工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)-概論試講

1、機(jī)械工程材料(cilio)及成型技術(shù)主講人：林 華機(jī)械(jxi)與電子工程學(xué)院共三十一頁(yè)1.材料是人類(rnli)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ) 一.學(xué)習(xí)(xux)目的共三十一頁(yè)石器時(shí)代青銅時(shí)代新材料時(shí)代鐵器時(shí)代鋼鐵時(shí)代人類利用材料(cilio)的歷史，就是一部人類進(jìn)化和進(jìn)步的歷史共三十一頁(yè)鐵器時(shí)代(tiq shdi)信息時(shí)代（新材料(cilio)時(shí)代）石器時(shí)代（石器、陶器 、瓷器)青銅器時(shí)代共三十一頁(yè)第一次工業(yè)革命(gngygmng)（18世紀(jì)）制鋼工業(yè)(gngy)的發(fā)展為蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)以蒸汽機(jī)和紡織機(jī)的發(fā)明和使用為主要標(biāo)志工業(yè)革命使工廠制代替了手工工場(chǎng)，用機(jī)器代替了手工勞動(dòng)

2、 人類社會(huì)從農(nóng)業(yè)文明轉(zhuǎn)向工業(yè)文明共三十一頁(yè) 以電力和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和使用(shyng)為主要標(biāo)志,以石油開(kāi)發(fā)和新能源為突破口，大力推進(jìn)了汽車、飛機(jī)等其他工業(yè)。第二次工業(yè)革命(gngygmng)（19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉） 世界由“蒸汽時(shí)代”進(jìn)入“電氣時(shí)代”莫爾斯電報(bào)機(jī)發(fā)報(bào)共三十一頁(yè)第三次工業(yè)革命(gngygmng)（20世紀(jì)40年代起） 以核能、電子計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)和生物工程的發(fā)明和使用為主要標(biāo)志(biozh)，涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場(chǎng)信息控制技術(shù)革命。 是迄今為止人類歷史上規(guī)模最大、影響最為深遠(yuǎn)的一次科技革命共三十一頁(yè)發(fā)電機(jī)1820年

3、蒸氣機(jī)1763年計(jì)算機(jī)1946年第一次工業(yè)革命(gngygmng) 制鋼工業(yè)的發(fā)展(fzhn)為蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)第二次工業(yè)革命 合金鋼、鋁合金及其他非金屬材料的發(fā)展是此次工業(yè)革命的支撐第三次工業(yè)革命 航空材料不斷進(jìn)步；塑料、合成橡膠、合成纖維的相繼問(wèn)世；單晶硅材料對(duì)電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用起到了核心的作用共三十一頁(yè)圖 例所用材料特 點(diǎn) 世界杯 足球賽 指定用球用32片復(fù)合泡沫材料縫制而成反彈力大，球速快而穩(wěn)定，耐磨。 大屏幕 液晶投 影電視面板用晶體硅制成。 對(duì)比度和清晰度高， 顯示速度快，體積小。DVD錄像機(jī)用DVDRW盤片存儲(chǔ)節(jié)目體積小，重量輕。仿真手臂用高強(qiáng)度碳纖維復(fù)合材料作

4、手臂骨骼，陶瓷作感知元件碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度高，重量輕，可旋轉(zhuǎn)的腕和手指以及微電機(jī)等安裝在它上面。共三十一頁(yè)共三十一頁(yè)種 類使用的主要材料存儲(chǔ)容量特 點(diǎn) 軟盤氧化鐵磁性材料 1.44 Mb容量小，主要是文本文件的存儲(chǔ)。 CDRW多元合金和以ZnS等為主的陶瓷材料 650 Mb驅(qū)動(dòng)器兼容CD光盤，光盤價(jià)低，用量高速增長(zhǎng)。 MO (磁光盤)TbFeCo合金磁光材料 650Mb 1.3G需用專用驅(qū)動(dòng)器，價(jià)格高，局限在廣告、圖形用戶。 VDRW多元合金和以ZnS等為主的陶瓷材料單面單層為4.7 Gb驅(qū)動(dòng)器兼容CDRW和CD光盤集成芯片1G、16G、32G小巧便于攜帶、存儲(chǔ)容量大、價(jià)格便宜、性能可靠。幾種

5、可反復(fù)(fnf)讀寫的移動(dòng)存儲(chǔ)器的比較U盤共三十一頁(yè)實(shí) 例材 料強(qiáng)度范圍 MPa比強(qiáng)度MPa 壓氣機(jī) 葉片鋁合鈦合金 壓氣機(jī) 機(jī)匣鈦合金350110080245 飛機(jī) 尾翼碳纖維復(fù)合材料10001200（順纖維方向） 625750 硼纖維 鋁合金 板和管硼纖維增強(qiáng)鋁合金1500（順纖維方向）570幾種航空(hngkng)材料的比強(qiáng)度共三十一頁(yè)不同(b tn)時(shí)期航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度30多年來(lái)，大型噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力提高了5倍多，而發(fā)動(dòng)機(jī)的重量只增加(zngji)12倍，這主要靠高溫合金的采用。共三十一頁(yè) 在美國(guó)卡拉維納爾角航天基地待升空的航天飛機(jī)（穿梭機(jī)）。它是人

6、類(rnli)高技術(shù)的結(jié)晶。它應(yīng)用了成千上萬(wàn)種材料，特別是一些高技術(shù)的新型材料共三十一頁(yè)美國(guó)航天史上巨大(jd)空難之：挑戰(zhàn)者號(hào)失事 失事原因右側(cè)固體火箭助推器連接處因設(shè)計(jì)(shj)上的缺陷和氣溫過(guò)低、密封墊圈失效引起的。 共三十一頁(yè)美國(guó)(mi u)航天史上巨大空難 Columbia航天飛機(jī)解體共三十一頁(yè)“9.11”事件(shjin)與材料紐約世貿(mào)大廈1973年竣工，110層、411m主體(zht)鋼架結(jié)構(gòu)(用鋼7.8萬(wàn)噸) 墻面由鋁板和玻璃磚組成2001年9月11日，美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心遭到恐怖分子以民航客機(jī)撞擊被摧毀。世貿(mào)大廈的鋼結(jié)構(gòu)具有不合理的搭接式結(jié)構(gòu)，材料又不是耐熱鋼。在高溫下就能軟

7、化，甚至熔化導(dǎo)致世貿(mào)大廈倒塌。共三十一頁(yè)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)武器(wq)與材料B-2隱形(yn xn)戰(zhàn)略轟炸機(jī)隱身性能源于： 特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 隱身材料的充分利用B-2使用的主要材料： 主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)艙輕金屬、復(fù)合材料 其他部分碳纖維和石墨纖維的復(fù)合材料機(jī)翼前緣包覆吸波材料整個(gè)機(jī)體噴涂吸波油漆（XKuP-4）吸波材料共三十一頁(yè) 縱觀人類利用材料的歷史可以清楚地看到，每一種重要新材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，都把人類支配自然的能力提高到一個(gè)新的水平。材料科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破都會(huì)引起生產(chǎn)(shngchn)技術(shù)的重大變革，甚至引起一次世界性的技術(shù)革命，大大地加速社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程，給社會(huì)生產(chǎn)(shngchn)力和人類生活帶來(lái)

8、巨大變革，把人類物質(zhì)文明推向前進(jìn)。共三十一頁(yè)2.材料應(yīng)用與材料成型技術(shù)(jsh)是機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程的 重要組成部分 球墨鑄鐵(qim-zhti)曲軸具有復(fù)雜形狀和內(nèi)腔的鋁合金鑄件 （汽車發(fā)動(dòng)機(jī)箱體壓鑄件）共三十一頁(yè)熱處理鑄錠型材(xn ci)成品(chngpn)零件毛坯冶煉塑性加工切削加工裝配鑄造切削加工塑性加工/焊接塑性加工共三十一頁(yè)共三十一頁(yè)共三十一頁(yè)3.新材料(cilio)、新工藝、新技術(shù)密切相關(guān)共三十一頁(yè)船體采用了高強(qiáng)度復(fù)合材料(f h ci lio)，使船的重量減至5220公斤，航速高達(dá)44.5公里/ 時(shí)（選自Popular Science 中文版1998年6月，p.4）共三十一頁(yè)高

9、分子材料具有突出(t ch)的隔熱、絕緣和柔韌性能共三十一頁(yè)比爾.蓋茨與光盤比爾.蓋茨在西雅圖Microsoft公司(n s)外的樹(shù)林里，手持一張CD光盤，坐在高55英尺（16.5米），計(jì)330,000 頁(yè)的資料上。照片不僅說(shuō)明一張小小CD光盤可以存儲(chǔ)比爾.蓋茨身下厚達(dá)55英尺的一張張資料，而且，節(jié)約了森林資源，于環(huán)保有利，因?yàn)榧垙埵窃旒堅(jiān)?。共三十一?yè) 設(shè)計(jì)、選材、加工(ji gng)三者之間有機(jī)關(guān)聯(lián) 是一門重要(zhngyo)的技術(shù)基礎(chǔ)課二.本課程在機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用 三.內(nèi)容和要求基本原理：了解材料成分、組織、性能與工藝之間 的關(guān)系共三十一頁(yè)基本知識(shí)：1.金屬材料的特點(diǎn)及應(yīng)

10、用鋼鐵 2.熱處理工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用 3.鑄造、鍛造、沖壓(chngy)及焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用工程應(yīng)用：1.初步掌握鋼鐵(gngti)、熱處理工藝的合理選用 2.合理安排熱處理工藝在工藝流程中的位置 3.掌握各種成形零件的結(jié)構(gòu)工藝性 4.掌握鑄、鍛、沖及焊接的應(yīng)用共三十一頁(yè)四.教材(jioci)和參考書(shū) 教 材： 機(jī)械工程材料及熱加工 馮旻主編 高教出版社 參考書(shū)： 機(jī)械工程材料 王煥廷 主編 大連理工出版社 金屬工藝學(xué) 鄧文英 主編 高教出版社 要 求：1.保證出勤，缺席1/3次者，取消考試資格 2.上課(shng k)認(rèn)真聽(tīng)講，作好筆記 3.課后及時(shí)復(fù)習(xí)，按時(shí)完成作業(yè) 共三十一頁(yè)內(nèi)容摘要機(jī)械工程材料及成型技術(shù)。制鋼工業(yè)的發(fā)展為蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。以蒸汽機(jī)和紡織機(jī)的發(fā)明和使用為主要標(biāo)志。工業(yè)革命使工廠制代替(dit)了手工工場(chǎng)，用機(jī)器代替(dit)了手工勞動(dòng)。第二次工業(yè)革命（19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉）。世界由“蒸汽時(shí)代”進(jìn)入“電氣時(shí)代”。單晶硅材料對(duì)電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用起到了核