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工程材料及成形技术基础EngineeringMaterialsandFundamentalofMaterialsShapingTechnique机械基础教研室王沁峰E-mail：jackwangqf@126.com参考书工程材料，朱张校，清华大学出版社，2001.1。TB3/ZZ21材料成形技术基础，施江澜，机械工业出版社，2004.1。TB3/SJ11成绩评定平时成绩（20％）实验成绩（10％）期末成绩（70％）材料是人类文明的基石，是促进人类文明与发展的四大关键领域之一。没有材料，就没有人类文明。但是，材料需要成形才能使用，材料的发展和成形工艺的发展是密不可分的。所以材料成形工艺是材料能否得到善用的关键。机械制造过程材料：金属、非金属、复合材料成形方法：铸造、锻压、焊接、粉末冶金等材料零件毛坯、半成品机器成形机加工热处理装配课程性质机械类和近机类各专业的专业基础课课程任务1.了解工程材料与成形技术的一般知识；2.建立化学成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系。课程内容1.工程材料基础理论分类、基本性能、晶体结构典型相图及热处理2.常用工程材料黑色金属与有色金属、非金属材料3.成形技术基础铸造、压力加工、焊接4.材料与成形工艺选择实验绪论一．材料和材料科学二．工程材料的应用和发展材料是指人类所能加以利用的各种物质。材料科学是以材料为研究对象的一门科学。哥伦比亚号航天飞机一、材料和材料科学•材料是人类进化的里程碑。它的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标志。材料的发展与人类社会简图材料是人类生产和生活所必须的物质基础。手锤锉刀“神舟”四号飞船成功返回国产涡喷-7涡轮喷气发动机没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前的计算机技术。联想计算机龙芯2号没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的航空工业和宇航工业。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没有低消耗的光导纤维，也就没有现代的光纤通讯。因此，二十世纪七十年代，人们把材料与能源、信息并列称作现代文明的三大支柱之一。中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出过重大贡献。早在公元前6000~5000年的新石器时代，中华民族的先人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。4000年前的夏朝我们的祖先已经能够炼铜，到殷、商时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。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古代剑刃制造中的特殊技术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40万吨实属罕见我国从春秋战国时期便开始大量使用铁器，明朝科学家宋应星在《天工开物》一书中就记载了古代的渗碳热处理等工艺。这说明早在欧洲工业革命之前，我国在金属材料及热处理方面就已经有了较高的成就。生铁炒熟铁图宋应星鞍钢攀钢夜景新中国成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、宝钢等大型钢铁基地。钢产量在1949年仅15.8万吨。2008年中国钢铁产量首次突破5亿吨，已占据全球近40％的钢铁产量，是全球最大的钢铁生产国和消费国。中国第一颗人造卫星长征火箭大家族中国第一颗原子弹爆炸中国第一颗氢弹爆炸原子弹、氢弹的爆炸，卫星、飞船的上天等都说明了我国在材料的开发、研究及应用等方面有了飞跃的发展。中国的航天事业-“神舟”号飞船“神舟二号”飞船运往发射工位“神舟”一号飞船“神舟”一号发射成功“神舟”二号发射成功中国的航天事业-“神舟”号飞船“神舟”三号发射成功“神舟”四号发射成功“神舟”三号飞船“神舟”四号飞船中国的航天事业-“神舟”五号载人飞船杨利伟升空返回全人类共同的家园飞天返回舱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1863年，光学显微镜首次应用于金属研究，诞生了金相学，使人们能够将材料的宏观性能与微观组织联系起来。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1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于晶体衍射分析，使人们对固体材料微观结构的认识从最初的假想到科学的现实。Si表面的重构图象X-射线衍射仪1932年发明了电子显微镜，把人们带到了微观世界的更深层次（10-7m）透射电子显微镜扫描电子显微镜光镜下电镜下金属钛中的位错1934年位错理论的提出，解决了晶体理论计算强度与实验测得的实际强度之间存在的巨大差别的矛盾，对于人们认识材料的力学性能及设计高强度材料具有划时代的意义。二、工程材料的应用和发展随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。国产东风4D-0088内燃机车美国F-35闪电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。铸造一级涡轮盘