工程材料学(0绪论).ppt

工程材料学 材料科学基本知识—材料科学基础 热处理基本知识—原理和工艺 金属材料方面—合金钢及其应用 其他材料简介—铸铁及有色金属 实验—综合性、设计性、开放性 机动（2学时） 高分子材料 Shanghai University of Engineering Science 上海工程技术大学材料工程学院 Wear-resistant Acid-resistant 先进材料（新型材料） 陶瓷材料 航空航天 汽车能源 信息纳米 Shanghai University of Engineering Science 上海工程技术大学材料工程学院 LD 6CrNiMnSiMoV（GD）钢 9Cr6W3Mo2V2（GM）钢 采用纳米大分子：“生物部件”与小分子无机物晶体结构组合，采用纳米电子学控制装配成纳米机器人，将会给人类医学科技带来深刻的革命，使现在许多的疑难病症得到解决。 某饭店 北京“水立方” 灯会 LED City ：工作场所景观 拥有国内最大跨度“无柱空间”的上海世博会主题馆顶部，如“马赛克”一般密密麻麻的光伏片，组成18个菱形、12个三角形的巨大光伏组件群，亦如“宝石”般在屋顶闪耀。 世界最大单体面积太阳能屋面 光伏发电原理图 当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。 A B C D E 太阳能电池组的基本制造过程 世界各国及地区太阳电池生产量(’08) 德国 15.8% 1,460MW 其它欧洲 7.1% 560MW 美国 5.5% 431MW 中国 32.7% 2,589MW 日本 16.0% 932MW 台湾 11.6% 919MW 亚洲其它国家 6.8% 539MW 印度 1.1% 87.2MW 其它国家 0.7% 54MW 全球(‘08) 7,910MW 各家企业太阳能电池生产量(’08) 资料来源：Photon International(2009) 装配 加工 机械设计 使用 工程图学 工程力学 机械原理 寿命 外型 金属学 材料学 热处理 金属材料学 (4) 本课程的目标 设计中的 选材问题 加工中的热处理问题 力学性能：强度，硬度，塑性，疲劳强度 工艺性能：铸，锻，焊，热，切削 使用性能：安全，可靠，耐用，舒适，美观 经济性能：物美价廉 课程特点 基本概念多 公式推导少 微观理论多 理论性强 实践性强 重在理解 避免死记硬背 课堂认真听 实验认真做 阶梯式学习 环环相扣 绪论—（5）学习方法 学习方法 绪论—（6）学习内容 绪论 —（7）考核方式 平时：40% (作业、实验、答问、出勤） 考试：60% 考试方式：试卷考试 考试内容：以基本知识和应用为主 答:（1）选用渗碳钢（1分）。因为该齿轮尺寸较大，所选材料应具有较高的淬透性和强度，可选用20CrMnMo等渗碳钢（2分） （2）加工路线：下料? 锻造? 正火? 机加工?渗碳缓冷?淬火+低温回火? 喷丸? 检验（成品）? 包装入库。（1分） （3）（a）正火的目的是为了消除锻造后的残余应力和细化组织，提高切削加工性。可加热到870 ~880℃保温后出炉空冷。（2分）（b）渗碳是为了增加齿轮表层含碳量，提高表面硬度、耐磨性、接触疲劳强度和弯曲疲劳强度；渗碳后缓冷是为了减小变形（直接淬火变形大）。淬火加热温度要保证心部处在单相奥氏体区，可选用860~880 ℃ 加热，用压床淬火，油冷。回火采用低温回火（180~200℃），以降低脆性、减少内应力等。（4分） 绪论——（8）考试举例 一个重载高速齿轮，外径500mm，厚度70mm。要求：表面耐磨，接触疲劳强度高，具有较高的韧性。进行（1）选择合适材料；（2）写出简明加工路线；（3）说明热处理方法和目的（10分） 现以冲裁模的工作零件凹模为例，分析它的加工路线，工作图如下： * * 上海工程技术大学（SUES） 材料工程学院 周细应 公路、铁路的钢架桥梁 “神州”五号载人飞船 天骄银鹰 导弹驱逐舰 高速铁路 钢甲勇士（中国99式坦克） 装甲运兵车 航空母舰 美国“奋进号”航天飞机“乘坐”波音747飞机 绪 论 （1）材料的地位及材料的分类 （2）在各类机械中使用的工程材料 （3）与其他课程的关系 （4）目的和任务 （6）学习内容及其学时分配 （7）考核方式 （8）考试举例 （5）课程特点及学习方法 绪论 ——(1)工程材料的地位 材料是现代社会的三大支柱之一 应用最广的材料是钢铁