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文档简介

1、工程材料及热处理Engineering Material and Heat Treatment,主讲教师 杜素梅 机械工程学院金工教研室,2号楼201,绪 论,材料和材料科学 工程材料的分类 工程材料的应用 课程的性质和任务,1. 什么是材料? 材料是指经过某种加工(包括开采和运输),具有一定的成分、结构和性能,适合于一定用途的物质。 材料是人类生产、生活的物质保证,是人类社会发展的物质基础。,一、材料与材料科学,一、材料与材料科学,2. 材料的发展及其作用 材料的品种、数量和质量是人类文明和社会进步程度的标志。 材料应用的发展是人类发展的里程碑。 石器时代青铜时代铁器时代 如今,正处于人工合

2、成材料的新时代。 材料与能源、信息已构成人类社会的三大资源,而材料是能源、信息发展的物资基础。,2. 材料的发展及其作用新材料新工艺,从20世纪60年代,非金属材料迅速发展,特别是高分子材料以每年14的速度增长,而金属材料的年增长率仅为4,改变了以钢铁为中心的时代。 陶瓷材料同样引人注目,作为功能材料可制作光导纤维、激光晶体等,还被认为是最有前途的高温结构材料。 进入21世纪,复合材料异军突起,迅速发展。 机器零件和工程结构件已不再只使用金属材料制造了。,3.材料科学,是以材料为研究对象的一门科学。,主要研究内容: 研究材料的成分、组织结构与性能的关系; 研究材料的形成机理和制备方法; 研究材

3、料性能的测试方法和技术; 分析材料的失效机理; 研究材料的合理加工方法和最佳使用方案。,人类对材料的认识逐步加深,1863年,光学显微镜首次应用于金属研究,诞生了金相学,使人们将材料的宏观性能与微观组织联系起来。 1912年,发现了X-射线对晶体的作用并被用于晶体的衍射分析,使人们对固体材料微观结构的认识,从最初的假想到科学的现实。 1932年,发明了电子显微镜,把人们带到了微观世界的更深层次(10-7m)。 1934年,位错理论的提出,解决了晶体的理论计算强度与实验测得的晶体的实际强度之间相差34个数量级的问题,对人们认识材料的力学性能,以及设计高强度材料,具有划时代的意义。,1. 什么是工

4、程材料? 主要是指用于机械、车辆、船舶、建筑、化工、能源、仪器仪表、航空航天等工程领域中的材料;其中,用来制作工程构件和机械零件的材料,也包括一些用于制作工具和具有特殊性能(如耐蚀、耐高温等)的材料。 2. 工程材料的分类 常以化学成分来划分为: 金属材料 非金属材料 复合材料,二、工程材料的分类及应用,金属材料 黑色金属指铁和以铁为基的合金, 包括 有色金属指黑色金属以外的所有金属及其合金,如: 铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、轴承合金、镍合金等。 金属材料的综合性能好,用量最大,应用最广。,二、工程材料的分类及应用,非金属材料 高分子材料主要有塑料、橡胶、合成纤维和胶粘剂等;具有质量轻

5、、耐腐蚀、绝缘等特性;常用于化工、机械、航空航天等。 陶瓷材料是一种或多种金属元素同一种非金属元素的化合物,以无机氧化物为主;具有高的硬度,良好的绝缘性和耐腐蚀性,但脆性很大;常用于电器、化工、航空航天等。,二、工程材料的分类及应用,二、工程材料的分类及应用,复合材料 定义:指由两种或两种以上物理化学性能不同的材料结 合在一起形成的多相固体材料。 分类:现在,可分为三大类 特点:质轻、高的比强度、比刚度和耐腐蚀性,结合了 金属材料和非金属材料性能的优点;主要用于航 空航天等领域,发展前景广阔。,工程材料应用举例,三、课 程 简 介,课程性质及任务 主要内容 课程特点与学习方法 考该方式 主要参

6、考书, 初步具备根据机械零件的服役条件、性能要求和失效形式,合理选材、正确确定加工方法、妥善安排工艺路线的能力。,1.课程性质及任务,课程性质:是机械类和近机类各专业的技术基础课。,课程任务: 了解工程材料的一般知识; 建立成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系,工程材料的分类及性能 材料的结构 材料的凝固与结晶 铁碳合金相图及应用 钢的热处理 常用金属材料 常用非金属材料(自学) 工程材料的选用,2. 课程主要内容,课程特点与学习方法 三 多:概念多、内容头绪多、原理规律多 实践性强:理论联系生产实际,重视实验环节 灵 活 性:掌握基本原理,活学活用 考核方式:期末考试平时考核 期末考试70 平时30,包括:作业、实验、出勤及课堂情况等。,教 材 机械工程材料,朱征,国防工业出版社,2009年第二次印刷 参考书 机械工程材料郝建民,西北工业大学出版社 金属材料及热处理,史美堂,上海科学技术出版社 机械工程材料,沈莲,机械工业出版社 工程材料,詹武,机械工业出版社 Engineering Marerial,R

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