金属材料学绪论课件

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1、金属材料学百色学院主讲：卿培林2012.2一、课程特点和要求课程特点：综合性、应用性、经验性。金属材料工程专业核心课程。二、课程要点及思路主线：材料成分-工艺-组织-性能-应用之间的有机关系核心：合金化原理“思想”：作用的辨证与矛盾的转化。三、教学安排教学：详略，有的内容自学；实践：课堂讨论，小论文，综合性实验，思考题；考试：考试+平时+课堂讨论与实验四、学习要求►掌握金属材料合金化原理、合金元素对钢相变、组织、性能影响的一般规律。►掌握常用钢、铸铁、高温合金、有色金属等材料的牌号、成分、组织、力学性能和用

2、途。►能够根据工程构件、机器零件（或工具）的服役条件，合理选用材料，正确确定热处理技术条件。五、参考书目►戴起勋编著，《金属材料学》，化学工业出版社►王晓敏主编，《工程材料学》，机械工业出版社►吴承建主编，《金属材料学》，冶金工业出版社图材料学主线示意图绪论——金属材料的过去、现在和将来0.1金属材料发展简史1、第一阶段——原始钢铁生产公元前4300年：自然的金、铜及锻打等工艺公元前2800年：铁的熔炼公元前2000年：青铜器兴盛，编钟与武器（商、周、春秋战国）东汉时：反复锻打钢→最原始形变热处理工艺。淬火

3、技术:“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂”→现代的水淬、油淬。上图：吴王夫差矛和越王勾践剑右上：商周时期的青铜敦和尊盘-国家一级文物右下：商代青铜纵目人面像擂鼓礅二号墓编钟复制件1981年湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟一套，音律准确，音色优美。其件数和规模仅次于曾侯乙编钟，总音域达5个8度以上，可自己转调，奏出五声、六声、七声音阶构成的各种乐曲。须五人合作演出，众声齐发，交响叠鸣。无愧为古代音乐之绝响。2、第二阶段——金属材料学科的基础奠定金属材料学科基础：金属学、金相学、相变和合金钢等。1803年：道尔顿提出原子

4、学说，阿伏加德罗提出分子论。1830年：Hessel提出32种晶体类型，普及晶体指数。1891年：俄、德、英等国科学家分别独立地创立了点阵结构理论。1864年：Sorby制备第一张金相照片，9倍，但意义重大。1827年：Karsten从钢中分离出了Fe3C，1888年Abel证明了这是Fe3C。1861年：俄契尔诺夫提出了钢的临界转变温度的概念。19世纪末：马氏体研究已成为时髦，Gibbs得到了相律，Robert-Austen发现了奥氏体固溶特性，Roozeboom建立了Fe-Fe3C系的平衡图。钢的组织命

5、名：Austenite→英金属学家Austen；Bainite→美科学家Bain；Sorbite→英科学家Sorby；Martensite→德科学家Marten；Troostite→法化学家Troost；Ledeburite→德学者Ledebur新合金钢发明：1820年，铁-铬合金；1857年，钨钢；1898年,含钨高速钢雏形1871年，锰钢和硅钢。开始了合金钢的新纪元3、第三阶段——微观组织理论大发展合金相图，X射线发明及应用，位错理论的建立。1912年：发现X射线，证实α（δ）-Fe是bcc，γ-Fe是

6、fcc；固溶体规律。1931年：发现合金元素的扩大和缩小γ区作用.1934年：俄国Polanyi、匈牙利Orowan和英国Taylor各自独立地提出了位错理论，解释钢的塑性变形；马氏体转变的晶体学。1938年：发明了电子显微镜。1910年：发明A不锈钢，1912年发明了F不锈钢等。1990年：发明了布氏硬度计，Griffith提出了应力集中会导致产生微裂纹。4、第四阶段——微观理论的深入研究微观理论的深入研究：原子扩散及其本质的研究；钢TTT曲线测定；贝氏体、马氏体转变理论形成了比较完整的理论。位错理论建立

7、：电子显微镜的发明→看到了钢中第二相沉淀析出，位错滑移，发现了不全位错、层错、位错墙、亚结构、Cottrell气团等现象→位错理论。新科学仪器不断发明：电子探针，场离子发射显微镜和场电子发射显微镜、扫描透射电镜（STEM）、扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）等.0.2现代金属材料先进结构材料的研究与开发是永恒的主题。开发高性能结构材料：高比强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损→降低机械重量、提高性能、延长使用寿命的关键。复合材料→结构材料，广泛应用，如铝基复合材料。开发各种系列用途的低温奥氏体钢。改造

8、传统结构材料：重要途径是组织更细更均匀，材料更纯洁→关键是工艺。“新一代钢铁材料”强度相当于现有钢铁材料两倍。美“9.11”事件，暴露建筑用钢结构抗高温软化能力差→开发高强热轧耐火耐候钢。开发其他高性能钢：利用各种新工艺新方法制造出韧性和耐磨性都很好的新型工具钢。经济合金化是高速钢的一个发展方向，工具材料的各种表面处理技术开发，在新型工具材料的开发上具有重要的意义。先进制备工艺：如金属半固态加工技术，铝镁合金技术