(用)第4课《-材料发展史》课件.pptVIP

* 中国在春秋战国时期发明了生铁冶铁技术，用铁水浇铸农具、工具，大量使用。 中国最早关于使用铁制工具的文字记载是《左传》中的晋国铸铁鼎。 晋国铁鼎 《左传》昭公二十九年，晋赵秧、荀寅率师城汝滨，以铸刑鼎，著范宣子所为《刑书》焉。 秦始皇—收天下之兵聚之咸阳，销锋铸以为金人十二。 中国古代的大型铸铁件： 河北沧州铁狮 五代后周广顺三年（公元953年）铸造。 总高5.4米，头高1.5米。 身长6.8米，宽3米，总重量达40吨 。 湖北当阳铁塔 北宋嘉祐六年(公元1061年)铸造. 铁塔高七丈，重106600斤，由基座、塔身及塔顶组成。 塔身13层，每层均有平座、塔身和腰檐；腰檐上铸有瓦垄、屋檐；檐角上铸有凌空的龙首。 铁塔的基座和塔身上铸有许多神态各异的佛像及纹饰，基座八角各立一金刚武士。 山西晋祠铁人 北宋绍圣四年（公元1097年）铸造 铸造属于分节、叠铸而成 高2米以上 河南南阳汉代冶铁遗址出土的铁斧 直径2米左右 隋朝铸造的大铁佛像，高70尺 河南登封大铁人 铁人铸于公元1064年 每尊铁人高达十一尺余 铁器的广泛使用使人类的工具制造进入了一个全新的领域，生产力得到极大提高。 战国初期，中农食五人；战国晚期，中农食七人； 粮食亩产：战国-85斤，西汉-120斤； 人口：夏朝-1355万，西汉-5959万； 粮食年产：以人均口粮500斤计算，西汉粮食年产量达到300亿斤； 强汉盛唐—坚实的农业基础，很大程度依靠铁制农具和铁制工具的推广使用。 铁器使一些民族从原始社会发展到奴隶社会，也推动一些民族脱离奴隶制的枷锁而进入封建社会。 铁器应用的意义 含碳量在P-E之间的铁碳合金为钢。 距今1800年前出现两步炼钢技术，即先炼成铁，再炼成钢。 直到19世纪前半期，人类始终生活在“铁器时代”。 Fe-C合金相图 （5）钢 我国古代最早炼钢法可追溯到春秋战国时期，以海绵状炼铁为原料经加热渗碳，碳由表及里渗入，然后反复进行锻打，形成渗碳钢。 这种方法不要特殊设备，也不要复杂技术，易于实现，成为中国最早的炼钢方法。 河北易县燕下都出土一些渗碳钢器物，如剑、戟、矛等，经检验均为含碳量不同的钢制成。 燕下都遗址，今保定市易县城东南 两汉是中国古代炼钢技术的大发展时期，如生铁脱碳钢、炒钢、百炼钢等都是在这个时期发展的。 “何意百炼刚，化为绕指柔”(晋刘琨诗，慷慨激昂的韵调中透出无限凄凉的意绪，将英雄失落的百端感慨表达得感人至深) 汉军主战兵器-环首长刀（百炼钢打制） 现代炼钢起始于1856年英国人H.Bessemer发明的酸性底吹转炉炼钢法，该法首次解决大规模生产液态钢的问题，奠定近代炼钢工艺方法的基础。 由于空气与铁水直接作用，Bessemer法具有很快的冶炼速度，成为当时主要的炼钢方法。 H．Bessemer Bessemer在谢菲尔德开办的炼钢厂 1879年12月29日，一列火车经过苏格兰泰河大铁桥时，大桥坍塌，78人丧生。桥断的主要原因是铸造缺陷和材质问题等。 血的教训使人们正视到当时已能大规模生产的钢是更适合的工程材料，于是，钢轨、钢桥、钢船、钢枪、钢炮等逐步取代了铸铁。 泰河大桥 1910年发明的工具钢W18Cr4V有很高的硬度．温度达到600℃也不下降，大大提高刀具耐用度，使机床切削速度成倍增长，被誉为“高速钢”，对机械工业的发展起了极其重要的推动作用。 不锈钢的发明是钢铁发展史上又一项重大成就，从20世纪20年代开始工业规模生产，为化学工业的发展做出重大贡献。 高速钢刀具 不锈钢容器 艾菲尔铁塔 著名的钢结构建筑 旧金山金门大桥 国家体育场 悉尼歌剧院 （6）有色金属 人们除发展钢铁材料外，进一步发展金、银、铜、钛、铝、镁、钼等有色金属及合金材料。 有色金属资源的开发和利用，不只是对钢铁材料的补充，更重要的是可开发钢铁材料不具备的各种特殊性能。 在特定领域中，还必须采用有色金属才能最大限度满足现代科技对材科性能提出的要求。 Al合金强度达到700MPa(合金化和时效强化)，比强度(强度/密度)为2.64×106cm，是钢(0.61×106cm)的4倍多(达到同样强度Al合金用量只需钢的1/4 ) ，这对结构材料来说无疑是一个飞跃。 没有高比强度Al合金，就没有现代航天航空成就。 铝合金 铝合金车体 铝合金材料 铝合金航空材料 铝合金轮毂 …… 喷气发动机、火箭、煤炭、石油化工等现代化工业技术所需超耐热合金(高温Ni基合金)； 电力、电工、电子工业所需要的导体材料、电阻和仪表材料(Cu基合金) ； 原子能核技术所需要的核材料U、Pu、Be、Hf、Zr等； 大规模集成电路和计算机所需要的Au、Ag等良导体和Ga、In、Ge等半导体； 高性能永磁材料所需的Nd、Pr、Dy等稀土金属， 这些都需要有色金属材料，其特殊的物理是