材料工程基础-绪论

1、主讲教师个人简介主讲教师个人简介教师教师：马忠伟：马忠伟 教育经历：教育经历： 毕业于北京科技大学，工学博士毕业于北京科技大学，工学博士 研究方向：研究方向：连铸坯角部横裂纹控制技术开发 热轧中厚板边部折叠缺陷形成机理及控制措施微信号：shiliushumaQQ号： 61390479材材料料工工程程基基础础课程的考核课程的考核学时：48学时考查考查：以出勤、课堂提问、作业完成和课堂表现：以出勤、课堂提问、作业完成和课堂表现（严禁睡觉和玩手机严禁睡觉和玩手机）等情况为依据进行考查，）等情况为依据进行考查，平时成绩占平时成绩占50%50%。考试考试：闭卷笔试，百分制记分。平时成绩和结课：闭卷笔试，

2、百分制记分。平时成绩和结课考试共同构成本课程的成绩评定依据。考试共同构成本课程的成绩评定依据。在成绩评定中所占比例为：在成绩评定中所占比例为：50%50%平时成绩平时成绩 + 50%+ 50%期期末考试。末考试。绪绪论论一、金属冶金一、金属冶金Introduction1.火法冶金20世纪30年代有色冶金首先开创了连铸，到40年代钢铁冶金才在连铸上有了工业化的生产。绪绪论论Introduction绪绪论论Introduction2.湿法冶金中国古代的“湿法冶金”：西汉时期刘安所著淮南万毕术中记载有“曾青得铁则化为铜”其含义是把铁片放入硫酸铜溶液或其它铜盐溶液中，可以置换出单质铜。这种方法是现代湿

3、法冶金先驱。绪绪论论Introduction二、铸造二、铸造 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。 被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。司母戊方鼎曾侯乙尊盘中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件。绪绪论论Introduction绪绪论论Introduction三、

4、压力加工三、压力加工 压力加工是利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称为金属压力加工，又称金属塑性加工。角钢型钢绪绪论论Introduction绪绪论论Introduction四、金属材料热处理四、金属材料热处理 热处理是把材料在某种介质中加热到一定温度，经过保温和随后冷却，改变材料整体或表面组织，从而获得所需性能的工艺过程。 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件

5、的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。绪绪论论Introduction五、焊接五、焊接 焊接：也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。 焊接技术自发明至今已有百多年历史，它几乎可以满足当前工业中一切重要产品生产制造的需要。但是新兴工业的发展仍然迫使焊接技术不断前进。微电子工业的发展促进微型连接工艺的和设备的发展；又如陶瓷材料和复合材料的发展促进了真空钎焊、真空扩散焊。宇航技术的发展也将促进空间焊接技术的发展。绪绪论论Introduction绪绪论论Introduction绪绪论论Introduction六、金属表面工程技术六、金属表面

6、工程技术 表面工程是表面经过预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得表面所需性能的系统工程。科学特点定义常见手段表面涂镀技术将液态涂料涂覆在材料表面或将镀料原子沉积在材料表面形成涂层或镀层热喷涂、堆焊、电镀、化学镀、气相沉积和涂装技术表面改性技术利用热处理、机械处理、离子处理和化学处理等方法，改变材料表面的成分及性能的技术热扩渗、转化膜、表面合金化、离子注入和喷丸强化薄膜技术采用各种方法在工件表面上沉积厚度为100nm至1um或数微米薄膜的技术气相沉积技术绪绪论论Introduction工艺实现手段电镀合金电镀、复合电

7、镀、电刷镀、非晶态电镀和非金属电镀涂装特殊用途、特殊类型的新涂料和涂装工艺堆焊埋弧自动堆焊、振动电弧堆焊、CO2保护自动堆焊和等离子堆焊热喷涂火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和爆炸喷涂热扩渗固体渗、液体渗、气体渗和等离子渗化学转化膜化学氧化、阳极氧化、磷酸盐膜和铬酸盐膜彩色金属整体着色、吸附着色及电解着色气相沉积化学气相沉积和物理气相沉积三束改性激光束改性、电子束改性和离子束改性绪绪论论Introduction七、粉末冶金七、粉末冶金粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷

8、有相似的地方，均属于粉末烧结技术，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。绪绪论论Introduction绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。绪绪论论Introduction1、指人们以石头作为工具使用的时代，指人们以石头作为工具使用的时代，这时因为科技不发达，人们只可以这时因为科技不发达，人们只可以石头制造简单的工具。石头制造简单的工具。 2、指主要

9、以青铜为材料制造工具、用指主要以青铜为材料制造工具、用具的人类物质文化发展阶段，处于具的人类物质文化发展阶段，处于新石器时代和铁器时代之间。新石器时代和铁器时代之间。 铜的分类铜的分类紫铜：紫铜：纯铜（玫瑰红色，因表面形成氧化亚铜后成紫色，故又称紫铜）纯铜（玫瑰红色，因表面形成氧化亚铜后成紫色，故又称紫铜）黄铜：黄铜：铜铜- -锌合金锌合金白铜：白铜：铜铜- -镍合金镍合金青铜：青铜：除铜除铜- -锌和铜锌和铜- -镍以外的铜合金，如锡青铜、铝青铜等。镍以外的铜合金，如锡青铜、铝青铜等。绪绪论论Introduction3、是继青铜时代之后的又一个时代，是继青铜时代之后的又一个时代，它以能够冶炼

10、和制造铁器为标志它以能够冶炼和制造铁器为标志 。4、 湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄5、18 18世纪钢时代来临，引起世界范世纪钢时代来临，引起世界范围的工业革命围的工业革命 。6、绪绪论论Introduction7、人造为特征人造为特征材料、能源、信息材料、能源、信息是当代社会文明和国民经济的是当代社会文明和国民经济的三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展的物三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展的物质基础和技术先导。质基础和技术先导。 （新材料技（新材料技术、新能源技术、信息技术、生物技术）。术、新能源技术、信息技术、生物技术）。新材料特征新材料特征: : 根据人们对材料的物理和化学性能的了解，为了特定的需要设计和加工而成的。如半导体单晶硅；光导纤维；超导等新材料的开发和如半导体单晶硅；光导纤维；超导等新材料的开发和应用，使得新技术得以生产和应用，从而促进新工业应用，使得新技术得以生产和应用，从而促进新工业的出现和发展，极大推动了社会文明与经济的发展。的出现和发展，极大推动了社会文明与经济的发展。绪绪论论Introduction绪绪论论Introduction教材与参考书教材与参考书