材料工程基礎(chǔ)-緒論

1、主講教師個(gè)人簡(jiǎn)介主講教師個(gè)人簡(jiǎn)介教師教師：馬忠偉：馬忠偉 教育經(jīng)歷：教育經(jīng)歷： 畢業(yè)于北京科技大學(xué)，工學(xué)博士畢業(yè)于北京科技大學(xué)，工學(xué)博士 研究方向：研究方向：連鑄坯角部橫裂紋控制技術(shù)開(kāi)發(fā) 熱軋中厚板邊部折疊缺陷形成機(jī)理及控制措施微信號(hào)：shiliushumaQQ號(hào)： 61390479材材料料工工程程基基礎(chǔ)礎(chǔ)課程的考核課程的考核學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)考查考查：以出勤、課堂提問(wèn)、作業(yè)完成和課堂表現(xiàn)：以出勤、課堂提問(wèn)、作業(yè)完成和課堂表現(xiàn)（嚴(yán)禁睡覺(jué)和玩手機(jī)嚴(yán)禁睡覺(jué)和玩手機(jī)）等情況為依據(jù)進(jìn)行考查，）等情況為依據(jù)進(jìn)行考查，平時(shí)成績(jī)占平時(shí)成績(jī)占50%50%?？荚嚳荚嚕洪]卷筆試，百分制記分。平時(shí)成績(jī)和結(jié)課：閉卷筆試，

2、百分制記分。平時(shí)成績(jī)和結(jié)課考試共同構(gòu)成本課程的成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)。考試共同構(gòu)成本課程的成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)。在成績(jī)?cè)u(píng)定中所占比例為：在成績(jī)?cè)u(píng)定中所占比例為：50%50%平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī) + 50%+ 50%期期末考試。末考試。緒緒論論一、金屬冶金一、金屬冶金Introduction1.火法冶金20世紀(jì)30年代有色冶金首先開(kāi)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)。緒緒論論Introduction緒緒論論Introduction2.濕法冶金中國(guó)古代的“濕法冶金”：西漢時(shí)期劉安所著淮南萬(wàn)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

3、法冶金先驅(qū)。緒緒論論Introduction二、鑄造二、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(guó)約在公元前1700前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達(dá)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(huì)有所不同。司母戊方鼎曾侯乙尊盤中國(guó)在公元前513年，鑄出了世界上最早見(jiàn)于文字記載的鑄鐵件。緒緒論論Introduction緒緒論論Introduction三、

4、壓力加工三、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(lái)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。角鋼型鋼緒緒論論Introduction緒緒論論Introduction四、金屬材料熱處理四、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(guò)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(guò)程。 金屬熱處理是機(jī)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(guò)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(diǎn)是改善工件

5、的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。緒緒論論Introduction五、焊接五、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(jìn)。微電子工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)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(jìn)了真空釬焊、真空擴(kuò)散焊。宇航技術(shù)的發(fā)展也將促進(jìn)空間焊接技術(shù)的發(fā)展。緒緒論論Introduction緒緒論論Introduction緒緒論論Introduction六、金屬表面工程技術(shù)六、金屬表面

6、工程技術(shù) 表面工程是表面經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，通過(guò)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?？茖W(xué)特點(diǎn)定義常見(jiàn)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(jī)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(kuò)滲、轉(zhuǎn)化膜、表面合金化、離子注入和噴丸強(qiáng)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)緒緒論論Introduction工藝實(shí)現(xiàn)手段電鍍合金電鍍、復(fù)合電

7、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(dòng)堆焊、振動(dòng)電弧堆焊、CO2保護(hù)自動(dòng)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(kuò)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(yáng)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緒論論Introduction七、粉末冶金七、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(guò)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

8、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。緒緒論論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(lái)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(jī)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(shí)，金屬的損耗只有1-5%，而用一般熔鑄方法生產(chǎn)時(shí)，金屬的損耗可能會(huì)達(dá)到80%。緒緒論論Introduction1、指人們以石頭作為工具使用的時(shí)代，指人們以石頭作為工具使用的時(shí)代，這時(shí)因?yàn)榭萍疾话l(fā)達(dá)，人們只可以這時(shí)因?yàn)榭萍疾话l(fā)達(dá)，人們只可以石頭制造簡(jiǎn)單的工具。石頭制造簡(jiǎn)單的工具。 2、指主要

9、以青銅為材料制造工具、用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，處于具的人類物質(zhì)文化發(fā)展階段，處于新石器時(shí)代和鐵器時(shí)代之間。新石器時(shí)代和鐵器時(shí)代之間。 銅的分類銅的分類紫銅：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）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：黃銅：銅銅- -鋅合金鋅合金白銅：白銅：銅銅- -鎳合金鎳合金青銅：青銅：除銅除銅- -鋅和銅鋅和銅- -鎳以外的銅合金，如錫青銅、鋁青銅等。鎳以外的銅合金，如錫青銅、鋁青銅等。緒緒論論Introduction3、是繼青銅時(shí)代之后的又一個(gè)時(shí)代，是繼青銅時(shí)代之后的又一個(gè)時(shí)代，它以能夠冶煉

10、和制造鐵器為標(biāo)志它以能夠冶煉和制造鐵器為標(biāo)志 。4、 湖南長(zhǎng)沙砂子塘戰(zhàn)國(guó)凹形鐵鋤湖南長(zhǎng)沙砂子塘戰(zhàn)國(guó)凹形鐵鋤5、18 18世紀(jì)鋼時(shí)代來(lái)臨，引起世界范世紀(jì)鋼時(shí)代來(lái)臨，引起世界范圍的工業(yè)革命圍的工業(yè)革命 。6、緒緒論論Introduction7、人造為特征人造為特征材料、能源、信息材料、能源、信息是當(dāng)代社會(huì)文明和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的是當(dāng)代社會(huì)文明和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的三大支柱，是人類社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物三大支柱，是人類社會(huì)進(jìn)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)。質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。 （新材料技（新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)）。術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)）。新材料特征新材料特征: : 根據(jù)人們對(duì)材料的物理和化學(xué)性能的了解，為了特定的需要設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)和如半導(dǎo)體單晶硅；光導(dǎo)纖維；超導(dǎo)等新材料的開(kāi)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(jìn)新工業(yè)應(yīng)用，使得新技術(shù)得以生產(chǎn)和應(yīng)用，從而促進(jìn)新工業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，極大推動(dòng)了社會(huì)文明與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。的出現(xiàn)和發(fā)展，極大推動(dòng)了社會(huì)文明與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。緒緒論論Introduction緒緒論論Introduction教材與參考書教材與參考書