材料工程基礎(chǔ)-緒論

主講教師個人簡介教師：馬忠偉

教育經(jīng)歷：

畢業(yè)于北京科技大學(xué)，工學(xué)博士研究方向：連鑄坯角部橫裂紋控制技術(shù)開發(fā)熱軋中厚板邊部折疊缺陷形成機理及控制措施微信號：shiliushumaQQ號：61390479材料工程基礎(chǔ)課程的考核學(xué)時：48學(xué)時考查：以出勤、課堂提問、作業(yè)完成和課堂表現(xiàn)（嚴禁睡覺和玩手機）等情況為依據(jù)進行考查，平時成績占50%?？荚嚕洪]卷筆試，百分制記分。平時成績和結(jié)課考試共同構(gòu)成本課程的成績評定依據(jù)。在成績評定中所占比例為：50%平時成績+50%期末考試。緒論一、金屬冶金Introduction1.火法冶金20世紀30年代有色冶金首先開創(chuàng)了連鑄，到40年代鋼鐵冶金才在連鑄上有了工業(yè)化的生產(chǎn)。緒論Introduction緒論Introduction2.濕法冶金中國古代的“濕法冶金”：西漢時期劉安所著《淮南萬畢術(shù)》中記載有“曾青得鐵則化為銅”其含義是把鐵片放入硫酸銅溶液或其它銅鹽溶液中，可以置換出單質(zhì)銅。這種方法是現(xiàn)代濕法冶金先驅(qū)。緒論Introduction二、鑄造

鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700～前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到相當(dāng)高的水平。鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，以獲得零件或毛坯的方法。被鑄物質(zhì)多為原為固態(tài)但加熱至液態(tài)的金屬（例：銅、鐵、鋁、錫、鉛等），而鑄模的材料可以是砂、金屬甚至陶瓷。因應(yīng)不同要求，使用的方法也會有所不同。司母戊方鼎曾侯乙尊盤中國在公元前513年，鑄出了世界上最早見于文字記載的鑄鐵件。緒論Introduction緒論Introduction三、壓力加工壓力加工是利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為金屬壓力加工，又稱金屬塑性加工。角鋼型鋼緒論Introduction緒論Introduction四、金屬材料熱處理熱處理是把材料在某種介質(zhì)中加熱到一定溫度，經(jīng)過保溫和隨后冷卻，改變材料整體或表面組織，從而獲得所需性能的工藝過程。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。緒論Introduction五、焊接焊接：也稱作熔接、镕接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)。焊接技術(shù)自發(fā)明至今已有百多年歷史，它幾乎可以滿足當(dāng)前工業(yè)中一切重要產(chǎn)品生產(chǎn)制造的需要。但是新興工業(yè)的發(fā)展仍然迫使焊接技術(shù)不斷前進。微電子工業(yè)的發(fā)展促進微型連接工藝的和設(shè)備的發(fā)展；又如陶瓷材料和復(fù)合材料的發(fā)展促進了真空釬焊、真空擴散焊。宇航技術(shù)的發(fā)展也將促進空間焊接技術(shù)的發(fā)展。緒論Introduction緒論Introduction緒論Introduction六、金屬表面工程技術(shù)表面工程是表面經(jīng)過預(yù)處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術(shù)復(fù)合處理，改變固體金屬表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀況，以獲得表面所需性能的系統(tǒng)工程。

科學(xué)特點定義常見手段表面涂鍍技術(shù)將液態(tài)涂料涂覆在材料表面或?qū)㈠兞显映练e在材料表面形成涂層或鍍層熱噴涂、堆焊、電鍍、化學(xué)鍍、氣相沉積和涂裝技術(shù)表面改性技術(shù)利用熱處理、機械處理、離子處理和化學(xué)處理等方法，改變材料表面的成分及性能的技術(shù)熱擴滲、轉(zhuǎn)化膜、表面合金化、離子注入和噴丸強化薄膜技術(shù)采用各種方法在工件表面上沉積厚度為100nm至1um或數(shù)微米薄膜的技術(shù)氣相沉積技術(shù)緒論Introduction工藝實現(xiàn)手段電鍍合金電鍍、復(fù)合電鍍、電刷鍍、非晶態(tài)電鍍和非金屬電鍍涂裝特殊用途、特殊類型的新涂料和涂裝工藝堆焊埋弧自動堆焊、振動電弧堆焊、CO2保護自動堆焊和等離子堆焊熱噴涂火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂和爆炸噴涂熱擴滲固體滲、液體滲、氣體滲和等離子滲化學(xué)轉(zhuǎn)化膜化學(xué)氧化、陽極氧化、磷酸鹽膜和鉻酸鹽膜彩色金屬整體著色、吸附著色及電解著色氣相沉積化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積三束改性激光束改性、電子束改性和離子束改性緒論Introduction七、粉末冶金粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，均屬于粉末燒結(jié)技術(shù)，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。緒論Introduction絕大多數(shù)難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來制造粉末冶金方法能壓制成最終尺寸的壓坯，而不需要或很少需要隨后的機械加工，故能大大節(jié)約金屬，降低產(chǎn)品成本。用粉末冶金方法制造產(chǎn)品時，金屬的損耗只有1-5%，而用一般熔鑄方法生產(chǎn)時，金屬的損耗可能會達到80%。緒論Introduction1、石器時代指人們以石頭作為工具使用的時代，這時因為科技不發(fā)達，人們只可以石頭制造簡單的工具。

2、青銅器時代指主要以青銅為材料制造工具、用具的人類物質(zhì)文化發(fā)展階段，處于新石器時代和鐵器時代之間。

銅的分類紫銅：純銅（玫瑰紅色，因表面形成氧化亞銅后成紫色，故又稱紫銅）黃銅：銅-鋅合金白銅：銅-鎳合金青銅：除銅-鋅和銅-鎳以外的銅合金，如錫青銅、鋁青銅等。緒論Introduction3、鐵器時代是繼青銅時代之后的又一個時代，它以能夠冶煉和制造鐵器為標(biāo)志。4、水泥時代

湖南長沙砂子塘戰(zhàn)國凹形鐵鋤5、鋼時代18世紀鋼時代來臨，引起世界范圍的工業(yè)革命。6、硅時代緒論Introduction7、新材料時代人造為特征材料是當(dāng)代文明的三大支柱之一材料、能源、信息是當(dāng)代社會文明和國民經(jīng)濟的三大支柱，是人類社會進步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。

材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志之一（新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)）。新材料特征:

根據(jù)人們對材料的物理和化學(xué)性能的了解，為了特定的需要設(shè)計和加工而成的。如半導(dǎo)體單晶硅；光導(dǎo)纖維；超導(dǎo)等新材料的開發(fā)和應(yīng)用，使得新技術(shù)得以生產(chǎn)和應(yīng)用，從而促進新工業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，極大推動了社會文明與經(jīng)濟的發(fā)展。緒論Introduction緒論Introduction教材與參考書參考書：

（1）周美玲.材料工程基礎(chǔ)[M].北京:北京大學(xué)出版社，2004.（2）黃天佑.材料加工工藝[M].北京:清華大學(xué)出版社，2009.（3）何柏林.材料成形工藝基礎(chǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010.