工程材料及成形工艺 第3版 课件 1章 工程材料概述

同学们好！1.1工程材料的作用1.2工程材料及其分类1.3工程材料的生产工艺概述第1章绪论《工程材料及成形工艺》（卢志文赵亚忠主编）机械工业出版社《工程材料及成形工艺》千斤顶车削冲压1.1工程材料的作用所有机器都是由多个零件组成的。为满足零件使用需要，每个零件除了在形状尺寸方面有要求外，在材质上也有要求。不同材料具有各不相同的力学性能和其他性能，机械设计时必须为零件选用能满足使用要求的材料。机械零件的制备过程也与材料性能紧密相关。有的材料适合机械加工，有的不适合；有的材料便于塑性成型，有的就不能塑性成型。如果不了解材料的性能，零件的制备成本可能很高，甚至制造失败。T68镗床Z3050摇臂钻床制造汽车时使用大量材料，包括铁、铝、玻璃、橡胶、石油制品、等。它们共同组成了汽车上大大小小的零件。从仪表盘指针、线路，到发动机组、变速齿轮这样的大家伙都是由各种不同的材料组成的。天然材料

铜矿石钨矿石铬矿石天然橡胶石油材料是组成所有物体的基本要素，狭义的材料仅指能够用于制造物品、产品的物质。

1.2工程材料的分类1工程材料含义

人造材料石器→陶瓷→青铜器→铁器空心砖机械零件航空发动机叶片工程材料是指应用于机械、化工、能源、建筑、仪器仪表、交通工具、航空航天等工业领域中，用来制造工程结构、机器零件、元器件或其它制品的固体材料。工程材料分为结构材料和功能材料。光伏电路板光纤CPU从使用角度，工程材料应具备的特点：①化学成分要求元素的组成和配比。主要成分对制品的力学性能、热性能、电性能、耐腐蚀性能等有决定性的影响。从生产角度来看，只有成分确定，才能进行制品的生产。②使用性能要求结构材料需要承力而不破坏，功能材料具有电、光、声、磁、热等方面的性能。2对工程材料的基本要求③满足需要的形状尺寸使用时零件保持即定形状，加工时方便制成零件所需形状。④环保要求在零件生产、使用、回收等过程中，不产生有害物质。⑤经济性。3工程材料分类

金属材料非金属材料：无机非金属材料有机非金属材料复合材料

金属Metal

复合材料Composites

陶瓷Ceramic

高分子Polymer按成分不同金属材料金属材料力学性能高，是电和热的良导体，加工成形方便。分为钢铁材料和有色金属。

钢铁铝铜钛

高分子材料指以高分子化合物为主要组分的材料。高分子材料具有良好的塑性、优良的弹性、较强的耐腐蚀性能、良好的绝缘性和密度小等优良性能。陶瓷材料属于无机非金属材料，它不可燃，不老化，硬度高，耐压性能良好，耐热性和化学稳定性高。复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的材料。复合材料性能优异，品种多，应用范围广，发展前途广阔。成分—组织—加工工艺—材料性能—应用本课程学习主线此图是本课程的核心：①材料的成分、组织、工艺、性能是一个不可分割的整体；②其中成分、组织二项决定了材料的性能；③加工工艺也能够影响材料的性能，不过其影响途径是通过改变材料组织来实现的；④成分对性能、组织、加工工艺有着决定性的作用；⑤材料的性能必须大于所需要的性能，才能满足使用要求。学习任务①工程材料的理论基础，包括晶体结构、结晶、相图，以及材料的性能指标；②钢的热处理原理，主要为整体热处理工艺技术及其应用；③常用工程材料（包括钢铁材料、有色金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料）的组成、特点及其应用；④介绍机械零件的失效分析方法，零件材料的选择方法。钢铁材料的生产过程1.3工程材料生产工艺概述1、炼铁

采集铁矿石高炉炼铁还原出生铁炼铁过程：

高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，还原得到铁。炼出的铁水从出铁口放出。铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

2、炼钢

炼钢过程：炼钢生铁废钢合金元素造渣剂、脱氧剂炼钢炉钢水脱S、P、O合格钢水3、铸造

钢水铸造的三种形式：铸钢件钢锭连铸坯4、钢材的压力加工

钢材压力加工的形式：轧制拉拔挤压钢材种类：型材板材管材金属制品：钢丝绳钢筋工