科学基础范例.ppt

一、自我介绍 刘宁 手机办公室地址：材料楼201室 Email: jackliuning@ 二、课程介绍 第1—8章 金属学原理 第9、10章 金属热处理 第11—13章 金属材料学 讲课80学时，8学时实验 （1）铁碳合金平衡组织分析 （2）碳钢非平衡组织观察 （3）碳钢的热处理操作 （4）合金钢、铸铁、有色金属组织观察 三、教材及参考书 教材： 崔忠圻.金属学与热处理（第2版）.机械工业出版社 参考书及实验指导书： （1）石得珂.材料科学基础.机械工业出版社 （2）李超.金属学原理.哈尔滨工业大学出版社 （3）张廷楷.金属学及热处理实验指导书.重庆大学出版社 （4）林昭淑.金属学及热处理实验.湖南大学出版社 四、特点及要求 成绩评定 卷面70%+实验15%+平时15% 上课章节顺序以及内容编排与教材不完全一致，建议记笔记，课前预习 章节内容多，每章内容及时消化，不要欠账 如果听课掉班，实验以及考试依然在本班 五、材料的定义和发展 1.1 定义 材料是指人类可接受、能经济地制造有用器件（或物品）的固体物质。 1.2 发展 人类社会的历史就是一部利用材料和制造材料的历史（正是形形色色的材料构成了世间万物）。新材料的品种正在以每年大约5%的速度增长。 人类使用材料的历史已经历了七个时代: (1)石器时代 (2)青铜器时代 (3)铁器时代 (4)水泥时代 (5)钢时代 (6)硅时代 (7)新材料时代 材料是人类社会进步的里程碑,材料的研究和应用促进了人类社会的进步，而人类社会的不断发展刺激了材料的不断创新。 随着社会的进步和科学的发展，人们逐渐开始了材料的改性和研制新材料，形成了材料工程。“材料工程”就是把基础知识应用于材料的研制、生产、改性和应用，解决技术上、经济上、社会上不断出现的问题。 20世纪20年代以前，材料工程与基础科学的联系并不紧密，固体物理与材料工程各有自己的独立体系。 20世纪20年代：分立 20世纪40年代：已有交叉 20世纪60年代：两者结合→材料科学 20世纪70年代：材料科学与工程 材料科学与工程是关于材料成分、结构、工艺和性能与用途之间有关知识和应用的科学。 第一部分 金属学原理 绪论 1、定义：金属学是一门有关金属材料本质与性能方面的科学。 2、任务：金属学的任务在于研究金属和合金中各相和组织的形成及其变化规律，以及成分、组织和性能之间的关系。 3、发展：金属学这个名词是从金相学推广出来的，金属学是从工业生产实践中发展起来的。这个学科的形成和发展是与研究工具（主要是研究金属组织和性能）和基本理论（主要是物理学和物理化学）的应用密切联系。 中国很早就从事炼制金属 殷商时代（公元前16世纪—前1066年）制造应用青铜 春秋、战国时代（公元前770—前221年）宝剑采用了白口铁制造，并且进行了热处理（淬火） 从西汉（公元前206—公元23年）到明朝（1368—1644年）我国钢铁生产技术和其它金属材料的工艺水平处于世界领先地位。 早期人们对于金属内部组织的认识，主要来源于工匠的长期实践经验。 而现代金相分析方法开始于1808年，奥地利的矿物学家Von. Widmanstatten通过磨光、侵蚀一块陨石，应用光学显微镜显示出它的组织，后人称为魏氏组织。应用光学显微镜来显示金属的显微组织是奠定金相学的重要工具。 英国科学家R. Austen和法国科学家F. Osmond应用相律完成了Fe—C相图的工作，这是合金相图建立的先驱。钢中的一种组织以奥氏体命名就是表示纪念R. Austen。 上个世纪初，X射线衍射技术（1913年）、电子显微镜（1932年）以及随后场离子显微镜、探针（电子、离子）、中子衍射、俄歇电子能谱AES、 X射线光电子谱XPS、STM、核磁共振、AFM、HRTEM等手段，对于金属和合金的研究达到了新的水平，使得金属学有了大发展。 4、目的、意义： 金属材料作为社会生产的重要物质基础，起到了重要的作用。目前，虽然无机非金属材料、高分子材料得到了广泛的应用和发展，但是金属材料仍然以其综合性能在国民经济和社会发展中得到应用。目前，我国钢产量已经超过6亿吨（产能7.5亿吨），是世界第一产钢大国。本课程是专业基础课，将为后续其它课程的学习奠定基础。同时也是某些单位的考研课程，其重要性不言而喻。 金属学在欧美被称为物理冶金学（Physical metallurgy）。根据近代冶金学科的划分，有关提取、精炼等冶金反应过程的工艺与原理为主的学科，称为化学冶金；而以研究冶金后金属材料在加工和使用过程中的性能及其影响因素