-4所示。,三、粒子增强型复合材料,1颗粒增强复合材料（d1m，体积分数v20%） 金属陶瓷是常见的颗粒增强复合材料。硬质合金就是以TiC、WC（或

54、TaC）等碳化物为基体，以金属Ni、Co为粘合剂，将它们用粉末冶金方法经烧结所形成的金属陶瓷。,2弥散强化复合材料（d=0.010.1m, v=1%15%） 随着科学技术的进步，一大批新型复合材料将得到应用。例如，C/C复合材料、金属化合物复合材料、纳米复合材料、功能梯度复合材料、智能复合材料及体现复合材料“精髓”的“混杂”复合材料将得到发展及应用。21世纪将是复合材料大力发展的时代。,进入下一章,机械零件的失效、强化、选材及工程材料的应用,第八章 机械零件的应用 机械零件的失效是指零件在使用过程中由于某种原因而丧失原设计功能的现象。失效分析的任务就是找出失效的主要原因，制订改进措施。,第一节

55、 零件的失效形式与分析方法 零件的失效有三种形式，即过量变形、断裂和表面损伤失效。,一、过量变形失效 1. 过量弹性变形失效 零件由于产生过大的弹性变形而失效，称为弹性变形失效。 2. 过量塑性变形失效 零件承受的应力超过其材料的屈服强度时发生塑性变形。,3. 蠕变变形失效 受长期固定载荷的零件，在工作中尤其是在高温下会发生蠕变（即在应力不变的情况下，变形量随时间的延长而增加的现象）。,二、断裂失效 （1） 韧性断裂失效 断裂前零件有明显的塑性变形，断口呈纤维状。 （2） 低温脆性断裂失效 零件在低于其材料的韧脆转变温度以下工作时，韧性和塑性大大降低并发生脆性断裂而失效。 （3） 疲劳断裂失效

56、 零件在承受交变载荷时，一定周期后仍会发生断裂，疲劳断裂为脆性断裂。 （4） 蠕变断裂失效 在高温下工作的零件，当蠕变变形量超过一定范围时，零件内部产生裂纹而很快断裂。 环境破断失效 在负载条件下，由于环境因素（例如腐蚀介质）的影响，往往出现低应力下的延迟断裂使零件失效。,三、表面损伤失效 1.磨损失效 金属表面状态和尺寸改变的现象称为磨损。 2.腐蚀失效 零件暴露于活性介质环境中并与环境介质间发生化学和电化学作用，导致失效。 3.表面疲劳失效 相互接触的两个运动表面，在工作过程中承受交变接触应力的作用而导致表面层材料发生疲劳而脱落，造成零件失效。,四、零件失效分析的一般方法 一般分析程序是：

57、 1.调查研究 一是调查失效现场；二是调查背景材料，收集原始材料和数据。 2.残骸收集和分析 目的是确定首先破坏件及其失效源。,3.实验分析 （1） 无损检测 （2） 断口分析 断口分析分为宏观分析和微观分析两种。断口宏观分析系指用肉眼、放大镜或低倍光学显微镜来研究断口特征的一种方法。通过宏观分析初步确定断裂性质，断裂源，载荷情况。 断口微观分析大多采用电子显微镜，其分辨率和景深都高于光学显微镜，能深入观察断口微观细节、断裂性质，便于研究裂纹形成和扩展机理。 （3） 化学成分分析 （4） 金相分析 这种方法来分析裂纹的走向、性质、判定材料组织、工艺状态，检查可能导致失效的组织缺陷。 （5） 力

58、学性能分析 (6)其它试验方法 采用试验性应力测定方法,4.综合分析，作出结论，写出报告 失效分析工作达到预期目的后，应对进行的工作、所获得的全部资料进行集中、整理、分析评价和处理，作出结论，写出报告。,进入下一节,第二节 工程材料的强化与强韧性,一、工程材料的强化方法 1.固溶强化 2.冷变形强化（加工硬化） 3.细晶强化（亦称晶界强化） 4.第二相强化 材料通过基体中分布有细小、弥散的第二相质点而产生强化的方法，称为分散强化。第二相质点借助于过饱和固溶体的时效沉淀析出而获得（称为沉淀强化），或者是材料制备时（如粉末冶金）特意加入的弥散质点（称弥散强化）。 5.相变强化 相变强化主要是指马氏

59、体强化（及下贝氏体强化），它是钢铁材料强化的重要途径。,6.纤维增强的复合强化,二、工程材料的强韧性 强韧性就是使材料具有较高强度的同时具有足够的塑性和韧性。 1.细化晶粒 2.调整化学成分 3.形变热处理 形变热处理就是将形变强化与相变强化结合而综合强化金属的一种方法。 4.低碳马氏体强韧性 5.下贝氏体强韧性 6.表面强化,进入下一章,典型零件的选材及工程材料的应用,第一节 选材的一般原则,一、使用性原则 使用性能主要指零件在使用状态下应具有的力学性能、物理性能和化学性能。（工程材料的选择）,二、工艺性能原则 材料的工艺性能表示材料加工的难易程度。,三、经济性原则 一般包括材料的价格、零件的总成本与国家的资源等