《工程材料基础》知识点汇总

第一章材料的熔炼一、钢铁冶金（重点—看书/课件）1、炼铁主要是还原过程，炼钢主要是氧化过程2、高炉炼铁的原料（炉料）由矿石、溶剂和燃料组成。

3、直接还原：以气体、液体、煤为能源与还原剂，在铁矿石低于熔点温度时进行还原得到金属铁的炼铁工艺。

4、熔融还原：用铁矿石和普通煤作原料，在汽化炉流化床中将直接还原得到的海绵铁进一步加热融化，在熔融汽化炉底形成铁水与炉渣的熔池5、炉外精炼：将在转炉或电炉内初炼的钢液倒入钢包或专用容器内进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度的一种炼钢工艺6、常用的炉外精炼工艺：RH法-循环脱气法、LF法-钢包精炼法、VD法-真空脱气法7、炉外精炼的实施手段：一般炉外精炼方法都是渣洗、真空、搅拌、喷吹和加热等精炼手段的不同组合，采用一种或几种手段组成一种炉外精炼方法。

8、LF法的精炼过程将钢液、渣料及脱氧剂加入到LF炉，在还原性气氛下，通过电极埋弧造渣，炉底吹氩搅拌，完成钢液的脱硫、脱氧、合金化、温度及夹杂物的控制。

9、炼钢的方法：转炉炼钢法、平炉炼钢法、电炉炼钢法10、连铸连轧：把液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯，然后不经冷却，在均热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。

优点：巧妙地把铸造和轧制两种工艺结合起来，相比于传统的先铸造出钢坯后经加热炉加热再进行轧制的工艺具有简化工艺、改善劳动条件、增加金属收得率、节约能源、提高连铸坯质量、便于实现机械化和自动化的优点。

应用：连铸连轧工艺现今只在轧制板材、带材中得到应用。

11、典型的薄板连铸连轧工艺流程：由炼铁（高炉或电炉）—炼钢（电炉或转炉）—炉外精炼—薄板坯连铸—连铸坯加热—热连轧六个单元工序组成。

二、Al冶金（重点—看书/课件）1、从铝土矿中制取铝常用碱法。

碱法分为拜耳法、烧结法、联合法等。

拜耳法又称湿碱法，典型湿法冶金的一种2、铝冶金特点：从铝矿石中提出纯净的化合物，再通过熔盐电解的方法得到纯铝。

工程材料知识点1. 工程材料分类1.1 金属材料1.1.1 铁碳合金1.1.2 非铁金属1.1.2.1 铜合金1.1.2.2 铝合金1.2 非金属材料1.2.1 塑料1.2.2 陶瓷1.2.3 复合材料1.3 特种材料1.3.1 纳米材料1.3.2 生物材料2. 材料性能2.1 力学性能2.1.1 强度2.1.2 硬度2.1.3 韧性2.1.4 疲劳性能2.2 物理性能2.2.1 密度2.2.2 热膨胀系数2.2.3 导热性能2.3 化学性能2.3.1 耐腐蚀性2.3.2 化学稳定性3. 材料选择原则3.1 满足工程设计要求 3.1.1 功能需求 3.1.2 经济性3.1.3 可加工性 3.2 考虑环境因素3.2.1 温度3.2.2 湿度3.2.3 化学介质 3.3 考虑可持续性3.3.1 材料回收 3.3.2 环保性4. 材料加工工艺4.1 铸造4.2 锻造4.3 焊接4.4 热处理4.5 机械加工4.5.1 切削加工 4.5.2 非传统加工5. 材料测试与评估5.1 力学性能测试5.1.1 拉伸试验 5.1.2 冲击试验 5.2 物理性能测试5.2.1 热导率测试 5.2.2 密度测定 5.3 化学性能测试5.3.1 耐腐蚀测试5.3.2 化学成分分析6. 材料应用案例6.1 建筑行业6.1.1 结构材料6.1.2 装饰材料6.2 汽车工业6.2.1 车身材料6.2.2 发动机材料6.3 航空航天6.3.1 轻质高强度材料6.3.2 耐高温材料7. 材料发展趋势7.1 智能材料7.2 绿色材料7.3 3D打印材料8. 结语工程材料是现代工业和建筑的基础，了解不同材料的特性、性能和应用对于工程设计和产品开发至关重要。

随着科技的进步，新材料的研发和应用将不断推动各行各业的发展，提高产品性能，降低成本，同时更加注重环保和可持续性。

因此，工程师和设计师需要不断更新材料知识，掌握最新的材料技术和应用趋势。

工程材料学知识点总结一、材料的基本性质1. 密度：材料的密度是指单位体积内的质量。

密度越大，材料的质量就越大，密度越小，材料的质量就越小。

2. 弹性模量：材料的弹性模量是指材料在受力时产生弹性变形的能力。

弹性模量越大，材料的刚度就越大，抗压抗弯能力就越强。

3. 强度：材料的强度是指材料在受力时承受拉伸、压缩、剪切等力的能力。

强度越大，材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度就越大。

4. 韧性：材料的韧性是指材料在受外力作用下能够吸收能量的能力。

韧性越大，材料的抗冲击性就越好。

5. 硬度：材料的硬度是指材料的抗划伤、抗刮伤能力。

硬度越大，材料就越难被划伤或刮伤。

6. 热膨胀系数：材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时产生体积膨胀或收缩的程度。

热膨胀系数越大，材料在温度变化时的变形就越大。

二、金属材料1. 铁素体和奥氏体：铁素体是铁碳合金中的烤饼组织，具有较低的强度和硬度；奥氏体是铁碳合金中的馒头组织，具有较高的强度和硬度。

2. 钢的分类：钢可以按照成分分为碳钢、合金钢和特种钢；按照用途分为结构钢、工具钢和耐磨钢。

3. 铸铁的分类：铸铁可以按照形态分为白口铸铁和灰口铸铁；按照成分分为白口铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁。

4. 不锈钢的特性：不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等特性，适用于化工、食品加工、医疗器械等领域。

5. 铝合金的应用：铝合金具有轻质、耐腐蚀、导热性好的特性，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

三、非金属材料1. 水泥混凝土：水泥混凝土应用广泛，常见于建筑、桥梁、水利工程等领域。

它具有强度高、耐久性好、施工方便等特点。

2. 砖瓦：砖瓦是建筑材料的重要组成部分，主要用于墙体、地面、屋面的施工。

它们具有隔热、隔音、防潮等特性。

3. 玻璃：玻璃具有透明、坚硬、抗腐蚀等特点，广泛应用于建筑、家具、日用品等领域。

4. 塑料：塑料具有轻质、耐腐蚀、可塑性好的特性，广泛应用于包装、日用品、建筑材料等领域。

5. 纤维素材料：纤维素材料主要包括木材、纸张、纺织品等，具有可再生、易加工、环保等特点。

材料工程基础考试重要知识点材料工程基础考试重要知识点第一章、材料的性能及应用1、常用的力学性能，如：σS，σb，σe，σP 等所表示的含义，弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。

不同材料所适用的硬度（HB、HR、HV）测量方法。

第二章、原子结构和结合键1、结合键的类型(主要为金属键、离子键、共价键)及其主要特点，它们对材料性能的主要影响第三章、晶体结构1、晶面与晶向的标注和识别2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。

3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。

第四章、晶体缺陷1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。

位错（及点缺陷）密度的变化对材料性能（主要是力学性能）的影响。

2、晶界原子排列?的特点及其分类，晶界的特性；相界的分类、润湿第五章、固体材料中原子的扩散1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用（如：工业渗碳为何在奥氏体状态下进行）第六章、相平衡与相图原理1、Gibbs相律含义，二元匀晶、共晶相图分析，杠杆定律的应用计算；相图与合金使用性（强度、硬度）和工艺性（铸造）的关系2、铁碳相图（简化版）及其标注上面主要的成分点和温度及相；不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化，利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量（主要针对C%<2.11%的合金，即钢）第七章、材料的凝固1、液态合金结构的特点，过冷度及其与冷却速率的关系?2、晶体形核及长大的主要方式以及它们的特点3、晶体生长形态分类及主要原因，溶质分配系数、成分过冷的概念4、凝固中晶粒尺寸的控制及铸态宏观组织，常见偏析（宏观偏析：正偏析、密度偏析；微观偏析：枝晶偏析）的特点及主要原因。

第八章、材料的变形与回复再结晶1、塑性变形的机制（主要方式）、滑移与孪生的主要区别点及滑移的实质（位错的运动）2、Schmid定律的含义，临界分切应力、单滑移、多滑移、交滑移的概念3、多晶体塑性变形的主要特点，加工硬化、弥散强化、细晶强化的概念（霍尔-佩奇公式）以及它们产生强化的主要原因4、冷加工后金属力学性能上的主要变化5、回复、再结晶的概念，回复、再结晶后对力学性能的主要影响；影响再结晶的因素常用的固体渗碳温度为900-930度，而且根据铁碳状态图，只有在奥氏体区域，铁中碳的温度才可能有很大范围的变动，碳的扩散才能在单相的奥氏体中进行弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化把滑移系开动所需要的最小分切应力称为临界分切应力。

1、晶格：描述原子在晶体中排列规律的三维空间几何点阵。

2、晶胞：晶格中能够代表晶格特征的最小几何单元致密度=原子所占的总体积÷晶胞的体积属于面心立方晶格的常用金属：γ铁、铝、铜、镍等。

属于体心立方晶格的常用金属：α铬、钨、钼、钒、α铁、β钛、铌等。

属于密排六方晶格的常用金属：镁、锌、铍、α钛、镉等。

晶面：晶体中由物质质点所组成的平面。

晶向：由物质质点所决定的直线。

每一组平行的晶面和晶向都可用一组数字来标定其位向。

这组数字分别称为晶面指数和晶向指数。

晶面指数的确定：晶面与三个坐标轴截距的倒数取最小整数，用圆括号表示。

如（111）、（112）。

晶向指数的确定：通过坐标原点直线上某一点的坐标，用方括号表示。

如[111]晶面族：晶面指数中各个数字相同但是符号不同或排列顺序不同的所有晶面。

这些晶面上的原子排列规律相同，具有相同的原子密度和性质。

如{110}=（110）+（101）+（011）+（101）+（110）+（011）晶向族：原子排列密度完全相同的晶向。

如<111>=[111]+[111]+[111]+[111]由于各个晶面和晶向上原子排列密度不同，使原子间的相互作用力也不相同。

因此在同一单晶体内不同晶面和晶向上的性能也是不同的。

这种现象称为晶体的各向异性。

晶粒——金属晶体中，晶格位向基本一致，并有边界与邻区分开的区域。

亚晶粒——晶粒内部晶格位向差小于2°、3°的更小的晶块。

实际金属晶粒大小除取决于金属种类外，主要取决于结晶条件和热处理工艺。

晶界——晶粒之间原子排列不规则的区域。

亚晶界——亚晶粒间的过渡区。

晶体缺陷：是指晶体中原子排列不规则的区域。

1、点缺陷2、线缺陷3、面缺陷点缺陷类型主要有三种：（1）间隙原子（2）晶格空位（3）置换原子间隙原子：在晶格的间隙处出现多余原子的晶体缺陷。

☆晶格空位：在晶格的结点处出现缺少原子的晶体缺陷线缺陷·位错：指晶体中若干列原子发生有规律的错排现象。

第一章机械零件的失效分析一、 基木要求木草主要介绍了机械零件在常溫静載下的过址变形、在静載和冲击载荷下的断裂、在交变戦荷下的疲劳断裂、零件的磨 损失效和腐蚀失效以及在岛温下的埔变变形和断裂失效。

要求学生掌握全部内容C 二、 重点内容1零件的过址变形以及性能指标,如屈服强度、抗拉强度、伸长率、换度等。

2零件在静载和冲击载荷下的断裂及性能指标.如冲击韧性.断裂韧性等。

3零件在交变載荷下的疲劳断裂.疲劳抗力抬标及影响因素。

4零件的磨损和腐蚀失效以及防止措施。

5零件在商温下的孀变变形和断裂失效。

三、 难点断裂韧性及衡虽抬标.影响断裂的因素C 四、 基木知识点第一节寒件在常温静载下的过量变形K 工程材料在静拉伸时的应力•应变行为变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化C弹性变形：外力去除后可恢复变形。

塑性变形：外力去除后不可恢复。

低碳钢.正火、退火、调质态的中碳钢或低、中碳合金钢和有些铝合金及某些髙分子材料都具有图1・1所示的应力•应变 行为。

即在拉伸应力的作用下的变形过程分为四个阶段：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形。

刚度：零构件在受力时抵抗弹性变形的能力。

等于材料弹性模址与零构件截面积的乘枳C 强度：材料抵抗变形或者断裂的能力，屈服强度、抗拉强度、断裂强度。

弹性抬标：弹性比功。

塑性抬标：伸长率、断而收缩率。

锁度：布氏硕度（HB ）、洛氏换度（HRC ）、维氏换度（HV ） 3过量变形失效过虽弹性变形抗力抬标：弹性模虽E 或者切变模虽G 。

过址塑性变形抗力抬标：比例极限、弹性极限或者屈服强度。

第二节零件在静载和冲击载荷下的断裂K 基本概念断裂：材料在应力作用下分为两个或两个以上部分的 韧性断裂：断裂前发生明显宏观塑性变形。

脆性断裂：断裂前不发生塑性变形•断裂后其断口齐 平面组成。

2. 冲击韧性及緬量折标冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂 度和塑性的综合表现c 冲击试验与衡址指标：冲击吸收功加或冲击韧度 吸收功通常是在室温测得，若降低试验温度.在低温下不同溫度进行冲击试验（称之为低温冲击试验或系列冲击试验）.可以 得到冲击吸收功加随温度的变化曲线，如图1・3所示。

工程材料复习总结第一部分项目一：工程材料1．金属材料一般是指具有金属特性的物质。

2．金属材料通常分为钢铁材料、非铁金属材料、粉末冶金材料。

3．钢铁材料是指以铁、碳为主要元素组成的铁碳合金，分为工业用钢、工程铸铁。

4．非合金钢（碳素钢），通常分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢。

5．工业用钢是指碳的质量分数在%11.2以下并含有其他元素的铁碳合金；工程铸铁是指碳的质量分数在%.2以上并含有其他元素的铁碳合金。

116．钢材生产过程：轧制→锻造→拉拔→挤压7．钢材分类：板材、型材和管材。

项目二：工程材料性能1．力学性能：材料在力的作用下表现出来的特性。

2．力学指标：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。

实验：拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验。

3．变形：材料受到外力作用时，机器零件和部件在宏观上将表现出形状和尺寸的变化。

4.⎩⎨⎧变形外力之后被保留下来的产生不能自行恢复卸除外力继续加大，材料将塑性变形，变形随之消失外力不大时，去除外力弹性变形变形5. 荷载（负荷、负载）：材料所受的力。

⎪⎩⎪⎨⎧化向随时间发生周期性变大小、方向或大小和方变动载荷突然增加的载荷冲击载荷载荷大小不变或变动很慢的静载荷分类6．强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

7．变形的五种基本形式：拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲。

8．力—伸长曲线()1Oe 弹性变形阶段：发生弹性变形()2eeL 微量塑性变形阶段：弹性变形（大部分）+塑性变形（小部分）()3'eLeL 屈服阶段：屈服现象（水平线段或锯齿形线段）()4M eL '均匀变形阶段：材料发生大量塑性变形()5mz 缩颈阶段：缩颈现象，在z 点发生断裂图2-1 力—伸长曲线9．强度指标强度指标是判定材料强度大小的量化数据，通常用应力表示。

应力是指试验过程中的力除以试样原始横截面积的商，即试样单位横截面积上所受到的力，用符号R 表示，单位为MPa （兆帕）。

工程材料知识点总结一、工程材料的分类工程材料是指在建筑、道路、桥梁等工程中使用的各种材料。

工程材料按用途和性能可分为结构材料、装饰材料、防护材料。

结构材料主要用于承受力学作用，包括混凝土、钢材、木材等；装饰材料主要用于美观和环境保护，包括瓷砖、玻璃、涂料等；防护材料主要用于防水、隔热、防腐等，包括防水材料、隔热材料、防腐材料等。

二、混凝土及混凝土材料1. 混凝土的组成：混凝土是由水泥、骨料、粉煤灰、矿渣粉等混合配制而成的人工石料。

水泥是混凝土的胶凝材料，骨料是混凝土的填充材料，粉煤灰和矿渣粉是混凝土的掺合材料。

2. 混凝土的性能指标：混凝土的性能指标包括抗压强度、抗折强度、抗渗性、耐久性等。

三、钢材及钢材结构1. 钢材的种类：钢材主要包括普通碳素结构钢、低合金高强度结构钢、不锈钢、耐候钢等。

2. 钢材的性能：钢材具有优良的强度、韧性和可塑性，广泛应用于建筑结构中。

3. 钢结构的设计：钢结构的设计主要包括受力分析、结构优化、节点设计等。

四、木材及木结构1. 木材的种类：木材主要包括软木、硬木、板材等，不同种类的木材具有不同的物理力学性能。

2. 木结构的特点：木结构轻质、强度高、易加工、热工性能好，在建筑中得到广泛应用。

3. 木结构的设计：木结构的设计主要包括结构设计、连接设计、防腐设计等。

五、砖瓦及建筑装饰材料1. 砖瓦的种类：砖瓦主要包括粘土砖、红砖、瓷砖、玻璃砖等，根据用途和性能不同分为墙砖、地砖、护墙板等。

2. 建筑装饰材料的种类：建筑装饰材料主要包括大理石、花岗岩、涂料、墙纸等，用于装饰、改善建筑室内外环境。

六、防护材料1. 防水材料：防水材料主要包括沥青防水卷材、聚合物防水涂料等，用于建筑屋面、地下室、卫生间等防水工程。

2. 隔热材料：隔热材料主要包括聚苯板、岩棉、玻璃棉等，用于建筑外墙、屋面、地面隔热保温。

3. 防腐材料：防腐材料主要包括防腐漆、防腐涂料等，用于建筑结构、设备等的防腐蚀。

第二章材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定.缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。

适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB）。

2、洛氏硬度HRA用于测量高硬度材料，如硬质合金、表淬层和渗碳层。

HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等.HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。

洛氏硬度的优点：操作简便,压痕小，适用范围广.缺点:测量结果分散度大。

3、维氏硬度维氏硬度所用载荷小,压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。

4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示.分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。

5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象.6、蠕变：恒温、恒应力下,随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。

7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。

第三章金属的结构与结晶1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构.为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。

晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。

由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。

组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。

晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数.①体心立方晶格晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4,每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。

属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。

②面心立方晶格原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）典型金属（金、银、铝、铜等)。

③密排六方晶格每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。

典型金属锌等.2、各向异性：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的，所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异,此特性称为各向异性。

工程材料复习笔记整理（重点中的重点）名词解释：1.强度：抵抗塑性变形和破坏屈服强度：抵抗产生塑性变形抗拉强度：抵抗产生断裂前硬度：抵抗局部塑性变形塑性：产生塑性变形而不破坏的能力韧度：材料抵抗冲击载荷作用而不致破坏的极限能力称为冲击韧度疲劳强度：材料在规定的重复次数或交变应力作用下不致发生断裂的能力2.再结晶：升高温度，形成新的晶粒，使原来被拉大的晶粒转变为等轴晶粒，完全消除冷变形强化，力学性能恢复到塑性变形前的状态3.冷变形与热变形：再结晶温度以上进行的塑性变形为热变形，以下的为冷变形4.巴氏合金：铅基轴承合金5.下贝氏体，强度、韧度高，有最佳的综合机械性能，理想的强韧化组织，生产中常采用等温淬火获得下贝氏体组组织6. 一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。

二次渗碳体：指从奥氏体中析出的渗碳体三次渗碳体：从中析出的称为三次渗碳体共晶渗碳体：莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体共析渗碳体：珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体7.纤维组织：热变形使铸态金属的偏析、分布在晶界上的夹杂物和第二相逐渐沿变形方向延展拉长、拉细而形成锻造流线；难以用热处理来消除8.变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

9.索氏体：在650〜600℃温度范围内形成层片较细的珠光体10.屈氏体：在600〜550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。

11.马氏体：碳在a-Fe中的过饱和固溶体。

12.过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度13.玻璃钢：玻璃纤维增强塑料称为玻璃钢。

玻璃钢具有成本低，工艺简单；强度低，绝缘等特点，它可制造壳体、管道、容器等14.加工硬化：随变形量的增加，金属的强度大为提高，塑性却有较大降低产生原因：位错密度升高为了继续变形，退火可消除加工硬化15.调质：调质处理后钢获得回火索氏体组织，其性能特点是具有较高的综合力学性能16.铁素体：（a或F ）碳原子溶于a-Fe形成的间隙固溶体性能：固溶强化不明显，强度，硬度低，塑性韧性高17.奥氏体：（Y或A）碳原子溶于丫-Fe形成的间隙固溶体性能：高塑性，是理想的锻造组织18.渗碳体：（Fe3C ）由12个铁原子和4个碳原子组成的具有复杂晶体结构间隙化合物性能：高硬度、高脆性、低强度19.珠光体：（P ）铁素体和渗碳体的混合物称为珠光体，它具有较高的综合力学性能的特点20.莱氏体Ld 或Ld'：组织：Ld ： Fe3C （ Fe3C+Fe3CH） + Y Ld‘: Fe3C （ Fe3C+Fe3c口）+ P 机械化合物，性能：高硬度、高脆性。

材料工程基础复习要点及知识点整理材料工程是一门研究材料的性能与结构、制备与应用的学科。

在进行材料工程的复习时，可以从以下几个方面进行重点整理：1.材料的分类与性质：了解材料的基本分类，包括金属材料、无机非金属材料、有机材料和复合材料等。

每种材料都有其独特的性质和特点，例如金属具有高强度、导电性和塑性等特点；无机非金属材料具有高温性能和耐腐蚀性能等；有机材料具有低密度和良好的绝缘性能等。

2.材料的结构：掌握材料的晶体结构和非晶结构。

晶体结构可分为立方晶系、六方晶系、正交晶系等，不同结构对材料的性能有着重要影响。

非晶结构指材料的原子排列无规则，常见的非晶结构包括玻璃和塑料等。

3.材料的制备与工艺：了解常见的材料制备方法，包括熔融法、溶液法、气相法和固相法等。

掌握不同制备方法对材料性能的影响，以及材料的烧结、热处理、涂覆等工艺方法。

4.材料的物理性能：熟悉材料的物理性能，包括力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能等。

了解不同材料的硬度、强度、韧性、导热性、导电性和磁性等方面的性能。

5.材料的化学性能：了解材料与环境的相互作用，包括腐蚀、腐蚀疲劳、氧化、烧蚀等现象。

熟悉不同材料的耐蚀性，以及如何通过表面涂层和防护措施来改善材料的化学性能。

6.材料的性能测试与评价：了解材料性能的测试方法和评价标准，例如拉伸试验、硬度测试、电阻测试等。

熟悉不同测试方法的原理和应用，并能够分析测试结果。

7.材料的应用：掌握材料在各个领域的应用，例如航空航天、汽车工业、电子技术和生物医药等。

了解材料的选择原则和设计原则，以及如何根据具体应用要求选择合适的材料。

除了上述基本要点和知识点，还可以参考相关教材和课堂笔记，结合习题和案例进行练习和思考，加深对材料工程的理解和应用。

同时，关注国内外的最新研究进展和材料工程的新技术，及时了解和学习材料工程领域的前沿知识。

不断提升自己的综合素质，掌握科学研究和工程实践中的材料选择、设计和改性等技术能力。

1.工程材料按属性分为：金属材料、陶瓷材料、碳材料、高分子材料、复合材料、半导体材料、生物材料。

2.零维材料：是指亚微米级和纳米级（1—100nm）的金属或陶瓷粉末材料，如原子团簇和纳米微粒材料；一维材料：线性纤维材料，如光导纤维；二维材料：就是二维薄膜状材料，如金刚石薄膜、高分子分离膜；三维材料：常见材料绝大多数都是三位材料，如一般的金属材料、陶瓷材料等；3.工程材料的使用性能就是在服役条件下表现出的性能，包括：强度、塑性、韧性、耐磨性、耐疲劳性等力学性能，耐蚀性、耐热性等化学性能，及声、光、电、磁等功能性能；工程材料按使用性能分为：结构材料和功能材料。

4.金属材料中原子之间主要是金属键，其特点是无方向性、无饱和性；陶瓷材料中的结合键主要是离子键和共价键，大多数是离子键，离子键赋予陶瓷材料相当高的稳定性；高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键，其中，组成分子的结合键是共价键和氢键，而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。

尽管范德瓦尔斯键较弱，但由于高分子材料的分子很大，所以分子间的作用力也相应较大，这使得高分子材料具有很好的力学性能；半导体材料中主要是共价键和离子键，其中，离子键是无方向性的，而共价键则具有高度的方向性。

5.晶胞：是指从晶格中取出的具有整个晶体全部几何特征的最小几何单元；在三维空间中，用晶胞的三条棱边长a、b、c（晶格常数）和三条棱边的夹角α、β、γ这六个参数来描述晶胞的几何形状和大小。

6.晶体结构主要分为7个晶系、14种晶格；7.晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[uvw]；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为（hkl）。

8.实际晶体的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷，其中体缺陷有气孔、裂纹、杂质和其他相。

9.实际金属结晶温度Tn总要偏低理论结晶温度T0一定的温度，结晶方可进行，该温差ΔT=T0—Tn即称为过冷度；过冷度越大，形核速度越快，形成的晶粒就越细。

材料工程基础复习要点第一章粉体工程基础粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。

*粉末：最大线尺寸介于0.1～500μm的质粒。

*粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。

粉体颗粒的粒度及粒径的表征方法：1.网目值表示——（目数越大粒径越小）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时可用单一粒度表示。

2.投影径——用显微镜测试，对于非球形颗粒测量其投影图的投影径。

①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离②马丁（Martin）径D M：在一定方向上将颗粒投影面积分为两等份的直径③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在一定方向上颗粒投影的最大尺度④投影面积相当径D H：与颗粒投影面积相等的圆的直径⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径3.轴径——被测颗粒外接立方体的长L、宽B、高T。

①二轴径长L与宽B②三轴径长L与宽B及高T4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表示方法。

（容易处理）*粉体的工艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。

*粉体的基本物理特性：1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料高得多的能量。

2.分体颗粒间的作用力——高表面能，固相颗粒之间容易聚集（分子间引力、颗粒间异性静电引力、固相侨联力、附着水分的毛细管力、磁性力、颗粒表面不平滑引起的机械咬合力）。

3.粉体颗粒的团聚。

第二章粉体加工与处理粉体制备方法：1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法。

①脆性大的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法②塑性较高材料：切磨法、涡旋磨法、气流喷射粉碎法③超细粉与纳米粉：气流喷射粉碎法、高能球磨法2.物理化学法①物理法（雾化法、气化或蒸发-冷凝法）：只发生物理变化，不发生化学成分的变化，适于各类材料粉末的制备②物理-化学法：用于制备的金属粉末纯度高，粉末的粒度较细③还原法：可直接利用矿物或利用冶金生产的废料及其他廉价物料作原料，制的粉末的成本低④电解法：几乎可制备所有金属粉末、合金粉末，纯度高3.化学合成法——指由离子、原子、分子通过化学反应成核和长大、聚集来获得微细颗粒的方法①固相法：以固态物质为原始原料（热分解反应法、化合反应法、水热法等）②液相沉淀法：最常见的方法沉淀法（直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法）、溶胶-凝胶法影响颗粒粉碎的因素：易碎性、碰撞速度（碎料例子碰撞速度、粉碎介质碰撞速度）粉体的分级：把粉体材料按某种粒度大小或不同种类颗粒进行分选的操作。

强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

硬度：衡量金属材料软硬程度的指标。

材料在交变应力作用下，在一处或几处产生局部永久性积累损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为疲劳。

当应力低于某值时，应力循环到无数次也不会发生疲劳断裂，此应力值称为材料的疲劳极限。

塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。

3种最典型、最常见的金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。

晶体中不可避免的存在着许多不完整的部位，这些晶格不完整的部位称为晶格缺陷。

晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。

合金：两种或者两种以上的金属元素或者金属元素与非金属元素组成的，具有金属特性的新物质。

相：合金中结构相同、成分和性能均一并以晶界相互分开的组成部分。

合金中的相分为固溶体和金属化合物两类。

组织：在金属学中，组织是指用金相观察方法观察到的材料内部微观形貌的图像，又称为金相组织。

固溶体是指合金在固态下，组元间能相互溶解而形成的均匀相。

一般把与合金晶体结构相同的元素称为溶剂，其他元素称为溶质。

固溶体又分为置换固溶体和间隙固溶体。

固溶强化：形成固溶体时，随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降，这种由于溶质原子的固溶引起的强化效应称为固溶强化。

固溶强化的原因是溶质原子（相当于间隙原子或置换原子）使溶剂晶格发生畸变及对位错的钉扎作用（溶质原子在位错附近偏聚），阻碍了位错的运动。

问：1g 铁有多少个原子，在室温和1000℃各有多少个晶胞。

解：铁的摩尔质量：56g/mol ，1mol=6.02×1023，1g 铁有6.02×1023/56=1.075×1022个原子，室温下铁是体心立方晶格（α-Fe ），每个晶胞有两个原子，所以室温下有5.375×1021个晶胞，1000℃时铁是面心立方晶格（γ-Fe ），每个晶胞有四个原子，所以1000℃时有1.075×1022/4=2.6875×1021个原子。

材料工程基础复习要点及知识点整理全材料工程是化学、物理的交叉学科，它涉及到材料的物理、化学以及其结构等方面知识。

在学习材料工程基础时，我们需要掌握一些重要的复习要点和知识点，本文将对其进行系统的整理。

一、晶体结构与晶体缺陷晶体结构是材料工程基础的核心内容之一，其对材料的性质和应用有着非常重要的影响。

晶体结构的种类包括金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等，每种结构都有其独特的特点和性质。

晶体缺陷是晶体中存在的缺陷或异质物，它对材料的性质和应用也有着重要的影响。

晶体缺陷包括点缺陷（空位、间隙、杂质）、线缺陷（位错、蚀刻通道）和面缺陷（晶界、界面）等。

二、材料的物理性质材料的物理性质包括密度、比热、热导率、电导率、热膨胀系数、磁性、光学性能等。

这些性质对于材料的性能和应用起着决定性的作用，因此学习和掌握这些物理性质是非常重要的。

三、材料的力学性质材料的力学性质包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性、硬度等。

这些性质是衡量材料强度和耐久性的重要指标，对于材料的设计和应用也具有非常重要的作用。

四、材料的组织结构和相变材料的组织结构指的是材料内部的微观结构和相互之间的关系，包括晶体结构、晶粒大小、晶体缺陷、晶格畸变、相分布等。

了解和掌握材料的组织结构对于材料的性能和应用具有重要的意义。

材料的相变指的是材料在不同条件下发生的状态变化现象，包括固态相变、液态相变和气态相变等。

了解和掌握材料的相变规律可以为材料的制备和性能提高提供重要的理论依据和工程指导。

五、材料加工和处理材料加工和处理是将材料转变成所需的形态、结构和性能的过程。

常见的加工和处理方式包括热处理、冷加工、焊接、表面处理、涂层等。

了解和掌握这些加工和处理过程对于材料的制备和性能提高非常重要。

六、材料的应用材料的应用是材料工程学科的最终目的。

掌握材料的应用知识可以为实际工程和生产提供重要的理论基础和实践指导。

总之，材料工程基础涉及到的知识点非常丰富和复杂，需要我们通过多种途径进行学习和掌握。

第一章1.三种典型晶胞结构：体心立方： Mo 、Cr 、W 、V 和 α-Fe 面心立方： Al 、Cu 、Ni 、Pb 和 β-Fe 密排六方： Zn 、Mg 、Be体心立方面心立方密排六方实际原子数 246原子半径配位数 8 12 12 致密数68% 74% 74% 2.晶向、晶面与各向异性晶向：通过原子中心的直线为原子列，它所代表的方向称为晶向，用晶向指数表示。

晶面：通过晶格中原子中心的平面称为晶面，用晶面指数表示。

（晶向指数、晶面指数的确定见书P7。

）各向异性：晶体在不同方向上性能不相同的现象称为各向异性。

3.金属的晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷4.晶体缺陷与强化：室温下金属的强度随晶体缺陷的增多而迅速下降，当缺陷增多到一定数量后，金属强度又随晶体缺陷的增加而增大。

因此，可以通过减少或者增加晶体缺陷这两个方面来提高金属强度。

5..过冷：实际结晶温度Tn 低于理论结晶温度To 的现象称为过冷。

过冷度 n T T T -=∆0 过冷度与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度也越大。

6.结晶过程：金属结晶就是晶核不断形成和不断长大的过程。

7.滑移变形：单晶体金属在拉伸塑性变形时，晶体内部沿着原子排列最密的晶面和晶向发生了相对滑移，滑移面两侧晶体结构没有改变，晶格位向也基本一致，因此称为滑移变形。

晶体的滑移系越多，金属的塑性变形能力就越大。

8.加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低，这称为加工硬化。

9.再结晶：金属从一种固体晶态过渡到另一种固体晶态的过程称为再结晶。

作用：消除加工硬化，把金属的力学和物化性能基本恢复到变形前的水平。

10.合金：两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。

11.相：合金中具有相同化学成分、相同晶体结构并有界面与其他部分隔开的均匀组成部分称为“相”。

工程材料学知识点总结材料的基本性质：密度：指单位体积内的质量，密度越大，材料的质量就越大。

弹性模量：反映材料在受力时产生弹性变形的能力，弹性模量越大，材料的刚度越大。

强度：指材料在受力时承受拉伸、压缩、剪切等力的能力，强度越大，材料的抗拉、抗压、抗剪能力就越强。

韧性：表示材料在受外力作用下能够吸收能量的能力，韧性好的材料抗冲击性更佳。

硬度：指材料的抗划伤、抗刮伤能力，硬度大的材料更不容易被损伤。

热膨胀系数：反映材料在温度变化时产生体积膨胀或收缩的程度。

钢的分类与特性：分类：钢按成分可分为碳钢、合金钢和特种钢；按用途可分为结构钢、工具钢和耐磨钢。

特性：以铁素体为例，它是碳在α-Fe中的间隙固溶体，硬度低而塑性高，具有铁磁性。

金属的塑性变形与加工硬化：滑移变形：单晶体金属在拉伸塑性变形时，晶体内部沿特定晶面和晶向发生相对滑移。

加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度增加，导致金属的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。

晶体缺陷与强化：晶体缺陷：包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。

强化机制：室温下，金属的强度随晶体缺陷的增多而迅速下降，但当缺陷增加到一定数量后，金属强度又会随缺陷的增加而增大。

结晶与过冷：结晶过程：金属结晶是晶核不断形成和长大的过程。

过冷现象：实际结晶温度低于理论结晶温度，过冷度与冷却速度有关。

这些只是工程材料学的一部分知识点，实际上该领域涉及的内容远不止这些。

在学习工程材料学时，需要深入理解各种材料的性质、制备工艺、应用领域以及相关的工程实践。

同时，也需要关注新材料的发展趋势和研究动态，以便更好地应对工程实践中的挑战和需求。

第1章工程材料的基本知识第1章工程材料的基本知识主要内容:1.1金属材料1.2非金属材料的力学性能一､工程材料的种类:工程材料:金属材料､非金属材料和复合材料;1､金属材料:黑色金属､有色金属2､非金属材料:高分子材料､陶瓷材料3､复合材料:金属基复合材料､非金属基复合材料1､使用性能:力学性能､物理性能､化学性能;2､工艺性能:铸造性能､锻造性能､焊接性能､切削加工性能､热处理性能;二､工程材料的主要性能:1.1金属材料金属材料的力学性能也称机械性能,指金属材料在外载荷1.1.1金属材料的力学性能作用下,其抵抗变形和破坏的能力;注意:材料在不同的外部条件和载荷作用下,会呈现出不同的特性;如:常温状态下和高､低温状态下金属材料的力学性能就不一样;静载荷和动载荷作用下金属材料的力学性能也不一样;常见的金属材料的力学性能有:强度､塑性､硬度､韧性､疲劳强度等;1､强度和塑性(1)强度强度是指金属材料在外(静)载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

强度指标一般用单位面积所承受的载荷(即力)表示,符号为σ,单位为MPa。

工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。

屈服强度是指金属材料在外力作用下,产生屈服现象时的应力,或开始出现塑性变形时的最低应力值,用σs 表示。

抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下,被拉断前所能承受的最大应力值,用σb表示。

对于大多数机械零件(如压力容器),工作时不允许产生塑性变形,所以屈服强度是零件强度设计的依据;对于因断裂而失效的零件(如螺栓),而用抗拉强度作为其强度设计的依据。

(2)塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。

工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。

伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率,用符号δ表示。

断面收缩率指试样拉断后,断面缩小的面积与原来截面积之比,用表示。

伸长率和断面收缩率越大,其塑性越好;反之,塑性越差。

良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件,也是保证机械零件工作安全,不发生突然脆断的必要条件。