工程材料與熱處理第次課材料簡(jiǎn)介

緒論一、材料和材料科學(xué)二、工程材料的分類三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展四、《機(jī)械工程材料》課程的性質(zhì)和任務(wù)一、材料和材料科學(xué)1、材料哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)材料是指可以用來(lái)直接制造有用物件、構(gòu)件或器件的物質(zhì)，是先于人類存在的。

材料是人類生產(chǎn)和生活所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。手錘銼刀“神舟”四號(hào)飛船成功返回國(guó)產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)石器鐵器

象形尊(西周)石器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代材料是人類進(jìn)化的里程碑。人類社會(huì)的發(fā)展伴隨著材料的發(fā)明和發(fā)展。由于材料的重要性，歷史學(xué)家根據(jù)人類所使用的材料來(lái)劃分時(shí)代。材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。沒(méi)有半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)。沒(méi)有高溫、高強(qiáng)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)。沒(méi)有低消耗的光導(dǎo)纖維，也就沒(méi)有現(xiàn)代的光纖通訊。

二十世紀(jì)七十年代，人們把材料與能源和信息并列，稱作現(xiàn)代文明的三大支柱之一。哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)失事中華民族在人類歷史上為材料的發(fā)展和應(yīng)用作出過(guò)重大貢獻(xiàn)。早在公元前6000~5000年的新石器時(shí)代，中華民族的先人就能用黏土燒制成陶器，到東漢時(shí)期又出現(xiàn)了瓷器，并流傳海外。

4000年前的夏朝我們的祖先已經(jīng)能夠煉銅，到殷、商時(shí)期，我國(guó)的青銅冶煉和鑄造技術(shù)已達(dá)到很高水平。

越王勾踐寶劍春秋晚期越國(guó)青銅兵器出土于湖北江陵楚墓長(zhǎng)55.7厘米劍鍔鋒芒犀利鋒能割斷頭發(fā)司母戊鼎河南安陽(yáng)晚商遺址出土青銅鑄造高133厘米重875kg飾紋優(yōu)美我國(guó)從春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期便開(kāi)始大量使用鐵器，明朝科學(xué)家宋應(yīng)星在《天工開(kāi)物》一書中就記載了古代的滲碳熱處理等工藝。這說(shuō)明早在歐洲工業(yè)革命之前，我國(guó)在金屬材料及熱處理方面就已經(jīng)有了較高成就。

鐵人鞍鋼攀鋼夜景新中國(guó)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1949年的15.8萬(wàn)噸上升到現(xiàn)在的一億噸。

原子彈、氫彈的爆炸，衛(wèi)星、飛船的上天等都說(shuō)明了我國(guó)在材料的開(kāi)發(fā)、研究及應(yīng)用等方面有了飛躍的發(fā)展。

十八世紀(jì)前人們對(duì)材料的認(rèn)識(shí)是非理性的，只停留在工匠和藝人的水平上。而其后西歐和俄國(guó)工業(yè)迅速發(fā)展，鋼鐵需求急劇增加，推動(dòng)發(fā)展出一門新學(xué)科—金屬學(xué)。人們才開(kāi)始理性的認(rèn)識(shí)材料。

1863年，光學(xué)顯微鏡首次應(yīng)用于金屬研究，誕生了金相學(xué)，使人們能夠?qū)⒉牧系暮暧^性能與微觀組織聯(lián)系起來(lái)。

1912年發(fā)現(xiàn)了X-射線對(duì)晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分析，使人們對(duì)固體材料微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)從最初的假想到科學(xué)的現(xiàn)實(shí)。

灰鑄鐵的顯微組織人類對(duì)材料的認(rèn)識(shí)是逐步深入的X-射線衍射儀

1932年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀世界的更深層次（10-7m）。

1934年位錯(cuò)理論的提出，解決了晶體理論計(jì)算強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的實(shí)際強(qiáng)度之間存在的巨大差別的矛盾，對(duì)于人們認(rèn)識(shí)材料的力學(xué)性能及設(shè)計(jì)高強(qiáng)度材料具有劃時(shí)代的意義。

透射電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡

金屬鈦中的位錯(cuò)2、材料科學(xué)主要研究?jī)?nèi)容：⑴研究材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；⑵研究材料的形成機(jī)理和制取方法；⑶研究材料物理性能的測(cè)試方法和技術(shù)；⑷分析材料的損壞機(jī)理；⑸研究材料的合理加工方法和最佳使用方案。材料科學(xué)是以材料為研究對(duì)象的一門科學(xué)。二、工程材料的分類工程材料是用于制造工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件并主要要求力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)材料。按組成與結(jié)合鍵分：

1、金屬材料

2、高分子材料

3、陶瓷材料

4、復(fù)合材料金屬材料以金屬鍵結(jié)合為主；良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和金屬光澤；用量最大、應(yīng)用最廣泛。黑色金屬有色金屬—輕金屬,重金屬,貴金屬,稀有金屬

鐵及鐵合金稱為黑色金屬，即鋼鐵材料，其世界年產(chǎn)量已達(dá)10億噸，在機(jī)械產(chǎn)品中的用量已占整個(gè)用材的60%以上。陶瓷材料以共價(jià)鍵和離子鍵為主；熔點(diǎn)高、硬度高、耐腐蝕、脆性大；分為傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷三類。

傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，是以天然材料（如黏土、石英、等）為原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。

特種陶瓷又稱精細(xì)陶瓷，是以人工合成材料為原料的陶瓷，常用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。高分子材料

以分子鍵和共價(jià)鍵為主；塑性、耐蝕性、電絕緣性、減振性好，密度?。话ㄋ芰?、橡膠及合成纖維等。

高分子材料在機(jī)械、電氣、紡織、汽車、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)和化學(xué)、交通運(yùn)輸、航空航天等工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料包括：金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料高分子復(fù)合材料

是把兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以微觀或宏觀的形式組合在一起而形成的材料。玻璃纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)材料的要求越來(lái)越苛刻，結(jié)構(gòu)材料向高比強(qiáng)、高剛度、高韌性、耐高溫、耐腐蝕、抗輻照和多功能方向發(fā)展。

機(jī)械工業(yè)是材料應(yīng)用的重要領(lǐng)域。新材料在不斷地涌現(xiàn)。

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，會(huì)遇到越來(lái)越多的材料及材料加工方面的問(wèn)題。要求機(jī)械工程技術(shù)人員掌握必要的材料科學(xué)與材料工程知識(shí)，具備正確選擇材料和加工方法、合理安排加工工藝路線的能力。鑄造一級(jí)渦輪盤四、機(jī)械工程材料課程的性質(zhì)和任務(wù)課程性質(zhì)：是機(jī)械類和近機(jī)類各專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課課程任務(wù)：⑴

了解工程材料的一般知