机械工程材料（第3版）教学课件作者王运炎绪论课件.pptVIP

机 械 工 业 出 版 社 王运炎 朱莉 编 机械工程材料 材料的分类及其在工程技术中的应用 材料的发展及材料科学的形成 本课程的目的、任务和学习方法 一、材料的分类及其在机械工程中的应用 材料是人类用来制作各种产品的物质。人类生活与生产都离不开材料，它的品种、数量和质量是衡量一个国家现代化程度的重要标志。如今，材料、能源、信息已成为发展现代化社会生产的三大支柱，而材料又是能源与信息发展的物质基础。 现代材料品种繁多，据粗略统计，目前世界上的材料总和已达到40余万种，并且每年还以约5%的速率增加。 机械工程中使用的材料常按化学组成分成以下四大类： 金属材料：机械工业生产中应用最广的仍是金属材料。这是由于金属材料不仅来源丰富，而且还具有优良的使用性能与工艺性能。使用性能包括力学性能和物理、化学性能。优良的使用性能可满足生产和生活上的各种需要。优良的工艺性能则可使金属材料易于采用多种加工方法，制成各种形状、尺寸的零件和工具。金属材料还可通过不同成分配制、不同加工和热处理来改变其组织和性能，从而进一步扩大其使用范围。 高分子材料：往往具有金属材料不具备的某些特性，如耐腐蚀、电绝缘性、隔音、减振、重量轻、原料来源丰富、价廉以及成型加工容易等优点，因而近年来发展极快。目前，它们不仅用作人们的生活用品，而且在工业生产中已日益广泛地代替部分金属材料，日渐成为可与金属材料相匹敌的、具有生命力的材料。 新型陶瓷材料：塑性与韧性远低于金属材料，但它们具有高熔点、高硬度、耐高温以及特殊的物理性能，已成为发展高温材料和功能材料方面具有很大潜力的新型工程材料。 复合材料：人们为集各类材料的优异性能于一体，充分发挥各类材料的潜力，制成了各种复合材料。因而复合材料是一种很有发展前途的材料。目前，高的比强度和比弹性模量的复合材料已广泛地应用于航空、建筑、机械、交通运输以及国防工业等部门。 二、材料的发展及材料科学的形成 根据人类使用的材料，可以把古代史划分为：石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代。当今，人类正跨入人工合成材料和复合材料的新时代。 人类最先使用的工具材料是天然石头；到了原始社会末期（大约六七千年之前）开始人工制作陶器；公元前4000年，我们的祖先开始使用天然存在的红铜；公元前1000多年，我国的青铜冶铸技术已达到很高的水平；在周代，我国就已开始冶铁，比欧洲最早使用生铁的时间约早2000年。 图1 河北武安出土的战国期间的铁锹 图2 辽阳三道壕出土的西汉钢剑 材料科学的形成： 1863年光学显微镜第一次被利用研究金属，出现了“金相学”；1912年采用X射线衍射技术研究材料的晶体微观结构；1932年电子显微镜的问世及后来出现的各种谱仪等先进分析工具，将已有的人类对材料微观世界的认识带入了更深的层次。此外，一些与材料有关的基础学科的进展，又有力地推动了材料研究的深化。 在此基础上，初步形成了跨越多学科的材料科学。材料科学是研究材料的化学组成和微观结构与材料性能之间关系的一门科学。同时，它还研究制取材料和使用材料的有关知识。 三、本课程的目的、任务和学习方法 1.目的： 获得有关机械工程材料的基本理论和基础知识 2.任务： （1）熟悉材料的成分、组织结构与性能间关系，及有关的加工工艺对 其影响； （2）初步掌握常用材料的性能和应用，并具备选用常用材料的能力； （3）初步具有正确选定一般机械零件的热处理方法及确定工序位置的 能力。 3.课程特征及学习方法： （1）注重于分析、理解与运用及前后知识的衔接与综合应用； （2）注意密切联系生产实际，重视实验环节，认真完成作业； （3）具有必要的生产实践的感性认识和专业基础知识，培养自学能力。