0工程材料课程概论.

《工程材料》课程概论TITANIC建造中的Titanic号TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关Titanic号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果Titanic近代船用钢板Ⅰ--工程材料机械制造基础机械制造基础Ⅱ--热加工工艺基础Ⅲ--机械加工工艺基础课程的性质和任务•工程材料与热加工基础是机械类、近机械类各专业学生必修的一门技术基础课。•本课程的任务是:•l）工程材料的性能：以力学性能为主，还要考虑物理性能、化学性能及工艺性能；•2）金属学基本理论：使学生获得有关工程材料的基本理论和基本知识；常用工程材料成分－组织－性能－应用之间关系的一般规律•3）热处理方面：掌握钢的热处理基本原理和工艺，掌握热处理各种工艺方法的目的，以便正确选用热处理工艺方法，合理安排工艺路线。课程的性质和任务•4）常用工程材料：掌握常用的工业用钢、铸铁、非铁金属及其合金的成分、组织、性能和用途；了解工程塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等常用非金属材料的分类、性能和用途，以便合理选用工程材料。•5）热加工基础：掌握铸造、锻压和焊接的特点及应用范围，掌握金属的铸造性能、锻造性能和焊接性能；能初步分析各种热加工零件的结构工艺性，具有初步选择零件毛坯的能力。•6）零件材料与毛坯的选择：熟悉常用工程材料的生产工艺过程，正确选择零件的材料、毛坯，并初步安排热处理在工艺过程中的位置。合理选用工程材料的初步能力。教学方法本课程内容主要是建立在实验观察和工业实践基础之上,以实质性和规律性的描述为主,涉及面较宽。*着重理解教学内容,尽量避免死记硬背。*配合实验及多媒体信息,帮助和加深理解教学内容。*利用网络交流教学信息,如查阅资料、习题解答等。课程教学形式课程教学形式包括理论教学、实验教学、课堂讨论、自学、辅导等方式，其中理论教学以多媒体为手段主要讲授重点和难点。课程教学要求的层次•本课程教学内容的要求分为:掌握、熟悉、了解三个层次。•实验内容按:分析、观察、掌握三个层次要求。四个基本点一条主线两张图三种材料四把火材料的成分-组织-性能之间的关系铁碳合金相图C曲线钢铸铁有色金属退火正火淬火回火1）了解金属的晶体结构，结晶过程，固态转变的一般规律。2）掌握材料成份―组织―热处理之间的一般关系，能够制定零件的加工工艺路线及热处理工艺。3）了解常用金属材料及其选用。要求主线：成份－组织－性能三者之间的关系金属材料非金属材料课程概论工程材料的分类钢铁材料非铁金属高分子材料陶瓷材料复合材料课程概论铸造性能可锻性能可焊性能切削加工性能热处理性工艺性工程材料的性能使用性能力学性能物理性能化学性能工艺性能材料的发展石器时代（公元五千年前）→青铜器时代（公元一千二百年前）→铁器时代（公元前2800年）人类进入了铁器时代，开始使用的是铸铁，以后制钢工业迅速发展，称为18世纪产业革命的重要内容和物质基础。如图由于铁的熔点较高（1538℃），其出现时间较晚。左图为伊朗出土的铁制器皿。图为铁矿石。铁矿在地球上比铜矿要丰富的多。材料的发展20世纪中叶以来，科学技术突飞猛进，日新月异，作为“发明之母”和“产业的粮食”的新材料研制更是异常活跃，出现了称之为“高分子时代”、“半导体时代”、“先进陶瓷时代”和“复合材料时代”等种种提法。在当今新技术革命波及整个国际社会的浪潮冲击下，人类进入了一个“材料革命”的新时代。材料的发展•金属材料•金属具有正的电阻温度系数，通常有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽。包括纯金属和以金属元素为主的合金。在工程领域有把金属及其合金分为两类：（1）黑色金属，即铁和铁基合金（钢铁及合金钢）；（2）有色金属，黑色金属以外的所有金属及其合金，常见有铝及铝合金，铜及铜合金等。金属材料一般有良好的综合机械性能（强度、塑性和韧性等），是工程领域应用最广的材料。金属材料是当今工程领域应用最广的材料金属材料的发展展望•金属材料是很有前景的专业，是比较新型的传统材料。现在的金属材料赋予了一些新的研究思维，主要体现在以下几个研究方向：高性能金属材料：重点是大幅度提高实际应用量大面广的金属材料的综合性能；材料表面工程：以提高材料表面耐磨性、耐蚀性及赋予其某种功能或美观效果为主。超硬材料：以金刚石材料及其铁基触媒剂为主。先进纤维材料：以碳纤维材料的原丝及制品为主。功能材料：以能量转换（如电－热、声－电等）材料为主。生物医用材料：以人体缺损硬组织组织修复和替代材料为主。材料的发展•高分子材料•又称聚合物，包括天然高分子材料（木材、棉、麻等）和合成高分子材料（塑料，合成橡胶等）。其主要组分高分子化合物是有许多结构相同的结构单元相互连接而成。它具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度等优良性能。高分子材料发明虽晚，但异军突起，因其物美价廉，在工程材料中应用越来越广。材料的发展•陶瓷材料•是一种无机非金属材料，是一种或多种金属、非金属元素（通常是氧）的化合物。•陶瓷材料的熔点高、硬度高、化学稳定性高，具有耐高温，耐腐蚀、耐磨损、绝缘等优点，在有些情况下成为唯一能选用的材料。材料的发展•复合材料•由两种或两种以上材料组成，其性能是它的组成材料所不具备的。复合材料可以有非同寻常的刚度、强度、高温性能和耐蚀性。按基本材料分类，它可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料等。复合材料具有极其优异性能，质轻，强度高，韧性好，可制作运动器材，而在航空航天领域更是无可替代。