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轮机工程材料工程材料可分为四大类：2、高分子材料（常指以有机高分子化合物聚合而成的材料）分为：塑料、橡胶、胶粘剂、合成纤维材料是人类生产和生活的物质基础，它的品种、数量和质量直接反映了一个国家的现代化程度。在工程技术发展史上，每一个科学发明和创造能否得到生产和应用，其材料往往是问题的关键.1、金属材料是目前使用最广的材料，一般分为黑色金属（主要指铁、铁合金）有色金属（除黑色金属外）本篇主要讨论金属材料的基本知识，了解钢的热处理工艺，熟悉船用金属材料的牌号、成分、性能和用途，掌握船机主要零件合理选材料和热处理的基本原则与方法，为后续专业课的学习提供必要的理论基础。3、陶瓷材料（除金属材料和有机材料以外的固体材料）陶瓷材料亦称硅酸盐材料，分为：无机玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷4、复合材料（特殊的工程材料）第一章金属材料的性能一、室温下金属的机械性能使用性能—机械性能、物理性能、化学性能工艺性能—铸、锻、焊、切削、热处理等金属材料的性能低碳钢拉伸试验拉伸试样（GB6397-86）长试样：L0=10d0短试样：L0=5d0力——伸长曲线弹性变形阶段屈服阶段颈缩阶段拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。强化阶段1、刚度定义：金属材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力。指标：E刚度是材料的固有性质，与晶格类型、原子间距有关2、强度定义：抵抗产生塑性变形或断裂的能力。强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。指标：屈服强度σs（σ0.2）抗拉强度σb强度指标（1）屈服强度（屈服点）在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力，用符号σs表示。名义屈服强度：试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的0.2%时的应力，用符号σ0.2表示。（2）抗拉强度材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号σb表示。ΔLF0F0.20.2%L0屈强比σs/σb材料的屈强比越小，表示材料的屈服点越小，零件的储备强度越大，工作越可靠，可以避免因超载而突然断裂，但是材料的潜力未能充分发挥一般弹性零件宜选用屈强比较高的材料，通常σs/σb≥0.83、塑性定义：金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。指标：延伸率δ断面收缩率ψ（表示塑性更准确）伸长率（δ、δ5）l1-l0l0×100%δ=l1——试样拉断后的标距,mm;l0——试样的原始标距,mm。断面收缩率（Ψ）S0-S1S0Ψ=×100%S0——试样原始横截面积,mm2；S1——颈缩处的横截面积,mm2。指标：布氏硬度（HBS、HBW）洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）维氏硬度（HV）显微硬度（HM）4、硬度定义：材料表面抵抗局部塑性变形的能力。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法a)原理布氏硬度=FA凹=2FπD[D-（D²-d²）½]1）布氏硬度测量比较软的材料。测量范围HBS450、450HBW650的金属材料。如退火钢、普通碳钢、有色金属、铸铁等c)优缺点b)应用压痕大，测量准确，但不能测量成品件。2）洛氏硬度加初载荷加主载荷卸除主载荷读硬度值a)原理较硬材料1500N120°金刚石圆锥体HRC较软材料1000N1.588mm钢球HRB极硬材料600N120°金刚石圆锥体HRA常用洛氏硬度标度的试验范围人为规定:压痕深度e=0.2mm时，HRC=100，压痕每增加0.002mm，HRC降低1个单位。所以，HRC=（0.2-e）/0.002=100-e/0.002b)应用范围c)优缺点缺点：压痕小，测量不准确，需多次测量。优点：操作简便、迅速，效率高，可直接测量成品件及高硬度的材料。如淬火钢、硬质合金、工具钢等3）维氏硬度a)原理与布氏硬度相同，压头为136°四棱锥金刚石压头适用于薄件或经化学热处理后渗层表面的硬度，c)优缺点b)应用测量精度高，但效率低，不能测量成批生产件常规试验。5、冲击韧性定义：金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。指标：αk试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（Ak）等于摆锤冲击试样前后的势能差。黑色金属—107有色金属—108冷脆：某一温度范围内，αk显著降低。（了解低温冲击韧性）冲击韧度（ak）：冲击吸收功除以试样缺口处截面积。Ak=GH1-GH2=G（H1-H2）6、疲劳强度定义：材料在无限多次交变载荷作用下不破坏的能力。指标：常用σ-1表示。疲劳试验的应力循环次数2、热硬性（红硬性）定义：金属在高温下仍具有较高硬度的性质。二、高温下金属的机械性能蠕变——在载荷和高温长期作用下，金属将发生缓慢的塑性变形。1、热强度定义：金属材料长期在高温和应力作用下抵抗蠕变和断裂的能力。指标：蠕变极限（）:金属材料长期在高温和应力作用下抵抗塑性变形的能力T高于0.3T熔持久强度():金属材料长期在高温和应力作用下抵抗断裂的能力tT/Tt第二节金属的工艺性能和物理、化学性能一、工艺性能1、铸造性1）流动性2）收缩率3）偏析倾向指标：常见铸造性好的材料：灰铸铁、青铜、铸造铝合金等2、锻造性指标：塑性、变形抗力（与屈服极限有关）常见锻造性好的材料：中、低碳钢3、焊接性指标：焊缝的裂纹倾向、焊缝的可靠性。（与化学成分有关）常见焊接性好的材料：中、低碳钢4、切削加工性指标：HBS160~230之间，且切屑易断、刀具磨损少、加工表面光洁等常见切削加工性好的材料：铸铁5、热处理性指标：淬透性、淬硬性、晶粒长大倾向和回火脆性二、物理、化学性能1、物理性能包括金属材料的密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性等2、化学性能包括金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性