(完整PPT)第1章-緒論課件

1、萬 軼工 程 材 料 學二、 金屬學部分：第36章三、 熱處理部分：第7章四、 金屬材料部分：第810章以上四部分是本課程的重點。五、 非金屬材料（第11章）和先進材料（第12章）一、 緒論和第2章：材料介紹及主要的性能六、 材料的選用：第13章（結(jié)合前面內(nèi)容）包括：金屬材料的結(jié)構(gòu)、結(jié)晶、塑性變形、鐵碳合金相圖等；包括：鋼的熱處理原理與工藝兩方面，常用熱處理工藝。包括：常用金屬材料的牌號、成分、組織與性能特點及用途，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及合金等。第一章 緒 論 一、材料的分類二、材料的發(fā)展三、新材料時代四、本課程的任務(wù)和內(nèi)容成分金屬材料有色金屬材料黑色金屬材料陶瓷材料復合材料高分

2、子材料汽車工程材料為例：無機非金屬材料有機非金屬材料一、材料的分類在各類機械中使用的材料金屬材料無機非金屬材料高分子材料Golf A4所用各種材料所占比例汽車運行材料：1、燃料：汽油2、潤滑：與黏度有關(guān)3、工作液：制動液，冷卻液，空調(diào)制冷劑汽車美容材料：打蠟、拋光、鍍膜、劃痕處理、各類清潔等材料汽車工程材料：黑色金屬、有色金屬、高分子、陶瓷、復合材料用途功能材料（熱、光、電、磁、生物等方面）結(jié)構(gòu)材料（力學、物理、化學）納米碳管力學性能、導電率、光學、儲氫等采集光線，將光能轉(zhuǎn)換為電能、帶動LED發(fā)光太 陽 能 材 料形狀記憶合金超導材料鐵及鐵合金稱為黑色金屬，即鋼鐵材料，2012年世界年產(chǎn)量已達

3、15.4億噸，中國7.2億噸，在機械產(chǎn)品用材中占有的60%以上。金屬材料制品材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進步的標志二、材料的發(fā)展瓷器公元前6000 5000年的新石器時代，中華民族的先人就能用黏土燒制成陶器，到東漢時期又出現(xiàn)了瓷器，并流傳海外。 陶器1、燧石：常見的巖石，容易被制成工具，開始了制陶業(yè)的發(fā)展。 2、青銅時代：天然金與銅及其合金被用作工具與武器，開始了人類對金屬的使用。 埃及古墓壁畫是人類冶金業(yè)的最早紀錄之一。我國青銅的冶煉在夏朝（公元前2140）以前就開始了，青銅主要用于制造各種工具、食器、兵器。 河南安陽晚商遺址出土，迄今為止出土的最大最重的青銅器。司母戊鼎越王勾踐劍

4、春秋晚期越國青銅兵器出土于湖北江陵楚墓 長55.7厘米 劍鍔鋒芒犀利鋒能割斷頭發(fā) 春秋戰(zhàn)國的青銅劍，劍身及劍鋒由不同成分的青銅組成，是梯度材料很好的例子梯度材料古已有之這是古代劍刃截面圖古代劍刃制造中的特殊技術(shù)黃石銅礦遺址春秋晚期礦井深達50m煉銅爐渣多達40萬噸實屬罕見 3、鐵器時代：世界最早的鑄鐵件 凹形鐵鋤和鐵鼎，鑄造于春秋晚期。早期制造的鐵制車輪英國2000年曾出土了5000枚錢幣，是鐵器時代重要的考古發(fā)現(xiàn)。我國戰(zhàn)國鐵器遺址中澆鑄農(nóng)具用的鐵模，說明鑄造技術(shù)已由泥砂造型水平進入鐵模鑄造的高級階段。 黃河鎮(zhèn)河大鐵牛（唐開元12年鑄）鐵人蒲州鎮(zhèn)，陜、晉、豫交界的黃河三角區(qū)域，1989年出土的

5、鐵牛和鐵人，冶金、鑄造、雕塑工藝融為一體， 就其歷史、設(shè)計、質(zhì)量、冶煉、鑄造工藝和實際功能而言，可謂“破天荒”的創(chuàng)世之作。我國明代科學家宋應(yīng)星在天工開物一書中對鋼鐵的退火、淬火、滲碳工藝作了詳細的論述。生鐵炒熟鐵圖宋應(yīng)星西漢史記天官書中有“水與火合為淬”一說， 正確地說出了鋼鐵加熱、浸水冷卻的淬火熱處理工藝要點。鞍鋼攀鋼夜景4、新鋼鐵時代：新中國成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、寶鋼等大型鋼鐵基地。鋼產(chǎn)量由49年的15.8萬噸上升到現(xiàn)在的七億多噸。 1863年，光學顯微鏡首次應(yīng)用于金屬研究，誕生了金相學，使人們能夠?qū)⒉牧系暮暧^性能與微觀組織聯(lián)系起來。人類對材料的認識是逐步深入的Pb-Sn共晶組織

6、1932年，電子顯微鏡，把人們帶到微觀的更深層次（10-7m）透射電子顯微鏡 晶體缺陷高分辨透射電鏡象光束和光學透鏡 用途：晶體缺陷、組織分析、高分辨顯微技術(shù)電子束和電子透鏡1895年，倫琴發(fā)現(xiàn)X-射線，醫(yī)學造影、工業(yè)探傷、晶體結(jié)構(gòu)分析純鐵晶體的X-射線衍射譜鋼的宏觀組織、顯微組織和電鏡組織鋼錠的宏觀組織顯微組織電鏡組織三、新材料新工藝的迅速發(fā)展1、高分子材料 尼龍的商業(yè)發(fā)展是高分子材料發(fā)展的關(guān)鍵時期 。尼龍的發(fā)明：20世紀30年代，美國杜邦公司。從20世紀6070年代，高分子材料快速增長，除用作結(jié)構(gòu)材料代替鋼鐵外，并研發(fā)具有良好導電性能和耐高溫的高分子材料。 滌綸安全帶尼龍齒輪白色污染：塔里

7、木河遭受白色污染可降解塑料：生產(chǎn)過程中加入一定量的添加劑，使之穩(wěn)定性下降，較容易在自然環(huán)境中降解的塑料。PE-HD+CaCO360%2、陶瓷材料 以共價鍵和離子鍵為主的硅酸鹽材料，熔點高、硬度高、耐腐蝕、脆性大，分為傳統(tǒng)陶瓷和工程陶瓷，其脆性和抗熱震性正在逐步獲得改善，是最有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。絕緣陶瓷陶瓷發(fā)動機不同時期航空發(fā)動機的工作溫度渦輪發(fā)動機鎳基合金以及陶瓷材料的發(fā)展（耐高溫，高燃效），促進了航空發(fā)動機的發(fā)展奔馳SLR邁凱倫跑車（碳纖維樹脂復合材料）玻璃鋼儲液罐 碳纖維樹脂復合材料：重量輕，鋼的1/3，強度高，鋼的79倍。用于航空工業(yè)中，制造衛(wèi)星殼體、飛行器外殼、機身、螺旋槳等、發(fā)動機

8、葉輪等；高級游艇、賽艇及體育器械等是由碳纖維復合材料制成的，3、復合材料人類在材料應(yīng)用上正從鋼鐵時代進入到一個復合材料廣泛應(yīng)用的時代。計算機沒有半導體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計算機技術(shù)半導體材料的發(fā)展可制作越來越小的硅芯片。芯片信息材料：沒有低消耗的光導纖維，也就沒有現(xiàn)代的光纖通訊 勝過傳統(tǒng)的ADSL寬帶。沒有高溫高強度的結(jié)構(gòu)材料，就不可能有今天的航空工業(yè)和宇航工業(yè)。 在航天飛機表面裝陶瓷防護瓦片飛機發(fā)動機葉片波音客機能源材料：中國的航天事業(yè) “神舟” 飛船1999年，神舟1號1999年，神舟1號升空，中國載人飛船的突破，無人駕駛2003年，神舟5號，繼美國、俄羅斯后，將人送入太空2

9、008年，神舟7號，出倉行走2011年，神舟8號，與天宮一號對接2012年，神舟9號，女飛行員參與2013年，神舟10號，女飛行員太空授課2007，嫦娥1號2011年9月，天宮1號2013年12月，嫦娥3號2012年9月，中國航母中國航母艦隊假想圖生物材料：生物醫(yī)學材料的崛起，可替代人體的組織器官，治療疾病。 人造血管、眼睛、牙齒、關(guān)節(jié)、心臟瓣膜等血管支架材料科學的發(fā)展及進步成為衡量一個國家科技水平的重要標志。二十世紀七十年代，人們開始把“材料”與“能源”和“信息”并稱為現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的三大支柱。新材料在不斷地涌現(xiàn)鎂鋁合金葉輪鎂鋁合金手機殼分層實體快速成形減速機箱體原型熔融沉積快速成形葉輪原型材料發(fā)展的歷程示意圖四、材料與機械工程“巧婦難為無米之炊”以鋼鐵材料為主裝配加工機械設(shè)計使用工程圖學材料力學理論力學壽命性能金屬學材料學熱處理機械工程材料學主要闡述材料的成分、組織、工藝及性能之間的一般規(guī)律。課程性質(zhì)：機械類各專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課掌握工程材料的基本分類方法及常用工程材料的性能