2011年机械工程材料 第0章.pptVIP

机 械 工 程 材 料 教 师：徐家文 电 话办） E-mail：xujiawen@263.net 一、材料和材料科学 1、材料 材料是指可以用来直接制造有用物件、构件或器件的物质。 绪 论 绪 论 材料是人类进化的里程碑 由于材料的重要性，历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。 绪 论 绪 论 材料是支撑现代文明大厦的技术之一，是发展高科技的先导和基石。 绪 论 中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出过重大贡献。 绪 论 ——4000年前的夏朝我们的祖先已经能够炼铜，到殷、商时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。 绪 论 绪 论 绪 论 绪 论 ——我国从春秋战国时期便开始大量使用铁器，明朝科学家宋应星在《天工开物》一书中就记载了古代的渗碳热处理等工艺。 绪 论 2、材料科学 ——以材料为研究对象的一门科学。 合金的结构层次 材料科学与工程四要素 绪 论 3、材料的研究历程 绪 论 1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于晶体衍射分析，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。 绪 论 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）。 绪 论 1934年位错理论的提出，解决了晶体理论计算强度与实验测得的实际强度之间存在的巨大差别。 对于认识材料的力学性能及设计高强度材料具有划时代的意义。 二、工程材料的分类 1、工程材料 工程材料是用于制造工程结构和机械零件并主要要求力学性能的结构材料。 二、工程材料的分类 ——世界钢铁材料年产量已达10亿吨，在机械产品中的用量已占整个用材的60%以上。 （2）陶瓷材料——共价键和离子键为主 熔点高、硬度高、耐腐蚀、脆性大 分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三类 ——传统陶瓷又称普通陶瓷, 是以天然材料(如黏土、石英、长石等)为原料的陶瓷, 主要用作建筑材料使用。 ——特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。 （3）高分子材料 （4）复合材料 是把两种或两种以上不同性质或不同结构的材料以微观或宏观的形式组合在一起而形成的材料。 三、工程材料的应用及发展趋势 三、工程材料的应用 三、工程材料的应用 结构材料向高比强、高刚度、高韧性、耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能方向发展。 随机械工业的发展，在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的材料及加工方面的问题。 机械工程技术人员需掌握必要的材料科学与工程知识，能正确选择材料和安排加工方法及工艺。 材料科学的发展趋势 短期目标：基本建立我国计算材料科学框架体系；发展描述结构与性能关系的不同尺度的数理模型，建立与评估计算模拟所需数据库。 长期目标：构建合金系中“原子结构—相结构—组织结构—物理性质—热力学性质”相互关联和随浓度的变化的完整理论体系。 四、课程的性质和任务 1、课程性质 机械类和近机类各专业的技术基础课，考试课。 五、课程特点及要求 1、课程特点：内容丰富，概念极多； 课时极少，自学极难。 2、学习方法： 紧跟课堂，抓住重点； 最需理解，切莫死记； 融会贯通，知识进脑； 记好笔记，便于复习。 3、成绩评定：平时+实验+阶段+期末 三次旷课，无平时成绩 绪 论 复合材料方向 功能材料方向 尺度微小方向 生物材料方向 材料设计方向 材料科学的发展总趋势 ——建立“材料信息科学”和“材料计算机设计科学”。 目前状况：合金经验设计，主要采用“尝试法”，大量实验资料没整理成规律性的科学信息，也没形成理性认识的完整知识系统。 2、课程任务 ⑴ 了解材料料科学与工程的基础知识； ⑵ 明确材料科学与工程的核心关系； ⑶ 了解常用材料的用途和热加工工艺； ⑷ 具有根据材料安排工艺路线的能力。 * * 材料科学与工程学院 “神舟”飞船 国产涡喷-7涡轮喷气发动机 锉刀 手锤 材料是人类生产和生活所必须的物质基础 二十世纪七十年代，人们把材料与能源和信息并列，称作现代文明的三大支柱之一。 材料科学与技术 信息科学与技术 能源科学与技术 材料科学与技术 信息科学与技术 生物科学与技术 19