工程材料及热处理课件

多媒体技术●课程概述●静载荷下的力学性能（强度、塑性、硬度）项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●动载荷下的力学性能（冲击韧度、疲劳强度）●课程概述●金属与合金晶体结构（纯金属三种晶体结构、合金相结构、固溶强化）●金属与合金的结晶（结晶条件与过程、细化晶粒方法、合金结晶特点）●金属的塑性变形与再结晶（冷热变形实质与区分、冷变形强化利弊）项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●课程概述●二元合金相图的建立（相图建立的方法与步骤、三种基本二元合金相图）●铁碳合金相图（基本相、相图、铁碳合金的结晶、含碳对组织、性能的影响）项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●课程概述●钢热处理时的组织转变项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●钢的普通热处理●钢表面热处理●热处理技术要求标注、工序位置安排与工艺分析●课程概述●碳钢（钢中杂质元素、钢的分类与编号、碳素结构钢、碳素工具钢）项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●合金钢（合金元素作用、合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢）●课程概述项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●铸铁石墨化（途径、影响因素）●灰铸铁（性能、牌号、应用、热处理）●球墨铸铁（性能、牌号、应用、热处理）●其它铸铁（可锻铸铁、蠕墨铸铁等）●课程概述项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●铝及铝合金（性能、分类、应用）●铜及铜合金（性能、分类、应用）●轴承合金（性能、分类、应用）●粉末冶金材料（硬质合金分类与应用）●课程概述项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●高分子材料（工程塑料、橡胶的分类与用途）●陶瓷材料（陶瓷材料的结构、性能、分类与用途）●复合材料（复合材料的性能、分类及其应用）●课程概述项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析●机械零件的失效与分析（失效的概念、原因、形式及失效分析的作用与方法）●工程材料选择的基本原则（力学性能原则、工艺性原则、经济性原则）●课程概述●典型零件及工具的选材（轴、齿轮、箱体、刃具、模具等的选材与工艺分析）●工程材料的应用举例（汽车、机床、仪器、仪表零件用材）项目一金属的性能项目二金属材料基础知识项目四钢的热处理项目五工业用钢项目六铸铁项目三二元合金相图模块一工程材料基础模块二金属学热处理模块三金属材料与非金属材料项目七有色金属及粉末冶金材料项目八非金属材料模块四工程材料的选用项目九机械零件的选择项目十典型零件及工具的选材分析绪论四、钢铁材料的生产过程一、材料与人类文明二、工程材料分类三、材料技术的发展趋势一、材料与人类文明感谢在250万年前那些用一块石头去敲打另一块石头的猿猴，是他们开创一个时代——旧石器时代。感谢15万年前第一个打磨石犁的人，从那时起，茹毛饮血的人类进入了农耕时代，从新石器时代跑向我们。从开始使用石头，人类都是靠手中的工具和武器来分疆界，获得生存的条件。工具是什么？工具无非是不同材料的器具。有人说，人类发明了工具，工具造就了人类。人类和材料的关系我们就可想而知了。材料发展与人类社会简图在人类发展的历史长河中，材料起着举足轻重的作用从某种意义上讲，一部人类历史，也可称之为世界材料发展史。材料是人类历史进化的里程碑以至于历史学家根据人类所使用的材料来划分时代一、材料与人类文明一、材料与人类文明没有高纯度的半导体材料，就不会有目前的微电子技术没有钢铁材料就没有今天的高楼大厦一、材料与人类文明现代通信远程教育没有低损耗的光导纤维，就没有现代化的光纤通讯在航天飞机表面装陶瓷防护瓦没有能够耐几千度高温的内烧蚀材料和涂层材料，人类遨游太空的梦想就不会成为现实中国航天事业——“神舟”号飞船“神舟”一号飞船“神舟”二号飞船“神舟”三号飞船“神舟”四号飞船“神舟”五号飞船“神舟”六号飞船“神舟”七号飞船“神舟”九号飞船“神舟”八号飞船“神舟”十号飞船一、材料与人类文明相反由于某些新材料不过关，有许多新技术的研究功亏一篑，难以实现。如太阳能的利用问题，因目前还没有找到一种价格低、寿命长、光电转换效率很高的材料，所以只能“望阳兴叹”，任凭这宝贵的能源白白浪费……由此可见，每一种新材料的发现，第一项新技术的应用，都会给社会生产和人类生活带来巨大改变，把人类文明推向前进。基于材料对社会发展的作用，材料与能源、信息一道被公认为现代文明的三大支柱。而材料又是能源、信息的基础。二、工程材料的分类金属材料非金属材料复合材料黑色金属有色金属钢铁碳钢合金钢Al、Cu及其合金等高分子材料陶瓷材料塑料橡胶（人工合成的多相材料）工程材料主要是指用于机械、车辆、船舶、建筑、化工、能源、仪表仪器、航空航天等工程领域中的材料，用于制造工程结构件和机械零件，也包括用于制造工具和特殊性能的材料。金属材料：长盛不衰■金属材料优点●既耐热，又耐寒●金属材料有很出色的加工工艺性能●金属的力学性能堪称“全能冠军”●金属有良好的导电性、导热性和铁磁性■金属材料概况金属材料通常可分类两大家：钢铁和有色金属。目前，世界上钢铁的总年产量为8亿吨，而有色金属的年产量约为5000万吨，钢铁产量约占金属产量94%，因此钢铁仍是金属中的为主力军。但非铁金属由于具有某些特殊性能，在工业生产中仍具有不可替代的重要作用■金属材料是主要的工程材料。在自然界中存在的109种化学元素中有87种是金属，20世纪几乎所有的金属都被研究过，几乎所有有用的金属都在为人类服务，金属材料不愧为人类最紧密、最忠实、最可靠的朋友。●密度小、比强度、导电性好、磁化率低、加工性好、耐大气腐蚀●现代航空业的基础被喻为“会飞的金属”铝合金铜合金镁合金钛合金金属材料：长盛不衰除钢铁等黑色金属外，铝、铜、金、银、铂等80多种金属称为有色金属。有色金属家庭庞大，各有神通。铜合金铝合金镁合金钛合金●密度大、导电及导热性能好、抗大气腐蚀性好、加工工艺性好、强度低、塑性高、无磁性、无打击火花●电子、电气、能源、交通、机械、建筑、轻工、高科技应用广泛材料被喻为“工业的黄金”金属材料：长盛不衰除钢铁等黑色金属外，铝、铜、金、银、铂等80多种金属称为有色金属。有色金属家庭庞大，各有神通。镁合金铜合金铝合金钛合金●密度小、比强度、比刚度较高、极强的减震性、抗电磁波干扰能力强、铸造性好●汽车轻量化材料镁合金叶轮镁合金汽车轮毂镁合金方向盘骨架金属材料：长盛不衰除钢铁等黑色金属外，铝、铜、金、银、铂等80多种金属称为有色金属。有色金属家庭庞大，各有神通。钛合金铜合金镁合金铝合金●比强度高，耐高温、低温，耐腐蚀，质轻，无毒，生物相溶性好●航空航天、海洋、化工、生物医学常用材料航天飞机中华世纪坛时空探针被喻为“大地之子”金属材料：长盛不衰除钢铁等黑色金属外，铝、铜、金、银、铂等80多种金属称为有色金属。有色金属家庭庞大，各有神通。古老的陶瓷旧貌换新颜我们每天都在与陶瓷打交道：吃饭的碗，喝水的茶杯，贴墙的瓷砖，建筑水泥，玻璃…陶瓷是我国古代劳动人民的一发明，陶瓷诞生的确切年月，已无从考证。从现有的考古材料看，可以断定陶瓷与中华文明几乎同时诞生。在英文单词中，“china”一词代表中国，当为个单词的开头字母为小写时，则代表陶瓷器，可见中国人发明了陶瓷乃是一件举世公认的事实。古老的陶瓷旧貌换新颜陶瓷发动机检漏仪压电陶瓷气敏陶瓷声纳先进复合材料巧夺天空随着航空、航天、电子、通讯等技术以及机械、化工、能源等工业的发展，对材料的性能提出越来越多、越来越高的要求。传统的单一材料已不能满足使用要求复合材料的研究和应用引起了人们的重视。在这种材料中，所有组成个体之间互相渗透、相互依赖，处于不可分割的状态，各自发挥着自身的作用，而且达到性能互补和取长补短的作用。先进复合材料巧夺天空含有石墨和玻璃纤维的跳高用撑竿玻璃钢制造的汽车外壳玻璃钢既非玻璃，也不是钢，它的基体是一种高分子有机树脂，用玻璃纤维或其他织物增强。它具有玻璃透明性或半透明性，也具有钢铁的高强度，它的科学名称是玻璃纤维增强基复合材料。先进复合材料巧夺天空表面采用碳纤维复合材料设计而成的美国B-2隐形轰炸机，此轰炸机具有良好的吸波性能。这种用碳纤维复合材料制造的镂空结构山地车重量只有1.25公斤，但却可支撑90公斤的赛手重量。神秘的形状记忆合金魔力水车可变形眼镜形状记忆合金已成功地用于医学上，作为各类人体腔骨支架、心脏修补器、血栓过滤器、牙科的齿形矫正器脊柱棒等等超细微纳米材料生机勃勃顶部为纳米材料的中国大剧院蚊子导弹纳米机器人纳米红血球纳米直升机纳米探针蚂蚁士兵三、材料技术的发展趋势第一，从均质材料向复合材料发展。第二，由结构材料为方往向功能材料、多功能材料并重的方向发展。第三，材料结构的尺度向越来越小的方向发展。第四，由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展。第五，通过仿生途径来发展新材料四、钢铁材料的生产过程视频WindowsMediaPlayer四、钢铁材料的生产过程1.1静载荷下材料的力学性能1.2动载荷下材料的力学性能1.1.1强度与塑性1.1.2硬度1.2.1冲击韧度1.2.2疲劳1.3项目小结项目一工程材料的力学性能◇金属材料的常用五大力学性能指标。◇掌握金属力学性能的基本概念及其指标；◇认识拉伸曲线图，掌握强度、塑性的衡量指标及其意义；◇掌握常用硬度的测试方法及适用范围。◇了解韧性、疲劳试验的工作原理，掌握冲击韧度、疲劳强度的衡量指标及其意知识目标：●能力目标：●◇能根据拉伸曲线图比较不同金属材料的强度、塑性；◇能根据材料及其热处理状态，正确选用硬度测试方法；◇能根据力学性能指标合理选用金属材料。重点及难点：●使用性能●物理性能●化学性能●力学性能工艺性能●铸造性