工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇

《工程材料與熱加工根底》課程概論機(jī)械工程系Ⅰ--工程材料機(jī)械制造根底機(jī)械制造根底Ⅱ--熱加工工藝根底Ⅲ--機(jī)械加工工藝根底課程的性質(zhì)和任務(wù)工程材料與熱加工根底是機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)根底課。本課程的任務(wù)是:

l）工程材料的性能：以力學(xué)性能為主，還要考慮物理性能、化學(xué)性能及工藝性能；2）金屬學(xué)根本理論：使學(xué)生獲得有關(guān)工程材料的根本理論和根本知識(shí)；常用工程材料成分－組織－性能－應(yīng)用之間關(guān)系的一般規(guī)律3）熱處理方面：掌握鋼的熱處理根本原理和工藝，掌握熱處理各種工藝方法的目的，以便正確選用熱處理工藝方法，合理安排工藝路線。課程的性質(zhì)和任務(wù)4）常用工程材料：掌握常用的工業(yè)用鋼、鑄鐵、非鐵金屬及其合金的成分、組織、性能和用途；了解工程塑料、橡膠、陶瓷、復(fù)合材料等常用非金屬材料的分類、性能和用途，以便合理選用工程材料。5）熱加工根底：掌握鑄造、鍛壓和焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，掌握金屬的鑄造性能、鍛造性能和焊接性能；能初步分析各種熱加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性，具有初步選擇零件毛坯的能力。6）零件材料與毛坯的選擇：熟悉常用工程材料的生產(chǎn)工藝過程，正確選擇零件的材料、毛坯，并初步安排熱處理在工藝過程中的位置。合理選用工程材料的初步能力。教學(xué)方法

本課程內(nèi)容主要是建立在實(shí)驗(yàn)觀察和工業(yè)實(shí)踐根底之上,以實(shí)質(zhì)性和規(guī)律性的描述為主,涉及面較寬。*著重理解教學(xué)內(nèi)容,盡量防止死記硬背。*配合實(shí)驗(yàn)及多媒體信息,幫助和加深理解教學(xué)內(nèi)容。*利用網(wǎng)絡(luò)交流教學(xué)信息,如查閱資料、習(xí)題解答等。課程教學(xué)形式課程教學(xué)形式包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課堂討論、自學(xué)、輔導(dǎo)等方式，其中理論教學(xué)以CAI為手段主要講授重點(diǎn)和難點(diǎn)。課程教學(xué)要求的層次本課程教學(xué)內(nèi)容的要求分為:掌握、熟悉、了解三個(gè)層次。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按:分析、觀察、掌握三個(gè)層次要求。教學(xué)內(nèi)容——理論教學(xué)緒論第一章 金屬的力學(xué)性能第二章 屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第三章 鐵碳合金相圖第四章 鋼的熱處理第五章 工業(yè)用鋼第六章 鑄鐵第七章 非鐵金屬及其合金第八章 非金屬材料第九章 鑄造生產(chǎn)第十章 鍛壓生產(chǎn)第十二章焊接第十三章零件毛坯的選擇與材料的選用教材與學(xué)時(shí)安排教材:

《工程材料與熱加工根底》主編：程曉宇理論授課學(xué)時(shí):

58學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):

6學(xué)時(shí)金屬材料非金屬材料課程概論工程材料的分類鋼鐵材料非鐵金屬高分子材料陶瓷材料復(fù)合材料課程概論鑄造性能可鍛性能可焊性能切削加工性能熱處理性工藝性

工程材料的性能

使用性能力學(xué)性能物理性能化學(xué)性能工藝性能機(jī)械零件加工工藝材料毛坯零件鑄造鍛壓焊接粉末冶金切削加工型材熱處理材料的開展

公元前1200年左右，人類進(jìn)入了鐵器時(shí)代，開始使用的是鑄鐵，以后制鋼工業(yè)迅速開展，稱為

18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)根底。

如圖由于鐵的熔點(diǎn)較高（1538℃），其出現(xiàn)時(shí)間較晚。左圖為伊朗出土的鐵制器皿。圖為鐵礦石。鐵礦在地球上比銅礦要豐富的多。材料的開展20世紀(jì)中葉以來，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，日新月異，作為“創(chuàng)造之母”和“產(chǎn)業(yè)的糧食”的新材料研制更是異常活潑，出現(xiàn)了稱之為“高分子時(shí)代”、“半導(dǎo)體時(shí)代”、“先進(jìn)陶瓷時(shí)代”和“復(fù)合材料時(shí)代”等種種提法。在當(dāng)今新技術(shù)革命涉及整個(gè)國際社會(huì)的浪潮沖擊下，人類進(jìn)入了一個(gè)“材料革命”的。材料的開展金屬材料

金屬具有正的電阻溫度系數(shù)，通常有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、高的密度和高的光澤。包括純金屬和以金屬元素為主的合金。在工程領(lǐng)域有把金屬及其合金分為兩類：（1）黑色金屬，即鐵和鐵基合金（鋼鐵及合金鋼）；（2）有色金屬，黑色金屬以外的所有金屬及其合金，常見有鋁及鋁合金，銅及銅合金等。金屬材料一般有良好的綜合機(jī)械性能（強(qiáng)度、塑性和韌性等），是工程領(lǐng)域應(yīng)用最廣的材料。金屬材料是當(dāng)今工程領(lǐng)域應(yīng)用最廣的材料材料的開展高分子材料

又稱聚合物，包括天然高分子材料（木材、棉、麻等）和合成高分子材料（塑料，合成橡膠等）。其主要組分高分子化合物是有許多結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)單元相互連接而成。它具有較高的強(qiáng)度、良好的塑性、較強(qiáng)的耐腐蝕性、絕緣性和低密度等優(yōu)良性能。高分子材料創(chuàng)造雖晚，但異突起，因其物美價(jià)廉，在工程材料中應(yīng)用越來越廣。材料的開展復(fù)合材料

由兩種或兩種以上材料組成，其性能是它的組成材料所不具備的。復(fù)合材料可以有非同尋常的剛度、強(qiáng)度、高溫性能和耐蝕性。按根本材料分類，它可分為金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料和聚合物基復(fù)合材料等。復(fù)合材料具有極其優(yōu)異性能，質(zhì)輕，強(qiáng)度高，韌性好，可制作運(yùn)動(dòng)器材，而在航空航天領(lǐng)域更是無可替代。零件的毛坯鑄造毛坯熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法，稱為鑄造。

零件的毛坯鍛造毛坯鍛壓是對坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形加工方法。它是鍛造與沖壓的總稱，屬于壓力加工的范疇。