机械工程材料课件-绪 论.pptVIP

绪 论 一、材料和材料科学 二、工程材料的分类 三、工程材料的应用和发展 四、机械工程材料课程的性质和任务 绪 论 一、材料和材料科学 1、材料 材料是人类生产和生活所必须的物质基础。 石器时代 青铜器时代 铁器时代 早在公元前6000~ 5000年的新石器时代，中华民族的祖先就能用黏土烧制成陶器，到东汉时期又出现了瓷器，并流传海外。 司母戊鼎 河南安阳晚商遗址出土 青铜铸造 高133厘米 重875kg 饰纹优美 越王勾践剑 古代剑刃制造中的特殊技术 黄石铜矿遗址 春秋晚期 矿井深达50m 炼铜炉渣多达40万吨 实属罕见 材料发展的历程示意图 2、材料科学 主要研究内容： ⑴ 研究材料的化学组成、结构与性能的关系； ⑵ 研究材料的形成机理和制取方法； ⑶ 研究材料物理性能的测试方法和技术； ⑷ 分析材料的损坏机理； ⑸ 研究材料的合理加工方法和最佳使用方案 二、工程材料的分类 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。 按组成与结合键分： 1、金属材料 2、高分子材料 3、陶瓷材料 4、复合材料 金属材料 以金属键结合为主 良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽 用量最大、应用最广泛 金属材料制品 陶瓷材料 以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 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。 高分子材料 以分子键和共价键为主 塑性、耐蚀性、电绝缘性、减振性好，密度小 包括塑料、橡胶及合成纤维等 复合材料 包括： 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料 现代航空发动机燃烧室温度最高的材料就是通过粉末冶金法制备的氧化物粒子弥散强化的镍基合金复合材料。很多高级游艇、赛艇及体育器械等是由碳纤维复合材料制成的，它们具有重量轻，弹性好，强度高等优点。 三、工程材料的应用和发展 新材料在不断地涌现。 机械工业是材料应用的重要领域。 随着机械工业的发展，对产品的要求越来越高。 在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的材料及材料加工方面的问题。 要求机械工程技术人员掌握必要的材料科学与材料工程知识，具备正确选择材料和加工方法、合理安排加工工艺路线的能力。 四、机械工程材料课程的性质和任务 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： ⑴ 了解工程材料的一般知识； ⑵ 建立化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系： 工艺-组织-性能之间关系的例子 ① 化学成分(成分)：组成材料各元素在材料中的浓度。 ② 组织：用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察到的金属内部的情景。 习惯上把用肉眼或几十倍放大镜观察到的组织称低倍组织或宏观组织。 放大100～2000倍的组织称高倍组织或显微组织。 在电子显微镜下放大几千～几十万倍的组织称精细组织或电镜组织。 钢的宏观组织、显微组织和电镜组织 ③ 结构：材料中各原子的具体组合状态。一般通过X-射线衍射或透射电镜研究。 ⑶ 了解常用材料的用途和加工工艺。 ⑷ 初步具备合理选材、正确确定加工方法、妥善安排工艺路线的能力。 ? 课程特点：基本概念多，与实际联系紧密，是一门应用科学。 国产东风4D-0088内燃机车 美国F-117隐身飞机 铸造一级涡轮盘 Steel with 0.4%C 钢锭的宏观组织 显微组织 电镜组织 Al的高分辨透射电镜象 纯铁晶体的X-射线衍射谱 透射电镜衍射斑点 * * 材料是指人类用以制造各种有用器件的物质。 手锤 锉刀 “神舟”四号飞船成功返回 国产涡喷-7涡轮喷气发动机 石器 铁器 象形尊(西周) 材料是人类进化的里程碑。 龙芯 联想计算机 在航天飞机表面装陶瓷防护瓦片 飞机发动机叶片 波音客机 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。 前苏联第一颗人造卫星及其运载火箭 春秋晚期越国青铜兵器 出土于湖北江陵楚墓 长55.7厘米 剑锷锋芒犀利 锋能割断头发 春秋战国时代的 青铜剑，剑身及 剑锋由不同成分 的青铜组成，是 复合材料很好的 例子 梯度材料古已有之 这是古代剑刃截面图 生铁炒熟铁图 宋应星 灰铸铁的显微组织 光学显微镜 Pb-Sn共晶组织 人类对材料的认识是逐步深入的。 X-射线衍射仪 光镜下 电镜下 透射电子显微镜 扫描电子显微镜 金属钛中的位错 材料的使用所占比 材料科学是以材料为研究对象的一门科学。 挑战者号爆炸瞬间 黑色金属 有色金属—轻金属,重金属,贵金属,稀有金属 带材 异形材 板材 管材 陶瓷制品 陶瓷发动机 分子键