金属材料与热处理 教学课件 ppt 作者 李炜新绪 论.pptVIP

绪 论 一、学习本书的目的 机械工程材料是人类社会发展的重要物质基础，用它来制造各种产品，满足人类生产和生活中的各种需要。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。所以历史学家以石器时代、青铜器时代和铁器时代来划分古代历史的各个阶段。如今，人类社会已经进入了人工合成材料和复合材料的新时代。 机械工程材料一般分为金属材料和非金属材料，其中金属材料是现代化工业、农业、国防和科学技术等部门使用最多的材料，从日常生活用品到高科技产品，从简单的手工工具到复杂的机器，都使用了不同种类、不同性能的金属材料，例如劳动工具、农用机器、汽车、内燃机车、远洋巨轮、宇宙飞船、数控机床、机器人等等。由金属材料制造的产品不仅装备了国内各个生产领域，而且有相当数量的金属材料及其产品远销世界许多国家。金属材料为国民经济的发展提供了可靠的物质保障，因此，世界各国对金属材料的研究和发展都是非常重视的。 金属材料之所以得到广泛的应用，是由于它来源丰富，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、物理性能和化学性能。优良的使用性能可满足生产和生活中的各种需要。优良的工艺性能可使金属材料易于采用各种加工方法，制成各种形状、尺寸的零件和工具。通过不同的成分配制、不同的加工方法和热处理可以改变金属材料的组织及性能，从而进一步扩大其使用范围。 金属材料品种繁多，性能各不相同，特别是通过热处理，可使金属材料的性能显著提高。为了合理使用金属材料，必须研究金属材料的成分、组织、热处理与其性能间的关系和变化规律。在机械制造业中，正确运用热处理工艺方法，能够充分发挥金属材料的潜力，提高产品质量，减轻机器重量，降低成本，延长使用寿命。另外，热处理还可以改善零件的工艺性能，便于加工，提高质量。因此，作为机械工程技术人员，必须掌握有关金属材料及热处理的基本理论和基本知识，了解金属材料的应用及零件设计时的合理选材，初步掌握正确运用热处理工艺、合理安排零件工艺路线的方法。 热处理的地位与作用 二、金属材料及热处理的发展史 我国是世界上最早使用金属材料及热处理技术的国家之一。根据大量出土文物考证，早在4000年前，我们的祖先就开始使用金属材料。到公元前1000多年的殷商时代，我国的青铜冶铸技术已达到很高的水平，在礼器、生活用具、劳动工具、武器等方面已大量使用青铜。到春秋时期，我国已总结出了世界上最早的合金工艺，即青铜组成元素的六种配比规律，在《周礼·考工》一书中称为“六齐”规律，记载了金属材料的成分、性能和用途之间的关系。钢铁是目前应用最广的金属材料，我国早在周代就已经掌握了生铁的冶炼技术，并用于农业生产，这比欧洲最早使用生铁的时间早约2000年。特别是战国后期，生铁的冶炼与使用得到了迅速发展。 在热处理技术方面，远在西汉时，司马迁所著的《史记·天官书》中就有“水与火合为焠”；东汉班固所著的《汉书·王褒传》中有“清水焠其锋”等有关热处理技术的记载。从辽阳三道壕出土的西汉时期的钢剑，经检验，发现其内部组织与现在的淬火组织完全相同。从河北满城出土的西汉时期的佩剑及书刀，其中心为低碳钢组织，表层为高碳钢组织。这说明早在2000年以前，我国已相继采用了各种热处理工艺，并具有相当高的水平。 历史证明，我国古代劳动人民在金属材料及热处理方面取得了辉煌的成就，为人类文明做出了巨大贡献。明朝宋应星所著《天工开物》一书中详细记载了古代冶铁、炼钢、铸造、锻造、热处理等多种金属加工方法，以及锉刀、针等劳动工具的制造过程，其制造过程与现代工艺几乎相同，例如，“凡针。先锤铁为细条。用铁尺一根。锥成线眼。抽过条铁成线。逐寸剪断为针。先鎈其末成颖。用小槌敲扁其本。钢锥穿鼻。复鎈其外。然后入釜。慢火炒熬。炒后以土末入松木、火矢、豆豉三物罨盖。下用火蒸。留针二三口。插于其外。以试火候。其外针入手捻成粉样。则其下针火候皆足。然后开封入水健之。凡引线成衣与刺绣者。其质皆刚。惟马尾刺工为冠者。则用柳条软针。分别之妙。在于水火健法云。”该书是世界上有关金属加工工艺最早的科学著作之一。只是到了近代，由于封建制度的日益腐败和帝国主义的侵略与压迫，才严重阻碍了我国科学技术的发展，使我国的金属材料及热处理技术在解放前处于极为落后的状态。新中国成立以后，我国在金属材料及热处理技术方面有了突飞猛进的发展，促进了冶金、机械制造、石油化工、仪器仪表、航空航天等现代化工业的进步。原子弹、氢弹、导弹、人造地球卫星、超导材料、纳米材料、载人航天飞机等重大项目的研究与试验成功，标志着我国在金属材料及热处理技术方面都达到了一个新的水平。 三、本书的内容及特点 本书的主要内容包括金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理原理及热处理工艺、常用金属材