机械工程材料

jixiegongchengcailiao机械工程材料(卷名：机械工程)materialformechanicalengineering　　用于制造各类机械零件、构件的材料和在机械制造过程中所应用的工艺材料。　　简史　　　人类在同自然界的斗争中，不

jixiego

ngchengcailiao

机械

工程材料(卷名：机械工程)

materialformechanicalengineering

　　用于制造各类机械零件、构件的材料和在机械制造过程中所应用的

工艺

材料。

　　简史　

　　人类在同自然界的斗争中，不断改进用以制造工具的材料。*早是用天然的

石

头和木材制作工具，以后逐步发现和使用

金属

。中国使用

金

属材料的历史悠久，在两千多年前的《考工记》中就有“金之

六齐

”的记载，这是关于青

铜合金

成

分配比

规律*早的阐述。人类虽早在公元前已了解金、

银

、

铜

、

汞

、

锡

、

铁

、

铅

等多种金属，但由于

采矿

和冶炼技术的限制，在相当长的历史时期内，很多器械仍用木材制造或采用铁木混合结构。直到1856年

英国

人H.

贝塞麦

发明

转炉

炼

钢

法，1856～1864年英国人K.W.

西门子

和法国人P.┵.

马丁

发明平炉炼钢以后，大规模炼钢工业兴起，

钢铁

才成为*主要的机械工程材料。到20世纪30年代，

铝

（见

铝合金

）、

镁

（见

镁合金

）等

轻金属

逐步得到应用。第二次世界大战后，科学技术的进步促进了新

型材

料的发展，

球墨

铸铁

、

合金

铸铁、

合金钢

、

耐热钢

、

不锈钢

、

镍合金

、

钛合金

和硬质合金等相继形成系列并扩大应用。同时，随着

石油

化学工业的发展，促进了合成材料的兴起，工程塑料、合成

橡胶

和胶粘剂等在机械工程材料中的比重逐步提高。另外，宝石、

玻璃

和特种

陶瓷

材料等也逐步扩大在机械工程中的应用。

　　分类　

　　机械工程材料涉及面很广，按属性可分为金属材料和

非金属

材料两大类。金属材料包括黑色金属和有色金属。有色金属用量虽只占金属材料的5％，但因具有良好的

导热性

、

导电性

，以及优异的化学稳定性和高的比

强度

等，而在机械工程中占有重要的地位。非金属材料又可分为无机非金属材料和有机高分子材料。前者除传统的陶瓷、玻璃、

水泥

和耐火材料外，还包括氮化

硅

、

碳化硅

等新型材料以及

碳

素材料（见碳和

石墨

材料）等。后者除了天然有机材料如木材、橡胶等外，较重要的还有合成树脂（见工程塑料）。此外，还有由两种或多种不同材料组合而成的复合材料。这种材料由于复合效应，具有比单一材料优越的综合性能，成为一类新型的工程材料。

　　机械工程材料也可按用途分类，如结构材料（

结构钢

）。工

模具

材料（

工具钢

）。耐蚀材料（不锈钢）、耐

热

材料（耐热钢）、耐磨材料（

耐磨钢

）和减摩材料等。由于材料与工艺紧密联系，也可结合工艺特点来进行分类，如铸造合金材料、超塑性材料、粉末

冶金

材料等。粉末冶金可以制取用普通

熔炼

方法难以制取的特殊材料，也可直接制造各种精密机械零件，已发展成一类粉末冶金材料。

　　展望　

　　机械

产品

的

可靠性

和先进性，除设计因素外，在很大程度上取决于所选用材料的质量和性能。新型材料的发展是发展新型产品和提高产

品质

量的物质

基础

。各种高强度材料的发展，为发展大型结构件和逐步提高材料的使用强度等级，减轻产品自重提供了条件;高性能的高温材料、耐

腐蚀

材料为开发和利用

新能源

开辟了新的途径。现代发展起来的新型材料有新型纤维材料、功能性高分子材料、非晶质材料、单晶体材料、精细陶瓷和新合金材料等，对于研制新一代的机械产品有重要意义。如

碳纤维

比玻璃纤维强度和弹性更高，用于制造飞机和

汽车

等结构件，能显著减轻自重而节约能源。精细陶瓷如

热压

氮化硅和部分稳定结晶

氧化锆

，有足够的强度，比合金材料有更高的耐热性，能大幅度提高热机的效率，是绝热发

动机

的关键材料。还有不少与能源利用和转换密切有关的功能材料的突破，将会引起机电产品的巨大变革。'

　　随着科学技术的发展，尤其是材料

测试

分析技术的不断提高，如电子显微技术、微区成分分析技术等的应用，材料的内部结构和性能间的关系不断被揭示，对于材料的认识也从

宏观

领域进入微观领域。在认识各种材料的共性基本规律的基础上，正在探索按指定性能来设计

新材料

的途径。