《工程材料及成形工艺基础》第一篇 章绪论.ppt

《工程材料及成形工艺基础》;绪论;在人类的发展史上，最先使用的工具是石器、木器。 我们的祖先用坚硬的容易纵裂成薄片的燧石和石英石等天然材料制成石刀、石斧、石锄。 ;燧石;早在新石器时代(公元前6000年～公元前5000年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃)文化时期的陶器以砂质和泥质红陶为主，表面彩绘有条带纹、波纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储器皿等。 ;我国青铜的冶炼在夏朝(公元前2800年始；埃及人B.C.3000)以前就开始了，到殷、西周时期已发展到很高的水平。青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎重达8750 N, 外型尺寸为1.33 m×0.78 m×1.10 m, 是迄今世界上最古老的大型青铜器。从湖北隋县出土的战国青铜编钟是我国古代文化艺术高度发达的见证。 ;夏朝(公元前2800年始)以前就开始;曾侯乙尊盘 ;透光镜 晋祠铁人;铁狮身高5.78米，长5.34米，宽3.17米，体重约50吨。背负巨盆相传是文殊菩萨莲坐是我国大型的惊巧铸铁工艺。距今已有一千多年的历史。解放后铁狮子受到了党和政府的重视与保护，国务院首先把它列为全国第一批重点文物保护单位，并且对它进行各种的修缮。;我国从青秋战国时期(公元前770年～公元前221年)已开始大量使用铁器 （B.C.1400年小亚细亚（现属土耳其）开始使用铁） 到了西汉时期, 炼铁技术又有了很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料;我国古代创造了三种炼钢方法－春秋晚期。 第一种是从矿石中直接炼出自然钢－块炼钢。人类早期冶炼的钢一般都是在低温还原冶炼后再经渗碳而成，整个过程约分两步:第一步先由矿石炼取块炼铁，第二步再由块炼铁渗碳成钢。此渗碳过程中要不断地折叠锻打，以帮助碳的扩散。这样得到的钢便叫块铁渗碳钢。用这种钢作的剑在东方各国享有盛誉，东汉时传入了欧洲。不经锻打，一次还原冶炼成钢的，叫块炼钢或自然钢 第二种是炒钢工艺是一种半液态冶炼。它以生铁为原料，把生铁加热到液态半液态后，利用鼓风中的氧使生铁脱碳到钢和熟铁的成分范围。冶炼过程中要不断地炒动金属－－先炼铁后炼钢的两步炼钢技术我国要比其它国家早1600多年。 汉时期的经过“百次”冶炼锻打的百炼钢－中心环节是反复锻打 炒钢；（前二种在B.C.200年） 将炒钢经反复折叠锻打变形而制成的钢及其工艺。其特点是反复加热锻打。多次反复锻打可排除钢中夹杂物，减少残留夹杂物的尺寸 ，从而使其成分趋于均匀，组织趋于致密，细化晶粒，改善钢的性能。;东汉时，百炼钢工艺已趋成熟。当时“炼”的工艺分为“三十炼”、“五十炼”、“百炼”等，从解放后出土的文物中已得到证实： 1978年，江苏徐州铜山县驼龙山汉墓出土一把钢剑，长109cm，剑身长88.5cm，宽1.1～3.1cm，脊厚 0.3～0.8cm. 铭文说明此剑是用“五十炼”工艺制成的－－（公元77年） 百炼技术在三国时广为运用。曹操下令工匠为他铸造五把宝刀。工匠经三年完成，其中两把自己留下，余者三把分给三子。 五把刀用三年才完成，可见工艺之复杂。继曹操铸刀后，儿子曹丕于公元219年也曾命国家级的冶炼家，挑选最精良的金属为其造兵器。结果炼成三把宝剑、三把宝刀、两把匕首和一把露陌刀。这些兵器都是用百炼工艺制成。为此，曹丕为五种兵器分别起了名字。 同时期，蜀汉、孙吴的百炼技术也很高。刘备让蒲元造了500把宝刀，上刻“七十二炼”，也就是说500把刀也是经过近百次的反复锻打才铸成的。;第三种是南北朝时期（550年）生产的灌钢。以生铁和“熟铁”(一种含碳量较高的炒炼产品)为原料，将它们加热到生铁熔点以上，合炼而成钢。 薄钢—与生铁混合（固态或液态生铁） 魏晋时期是百炼钢的鼎盛时期。唐宋之后，因灌钢工艺的发展等原因，百炼钢有所减少。 ;铁人;新材料新工艺;镁铝合金叶轮 ;分层实体快速成形 减速机箱体原型 ;主要研究内容：;要求;机械制造过程：;第一篇工程材料;工程材料的分类 ;离子键;氯化钠结构;结合力很大，所以共价晶体强度高，硬度高脆性大，熔点高，沸点高和挥发性低;共价键与原子晶体 原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性； 原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。如高分子材料。 ;金刚石结构 正四面体：一个碳原子在中心， 与它共价的另外4个碳原子在4个顶角上。 ;金属键原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性； 金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。如金属。 金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。;正的电阻温度系数;分子键;分子键与分子晶体 原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。 分子晶体：熔点低，硬