材料性能學-緒論 - 副本

1、王炳英王炳英:材料性能學材料性能學機電工程學院材料系王炳英2012年5月材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum緒論緒論課程簡介課程簡介材料力學性能材料力學性能材料性能學材料性能學材料與材料科學材料與材料科學材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 材料與材料科學材料與材料科學什么是材料（什么是材料（Materials） ?廣義的材料包括人們的思想意識廣義的材料

2、包括人們的思想意識之外的所有物質(zhì)。之外的所有物質(zhì)。材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 材料是人類進化的里程碑，人類文明程度的標志之一材料是人類進化的里程碑，人類文明程度的標志之一材料的發(fā)展與人類社會簡圖材料的發(fā)展與人類社會簡圖材料性能學材料性能學Property of M

3、aterials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 材料是所有科技進步的基石材料是所有科技進步的基石傳感器件傳感器件半導體芯片半導體芯片半導體技術半導體技術液晶材料液晶材料光學材料光學材料金屬材料金屬材料磁性材料磁性材料移動通訊移動通訊數(shù)碼拍照數(shù)碼拍照拍照功能拍照功能顯示功能顯示功能金屬外殼金屬外殼信號接受信號接受對話功能對話功能電子線路電子線路照片存儲照片存儲功能材料功能材料介電材料介電材料建筑、交通、能源、計算機、通信、多媒體、生物醫(yī)學工程建筑、交通、能源、計算機、通信、多媒體、生物醫(yī)學工程無一不依賴材料科學與技術的發(fā)展來實現(xiàn)和突破。無一不

4、依賴材料科學與技術的發(fā)展來實現(xiàn)和突破。材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum鋼鐵材料鋼鐵材料材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum高溫高強度結構材料高溫高強度結構材料 殲殲10未來的飛機未來的飛機“神舟神舟”飛船飛船材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum信息材料信息材料材料性能學材

5、料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum新型能源材料新型能源材料l 材料、能源和信息是現(xiàn)代文明的三大支柱材料、能源和信息是現(xiàn)代文明的三大支柱材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml以材料為研究對象的一門科學以材料為研究對象的一門科學前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星及其運載火箭前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星及其運載火箭合合成成加加工工性質(zhì)性質(zhì)結構結構成分成分使用使用性能性能材料科學材料科學材料性能學材料性能學Propert

6、y of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum18631863年，光學顯微鏡年，光學顯微鏡金相學金相學光學顯微鏡光學顯微鏡Pb-Sn共晶組織共晶組織l 人類對材料的認識是逐步深入的人類對材料的認識是逐步深入的材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum19121912年，年，X-X-射線射線晶體衍射分析晶體衍射分析Si表面的重構圖象表面的重構圖象X-射線衍射儀射線衍射儀材料性能學材料性能學Property of Materials中

7、國石油大學中國石油大學China University of Petroleum19341934年，位錯理論年，位錯理論金屬鈦中的位錯金屬鈦中的位錯材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum19321932年，電子顯微鏡年，電子顯微鏡 （1010-7-7m m） 透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡 掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡 光鏡下光鏡下電鏡下電鏡下材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 材

8、料性能學材料性能學材料材料 工程材料工程材料工程材料工程材料碳鋼碳鋼合金鋼合金鋼鋼鋼鑄鐵鑄鐵有色金屬及合金有色金屬及合金工程塑料工程塑料合成纖維合成纖維合成橡膠合成橡膠膠粘劑膠粘劑金屬材料金屬材料高分子材料高分子材料陶瓷材料陶瓷材料復合材料復合材料材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum工藝性能工藝性能理化性能理化性能力學性能力學性能性能性能 載荷的形式載荷的形式拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)沖擊、交變、腐蝕環(huán)境、磨損、高溫沖擊、交變、腐蝕環(huán)境、磨損、高溫鑄造、鍛壓

9、、焊接、熱處理和切削性能鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能密度、熔點、導密度、熔點、導熱、導電、熱膨熱、導電、熱膨脹、磁性脹、磁性耐蝕、抗氧化耐蝕、抗氧化強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度、斷裂韌性強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度、斷裂韌性材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleumn 材料中的力學問題材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum材料性能學材料性能學Property of Mater

10、ials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 材料力學性能材料力學性能n變形，無變形，無有、小有、小大的大的時間發(fā)展過程時間發(fā)展過程，n 量變量變質(zhì)變的質(zhì)變的空間發(fā)展過程空間發(fā)展過程，n宏觀表象有其宏觀表象有其微細觀機理微細觀機理，n變形能力取決于內(nèi)在變形能力取決于內(nèi)在組成與結構組成與結構。n 材料在外加載荷作用下，或者在載荷、加載速率和材料在外加載荷作用下，或者在載荷、加載速率和環(huán)境因素的聯(lián)合作用下表現(xiàn)

11、出的行為（變形）環(huán)境因素的聯(lián)合作用下表現(xiàn)出的行為（變形）材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 材料力學性能材料力學性能How？ 研究方法研究方法What？ 研究內(nèi)容研究內(nèi)容Why？ 研究意義研究意義 研究材料的研究材料的本構關系，破壞形式及其物理基礎本構關系，破壞形式及其物理基礎；探討；探討材料的化學材料的化學成分成分和微觀和微觀結構結構同同宏觀力學性能宏觀力學性能之間的關系，之間的關系，實現(xiàn)對材料力學性能的預言和改進。實現(xiàn)對材料力學性能的預言和改進。 研究材料的研究材料的組織結構組織

12、結構與與力學性能力學性能之間的關系，了解之間的關系，了解溫溫度、環(huán)境介質(zhì)度、環(huán)境介質(zhì)對其力學性能的影響，這對于正確地選用材對其力學性能的影響，這對于正確地選用材料、充分發(fā)揮材料性能、研發(fā)新材料都具有重要意義。料、充分發(fā)揮材料性能、研發(fā)新材料都具有重要意義。 試驗測試與理論分析相結合，為工程實踐服務。試驗測試與理論分析相結合，為工程實踐服務。材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China Universi

13、ty of Petroleum材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleuml 課程簡介課程簡介1.1.性質(zhì)：性質(zhì)：材控專業(yè)技術基礎課材控專業(yè)技術基礎課 先修課程：先修課程：材料力學、金屬學材料力學、金屬學2.2.目的：目的：（1 1）理解在外力和環(huán)境作用下材料失效的過程、機制和力學）理解在外力和環(huán)境作用下材料失效的過程、機制和力學模型；模型；（2 2）理解如何評價和優(yōu)選材料（力學性能指標）；）理解如何評價和優(yōu)選材料（力學性能指標）；（3 3）掌握材料基本力學性能的測試原理和方法；）掌握材料基本力

14、學性能的測試原理和方法；（4 4）了解新材料和新技術發(fā)展對材料力學性能的新要求。）了解新材料和新技術發(fā)展對材料力學性能的新要求。材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum3.3.主要內(nèi)容主要內(nèi)容 材料的彈性、塑性、屈服與硬化、斷裂、硬度、疲勞、材料的彈性、塑性、屈服與硬化、斷裂、硬度、疲勞、蠕變等性能；蠕變等性能； 各項力學性能指標的本質(zhì)、物理含義、微觀機理（結各項力學性能指標的本質(zhì)、物理含義、微觀機理（結構與狀態(tài)）；構與狀態(tài)）； 影響材料力學性能的主要因素，及提高性能所采取的影響材料力學性能

15、的主要因素，及提高性能所采取的措施；措施； 材料力學性能的測試技術。材料力學性能的測試技術。材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum4.4.課程安排（課程安排（3232學時）學時）n第一部分：金屬材料的基本力學性能第一部分：金屬材料的基本力學性能Ch1 材料在單向靜拉伸載荷下的力學性能材料在單向靜拉伸載荷下的力學性能 6學時學時 Ch2 材料在其他靜載荷下的力學性能材料在其他靜載荷下的力學性能 4學時學時n第二部分：材料的形變、斷裂及性能評價第二部分：材料的形變、斷裂及性能評價Ch3 材料的

16、沖擊韌性及低溫脆性材料的沖擊韌性及低溫脆性 2學時學時Ch4 材料的斷裂韌性材料的斷裂韌性 6學時學時Ch5 金屬的疲勞性能金屬的疲勞性能 6學時學時n第三部分：金屬材料在環(huán)境與介質(zhì)作用下的力學性能第三部分：金屬材料在環(huán)境與介質(zhì)作用下的力學性能Ch6 金屬的應力腐蝕和氫脆金屬的應力腐蝕和氫脆 0學時學時Ch7 金屬的摩擦磨損性能金屬的摩擦磨損性能 3學時學時Ch8 金屬的高溫力學性能金屬的高溫力學性能 3學時學時n第四部分：其它工程材料的力學性能第四部分：其它工程材料的力學性能Ch9Ch11 聚合物、陶瓷、復合材料的力學性能聚合物、陶瓷、復合材料的力學性能 2學時學時材料性能學材料性能學Pro

17、perty of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum5.5.教材及參考資料教材及參考資料l參考書：參考書：(1)(1)鄭修麟鄭修麟. . 材料的力學性能材料的力學性能( (第第2 2版版). ). 西北工業(yè)大學出版社，西北工業(yè)大學出版社，20002000(2)(2)高建明高建明. . 材料力學性能材料力學性能. . 武漢理工大學出版社，武漢理工大學出版社，20042004(3)(3)石德珂石德珂. . 材料力學性能材料力學性能. . 西安交通大學出版社，西安交通大學出版社，19981998(4)(4)劉瑞堂劉瑞堂. . 工程材料

18、力學性能工程材料力學性能. . 哈爾濱工業(yè)大學出版社，哈爾濱工業(yè)大學出版社，20012001l教材：教材：束德林束德林. .工程材料力學性能工程材料力學性能( (第第2 2版版).).機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社,2007,2007材料性能學材料性能學Property of Materials中國石油大學中國石油大學China University of Petroleum題名題名責任者責任者出版項出版項索取號索取號材料的力學性能材料的力學性能鄭修麟主編鄭修麟主編西安：西北工業(yè)大學出版社，西安：西北工業(yè)大學出版社，2000TB3/40-2材料力學性能材料力學性能主編高建明主編高建明武漢：武漢理

19、工大學出版社，武漢：武漢理工大學出版社，2004TB301/125材料力學性能材料力學性能王吉會王吉會. 等等 編編天津：天津大學出版社，天津：天津大學出版社，2006TB301/147工程材料力學性能工程材料力學性能劉瑞堂劉瑞堂, 劉文博劉文博, 劉錦云編劉錦云編哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2001.08TB301/99工程材料力學性能工程材料力學性能主編束德林；參主編束德林；參編陳九磅編陳九磅, 鳳儀鳳儀北京：機械工業(yè)出版社，北京：機械工業(yè)出版社，2003TB301/108工程材料的力學性能工程材料的力學性能姜偉之姜偉之.等等編著編著北京：北京航空航天大學出版社，北京：北京航空航天大學出版社，2000.07TB301/55-2工程材料的微細觀結構和工程材料的微細觀結構和力學性能力學性能劉