工程材料及热加工工艺

Click to edit the title text format,Click to edit the outline text format,Second Outline Level,Third Outline Level,Fourth Outline Level,Fifth Outline Level,Sixth Outline Level,Seventh Outline Level,Eighth Outline Level,Ninth Outline Level,工程材料及热加工工艺,绪 论,主讲人：陈祥,1.,工程材料及其成形技术的地位,2.,工程材料与成形技术的发展,3.,工程材料的分类,4.,本课程的性质、任务和要求的任务,绪论,1.,工程材料及其成形技术的地位,材料,(materials),是人类用来制作各种产品的物质，是先于人类存在的，是人类生活和生产的物质基础。反映人类社会文明的水平。,工程材料：机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。,图,0-1,图,0-2,图,0-3,图,0-4,图,0-5,返回,返回,返回,返回,返回,1.,工程材料,及,及其成形,技,技术的地,位,位,石器的制,造,造和使用,陶器与瓷,器,器的发明,和,和使用,灿烂的青,铜,铜文化,铁器的生,产,产和应用,钢的热处,理,理技术达,到,到相当高,的,的水平,丝,绸,绸,天,然,然,高,高,分,分,子,子,材,材,料,料,最,先,先,使,使,用,用,的,的,工,工,具,具,是,是,石,石,器,器,。,。,天,天,然,然,材,材,料,料,制,制,成,成,石,石,刀,刀,、,、,石,石,斧,斧,、,、,石,石,锄,锄,。,。,1.,工,程,程,材,材,料,料,及,及,其,其,成,成,形,形,技,技,术,术,的,的,地,地,位,位,东,汉,汉,时,时,期,期,发,发,明,明,了,了,瓷,瓷,器,器,，,，,瓷,瓷,器,器,成,成,为,为,中,中,国,国,文,文,化,化,的,的,象,象,征,征,，,，,对,对,世,世,界,界,文,文,明,明,产,产,生,生,了,了,极,极,大,大,的,的,影,影,响,响,。,。,瓷器,陶器,1.,工,程,程,材,材,料,料,及,及,其,其,成,成,形,形,技,技,术,术,的,的,地,地,位,位,青,铜,铜,主,主,要,要,用,用,于,于,制,制,造,造,各,各,种,种,工,工,具,具,、,、,食,食,器,器,、,、,兵,兵,器,器,。,。,1.,工,程,程,材,材,料,料,及,及,其,其,成,成,形,形,技,技,术,术,的,的,地,地,位,位,司,母,母,戊,戊,鼎,鼎,重,重,达,达,8750N,外,型,型,尺,尺,寸,寸,为,为,1.33m,0.78m,1.10m,1.,工,程,程,材,材,料,料,及,及,其,其,成,成,形,形,技,技,术,术,的,的,地,地,位,位,铁人,春,秋,秋,战,战,国,国,时,时,期,期,开,开,始,始,大,大,量,量,使,使,用,用,铁,铁,器,器,。,黄河镇河大铁牛,(,唐开元,12,年铸,),1.,工,程,程,材,材,料,料,及,及,其,其,成,成,形,形,技,技,术,术,的,的,地,地,位,位,1.,工,程,程,材,材,料,料,及,及,其,其,成,成,形,形,技,技,术,术,的,的,地,地,位,位,1960,s,：,材,材,料,料,、,、,能,能,源,源,、,、,信,信,息,息,并,并,成,成,为,为,现,现,在,在,技,技,术,术,和,和,现,现,代,代,文,文,明,明,的,的,三,三,大,大,支,支,柱,柱,。,。,1970,s,：,新,新,型,型,材,材,料,料,、,、,信,信,息,息,技,技,术,术,和,和,生,生,物,物,技,技,术,术,为,为,新,新,技,技,术,术,革,革,命,命,的,的,主,主,要,要,标,标,志,志,。,。,1.,工,程,程,材,材,料,料,及,及,其,其,成,成,形,形,技,技,术,术,的,的,地,地,位,位,制造加,工,工：用,各,各种材,料,料制作,人,人们所,需,需的物,质,质产品,的,的过程,。,。,举例,:,碳素笔,（,（,9,个零件,）,）,中型轿,车,车（,7,万个）,1.,工程材,料,料及其,成,成形技,术,术的地,位,位,制造加,工,工流程,：,：生产,准,准备、,材,材料成,形,形、加,工,工处理,、,、成品,原材料,（锭料,、,、轧材,）,）,凝固成,形,形,塑性成,形,形,焊接成,形,形,毛坯,切削加,工,工,零件,机器,装配,切削加,工,工,凝固成,形,形,塑性成,形,形,焊接成,形,形,热处理,热处理,切削加,工,工,表面加,工,工,材料加,工,工,过程,输入材,料,料,(I),输入能,量,量,(I),输入信,息,息,(I),输出信,息,息,(O)(,形状、,性,性能,),输出能,量,量,(O)(,损失,),输出材,料,料,(O)(,产品,+,废料,),1.,工程材,料,料及其,成,成形技,术,术的地,位,位,材料的,选,选择与,成,成形工,艺,艺的采,用,用是机,械,械零件,获,获得所,需,需性能,的,的重要,保,保证。,工程材,料,料及其,成,成形与,人,人类有,密,密不可,分,分的关,系,系。高,新,新技术,的,的发展,、,、资源,和,和能源,的,的有效,利,利用、,通,通信技,术,术的进,步,步、工,业,业产品,质,质量和,环,环境保,护,护的改,善,善、人,民,民生活,水,水平的,提,提高都,与,与此密,切,切相关,。,。,因此，,把,把自然,资,资源和,人,人类需,要,要、社,会,会发展,和,和人类,生,生存联,系,系在一,起,起的材,料,料及其,制,制造加,工,工循环,，,，必然,要,要引起,全,全社会,的,的高度,重,重视。,2.,工程材,料,料与成,形,形技术,的,的发展,1),先进工,程,程材料,及,及应用,新材料,数,数万种,，,，,5%,速度递,增,增，高,功,功能化,、,、超高,新,新能化,、,、复合,轻,轻量和,智,智能化,方,方向发,展,展。,（,1,）结构,类,类工程,材,材料,超塑性,金,金属材,料,料、高,温,温结构,陶,陶瓷、,导,导弹弹,体,体和卫,星,星,（,2,）功能,材,材料,利用声,、,、光、,电,电、磁,、,、热及,生,生化等,效,效应，,如,如记忆,元,元件、,激,激光器,的,的工作,物,物质红,宝,宝石、,超,超导材,料,料、（,卫,卫星天,线,线）记,忆,忆合金,Ni-Ti,、现代,隐,隐形技,术,术（新,介,介质材,料,料），,后,后勤装,备,备冬服,，,，作训,服,服等,2.,工程,材,材料,与,与成,形,形技,术,术的,发,发展,2),先进,成,成形,技,技术,的,的发,展,展和,应,应用,装备,的,的设,计,计、,材,材料,和,和制,造,造技,术,术相,辅,辅相,成,成，,相,相互,促,促进,、,、制,约,约,（,1,）新,的,的成,形,形工,艺,艺发,展,展迅,速,速,（,2,）大,幅,幅度,减,减轻,装,装备,质,质量,、,、降,低,低制,造,造成,本,本。,（,3,）常,规,规成,形,形加,工,工技,术,术逐,步,步被,现,现代,技,技术,改,改装,（,4,）组,合,合或,复,复合,成,成形,工,工艺,得,得到,应,应用,（,5,）成,形,形工,艺,艺模,拟,拟技,术,术,（,6,）成,形,形加,工,工技,术,术与,新,新结,构,构、,新,新材,料,料并,行,行发,展,展,2.,工程,材,材料,与,与成,形,形技,术,术的,发,发展,新材,料,料新,工,工艺,迅,迅速,发,发展,高分,子,子材,料,料迅,速,速发,展,展,陶瓷,材,材料,引,引人,注,注目,复合,材,材料,前,前途,广,广阔,功能,材,材料,发,发展,很,很快,我国,在,在新,材,材料,新,新工,艺,艺的,研,研究,和,和应,用,用方,面,面取,得,得重大,成,成果,从,20,世纪,60,年代,到,到,70,年代,，,，高,分,分子,材,材料,每,每年,以,以,14,的,速,速度,增,增长,，,，而,金,金属,材,材料,的,的年,增,增长,率,率仅,为,为,4,。,涤纶安全带,尼龙齿轮,2.,工程,材,材料,与,与成,形,形技,术,术的,发,发展,耐磨陶瓷,陶瓷,材,材料,除,除了,具,具有,许,许多,特,特殊,性,性能,作,作为,重,重要,的,的功,能,能材,料,料,(,例如,可,可作,光,光导,纤,纤维,、,、激,光,光晶,体,体等,),以外,，,，其,脆,脆性,和,和抗,热,热震,性,性正,在,在逐,步,步获,得,得改,善,善，,是,是最,有,有前,途,途的,高,高温,结,结构,材,材料,。,。机,器,器零,件,件和,工,工程,结,结构,已,已不,再,再只,使,使用,金,金属,材,材料,制,制造,了,了。,绝缘陶瓷,复合,材,材料,前,前途,广,广阔,玻璃钢赛车壳体,玻璃,纤,纤维,树,树脂,复,复合,材,材料,(,即玻,璃,璃钢,),、碳,纤,纤维,树,树脂,复,复合,材,材料,已,已应,用,用于,宇,宇航,和,和航,空,空工,业,业中,制,制造,卫,卫星,壳,壳体,、,、宇,宙,宙飞,行,行器,外,外壳,、,、飞,机,机机,身,身、,螺,螺旋,桨,桨等,、,、发,动,动机,叶,叶轮,等,等；,在交通运,输,输工业中,制,制造汽车,车,车身、轻,型,型船艇等,；,；,在石油化,工,工工业中,制,制造耐酸,、,、耐碱、,耐,耐油的容,器,器、管道,等,等。,玻璃钢储液罐,功能材料,发,发展很快,光缆,近年来超,导,导材料、,磁,磁性材料,、,、形状记,忆,忆材料、,信,信息材料,等,等各种功,能,能材料有,很,很大的发,展,展。,磁浮列车（时速,430,公里）,研制成功,性,性能优越,、,、用途广,泛,泛的新型,结,结构钢,贝氏体钢,；,；,研制出零,电,电阻温度,为,为,128.7 K,的,Tl-Ca-Ba-Cu-O,超导体,(,铊系超导,体,体,),；,镁铝合金,的,的开发和,应,应用研究,取,取得重大,成,成果。,镁铝合金叶轮,镁铝合金手机壳,重大成果,重大成果,材料快速,成,成型技术,和,和材料表,面,面处理技,术,术在我国,得,得到迅速,发,发展。,分层实体快速成形减速机箱体原型,熔融沉积快速成形叶轮原型,激光表面,淬,淬火、激,光,光熔涂技,术,术已在汽,车,车发动机,缸,缸套、凸,轮,轮轴、石,油,油抽油管,、,、纺织用,锭,锭杆等零,件,件的表面,强,强化上得,到,到应用。,重大成果,航空、航,天,天事业迅,速,速崛起，,带,带动航空,、,、航天材,料,料的发展,。,。,1966,年我国成,功,功发射人,造,造卫星；,1999,年,11,月,21,日我国载,人,人航天工,程,程第一艘,试,试验飞船,“,“神舟”,一,一号飞行,成,成功；,2003,年,10,月,15,日中国第,一,一艘载人,飞,飞船“神,舟,舟”五号,飞,飞行成功。,人造卫星,运载火箭,“神舟”,五,五号飞行,成,成功,飞船,重大成果,研制了超,7,隐形战斗,机,机，,2003,年,8,月,30,日首飞成,功,功。,超,7,隐形战斗机,歼,7E,战斗机,在,C60,和碳纳米,管,管新型碳,材,材料的研,究,究方面取,得,得许多新,的,的成果,利用碳纳,米,米管作为,衬,衬底,制备出均,匀,匀、致密,的,的金刚石,薄,薄膜，并,用,用碳纳米,管,管作为晶,须,须增强复,合,合材料，,制,制作纳米,复,复合材料,。,。,碳纳米管,3.,工程材料,的,的分类,1,）金属材,料,料,黑色,金,金属,铁和以铁,为,为基的合,金,金,(,钢、铸铁,等,等,),有色金属,黑色金属,以,以外的所,有,有金属及,其,其合金。,2,）高分子,材,材料,塑料,主要指工,程,程塑料。,又,又分热塑,性,性和热固,性,性塑料,合成,纤,纤维,