金属材料与热处理 绪论

1、机电工程系tele-mail:材料重要性，绪论，材料发展概述，石器时代：铜器时代：司(后)母戊鼎(公元前1116世纪)。 陶瓷器)、铁元素器时代：沧州大狮(公元953年)、新型材料：塑料、橡胶、塞拉混合双打、钛合金、碳纤维布、纳米等，陶器时代：石器时代：距今6000年到4000年左右的旧石器新石器，石器时代分为旧石器时代和新石器时代。 旧石器时代，人只采用敲打的石头作为简单工具的新石器时代，人已学习用磨制的方法把石头做成工具，后期学习用土制作陶器，陶器是将粘土、粘土、长石、灰水晶等为主的混合物成形、干燥、烧制(烧制温度低于1200 )而成的产品的总称。 由于新石器时代

2、末期(公元前3000-前2800 )黑陶瓷体的黑色渗入了碳，到了“新石器时代”末期，人类随着社会的发展对农具的要求大大提高。 渔猎和征兵也要求“使用性能”高的武器，金属时代到来了。 大约5000-6000年前，最初被人类利用的“金属”由于金属铅的熔点低，约为327，主要制作了“器具”，但当时的人当然不知道“铅中毒”的严重危害。 之后，铜合金：青铜、铜锡铅合金、古埃及人和中国佬，在这方面多年来特别是在熔化期、铸造、锻造和产品后加工技术方面有所“领先”。 斧头、锯、切碎、锥、锄铲等青铜手工工具的出现和广泛使用，对生产力的发展起了划时代的作用。 这些个在生产中有很高的效用，使青铜冶金浇铸工艺日益重要

3、，发展迅速。 青铜时代、商代四羊方尊、青铜时代从公元前4000年到公元初年，希腊、埃及始于公元前3000年在先，中国始于公元前2000年。 但是，发展很快，水平很高。 殷、西周时代之前已经发展到了高水平。 青铜时代表明人类开始学习金属材料的熔化期和使用。 古代青铜器：中国第一个青铜器是1959年在河南偃师二奥遗址发现的铜爵(高20.7cm厘米)，那个时代从公元前21世纪到前17世纪，相当于史籍上记载的夏王朝时代。 上海博物馆收藏的十字铁元素牙锡是夏季末期兵器，如图所示。 杜岭方鼎，1974年在河南省郑州杜岭张寨前街出土，共2个。 高1米，重86.4，腹上部装饰兽面纹，两侧及下部装饰乳丁纹，身材

4、朴实，现藏于中国历史博物馆。 另一个小，高0.87米，重64.25，藏在河南省博物馆。 作为“河南博物院九大镇院之宝”，1933年从河南安阳武官村出土的公元前十二世商代司母铎大方鼎：高133cm，器口长110cm，宽78cm，重832.8kg。 花样美丽。 成分： 84.77%cu，11.64%sn，2.79%pb，司母锡宽大鼎，商后期四川广汉三星堆出土金面具头铜像，三星堆的金铜质圆顶，平顶人头像，大者与人相似，商代末期青铜神树东汉青铜金钱，曾候乙墓：曾候墓编钟：订65 曾侯乙铜鉴罐(战国初期)、尊盘、铜尊上使用34个零配件，经过56处铸造、焊接合为一体的铜盘体共装饰有56条螭龙和48条螭螭，

5、禁止铜瓶和大尊罐、陕西临泽秦皇陵出土铜车马。 秦陵一号铜车马：以真车马的二分之一缩小，总重量约1061公斤。 带有1000个以上的金银装饰。秦陵二号铜车马，车通长3.17米，高1.06米，相当于真车马的一半。 总重量为1241公斤，由3462个大小的零配件组成。 其中青铜制1742个、金制737个、白银制983个。 使用铜线的直径只有半毫米左右。 铁元素器时代：青铜武器，秦汉的时候，几乎走“末路”。 由于铁元素器比青铜器的硬度高4倍，极大地促进了社会生产力的发展。 铁元素和钢的出现，改变了冷兵器时代的“构造”，锻造的铁元素和钢制兵器大大提高了游牧民族的战斗力。 到了西汉时代，中国制造铁元素技术

6、由春秋战国的铁元素器“铸造为主”转变为“百制铁元素”(锻造)。 战国后期由于锐利的铁元素钢兵器被用于实战，催促了防护工具的变更：西汉时代之前铁元素铠甲取代皮甲。 河北薮城商墓出土的铁元素刃铜，西周时代虢国墓地出土的玉柄铁元素剑，春秋战国(公元前770221年)开始大量使用铁元素器，1977年河北平山中山王墓出土的日本战国长方形铁元素炉，尺寸为8945.217.8cm，此时铁元素器相当普及。 我国已在铸铁元素做农具，比欧洲国家早1800多年，为战国铁元素锺、中国古代大型铸铁元素零配件：河北沧州铁元素狮子：代后周广顺三年(公元953年)铸造。 总高5.4米，身高3.9米，头高1.5米，身高6.8米

7、，宽3米，总重量40吨。 湖北当阳铁元素塔：宋朝嘉祐六年(公元1061年)铸造。 铁元素塔殿前十三级，高七丈，重53，300公斤，由底座、塔身及塔顶组成。 除了塔13层、第一层，各层都有平板座、塔、腰房。 腰檐上有垄、檐、檐角铸有凌空的龙头。 在铁元素塔的基座和塔上，铸造了很多神灵不同的佛像和花纹，基座八角形中分别立着金刚武士。 聊城铁元素塔：中国六大古铁元素塔之一，位于聊城市东关京杭古运河河畔，原护国隆兴寺内东南角。 塔的建造年代没有文字记载，推测是在南宋和辽金。 原铁元素塔在明代永乐年间倒塌，在天顺年间被改建。 塔为铣铁元素铸造13层，高约15.8米。 塔下基座占地16平方米，有石刻佛教浮

8、雕孔雀、麒麟、龙凤及乐舞人物等各种图案装饰。 塔四周有门窗、斗拱、瓦砾、房檐等，1977年，铁元素塔公布为山东重点文物保护单位。 在铁元素钢时代，18世纪的第一次工业革命给人类生产力带来了空前的发展，人们不再轻易使用工具，开始使用真正意义的机器，这标志着工业时代的到来。 第一次工业革命以普及蒸汽机和纺织工业为突破口，也有随后的机械制造、轮船、汽车等，这是以炼钢工业和黑色金属材料的大发展为基础的，当时要研发出铁元素钢、铜合金等新材料才得以实用化和普及。 动车组钢轨的出现是黑色金属材料大量生产和应用的成功实例，人工合成材料时代，20世纪初，酚醛树脂的合成标志着人类进入了人工合成材料时代。 目前，传

9、统合成材料已有数十万种，新材料的数量以每年约5的速度增加的世界上，目前有合成了800多万种人造的的化合物，且以每年25万种的速度增长，其中相当一部分将成为工业化生产的新材料。 新材料时代，材料是世界新技术革命的四大标识牌之一(新材料技术、新能源技术、信息技术、生物科技)，金属是由单一元素体组成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质，如金、银合金，一种金属元素体与其它一种(或多种)金属元素体或非金属元素溶解指金属材料的金属及其合金的总称，即主要由金属元素体或金属元素体构成的具有金属特性的物质。 来源丰富：铝在地壳中占8.13%的金属材料品种较多，性能不同。 金属材料可以通过热处理和加工方法

10、改善性能。 有良好的加工技术性。课程主要内容： 1金属材料的基本知识2金属的性能3金属学的基础知识4金属材料及其应用5热处理的基本知识，1金属材料的基本知识，主要介绍有关金属的晶体结构和变形的知识。 2金属的性能主要介绍金属的力学性能和过程性能。 3金属学的基础知识，主要介绍铁元素碳合金的组织和铁元素碳合金相图。4金属材料及其应用，主要介绍碳钢、合金钢材、铸铁元素、非铁金属和硬质合金等金属材料的常用牌号、成分、组织、性能和用途，并介绍国外常用金属材料的牌号和新型工程材料的知识。 5热处理的基本知识主要包括热处理原理(钢的加热、保温、蒸发制冷时的组织转换)、热处理工艺(退火、正火、淬火、回火、表面热处理等)和常用材料的典型热处理工艺。 本课程的性质和目的，(2)目的：了解有关a金属热处理、金属材料的基本知识。 b熟悉常见金属材料的品牌、性能特点和应用，了解它们之间的成分、组织、性能、热处理的关系。 c有选择零配件材料的能力，决定加工工艺路线的能力。 d是下一条路线和技术性工作的打底子。 (1)性质：基础课。 绪论、学习要求：明确重要概念和基本理论，根据材料的成分和热处理决