工程材料及其热处理 教学课件 作者 崔明锋 0－绪论-工程材料及其热处理-10.ppt

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1、工程材料及其热处理崔明铎材料成形基础－绪1绪论工程材料及其热处理是研究金属学基础知识、常用工程材料、热处理工艺等综合性技术基础课。本课程的目的是培养学生掌握有关工程材料的基本理论知识;了解和掌握工程材料的成分、结构、处理和性能之间的基本规律,从而具有根据各种不同零件的使用要求,合理地选用材料的初步能力,为后继课程—生产实习、课程设计、毕业设计乃至就业面试打下坚实的基础。材料成形基础－绪2一.材料应用发展史材料作为人类生产和生活的物质基础，历史证实，人们使用的材料品质直接反映当时社会的文明水平。而任何材料在被制

2、造成有用物品(无论是生活用品或是生产工具等)的过程中，都是伴随着人类使用材料的历史而发展的。在人类使用材料之初,用过兽骨，还通过将天然材料石头、陶土打制成石器和烧制成陶器（瓷器）,在烧陶过程中人们掌握了金属（青铜）材料成形基础－绪3冶炼技术及金属成形工艺。在材料应用的发展中，中华民族对此做出过极其重大的贡献。我国在原始社会后期开始有陶器，在仰韶文化和龙山文化时期制陶技术已相当成熟。我国是世界上应用铜、铁最早的国家，远在4000年前就已经开始使用铜合金，至商周时代(公元前16世纪一公元前8世纪)达到了青铜文化的

3、鼎盛时期。材料成形基础－绪4青铜与红铜等铜合金的冶炼是5千年前我们的祖先便已率先掌握了，到商周时代我国的青铜冶炼技术已达到了很高的水平与生产规模，如重达875kg的司母戊鼎，体积庞大，花纹精巧，造型精美。是迄今世界上最古老的大型青铜器。公元前8世纪至公元前5世纪的《考工记》中，记载着钟鼎、斧斤等六类青铜器的成分、性能和用途之间关系的“六齐”规律，乃是世界上最早的有关冶金的工艺总结。材料成形基础－绪5春秋时期,我国开始大量使用铁器。兴隆战国铁器遗址中发掘出了浇注农具用的铁型,说明对铸铁材料的应用已进入高级阶段。

4、在西汉后期,我国就发明了炼钢方法—炒钢法,这种方法在英国18世纪才获得应用。作为高分子材料，古代主要是用的天然的丝绸、棉、麻之类。其中丝绸于11世纪由我国传到波斯、阿拉伯、埃及，于1470年传到意大利，进入欧洲。材料成形基础－绪6我国的瓷器制造自古以来就享有盛名，宋代时已形成陶瓷业的“八大名窑”，即定窑、磁州窑、均窑、耀窑、景德镇窑、越窑、龙泉窑和建窑，其风格各具特色，技术各领风骚。近年来，材料科学的发展极为迅速。以钢铁工业为例,2009年,我国钢产量6.9244亿t,是当年世界钢产量三分之二多.从1890年

5、张之洞创办汉阳铁厂,直到1949年的半个多世纪，中国产钢总量只有760万吨,不足现在一个大型钢铁厂的年产量。材料成形基础－绪71949年,全国产钢量15.8万吨，占世界钢产量的0.1％，只相当于2009年全国以小时的产量。1996年至今，我国钢产量年年超过1亿吨,成为世界第一产钢大国。从6000万吨增长到1亿吨钢，经过7年。这对于我国立足于工业化、现代化的世界，意义重大。我国钢厂结构不合理，10％以上的钢是由规模不到50万吨的小型钢铁企业完成的，70％以上材料成形基础－绪8的生产能力是由150万吨以下的中小钢

6、铁企业完成的。因此，我国钢铁企业的能耗大，产品品质不高，许多高附加值的优质钢材仍需进口，2003年就进口了3717万吨的优质钢材。所以，新一代钢铁材料的主要探索目标是提高钢材强度和使用寿命。研究证明，纯铁的理论强度应能高于8000MPa，而目前碳素钢为200MPa级，低合金钢(如材料成形基础－绪9Q345)约400MPa级，合金结构钢也只有800MPa级。日本拟于2010年将钢的强度和寿命各提高1倍，2030年再翻一番(即1t钢可相当于现在的4t)，这个计划展示了材料挖潜的前景。我国已是制造大国，仅次于美国，

7、已取代日、德国而位居世界第二。近年，我国的材料应用技术有了突飞猛进的发展,如三峡水利建设中,440t不锈钢转轮、750t蜗壳和300t的闸门都是世界上最重的钢铁结构。材料成形基础－绪10最近建成的30万吨超级大型油轮(长333m，宽58m)、1000吨级的大型热壁加氢反应器(壁厚280mm)、空间环境模拟装置(直径18m、高22m的大型不锈钢真空容器)等都是材料及材料应用（成形）工艺的重大成就。据统计，全世界75％的钢材经塑性加工，45％的金属结构用焊接得以成形。我国生铁年产量超过5.4375亿t，成为世界生

8、铁（铸件）生产第一大国。材料成形基础－绪11汽车工业是材料成形技术应用最广的领域。以汽车生产为例，1953-1992年40年间，我国共生产汽车100万辆，而2009年-年全国就生产汽车1300多万辆，(2010年上半年产量超过750万辆)预计到2010年底，年产量将达到2000万辆左右，成为世界汽车生产第1大国。据统计，2000年全球汽车用材总质量的65％由钢材(约45％)、铝合金(约13％)及铸铁