第一章：工程材料的分类及力学性能1、强度：材料抵抗外力作用下变形和断裂的能力（MPa ） （1）弹性限度0e S Fe =σ（2）屈服点0s S Fs =σ 屈服阶段特点：负荷F 不变，或略有升高，伸长量L ∆继续显著增加（3）条件屈服极限2.0σ（无明显屈服现象）（4）抗拉强度b σ（材料能抵抗最大塑性变形和断裂的能力）2、塑性：在外力作用下，材料产生永久性变形而不破坏的能力（柔软性）断后伸长率δ=00L L L u -断面收缩率ψ=00S S S u-。

ψδ，越大塑性越好 3、硬度（耐磨性）：材料抵抗变形特别是压痕或划痕行成的永久变形的能力。

（1）布氏硬度HBW /HBS ：以式样压痕的表面积A 去除符合下所得的商 压头：硬质合金头/淬火钢球 HBW=F/A优点：能准确反映试样的真实硬度。

缺点：不适于检验小件薄件和成品件。

350HBW10/1000/30：用直径10mm 的硬质合金钢球在9.807KN 试验力作用 下保持30s 测得的布氏硬度值为350。

（2）洛氏硬度HR ：以残余压痕的大小作为计量硬度的依据。

压头：金刚石圆锥、钢球或硬质合金球 HR=100-n/0.00260HRBW/s ：用硬质合金球/钢球压头在B 标尺上测得洛氏硬度值为60。

优点：压痕面积小，可检测成品小件和薄件，测量范围大，测量简便迅速。

缺点：对内部组织和性能不均匀的材料测量不准确。

4、冲击韧性k a ：在冲击再和作用下抵抗冲击力的作用而不被破坏的能力。

5、疲劳强度：b 121σσ=-材料在规定N 次的交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力称为疲劳强度。

6、断裂韧度IC K ：是指带微裂纹的材料或零件阻止裂纹扩展的能力。

第二章：金属学基础一、金属的晶体结构2、典型金属晶格类型3、金属的同素异构转变：同一金属在一定温度下，发生晶体结构变化的现象。

纯铁在固态下发生两次同素异构转变 二、金属的结晶1、过冷现象：结晶过程中，n T 总是低于0T 的现象0T ：理论结晶温度；n T 实际结晶温度过冷度：0T 与n T 的差值，n T T T-=∆02、过冷是金属结晶的必要条件。

4、晶粒越细，不仅其强度，硬度越高，而且塑性和韧性也越好。

5、晶粒的大小取决于：形核率 N 、生长线速度 G6、细化晶粒的方法：快速冷却、变质处理、振动搅动、热处理 压力加工 三、金属的塑性变形与再结晶1、金属塑性变形的实质：滑移（塑性变形的主要形式）2、冷变形：在低于某一温度（再结晶温度）情况下进行的塑性变形。

3、加工硬化：金属发生冷变形时，随着变形量的增加，金属强度和硬度会增高，塑性与韧性会下降。

加工硬化是提高金属强度硬度强化金属材料的重要方法之一，4、回复：金属加热到某一温度以上时，通过原子的少量扩散而消除晶粒的晶格扭曲，可显著降低金属的内应力。

对应的温度称为回复温度。

5、再结晶：可以全部消除加工硬化。

再结晶温度：能够进行再结晶时最低温度。

四、合金结构与合金相图1、固溶体（接近金属，塑性好）合金的组元之间以不同比例相互混合，混合后形成的固体晶体结构与组成合金的某一组元相同，这种相称为固溶体。

分类：置换固溶体、间隙固溶体。

固溶强化：提高合金的强度，硬度2、金属化合物 ：各种元素按一定比例形成的具有金属特性的新相，它的晶体类型不同于任一元素。

分类：正常价化合物、电子价化合物、间隙化合物 3、机械混合物：合金的组织之一。

第三章：铁碳合金一、铁碳合金的基本组织二、铁碳合金状态图应用1、含碳量对组织平衡的影响任何成分的铁碳合金在室温下的组织均由铁素体和渗碳体两相组成。

随C 含量增加，组织按F →F+P →P → C F P 3e +→d L C F P '++ 3e →Ld ’→I +'C F d L 3e →C F 3e2、 含碳量对力学性能的影响当含碳量<0.9%时，随着钢中含碳量的增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。

当含碳量>0.9%时，强度明显下降，但硬度仍升高，塑性和韧性下降。

当含碳量>2.11%时，硬度高脆性大，难以切削加工。

三、C F F 3e e 状态图分析第四章：钢的热处理一、钢在加热时的组织变换1、加热时的临界点标c ，冷却时的临界点标r 。

2、共析碳钢的奥氏体化过程：界面形核→奥氏体晶核长大→未溶C F 3e 溶解→奥氏体均匀化3、加热和保温的目的：为了获得均匀的奥氏体组织。

4、奥氏体晶粒度及其控制 （1）奥氏体晶粒度：评定钢的加热质量优劣的主要标准。

（2）获得细小均匀奥氏体晶粒方法： 热处理生产中，控制加热温度和保温时间。

（3）影响奥氏体晶粒度的因素：加热温度和保温时间：温度过高，时间过长，晶粒粗大。

加热速度：冷却时，过冷度大，珠光体组织得到细化。

加热时，过热度大，奥氏体晶粒细化。

加热速度快，过热度大，有利于细化奥氏体晶粒。

钢的组织及成分：钢的原始组织越细，有利于获得细晶组织。

二、钢在冷却时的组织转变 1、冷却方式：连续冷却（退火、正火、淬火）、等温冷却 2、共析碳钢过冷奥氏体等温转变 3、奥氏体的连续冷却转变 三、钢的退火与正火 1、退火（炉冷）（1）将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢的冷却以获得接近平衡态组织的热处理工艺。

（2）特点：缓慢冷却（炉冷、坑冷、灰冷）（3）目的：降低硬度、提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；细化晶粒；消除应力。

（4）分类：2、正火（空冷）（1）概念：钢加热到3c A 或cm c A 以上30~50℃，保温一定时间后，以适当的速度冷却（空冷、风冷、雾冷）而获得索氏体组织的工艺方法。

（2）目的：3、退火与正火的选择四、钢的淬火（硬度高、脆性大） 1、概念：钢加热到3c A 或1c A 以上一定温度，保温一定时间后，快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺方法。

2、目的：为了得到马氏体；提高工件的硬度和耐磨性；提高弹簧钢的弹性极限；改善某些钢的物理化学性能。

4、淬火的冷却方法：（1）常见的冷却介质：水、盐水、油、碱水等 合金钢：油淬；碳钢：水淬（2）单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火，预冷淬火、冷处理5、钢的淬透性（1）淬透性：表示钢在淬火后能获得淬硬层深度的一种性质。

即钢在淬火时获得马氏体的能力，是钢材本身的一种固有属性。

（2）淬透层深度：工件表面到马氏体的深度。

（3）影响因素（提高奥氏体稳定性的因素）：淬透性越好，临界冷却速度越小，奥氏体越稳定合金元素的影响；含碳量的影响；奥氏体化温度的影响；钢中未溶第二相的影响五、钢的回火1、概念：将淬火后的钢重新加热到1cA线下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺方法。

2、目的：（1）降低脆性，减小或消除内应力防止工件产生变形与开裂；（2）通过回火，可使马氏体和残余奥氏体充分分解，从而起到稳定工件组织和尺寸的作用，以保证工件在使用过程中不发生尺寸和形状的变化；（3）对于退火难以软化的某些合金钢，可在淬火或正火后采用高温回火，使钢中硫化物聚集长大而降低硬度，以利于切削加工；（4）淬火工件通过不同温度的回火，可适当的调整其强度、硬度、塑性、韧性，以满足各种工件需要。

3、本质：不稳定组织→稳定组织4、回火后组织性能变化（1）性能变化：随着回火温度的↑，硬度强度↓、塑性韧性↑，但温度大于650℃，塑性↓。

（2）组织变化5、回火工艺及应用6、调质处理：淬火+高温回火第五章：钢和铸铁一、碳钢1、含碳量对力学性能的影响：随着含碳量的增加，铁素体含量的减少，C F 3e 含量增加，钢的强度和硬度增加，塑性、韧性不断下降，当含碳量超过0.9%以后，钢的塑、韧性继续降低，强度也明显下降。

工业上一般含碳量不超过1.3%~1.4%。

二、合金钢三、铸铁1、铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金，是含C、Si、Mn、S较多的铁碳合金。

2、特性：强度、塑性和韧性不如钢，但有优良的铸造性能，良好的切削加工性，较好的耐磨性、减震性和较低的缺口敏感性。

第六章：非金属材料与粉末冶金材料一、纯铝及铝合金1、分类高纯铝：纯度99.93%~99.99%，代号L01~L05，数字越大纯度越高，科学研究及制作电容器。

工业高纯铝：纯度98.85%~99.9%，代号LG1~LG5，数字越大纯度越高，制铝箔、包铝及冶炼合金原料。

工业纯铝：纯度98.0%~99.0%，代号L1~L7，数字越大纯度越低，电缆电线、器皿、配置合金。

2、铝合金的强化（1）提高纯铝强度的基本途径：在纯铝中加入铜锰硅镁锌等合金元素。

（2）主要强化方法：按需固溶强化、时效强化、细化组织强化、过剩相强化、冷变形等。

（3）时效强化：淬火后铝合金的强度和硬度随时间延续而显著提高的现象。

影响因素：时效温度、时效时间、淬火温度、淬火冷却度和淬火转移时间、时效方式（4）细化组织强化：改善冷却条件，增大冷却速度；铸造铝合金的变质处理；变形铝合金的变质处理。

3、铸造铝合金代号：ZL+三位数字ZL：铸铝；第一位数：合金系列（1为铝硅系类、2为铝铜系列、3为铝镁系列、4为铝锌系列）；第二、三位：合金顺序号；优质合金在数字后面加A。

4、变形铝合金：（1）包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金以及锻铝合金。

（2）代号：L+字母+数字L铝；字母：类别（F：防锈铝合金；C：超硬铝合金；Y：硬铝合金；D：锻铝合金）；数字：合金的顺序号二、纯铜及铜合金1、工业纯铜三种牌号：T1、T2、T3T：铜；数字为顺序号，越大纯度越低2、铜的合金化（提高强度方法）：固溶强化、时效强化、过剩相强化4、牌号三、常用滑动轴承合金1、锡基轴承合金：锡锑+Cu：ZSnSbCn42、迁基轴承合金：铅锑为主：ZPbSb15Sn15四、粉末冶金材料1、金属材料的生产一般经过冶炼和铸造两个过程。

2、粉末冶金材料是把金属或非金属粉末混合均匀然后压制成型并在高温下烧结强化来制造零件的方法。

3、粉末冶特点：（1）可以制出组元彼此不熔合且比重、熔点十分悬殊的金属所组成的伪合金。

（2）能制出难熔合金（3）能准确控制成分和性能（4）可直接制出质量均匀的多孔性制品（5）能直接制出尺寸准确，表面光洁的零件。

4、应用：（1）制造机械零件（2）制工具（3）制造特殊性能元件5、主要工序：粉末的制备、压制、烧结、后处理。

第七章：非金属材料及基础一、塑料1、组成：树脂、添加剂2、分类：按热性能：热塑性塑料、热固性塑料按使用性能：工程塑料、通用塑料、特种塑料3、常用工程塑料（1）热塑性塑料：聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚丙乙烯PP、聚酰胺PA、ABS塑料.（2）热固性塑料：酚醛塑料PF、环氧塑料EP、氨基塑料UF、MF二、陶瓷材料的相组成：晶体相、玻璃相、气相三、复合材料分类：（1）按基体材料分类：金属基、非金属基（2）按增强材料形态分类：纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、层叠增强复合材料（3）按复合材料性能分类：结构复合材料、功能复合材料第八章：铸造成型1、铸造特点：（1）可生产形状复杂的工件（2）适应性广（3）生产成本低一、砂型铸造1、概念：砂型铸造是指铸型由砂型和砂芯组成的一种造型方法。