基于新型建筑材料在基础
工程中的应用
Prepared on 24 November 2020
基于新型建筑材料在基础工程中的应用
摘要：本文探讨在地基基础和基坑围护方面几种典型新型建材的应用和发展趋势。
关键词：新型建筑材料；基础工程；基坑围护
一、绪言
随着我国基建的快速发展，建筑业也呈现的迅猛的势头，基础工程中各种新型建筑材料不断的开发使用，建筑工程场地和地基条件变的越来越复杂，进而促使新材料、新技术在基础工程中得到广泛应用。建筑材料是建筑产业的基础，新型建筑材料的发展对建筑技术产生着巨大的影响，并可能改变建筑物的形态或结构。本文主要探讨在地基基础和基坑围护方面几种典型新型建筑材料的应用和发展趋势。
二、在基础工程中新型建筑材料应用
1、几类混凝土在基础建筑工程中的应用
（1）高强混凝土。在混凝土高强度化的应用中，高强预应力混凝土管桩（简称PHC 管桩即高强混凝土）就是在基础工程中的应用的建筑材料之一。PHC 管桩生产采用掺高效减水剂、强制搅拌、高速离心和“蒸养-压蒸”二次养护方式，桩身混凝土强度等级超过C80,具有强度高，单桩承载力大，耐打性好，设计选用灵活方便，成桩质量可靠，对桩端持力层起伏变化较大的地质条件适应性强，施工速度快，检测时间短，监理方便，现场管理简单，综合经济效益指标好等优点，在许多工程中得到了成功应用。
（2）纤维混凝土。纤维混凝土是一种新型的多相复合建筑材料，它通常根据工程结构不同及使用环境和条件在水泥基体中掺入钢纤维、玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、高密度聚乙烯纤维、尼龙纤维等材料，以改善并提高混凝土的抗裂、抗拉、抗弯强度和抗渗防水性能，增强其抗冲击及抗震能力，已受到工程界的极大关注并在不断的工程实践过程中得到越来越多的肯定。
（3）混凝土膨胀剂。混凝土膨胀剂（简称UEA）是由硫铝酸钙熟料或硫酸铝熟料、天然明矾石和石膏共同磨细而成的一种特殊外加剂。它内掺（替换水泥率）6~12%于混凝土中拌制成的补偿收缩混凝土，具补偿收缩、强度、抗渗和抗冻性能良好的优点。灌注桩膨胀剂（简称PEA），是由铝酸盐、硫酸铝盐、石膏和有机外加剂磨制而成的粉状物。PEA 掺入水泥后，由于水化作用形成大量的膨胀性结晶水化物-钙矾石，使混凝土产生体积膨胀。通过混凝土桩径向膨胀作用，提高了桩与土层的摩擦阻力。而PEA 桩的竖向膨胀作用，也提高了桩尖的极限强度。这一径向和竖向膨胀综合效应，使PEA 桩垂直和水平承载能力都得到提高。水泥中掺入20~25%的PEA, 单桩承载力提高25%~35%.基础工程的实践证明采用PEA 桩能节省投资，大大缩短桩基工工期，同时可节省工程用电、用水，具有显着的社会和经济效益。
（4）喷射混凝土。喷射混凝土是将水泥、砂、石和外加剂（速凝剂、粘稠剂）按一定比例拌合后装入喷射机中，借助压缩空气吹至喷嘴处与水混合，然后喷向岩壁并在短时间内与岩壁粘结的一种混凝土支护结构。
采用喷射混凝土护壁由于不需支设模板，简单，施工方便，工期短，经济效益显着。
2、化学灌浆材料在基础建筑工程中的应用化学灌浆是岩石工程补强加固手段之一。常用的化学灌浆材料除传统类型外出现了诸如甲凝、甲氰凝和环氧-聚氨酯、丙烯酸酯-聚氨酯等互穿网络灌浆材料，其中甲基丙烯酸酯系列是我国独创。目前研制的中化-798 浆材，冲破国际上认为k <10-6cm/s 地层不能进行渗透灌浆的灌浆禁区，而且注入k =10-8cm/s 的地层，为国内外处理低渗透性软弱岩土地层的化学灌浆技术开创了新局面。
3、粉煤灰砖及粉煤灰拌合物在基础建筑工程中的应用该产品以粉煤灰、胶凝材料（石灰、石膏、水泥等）为主要原料，掺加适量的外加剂、集料等，经坯料制备、振动压制成型，常压或高压蒸汽养护而制成的实心砖，是替代实心粘土砖较为理想的一种新型墙体材料。粉煤灰是由燃煤热电站烟囱收集的灰尘，其颗粒一般比水泥还细，含有大量的球状玻璃珠，同石灰、水泥、砂石、土等亲合性好，它们的拌合物是优良的地基与基础工程材料，已在水利、道路、建筑工程中得到广泛应用。
（1）粉煤灰中的SiO2、Al2O3酸性氧化物与石灰消解后生成的Ca（OH）2发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，并逐渐硬化产生强度，用以加固地基和作基础垫层，在多个工程实践中得到成功应用。
（2）二灰砂桩。用粉煤灰、石灰、砂和多种外加剂制成的灰土桩，处理新填土地基，提高了地基承载力，减少变形量，具有明显效果。
（3）二灰沥青混凝土。美国摩尔顿郡修建海布郎公路时，在拌制沥青混凝土时掺入%的消石灰和8%的C 级粉煤灰（高钙灰），使混凝土的强度提高60%~80%,若先拌合石灰，陈化24 小时后再掺入粉煤灰，混凝土的强度可提高1 倍以上。
（4）粉煤灰混凝土。研究表明掺有高效减水剂的混凝土，当拌合物的水灰比为或者更低时，使用粉煤灰取代60%的水泥拌制的混凝土，不仅具有强度与耐久性优异的特性，同时混凝土的弹性模量、徐变、干缩和冻融性能亦均与普通混凝土相当。另外，这种高掺量粉煤灰混凝土抵抗氯离子渗透的能力较强。
（5） CFG 桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，这种桩的骨料仍为碎石，用掺入石屑来改善其颗粒级配，掺入粉煤灰来改善混合料的和易性，并利用其活性减少水泥用量。由于它与周围被挤压的土壤共同承受上部传来的荷载，故又称为CFG 桩复合地基。与碎石桩相比，CFG 桩承载力提高幅度较大（与素混凝土桩相近），且具有可调性，并可有效减少变形。CFG 桩处理费用比素混凝土桩节约20%~30%,且利用了“二废”（即粉煤灰和石屑），具有较好的经济效益和社会效益。（6）水泥粉煤灰钢渣桩（简称CFS 桩）在湿陷性黄土地区已被积极应用与推广，并在武汉某热轧厂板坯库车间人工填土地基中得到了成功应用。CFS 桩的作用机理主要是通过挤密、桩体分担荷载作用来提高地基承载力及减小变形。此外，粉煤灰、石灰和水泥掺合在一起的“三灰”基础，粉煤灰、石灰混合料中掺入土的“二灰土”垫层和“二灰土”桩，粉煤灰、石灰、碎石或硬质矿渣等拌合在一起的“二灰渣”等粉煤灰拌合物在地基基础中均得到了成功的应用。
三、在基础工程中新型建筑材料发展的趋势
随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑迅速增加，因而建筑材料问题已越来越被社会各界所重视，已成为当今社会广泛关注的一个重要主题。
1、绿色建材应成为基础工程材料
发展的主要目标绿色建材在基础工程中的开发利用有以下几种类型：
一是节约资源型，如粉煤灰拌合物是尽量降低天然资源消耗，充分利用工业废料作为原材料的绿色建材。二是低能耗型，如用粉煤灰等工业废渣代替粘土砖，生产相当于1000 亿块实心粘土砖的新型墙体材料，可消耗工业废渣7000 万吨，节约耕地3 万亩，节约生产能耗100 万吨标煤，达到节能利废、节约资源、保护环境的目的。三是无公害型，如国内研制成功了T31,810,X89,CD 等毒副作用较低的一批环氧浆材改性胺类固化剂，无溶剂型环氧浆材、LW、HW 等水溶性聚氨酯浆材等低污染或无污染的新型建材。四是可回收利用型，环保泥浆是一种高分子聚合物所组成的高浓缩性乳液稳定液，用于地下连续墙或桩基施工，具有稳定沟槽的功能，可取代传统的膨润土。新型墙体材料。
墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。绿色建材是建材发展的方向，因而发展墙体材料，一定要按照建材绿色化的要求，与资源综合利用、保护土地和环境紧密结合起来，通过限制粘土砖，优化墙体材料产业与资源、环境、社会发展的关系，实现墙体材料的可持续发展，促进人与自然的和谐发展。新型墙体材料的发展应有利于生态平衡、环境保护和节约能源，既要符合国家产业政策要求，又要能改善建筑物的使用功能，同时坚持‘ 综
合利废、因地制宜、市场引导' 的原则，要充分利用本地资源，综合利用粉煤灰及其他工业废渣生产墙体材料，加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的发展步伐。如利用资源丰富的粉煤灰、煤矸石、矿渣等，取代粘土生产粉煤灰烧结砖，煤矸石烧结砖，矿渣砖。
2、复合建材是基础工程材料发展的必然趋势
复合建材是由两种或两种以上不同材料，通过一定的加工工艺合成一体的功能材料。现代建材大多数是复合建材，如PHC 管桩、粉煤灰拌合物、纤维混凝土等都是复合建材。复合建材吸取了单一质建材的材性优势和组合建材优势互补的优点，根据使用功能的要求，选择合适的材料，通过物理或化学的手段，使不同材料复合成一种新的整体材料，既能使材料的特性得到充分发挥，又能合理地做到优势互补。如纤维混凝土中纤维的掺入可以提高混凝土的抗拉及抗冲击性能，并能有效改善混凝土的脆性，使材料更能适应时代的要求。以水泥、粉煤灰、石屑等材料构成的低强度桩为“复合地基”技术的开发，为我国地基处理技术开辟了新领域，填补了天然地基与桩基之间的空白。
3、新型建材品种的增加促进基础工程技术的发展
目前，新型建材的品种和产量正在以前所未有的速度发展，基础工程若能有效地利用性能优良的新型建材必将推动基础工程新技术、新工艺的发展。水泥工业在我国建材行业中能耗最大，因此要大力发展生态水泥。所谓生态水泥就是广泛利用各种废弃物，包括各种工业废料、废渣及城市垃圾为原料制造的一种生态建材。这种水泥能够降低废弃物处理的负荷，既解决了废弃物造成的污染，又把生活垃圾和工业废弃物作为原材料，变成了有用的建设资源，从而
降低了生产成本。生态水泥的主要品种有：环保型高性能贝利特水泥，低钙型新型水硬性胶凝材料，碱矿渣水泥等。粉煤灰是燃煤发电场的废弃物，由于其具有轻质多孔的特点和潜在的水硬性，可以作为多种建材的生产原料。开发粉煤灰建材不仅可以解决能源和资源问题，同时解决了这种工业废弃物造成的污染问题。今后在粉煤灰综合利用方面，需要重点开发研究的前沿技术课题有：大掺量粉煤灰制品；各种免烧结、免蒸养自然养护工艺的粉煤灰砖制品和粉煤灰陶粒等。
总之，新型建材品种的不断涌现和产量的不断增长是新世纪建筑业发展的客观要求，它们正在推动着基础工程技术向前发展。随着经济的发展和科技的进步，新型建材不断开发应用必将对基础工程技术的发展带来巨大的影响。
参考文献：
[1]刘粤湘等。综合注浆法在人工挖孔桩施工中的应用[J].土工基础，2003,（09）。
[2]黄一丹。纤维混凝土在大面积混凝土底板中的应用[J].广东土木与建筑，2003,（05）。
[3]周曙春等。水泥粉煤灰钢渣桩（CFS 桩）处理地基试验研究[J].土工基础，2002,（03）。
“工程材料基础”课程教学大纲 英文名称：Fundamentals of Engineering Materials 课程编号：MATL300102（10位） 学时：52 （理论学时：44 实验学时：8 上机学时：课外学时：（课外学时不计入总学时）） 学分：3 适用对象：本科生 先修课程：大学物理、材料力学 使用教材及参考书： [1] 沈莲，范群成，王红洁.《机械工程材料》.北京：机械工业出版 社，2007. [2] 席生岐等。《工程材料基础实验指导书》.西安：西安交通大学出 版社.2014 [3] 朱张校等。《工程材料》.北京：清华大学出版社.2009 一、课程性质和目的（100字左右） 性质：专业基础课 目的：为机械、能动、航天、化工等学院本科生讲解材料的基础理论和工程应用，使学生了解材料的成分-组织-结构-性能的内在关系，培养学生根据零构件设计的性能指标选择合适材料，做到“知材、懂材”并能合理使用材料。 二、课程内容简介（200字左右） 工程材料基础是面向机类、近机类及口腔医学专业开设的材
料基础理论课程。课程主要向学生讲授典型零件的失效方式及抗力指标、金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的基本知识，使学生掌握材料成分-工艺-组织-性能的内在关系，掌握工程材料实际应用的原则，培养学生“知理论、懂性能、会选材”的基本能力和素质。 课程实验主要包括金相试样制备和显微镜使用、铁碳合金组织的观察与分析、碳钢热处理与性能综合实验。 一、教学基本要求 (1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。 (2) 掌握碳钢、铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及工程应用的基本知识。 (3) 掌握陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途。 (4) 学生具有根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及编写冷热加工工艺路线的基本能力。 (5) 了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。 三教学内容及安排 绪论（1学时） 工程材料在机械设计及制造工程中的作用，工程材料的分类本课程的目的及任务，课程的基本内容，考核要求等。（1学时） 第一章机械零件失效方式及抗力指标（5学时） 1) 掌握：常温静载下的过量变形及抗力指标；静载和冲击载荷下的
青岛理工大学（临沂）新建筑材料复习重点 1、混凝土矿物外加剂有哪些？ 答：粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰、沸石粉、偏高岭土、复合矿物外加剂（粉煤灰—矿粉复合，粉煤灰—硅灰、矿粉—硅灰、粉煤灰—矿粉—硅灰复合、粉煤灰—偏高岭土、矿粉—偏高岭土）以及其他品种的矿物外加剂（补偿收缩用复合矿物外加剂、磨细石灰石）等。 2、比较粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰、沸石粉、偏高岭土的化学组成、矿物组 成，并阐述他们对混凝土性能的影响？（该题需具体阐述是怎么影响性能的） 、Al2O3、Fe2O3、CaO等，为钙质材料，它粉煤灰的主要化学成分是SiO 2 具有火山灰效应，微骨料效应、形态效应，对新拌混泥土性能（和易性、流动性、扩展度、坍落度泌水性）的影响、对混凝土强度、耐久性（包括抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐腐蚀的影响，抗碳化和对钢筋的保护作用），对水化热的影响、对收缩和抗裂性的影响。 、Al2O3、CaO、MgO等，为钙质材料，粒化高炉矿渣主要化学成分为SiO 2 有大量玻璃体，钙镁铝黄长石、少量硅酸一钙和硅酸二钙等结晶体，所以矿粉有微弱的自身水硬性；矿粉对混凝土和易性、强度、耐久性、水化热的影响；对收缩（自收缩、早期收缩、总干收缩）和抗裂性的影响； 硅灰主要含有无定型二氧化硅，对混凝土和易性、强度、耐久性、收缩和抗裂性有影响； 沸石粉主要化学成分是SiO 、Al2O3，以天然沸石岩为原料；对混凝土和 2 易性、强度有影响，抑制碱—骨料反应的性质，沸石粉高性能混凝土抗碳化和钢筋锈蚀的性能； 偏高岭土（Al2O3 ? 2 SiO ?2H2O）主要化学成分是Al2O3，对混凝土 2 和易性、强度、收缩、导电量和氯离子渗透系数、耐久性的影响。 3、掺入不同等级的粉煤灰对混凝土需水量有何影响？ 答：掺一级粉煤灰时用水量会减少，掺二、三级粉煤灰时会增加用水量。4、比较粉煤灰和矿粉的作用机理？ 粉煤灰：（提高工作性能）P14面 火山灰活性效应，粉煤灰具有无定形玻璃体形态的SiO 、Al2O3，比表面积 2 大，与氢氧化钙进行二次反应，生成水化铝酸钙、水化硅酸钙等胶凝物质，填充骨料形成紧密的混凝土，同时减低水泥石的碱度，有利于水化铝酸盐形成，后期强度增长较快； 微骨料效应，粉煤灰具有极小的粒径，水泥水化是均匀填充毛细管和空袭裂缝，改善孔结构，提高水泥石密实度；未参与水化的颗粒起到骨料的骨架作用，优化凝胶结构，改善混凝土的微观结构，进而改善混凝土的宏观性能； 形态效应，粉煤灰中大量的球状玻璃微珠填充水泥颗粒之间起润滑作用，因而达到同样流动性时可降低用水量，且内摩擦阻力减小，利于泵送施工和振捣密实；粉煤灰超量取代水泥时，超量部分可取代等体积的砂。 矿粉：P26面 、Al2O3经过粉磨活性激活，与水化析胶凝效应，矿粉中的玻璃形态的SiO 2 出的氢氧化钙进行二次反应，形成有胶凝性能的水化铝酸钙、水化硅酸钙等胶凝
纳米材料和技术在新型建筑材料中的应用中国绿色节能环保网点击数：269 发布时间：2010年3月22日来源：中国节能住宅网 纳米技术是二十世纪80年代末诞生并正在崛起的新技术,主要是指在0.1~100nm尺度范围内,研究物质组成体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用,其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子,研制出人们所希望的、具有特定功能特性的材料和制品。纳米技术是高度交叉的综合性学科,它主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学、纳米机械学。纳米技术已应用于建筑材料、光学、医药、半导体、信息通讯、军事等领域。目前,纳米材料技术是唯一可以实现的纳米技术。 纳米材料以其特有的光、电、热、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。利用纳米材料的随角异色现象开发的新型涂料,利用纳米材料的自洁功能开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管,利用纳米材料具有的导电功能而开发的导电涂料,利用纳米材料屏蔽紫外线的功能可大大提高PVC塑钢门窗的抗老化黄变性能,利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。由此可见,纳米材料在建材中具有十分广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效益。 近年来,国内外开始探索纳米材料和纳米技术在建材中的发展及应用工作,并取得了一些可喜的成果,现分类介绍如下: 1纳米技术在建筑涂料中的应用 涂料是建筑物的内衣(内墙涂料)和外衣(外墙涂料),国内传统的涂料普遍存在悬浮稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材(特别是建筑涂料)方面的应用已经显示出了它的独特魅力。 同一种纳米粒子在不同粒径下会有不同的作用,不同种类的纳米粒子也可以在涂料中起
《机械工程材料》教学大纲 修订单位：机械工程学院材料工程系 执笔人：吕柏林 一、课程基本信息 1.课程中文名称：机械工程材料 2.课程英文名称：Mechanical Engineering Materials 3.适用专业：机械设计制造及其自动化 4.总学时：48学时 5.总学分：3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 机械工程材料课程是为机械类本科生开设的必修课，本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握金属材料，非金属材料，材料热处理以及材料选用等方面的技术基础知识．本课程的任务是结合校内金工教学实习，使学生通过工程材料的基础知识，材料处理，材料选用基础的学习，获得常用机械工程材料方面的实践应用能力，也为进一步学习毛坯成型和零件加工知识以及其它有关课程及课程设计，制造工艺方面奠定必要的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 （一）教学基本要求： １．熟悉工程材料的基本性能 ２．掌握金属学的基础知识，包括金属的晶体结构，结晶，塑性变形与再结晶，二元合金的结构与结晶． ３．掌握运用铁碳合金相图，等温转变曲线，分析铁碳合金的组织与性能的关系． ４．熟悉各种常规热处理工艺以及材料的表面热处理技术． ５．掌握常用工程材料（包括高分子材料，陶瓷材料）的组织，性能，应用与选用原则．（二）理论教学内容 1．绪论（2学时） 课程的目的和任务 ;教学方法和教学环节 ;学习要求与方法 2．工程材料的机械性能（2学时） 强度，刚度，硬度，弹性，塑性，冲击韧性 3．金属的晶体结构和结晶（6学时） 常见的三种晶体结构 ;金属实际结构及晶体缺陷 ;金属的同素异构转变4．金属的塑性变形与再结晶（6学时）
新型建筑材料的应用及前景发展 新型建筑材料的应用及前景发展 也表现出了一定的优势，体现了一种高科技、低成本的全心建筑理念。 关键词： 新型建筑材料;特点;应用;发展建议 1 新型建筑材料所具备的特点 1.1 功能的多样化 人民生活水平的不断提高使得他们对建筑材料的要求不仅仅是停留在一个层面之上，他们更加希望建筑材料能够朝着功能更加多样化来发展。这就意味着建筑材料不仅要满足大众的基本要求，还要具有呼吸、杀菌以及防辐射等其他的功能。 1.2 更加节能环保 近几年建筑材料革新以及节能的力度不断在加大，在建设过程中对材料的保温性以及防水性也都提出了更高的要求，人们生活水平以及文化水平的提高使得他们更加注重对自身的保护，在具体使用的材料中还要回要求到不仅要对人体无害还要对环境没有危害，会要求它们更加环保。 1.3 轻质但是强度比较高 新型的建筑材料体积密度都相对较小，材料以多孔为主。以空心砖的使用为例来说，它不仅大大地减轻了建筑物自身的重量，而且更多地满足了建筑向空间来发展的要求。强度高指的是建筑材料的强度
大于等于60mpa，这样的材料应用在承重结构中可以提高建筑物的稳定性以及灵活性。 1.4 工业化规范化的生产 新型建筑材料主要是通过先进的施工技术，采用规范化工业化的生产方式来进行生产的。这样生产出来的产品质量比较好也有着巨大的市场前景，比如涂料和防水卷材等等。 2 几种常见新型建材的发展应用 1 新型的墙体材料 我们国家的新型墙体材料发展还是相对比较快的，所形成的种类也比较多，这主要包括了砖、块、板着几个大项。新型的墙体材料要在墙体材料使用总量中占有一个较高的比例还是要靠档次以及水平的提高还有就是专业化规模化的生产线。空心砖要使用废渣进行掺假、提高空洞率以及保温性。外墙装饰用的墙砖要发展它们的多排孔，还要配合相关建筑部分推广应用轻钢的结构体系。 2 新型的保温材料 我国的保温材料近二十年取得了告诉的发展，产品从单一发展到了多样，质量也得到了较大提高，现在已经形成了齐全的产业，技术以及生产设备水平也有了很大的提高。但是由于我们国家这个行业起步比较晚，总体水平还是有一定欠缺的，在在一定程度上影响到了保温材料的推广和应用。近几年保温材料工业出现了重复建设的现象，短短几年之间过剩的生产线投产，但是应用远跟不上生产，造成了供大于求的局面。 3 新型的防水密封材料
《机械基础》课程教学大纲 课程编号 适用专业：机械类专业 学时：128（讲课114：，实验：14）学分：7 执笔者：曾德江编写日期：2004年4月 一、课程的性质和任务 机械基础是机械类各专业的一门重要的专业基础课，为进一步学习专业课程和新的科学技术做准备。 本课程的任务是：使学生掌握常用机械工程材料的性能、用途及选择，初步掌握机械零件毛坯的基础知识；初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法；初步掌握对杆件进行强度个刚度计算的方法，并具有一定似的实验能力；掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，初步具有分析、选用和设计机械零件及简单机械传动装置的能力。为学习专业课和新的科学技术打好基础，为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。 二、课程内容和要求 模块一机械工程材料（17学时） 第一单元绪论（1学时） 介绍与本课程相关的基本概念，本课程研究的主要内容及新技术的应用。 掌握与本课程相关的基本概念。 第二单元金属材料与热处理基础（10学时） 介绍金属材料的性能、金属学基础、钢的热处理的基本知识。 理解金属材料的性能、金属学相关的基本概念、基本知识，了解铁碳合金状态图的应用，掌握金属材料常用的热处理方法和适用范围。 第三单元钢铁材料（4学时） 介绍工业用钢、工程铸铁的分类、特点及牌号表示。 了解工业用钢、工程铸铁的分类、特点，掌握工业用钢、工程铸铁的牌号表示。 第四单元非铁金属与粉末冶金金属材料（2学时） 介绍非铁金属与粉末冶金金属材料的分类及牌号表示。 了解非铁金属与粉末冶金金属材料的分类、特点及应用。 模块二静力学（16学时） 第五单元静力学基础（5学时） 介绍静力学的基本概念，静力学公理，约束、约束反力与受力图。 掌握静力学的基本概念、基本公理及物体的受力分析与受力图的绘制。
对建筑工程新型材料的发展现状及应用分析 1 建筑工程新型材料应用的意义 建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性等各种性能。因此加强建筑新型材料的开发、生产和使用，对于促进建筑业发展、发展国民经济具有重要意义。发展新建材、推广节能建筑是改造传统建材和建筑工艺发展的重要前提。新材料代表了建筑材料的未来发展方向，符合世界发展趋势和人类发展的需要。 2 建筑工程新型材料的現状分析 目前建筑工程新型材料具有很强的地方性和区域性，其发展受到资源、自然条件、工业和科学技术水平、建筑风格、民族习俗等多方面的影响。目前建材工业成为国民经济体系中资源综合利用的关键环节和消纳固体废弃物的主要工业之一。并且建材工业正在朝着资源消耗低、环境污染少的资源节约型、环境友好型产业的绿色发展方向迈进。虽然新型建筑材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化和装饰化方向发展，产品结构趋于合理，但代表建筑材料现代化水平的各种轻质、复合板和复合墙板可供建筑业选择使用的仍然比较少。此外新型建筑材料施工工艺要求较高，施工人员培训不够，墙体砌筑、安装质量不易保证。因此要改变过去依赖能源、资源并且污染环境的建筑材料应
用，必须不断加强建筑工程新型材料的生产、应用发展。 3 建筑工程新型材料的应用分析 3.1 建筑工程新型混凝土材料的应用分析 新型混凝土特性如下：（1）硬化混凝土的性能。现代建筑向高层化、大跨度方向发展，因此促进了高强HPC 的研究和开发。在高层建筑中的混凝土强度是对应于柱子的轴力，可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。比如25?30层的建筑物要使用强度36Mpa?42MPa的混凝土，30?35层要42MPa?48MPa,更高层的建筑就需要更高强的混凝土，如60层需用100MPa。在此情况下，配合比设计可以参照普通混凝土的方法，但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，这是因为在设计配合比时，就考虑到耐久性问题。（2）新拌混凝土的工作性。新拌混凝土的工作性是一个综合指标，如流动性、可泵性、填充性、均匀性等。HPC要求新拌混凝土具有大流动性及流动度经时损失小，以满足混凝土集中搅拌、运输、泵送、浇注的工艺要求。甚至在浇注时要求混凝土不振捣自流平，即好的填充性。与普通混凝土相比，HPC的组分复杂，多种掺合料与超塑化剂配合使用，其目的是通过这些组分来调整性能。其中最关键的技术之一是超塑化剂及其组成。单一成分的超塑化剂（如萘系和三聚氰胺系高效减水剂）虽然对水泥浆有强的分散作
《机械工程材料》 基础篇 一：填空 1. 绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型，α－Fe是体心立方类型，其实际原子数为 2 。 2．晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。 3．固溶体按溶质原子在晶格位置分为置换固溶体、间隙固溶体。 4．铸造时常选用接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。5．金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、织构现象的产生。6．金属磨损的方式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。 7.金属铸件否（能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。 8．疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、断口呈粗糙带和光滑带、塑性很好的材料也会脆断。 9．钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。 10．珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。 11．正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织。 12. 淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成很大的热应力和组织应力。 13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。甲、乙两厂产品的组织各是铁素体＋珠光体、回火索氏体。 14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。15．常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。 16．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、 球化退火。 17．量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为调质（退火、调质、回火）。 18．耐磨钢的耐磨原理是加工硬化。 19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。 20、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。 21．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。 22．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。 23．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向相互垂直关系。 24．过冷度与冷却速度的关系为冷却速度越大过冷度越大。 25．固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为间隙固溶体、置换固溶体。26．金属单晶体滑移的特点是滑移只能在切应力下发生、滑移总是沿原子密度最大的晶面和晶向进行、滑移时必伴随着晶体向外力方向转动。 27．热加工对金属组织和性能的影响有消除金属铸态组织的缺陷、改变内部夹杂物的形态与分布。
国外最新的生态节能混凝土技术 [2010-1-7] 中国混凝土与水泥制品网 除水泥、水、砂、石及化学外加剂外的添加第六组分，不仅可以改善混凝土的使用性能，一些特殊的功能型智能型添加物以及一些特种混凝土，可提供特殊的绿色节能生态功能。 1）电磁屏蔽混凝土 通过掺入金属粉末导电纤维等低电阻导体材料，在提高混凝土结构性能的同时，能够屏蔽和吸收电磁波，降低电磁辐射污染，提高室内电视影像和通讯质量。 2）调湿混凝土 通过添加关键组分纳米天然沸石粉制成，可探测室内环境温度，并根据需要进行调控，满足人的居住或美术馆等建筑对湿度的控制要求，相比较于传统的利用温度湿度传感器控制器和复杂布线系统，使用和维护成本低。 3）透水混凝土 具备良好的透水透气性，可增加地表透水、透气面积，调节环境温度、湿度，减少城市热岛效应，维持地下水位和植物生长。 4）生物相容型混凝土 利用混凝土良好的透水透气性，提供植物生长所需营养。陆地上可种植小草，形成植被混凝土，用于河川护堤的绿化美化淡水海水中可栖息浮游动物和植物，形成淡水生物、海洋生物相容型混凝土，调节生态平衡。 5）抗菌混凝土 在传统混凝土中加入纳米抗菌防霉组分，使混凝土具有抑制霉菌生长和灭菌效果， 6）净水生态混凝土 将高活性净水组分与多孔混凝土复合，提高吸附能力，使混凝土具有净化水质功能和适应生物生息场所及自然景观效果，用于淡水资源净化和海水净化。 7）净化空气混凝土 在砂浆和混凝土中添加纳米二氧化钛等光催化剂，制成光催化混凝土，分解去除空气中的二氧化硫、氮氧化物等对人体有害的污染气体。另外还有物理吸附、化学吸附、离子交换和稀土激活等空气净化形式，可起到有效净化甲醛、苯等室内有毒挥发物，减少二氧化碳浓度等作用。 8）再生混凝土 将废弃混凝土经过处理，部分或全部代替天然骨料而配制的新混凝土，减少城市垃圾，节约资源。 9）温度自监控混凝土 通过掺入适量的短切碳纤维到水泥基材料中，使混凝土产生热电效应，实现对建筑物内部和周围环境温度变化的实时测量。此外尚存在通过水泥基复合材料的热电效应利用太阳能和室内外温差为建筑物提供电能的可能性。 10）绿色高性能混凝土 在混凝土的生产使用过程中，除了获得高技术性能外，还综合体现出节约能源资源，不破坏环境的宗旨。在概念上，绿色混凝土重点在于对环境无害，而生态混凝土强调的是直接有益于环境。 11）绿色生态水泥
新型建筑材料应用科普 学号：17080140215 姓名：刘孝林 随着科学技术的发展，学科的交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术艺在建筑材料的研制开发中被越来越多的应用，促使建筑材料的发展日新月异。目前，在建筑工程中，使用新型材料十分重要，不仅可以增添建筑施工的技术含量，也能提高工程质量。新型建筑材料一般都具有绿化、节能、工业化等特点，对其正确的推广使用，不仅能提高建筑整体适用性，也能推动建筑工程向可持续方向发展。 一．新型建筑材料的诞生及特点 1、新型建筑材料的诞生 随着社会的发展及人民生活水平的不断提高，建筑物的使用功能也在不断丰富，从最基本的安全、适用，发展到当今的轻质高强、抗震、高耐久性、无毒环保、节能等诸多新的功能要求，对建筑材料的研究也发生了转变，从被动的以研究应用为主转向开发新功能、多功能的新型材料。新型建筑材料的诞生推动了建筑设计方法和施工工艺的变化，而新的建筑设计方法和施工工艺对建筑材料品种和质量也提出了更高和多样化的要求。“新型建筑材料”简称新型建材，是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，行业内已经对新型建筑材料的范围作了明确的界定，即新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和新型建筑装饰材料四大类。在未来的建筑行业中，新型建筑材料在生产工艺及性能等诸多方面都将会面临着严峻的挑战。 2、新型建筑材料的特点 新型建筑材料具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建筑材料不但能大大改善房屋功能，还可以使建筑物内外更具有现代气息，满足人们的审美要求。有的新型建筑材料可以显著减轻建筑物自重，为推广轻型建筑结构创造条件，推动了建筑施工技术实现现代化，同时也加快了建房速度。 二．新型材料的大概介绍 新型建筑材料是和传统的砖瓦、灰砂石等建筑材料相区别的新品种，包括的品种和门类很多。而新型建筑材料可以从多方面来分类。从新型建筑材料的功能上分，主要可以分为墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料等等。 1.从新型建筑材料的材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。建筑材料可以分为以下几类： 1.1化学建材 近几年来，化学建材作为新兴产业取得长足进步和迅猛发展。化学建材是由高聚物加工或用高聚物对传统材料改性所制成的建筑材料的统称。化学建材产品具有较好的防腐蚀性能、自重轻、施工方便、生产能耗低等特点。在工程建设、城市和村镇建设中被广泛使用，产生了显著的社会和经济效益。随着建筑业成为国民经济支柱产业之一以及住宅产业的快速发展，建筑用塑料管材发展迅猛。塑料管材以其生产能耗低、环境污染小、产品性能好等优势，日益受到消费者的重视。有关专家预期，到2015年，全国新建住宅的排水管、给水管、热水供应和供暖管将有85%的产品使用新型塑料管材，并基本淘汰传统的铸铁管、镀锌钢管。村镇供水管道的塑料管使用量将达到90%。城市排水管道的塑料管使用量为50%4。据报道，目前全国已有20多个省市推广应用这种产品。可以预见，新型环保塑料管材将逐步替代焊接管和铸铁管。 1.2、水泥 1985年以来，我国的水泥产量一直高居世界第一。日前国内已进行普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等5大系列通
细化晶粒的方法?为什么要细化晶粒? 方法:增加过冷度;变质处理;附加振动 原因:常温下金属的晶粒越小,强度硬度则越大.同时塑 形韧性也越好.细化晶粒可以大大提高金属材料的常温力学性能. 什么退火?退火操作有? 将组织偏离平衡状态的金属和合金,加热到适当的温度,保持一定时间,然后慢慢冷却以获得平衡状态的热处理工艺称为退火. 操作:均匀化退火;完全退火和等温退火;不完全退火;球 化退火;去应力退火 钢丝和铅丝 钢丝的再结晶温度大于室温,反复弯折相当于对其冷加 工致使加工硬化,所以越弯折越硬.而铅丝的再结晶温度 小于室温,属于对其进行热加工使其硬化消失所以始终保软态. 金属经冷塑性变形后,组织和性能发生什么变化? 纤维组织的产生;晶粒破碎,位错密度增大,产生加工硬化;结构现象的产生;残余内应力的产生 用20CrMnTi钢制造变速箱齿轮工艺路线及热处理作用 路线:锻造-正火-加工齿形-局部镀铜-渗碳-预冷淬火, 低温回火-喷丸-磨齿(精磨) 正火:消除锻造状态的不正常组织,以利切削加工,保证齿形合格. 淬火+低温回火:使其面层具有很高的硬度和耐磨性,使其心部具有高强度和足够的冲击韧度 淬火的目的?方法? 目的:提高工具渗碳工件和其他高强度耐磨机器零件等的强度,硬度和耐磨性;提高结构钢的综合力学性能;提高少数工件的物理和化学性能. 方法:单介质淬火;双介质淬火;分级淬火;等温淬火;冷处理. 共析钢加热时,奥氏体的形成过程有那几个步骤? 奥氏体晶核形成;奥氏体晶核的长大;残余渗碳体的溶解;奥氏体均匀化. 回火操作?指出各种回火操作得到的组织及性能. 低温回火;回火马氏体;高硬度和高耐磨性 中温回火;回火托氏体;较高的弹性极限和屈服极限并具有一定韧性. 高温回火;活活索氏体;较高强度,良好的塑性和韧性. 为什么铸造合金常选接近共晶成分合金? 因为温度间隔与成分间隔愈大的合金其流动性愈差,分散缩孔愈多,凝固后的枝晶偏析也愈严重.而对于共晶系来说,共晶成分合金熔点低,且凝固在常温下进行,流动性好,分散缩孔少,热裂倾向也小.故~ 塑性变形造成哪几种残余应力? 宏观内应力(第一);微观内应力(第二);晶格畸变内应力(第三) 用W18Cr4V制造铣刀,加工路线及热处理作用? 路线:下料-锻造-球化退火-机械加工-淬火+560°C三次回火-喷砂-磨削加工-成品 退火:便于加工,为淬火做好准备 淬火+回火:使其具有高硬度,高耐磨性及热硬性. 700℃,760℃,840℃,1100℃ 700<727 不发生相变(在相变温度线以下);F+P 760 在G点下载Ac1~Ac3之间,原为A+F，A-M，F保留;F+M+A'(残余) 840 Ac3以 上,A-M+A'(残余);M+A' 1100 A晶粒粗化-粗片状M+A'
青岛理工大学《新型建筑材料论文》 学生姓名： WWW 学号： 2321324323 指导教师： TT 土木工程学院土木工程专业 092 班 2012 年 5 月 4 日
改变世界的新型奇迹材料 ----石墨烯特征,性能及应用的研究 摘要:石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 是一种由碳原子以sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料同时也 是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料。[1]它具有独特的电学、机械力学和热学性质，在 诸多领域都有着潜在的应用价值，如最近开发的快速晶体管、柔性透明电子产品、光学设备 以及目前正在开发的太赫兹主动元件。[2] 关键字: 石墨烯, 特征,性能，应用, 石墨烯的特征 单层石墨烯 虽然已经成功制 得, 但目前其表 征手段还十分有 限, 成为制约石 墨烯研究的瓶颈 之一。由于单层 石墨烯理论厚度 只有0.335nm, 在扫描电镜中很 难观察到。原子 力显微镜是确定 石墨烯结构的最 直接办法。原子力显微镜可以表征单层石墨烯, 但也存在缺点: 且在表征过程中容易损坏样品; 此外, 由于C 键之间的相互作用, 表征误差达0. 5nm甚至更大, 这远大于单层石墨烯的厚度, 使得表征精度大大降低。 制备工艺 石墨烯( g raphene) 是由单层六角原胞碳原子组成的蜂窝状二维晶体, 是构建其他维度碳质材料( 如0D 富勒烯、1D 纳米管、3D 石墨) 的基本单元。2004 年, 英国曼彻斯特大学的物理学教授Geim 等用一种极为简单的方法剥离并观测到了单层石墨烯晶体。在发现石墨烯以前, 石墨烯主要用于C60 , CNT 的构建模型。大多数物理学家认为, 热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。由于其独特的二维结构和优异的晶体学质量, 石墨烯蕴含了丰富而新奇的物理现象, 具有优异的电学、热学和力学性能。所以, 它的发现立即震撼了凝聚态物理界, 并迅速成为物理、化学、材料等众多学科的研究热点。本文分析了1 年有关石墨烯的论文, 对石墨烯的制备、表征及应用方面的最新进展进行了综述, 并对各种制备技术及表征手段进行了分析评价。石墨烯的制备机械剥离法、加热SiC法是制备石墨烯的典型方法, 但这些方法制备的样品存在一定缺陷, 不能反映理想石墨烯的本征物性。随着对石墨烯研究的不断深入, 近 1 年来新的
软件工程基础部分知识点总结 知识点一软件工程的基本概念 1、软件定义：是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，是包括程序、数据以及相关文档的完整集合。 1）程序是软件开发人员根据用户需求开发的、用程序设计语言描述的、适合计算机执行的指令（语句）序列。 2）数据是使程序能够正常操作信息的数据结构。 3）文档是与程序开发、维护和使用有关的图文资料。 国标（GB）计算机软件的定义：与计算机系统的操作相关的计算机程序、规程、规则以及可能有的文件、文档及数据。 2、软件特点： 1）软件是一种逻辑实体，而不是物理实体，具有抽象性,是计算机的无形部分； 2）软件的生产与硬件不同，它没有明显的制作过程； 3）软件在运行、使用期间不存在磨损、老化问题； 4）软件的开发、运行对计算机系统具有依赖性，受计算机系统的限制，这导致了软件移植的问题； 5）软件复杂性高，成本昂贵； 6）软件开发涉及诸多的社会因素 3、软件的分类： 按照功能可以分为：应用软件、系统软件、支撑软件（或工具软件）
1）应用软件是为解决特定领域的应用而开发的软件。 2）系统软件是计算机管理自身资源，提高计算机使用效率并为计算机用户提供各种服务的软件。 3）支撑软件是介于系统软件和应用软件之间，协助用户开发软件的工具软件。 4、软件危机：是指在软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。软件危机主要体现在以下几个方面： ①软件开发的实际成本和进度估计不准确 ②开发出来的软件常常不能使用户满意 ③软件产品的质量不高，存在漏洞，需要经常打补丁 ④大量已有的软件难以维护 ⑤软件缺少有关的文档资料 ⑥开发和维护成本不断提高，直接威胁计算机应用的扩大 ⑦软件生产技术进步缓慢，跟不上硬件的发展和人们需求增长 5、软件工程：此概念的出现源自软件危机。软件工程是指应用计算机科学、数学及管理科学等原理，以工程化的原则和方法来开发与维护软件的学科。 1）研究软件工程的主要目的就是在规定的时间、规定的开发费用内开发出满足用户需求的高质量的软件系统(高质量是指错误率低、好用、易用、可移植、易维护等)。 2）软件工程的三个要素：方法、工具和过程。 ①方法：完成软件工程项目的技术手段；
机械工程材料总结 通过这一学期的学习，对各种材料也有了了解，比如说，在机械工程材料中，金属材料最重要的。掌握了常用机械工程材料的性能与应用，具有选择常用机械工程材料和改变材料性能的方法。了解了与本课程有关的新材料，新技术，新工艺及其发展概况。 材料是人类生产和生活的物质基础。人类社会发展的历史表明，生产技术的进步和生活水平的提高与新材料的应用息息相关。每一种新材料的发明和应用，都使社会生产和生活发生重大的变化，并有力地推动着人类文明的进步。例如，合成纤维的研制成功改变了化学、纺织工业的面貌，人类的衣着发生重大变化；超高温合金的发明加速了航空航天技术的发展；超纯半导体材料的出现使超大规模集成电路技术日新月异，促进了计算机工业的高速发展；光导纤维的开发使通信技术产生了重大变革；高硬度、高强度等新材料的应用使机械产品的结构和制造工艺发生了重大变化。因此，历史学家常以石器时代、铜器时代、铁器时代划分历史发展的各个阶段，而现在人类已跨进人工合成材料的新时代。 学完了整册书，对本书有了深刻了解。通过对第一章的力学性能的学习，了解了要正确，合理地使用金属材料，必须了解其性能。金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在各种加工进程中所表现出来的性能，主要有力学性
能、物理性能和化学性能。在机械行业中选用材料时，一般以力学性能为主要依据。在第二章的学习中，了解了金属的晶体结构和结晶，固体材料按内部原子聚集状态不同，分为晶体和非晶体两大类。固态金属基本上都是晶体物质。材料的性能主要取决于其内部结构。因此，研究纯金属与合金的内部结构，对了解和掌握金属的性能是非常重要的。 在深入的了解中我又学到了金属不但能结晶，而且还能再结晶。为了获得预期组织结构与性能，我们通常采用热处理来实现这一方法。热处理是提高金属使用性能和改善工艺性能的重要加工工艺方法，因此，在机械制造中绝大多数的零件都要进行热处理。一般应用以下方面：1.作为最终热处理，正火可以细化晶粒，使组织均匀化，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。对于普通结构钢零件，力学性能要求不是很高时，可以正火作为最终热处理。2.作为预先热处理，截面较大的合金结构钢件，在淬火或调质处理前长行正火，以清除魏氏组织或带状组织，并获得细小而均匀的组织，对于过共析钢可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。3.改善切削加工性能，低碳钢或低碳钢退火后硬度太低，不便于切削加工。正火可提高其硬度，改善其切削加工性能。 实践证明，生产中往往会由于选材不当或热处理不妥，使机械零件的使用性能不能达到规定的技术要求，从而导致零件在使用中因发生过量变形，过早磨损或断裂等而早期失效。所以，在
一：名词解释 1、回复：冷塑性变形的金属材料在加热温度较低时，其光学显微组织发生改变前晶体内部所产生的某些变化，（保留加工硬化，消除参与内应力） 再结晶：当冷塑性变形金属材料被加热到回复温度以上时，原子外形由破碎、拉长、变形的 2、晶粒或完整的等轴状的晶粒（消除加工硬化） 3、冷处理：把淬冷至室温的钢继续冷却到-70~-80℃，保持一段时间，使残余奥氏体继续冷却过程中转变为马氏体 4、热处理：将钢在固态时进行加热、保温、冷却三个基本过程，以改变钢的内部结构组织，从而获得所需性能的一种加工工艺 5、热加工：在材料再结晶温度以上所进行的塑性变形加红 6、冷加工：在再结晶温服一下所进行的塑性变形 7、正火：将钢件加热到临界温度以上，温度适当后的较快冷却速度冷却，以获得珠光体型组织的热处理工艺 8、退火：将钢件加热到临界温度以上，保温适当时间后缓慢冷却，以获得接近平衡的珠光体组织 9、淬火：将钢件加热到临界温度Ac1或Ac3以上，保温并随之以大于临界冷却温度（Uk）冷却，已得到介稳状态的马氏体或下贝氏组织的热处理工艺 10、残余奥氏体 11、相：在金属或合金中，凡成分相同，结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组织部分 12、固溶体：以合金中某一元素作为溶剂，其它组作为溶质，所形成的与溶剂有相同晶体结构的固相 13、变质处理：在液态金属结晶前，加入一些细小的固态颗粒称为变质剂形核剂，可作为现成晶核或用以抑制长大速度以细化金属晶粒的处理方法 14、调质处理：将淬火和室温回火想结合的热处理 15、加工硬化：随着变形量的加大，由于晶粒破碎和位错密度增加，晶体的塑性变形形抗力迅速增大，强度和硬度明显提高，塑性和韧性下降的现象 16.弥散强化：脆性的第二相颗粒呈弥散粒子均分布在基体上，犹豫第二相粒子的位错交互或用，阻碍方位错运动，从而提高了金属的塑性变形抗力，则可显著想提高合金的强度的强化方式。 17.固溶强化：由于溶*元素的作用，造成晶格畸形，便使其塑性变形抗力增加，强度硬度提高，而塑性韧性下降。 18.晶内偏析：由于非平衡结晶造成晶体内化学成分不均匀的现象。{一般采用均匀退火消除或改善} 19.比重偏析：当合金组成相与合金溶液之间密度相差比较大时，初生相便会在液体中上浮或下沉而造成偏析，这种由于比重而导致的偏析称为比重偏析。 20.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。 21.同素异构转度：将同一元素或同一成分和合金，在固态下随温度变化而具有不同晶体结构形态的转度。 22.淬透性：奥氏体化吼的钢在淬火时获得马氏体的能力，{其大小用钢在一定条件下淬火获得的有效淬硬深度表示} 23.淬硬性：钢淬火时的樱花能力，{用淬马氏体可能得到的最高硬度表示} 24.奥氏体：碳溶于Fe种所形成的间隙溶体。 25.过冷奥氏体：当奥氏体过冷到临界点以下{727℃}时，获得的不稳定状态的组织 26.临界冷却速度{淬火}：得到完全马氏体组织的最小冷却速度。
机械工程材料基础复习题 一、填空题 1.绝大多数金属的晶体结构都属于( 体心立方)、( 面心立方)和( 密排六方)三种典型的紧密结构. 2.液太金属结晶时,过冷度的大小与其冷却速度有关,冷却速度越大,金属的实际结晶温度越( 低),此时,过冷度越( 大). 3.( 滑移)和( 孪生)是金属塑变形的两种基本方式. 4.形变硬化是一种非常重要的强化手段,特别是对那些不能用( 热处理)方法来进行强化的材料.通过金属的(塑性变形)可使其( 强度)、( 硬度)显著提高. 5.球化退火是使钢中( 渗碳体)球状化的退火工艺,主要用于( 共析)和( 过共析)钢,其目的在于( 降低硬度),改善( 切削加工)性能,并可为后面的( 淬火)工序作准备. 6、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为交变载荷。 7、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。 8、填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs ，抗拉强度σ b ，洛氏硬度C标尺HRC，伸长率δ，断面收缩率φ，冲击韧度A k，疲劳极限σ-1。 9、渗碳零件必须采用低碳钢或低碳合金钢材料。 10、铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。根据铸铁中石墨的存在形状不同，铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等。 11、灰铸铁中，由于石墨的存在降低了铸铁的力学性能，但使铸铁获得了良好的铸造性、切削加工性、耐磨性、减 震性及低的缺口敏感性。 12、高分子材料是( 以高分子化合物为主要组分的材料) 其合成方法有( 加聚)和( 缩聚) 两种，按应用可分为( 塑料)、 ( 橡胶)、( 纤维)、( 胶粘剂)、( 涂料)。 13、大分子链的几何形状为( 线型)、( 支链型)、( 体型),热塑性塑料主要是( 线型)、分子链.热固性塑料主要是( 体型) 分子链. 14、陶瓷材料分( 玻璃)、( 陶瓷)和( 玻璃陶瓷)三类,其生产过程包括( 原料的制备)、( 坯料的成形)、( 制品的烧结) 三大步骤. 15、可制备高温陶瓷的化合物是( 氧化物)、( 碳化物)、( 氮化物)、( 硼化物)和( 硅化物),它们的作用键主要是( 共价 键)和( 离子键). 16、YT30是(钨钴钛类合金)、其成份由( WC )、( TiC )、( CO )组成,可用于制作( 刀具刃部). 17、木材是由( 纤维素)和( 木质素)组成,灰口铸铁是由( 钢基体)和( 石墨)组成的. 18、纤维增强复合材料中,性能比较好的纤维主要是( 玻璃纤维)、( 碳纤维)、( 硼纤维)和( 碳化硅纤维). 19、玻璃钢是( 树脂)和( 玻璃纤维)的复合材料,钨钴硬质合金是( WC )和( CO )的复合材料. 20、超导体在临界温度T C以上,具有完全的( 导电性)和( 抗磁性). 二、判断题 （√）1、在相同的回火温度下，合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度 （×）2、低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。 （×）3、3Cr2W8V钢的平均含碳量为0.3%，所以它是合金结构钢。
机械工程材料复习 第一部分 基本知识 一、概述 ⒈目的 掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识（性能和改性方法是重点）。 具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料； 具备正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。 ⒉复习方法 以“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用” 之间的关系为主线，掌握材料性能和改性的方法，指导复习。 二、材料结构与性能： ⒈材料的性能： ①使用性能：机械性能（刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性）； ②工艺性能：热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等。 ⒉材料的晶体结构的性能：纯金属、实际金属、合金的结构（第二章）； 纯金属：体心立方（e F -α）、面心立方（e F -γ），各向异性、强度、硬度低；塑性、韧性高 实际金属：晶体缺陷（点：间隙、空位、置换；线：位错；面：晶界、压晶界）→各向同性；强度、硬度增高；塑性、韧性降低。 合金：多组元、固溶体与化合物。力学性能优于纯金属。 单相合金组织：合金在固态下由一个固相组成；纯铁由单相铁素体组成。 多相合金组织：由两个以上固相组成的合金。 多相合金组织性能：较单相组织合金有更高的综合机械性能，工程实际中多采用多相组织的合金。 ⒊材料的组织结构与性能 ⑴。结晶组织与性能：F 、P 、A 、Fe3C 、Ld ；
1）平衡结晶组织 平衡组织：在平衡凝固下，通过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分均匀，并一直保留到室温。
2）成分、组织对性能的影响 ①硬度(HBS)：随C ﹪↑,硬度呈直线增加， HBS 值主要取决于组成相C F e3的相对量。 ②抗拉强度(b σ)：C ﹪＜0.9%范围内，先增加，C ﹪＞0.9～1.0％后，b σ值显著下降。 ③钢的塑性(δ ?)、韧性(k a )：随着C ﹪↑,呈非直线形下降。 3）硬而脆的化合物对性能的影响： 第二相强化：硬而脆的化合物， 若化合物呈网状分布：则使强度、塑性下降； 若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）：降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提高； 呈弥散分布于基体上：则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大，使强度、硬度增加，而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化； 呈层片状分布于基体上：则使强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降。 ⑵。塑性变形组织与性能
课程编号： 0302101总学分：2 机械工程材料 （M echanical Engineering Materials） 课程性质：学科大类专业基础课 适用专业：机械设计制造及其自动化、机械设计及制造、机电一体化、数控技术、计算机 辅助设计及制造、检测技术及应用 学时分配：课程总学时： 30 学时其中：理论课学时：30 学时；实验：0学时 先行、后续课程情况：先行课：高等数学、大学物理； 后续课：机械制造基础、机械设计基础等 教材：《机械工程材料》赵程主编，北京：机械工业出版社。 参考书目： 《机械工程材料》朱莉主编，北京：机械工业出版社。 《机械工程材料》崔占全主编，哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社。2000 《机械工程材料》刘祖其主编，北京：高等教育出版社。2012 《材料科学基础》石德柯主编，北京：机械工业出版社。2012 一、课程的目的与任务 《机械工程材料》课程是机电工程系相关专业必修的学科基础课。课程的重点是研究金属材料的性能与成分、组织及热处理之间的关系，为学习有关课程及合理选用材料奠定必要 的基础。学习本课程的目的是使学生通过学习在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的 基础上，具备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理的选材及制定零件工 业路线的初步能力。 课程的任务是从机械工程的应用角度出发，阐明机械工程材料的基本理论，了解材料的化学成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系及其变化规律，了解控制结晶、塑性变 形、热处理和合金化等强化材料手段的的基本原理。掌握常用机械工程材料及其应用等基本 知识。 二、课程的基本要求
1．了解工程材料的主要力学性能。 2．了解纯金属的晶体结构和结晶，晶体缺陷及其对性能的影响。 3．了解合金的结构和性能、相与组织的概念，熟悉二元合金状态图和铁碳合金状态图及其应用。 4．熟悉金属塑性变形的实质及其对金属组织和性能的影响。 5．熟悉钢在热处理过程中的组织转变及转变产物的形状和性能。掌握退火、正火、淬火、回火及表面热处理的工艺特点和应用 6．掌握碳素钢、合金钢和铸铁的种类、牌号、性能及应用。 7．熟悉常用工程塑料的种类、结构特点、性能和应用。了解橡胶、陶瓷、复合材料等的特点及应用。 8．了解机械零件的主要失效形式。 9．熟悉选用工程材料的基本原则，根据零件的使用要求，材料工艺性及经济性，能合理地选用材料及相应的处理方法。 三、课程教学内容 理论教学内容 第 0 章绪论 1．该章的基本要求与基本知识点： 了解工程材料在人类社会尤其是机械行业的应用。了解本课程的基本内容和学习方法2、要求学生掌握的基本概念、理论、原理 各章节所包含的基本内容 3.教学重点与难点：该课程的学习方法 4、实验：无 5、习题课安排：无 第 1 章工程材料的力学性能 1.该章的基本要求与基本知识点： 基本要求 : 通过本章的学习，使学生了解金属的主要机械性能、测试方法及选择；了解金属材料的其他性能，突出工艺性能的概念；