《工程材料及热处理》PPT课件.ppt

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1、Engineering Materials工程材料学工程材料学天津科技大学天津科技大学 绪绪 论论材料的定义与分类材料的地位和作用材料科学与工程的形成和发展与工程材料有关的基本概念一、材料的定义与分类一、材料的定义与分类定义：定义：宇宙间可用于制造有用物品的固态物质统称为宇宙间可用于制造有用物品的固态物质统称为材料材料材料材料 有用的、并能用来制造物品（件）的物质有用的、并能用来制造物品（件）的物质 一般指固态的，可用于工程上的物质一般指固态的，可用于工程上的物质工程材料工程材料工程材料工程材料 作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件或物品

2、的人造物质或物品的人造物质物质物质材料材料材料材料的的判据判据1资源资源资源资源2能源能源能源能源3环保环保环保环保4质量质量质量质量5经济经济经济经济 材料的定义与分类材料的定义与分类二、材料的地位与作用二、材料的地位与作用材料是人类文明的里程碑材料是人类文明的里程碑材料是人类文明的里程碑材料是人类文明的里程碑u铁器时代铁器时代u信息时代信息时代（新材料时代）u石器时代石器时代（石器、陶器、瓷器)u青铜器时代青铜器时代材料是人类文明的里程碑材料是人类文明的里程碑材料是人类文明的里程碑材料是人类文明的里程碑蒸蒸气气机机发发电电机机1820年年1763年年计计算算机机1946年年第一次工业革命第

3、一次工业革命 制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础奠定了物质基础 第二次工业革命第二次工业革命 合金钢、铝合金及其他非金属材料的发合金钢、铝合金及其他非金属材料的发展是此次工业革命的支撑展是此次工业革命的支撑第三次工业革命第三次工业革命 航空材料不断进步；塑料、合成橡胶、航空材料不断进步；塑料、合成橡胶、合成纤维的相继问世；单晶硅材料对电子合成纤维的相继问世；单晶硅材料对电子技术的发明和应用起到了核心的作用技术的发明和应用起到了核心的作用 材料是经济和社会发展的先导材料是经济和社会发展的先导材料是经济和社会发展的先导材料是经济和社会发展的先导材料是

4、现代文明的基石材料是现代文明的基石材料是现代文明的基石材料是现代文明的基石计算机和材料计算机和材料计算机和材料计算机和材料材料科学与工程材料科学与工程（MSEMSE）的兴起的兴起三、材料科学与工程的形成和发展三、材料科学与工程的形成和发展什么是材料科学与工程什么是材料科学与工程（MSEMSE）？是研究有关材料的组织、结构、制备工艺、流程与材料是研究有关材料的组织、结构、制备工艺、流程与材料性能和用途的关系，以及其知识的产生和应用的学科。性能和用途的关系，以及其知识的产生和应用的学科。不同时期航空发动机的工作温度不同时期航空发动机的工作温度1 1、需求牵引、需求牵引利用新材料和材料改进利用新材料

5、和材料改进汽车汽车减轻减轻自重自重节约能源节约能源保护环境保护环境“9.11”“9.11”事件与材料事件与材料纽约世贸大厦纽约世贸大厦1973年竣工，110层、411m主体钢架结构(用钢万吨)墙面由铝板和玻璃砖组成n塔楼坍塌原因塔楼坍塌原因:高温下材料强度迅速降低高温下材料强度迅速降低n之后大楼怎么建材结实？之后大楼怎么建材结实？采用高强、轻质材料采用高强、轻质材料n如何对付有毒烟雾？如何对付有毒烟雾？用环保防火材料用环保防火材料n如何有利逃生？如何有利逃生？用自发光材料用自发光材料1 1、需求牵引、需求牵引2 2、科学驱动、科学驱动固体物理、无机化学固体物理、无机化学有机化学、物理化学有机化

6、学、物理化学材料本身的研究材料本身的研究大大加强大大加强材料科学冶金学、金属学、陶瓷冶金学、金属学、陶瓷学、高分子学等学、高分子学等物资结构和物性物资结构和物性金属材料、高分子材料、陶瓷材料亦自成体系；金属材料、高分子材料、陶瓷材料亦自成体系；复合材料的学科体系正在形成复合材料的学科体系正在形成各类材料的研究设备与生产手段有颇多共同之处各类材料的研究设备与生产手段有颇多共同之处许多不同类型的材料可以相互代替和补充；许多不同类型的材料可以相互代替和补充；复合材料在多数情况下是不同类型材料的组合复合材料在多数情况下是不同类型材料的组合 材料科学与工程的组成要素材料科学与工程的组成要素合成合成/制备

7、制备结构结构/成分成分性质（性能）性质（性能）使用性能（效能）使用性能（效能）n 工程材料工程材料：用于制造工程构件、机械零件、工具等n 机械工程材料机械工程材料：机械工程中常用的材料n 工程材料的性能要求工程材料的性能要求：使用性能：机械性能、物理性能、化学性能等加工工艺性能:铸、锻、焊、热处理、机械加工等矿藏丰富n金属材料的性能特点金属材料的性能特点 良好的导电性和导热性。正的电阻温度系数。不透明并呈现特有的金属光泽。良好的塑性变形能力，金属材料的强韧性好。三、与工程材料有关的基本概念三、与工程材料有关的基本概念 定义：定义：大型铸钢件热处理炉真空淬火炉箱式电阻炉固态金属材料加热冷却获得所

8、需要的组织和性能保温 目的及重要性：目的及重要性：改善组织结构 提高性能 提高使用寿命 减低成本 n 热处理热处理三、与工程材料有关的基本概念三、与工程材料有关的基本概念课程性质：课程性质：机械机械类各类各专业专业本科生技术基础课本科生技术基础课开设目的及内容：开设目的及内容：建立材料科学与工程的基本概念，了解其建立材料科学与工程的基本概念，了解其在经济社会发展中的作用在经济社会发展中的作用；掌握工程掌握工程材料材料的的共性规律与特点共性规律与特点，建立从材料设计、组织控制、制备建立从材料设计、组织控制、制备加工到性能评价与工程应用的概念体系加工到性能评价与工程应用的概念体系；掌握工程材料的基本分类方法及常用工程材料的性能掌握工程材料的基本分类方法及常用工程材料的性能和和用途用途；对典型；对典型机械零件能够合理选材、正确制定热处理工艺机械零件能够合理选材、正确制定热处理工艺进度与安排：进度与安排：共共4040学时（学时（118118周）周）考核方式：考核方式：平时（考勤、课堂检测、实验、作业）平时（考勤、课堂检测、实验、作业）30%30%、结课考试、结课考试 70%70%本课程内容、任务及要求本课程内容、任务及要求