1、Engineering Materials,工程材料學(xué),天津科技大學(xué),緒 論,材料的定義與分類,材料的地位和作用,材料科學(xué)與工程的形成和發(fā)展,與工程材料有關(guān)的基本概念,一、材料的定義與分類,定義：宇宙間可用于制造有用物品的固態(tài)物質(zhì)統(tǒng)稱為材料,有用的、并能用來(lái)制造物品（件）的物質(zhì) 一般指固態(tài)的，可用于工程上的物質(zhì)工程材料 作為材料科學(xué)研究對(duì)象的材料則主要是那些制造器件或物品的人造物質(zhì),物質(zhì)材料,材料的定義與分類,二、材料的地位與作用,材料是人類文明的里程碑,鐵器時(shí)代,信息時(shí)代 （新材料時(shí)代）,石器時(shí)代 （石器、陶器 、瓷器),青銅器時(shí)代,材料是人類文明的里程碑,蒸 氣 機(jī),1763年,計(jì)算機(jī),1

2、946年,第一次工業(yè)革命,制鋼工業(yè)的發(fā)展為蒸汽機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ),第二次工業(yè)革命,合金鋼、鋁合金及其他非金屬材料的發(fā)展是此次工業(yè)革命的支撐,第三次工業(yè)革命,航空材料不斷進(jìn)步；塑料、合成橡膠、合成纖維的相繼問世；單晶硅材料對(duì)電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用起到了核心的作用,材料是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的先導(dǎo),材料是現(xiàn)代文明的基石,計(jì)算機(jī)和材料,材料科學(xué)與工程（MSE）的興起,三、材料科學(xué)與工程的形成和發(fā)展,什么是材料科學(xué)與工程（MSE）？,是研究有關(guān)材料的組織、結(jié)構(gòu)、制備工藝、流程與材料性能和用途的關(guān)系，以及其知識(shí)的產(chǎn)生和應(yīng)用的學(xué)科。,不同時(shí)期航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度,1、需求牽引,“9.11”事件與材料,紐

3、約世貿(mào)大廈 1973年竣工，110層、411m 主體鋼架結(jié)構(gòu)(用鋼7.8萬(wàn)噸) 墻面由鋁板和玻璃磚組成,塔樓坍塌原因:,高溫下材料強(qiáng)度迅速降低,9.11之后大樓怎么建材結(jié)實(shí)？,采用高強(qiáng)、輕質(zhì)材料,如何對(duì)付有毒煙霧？,用環(huán)保防火材料,如何有利逃生？,用自發(fā)光材料,1、需求牽引,2、科學(xué)驅(qū)動(dòng),材料科學(xué)與工程的組成要素,材料的“四要素”材料系統(tǒng)材料科學(xué)與工程的核心,工程材料：用于制造工程構(gòu)件、機(jī)械零件、工具等 機(jī)械工程材料：機(jī)械工程中常用的材料 工程材料的性能要求： 使用性能：機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能等 加工工藝性能: 鑄、鍛、焊、熱處理、機(jī)械加工等 礦藏豐富 金屬材料的性能特點(diǎn) 良好的導(dǎo)電性和

4、導(dǎo)熱性。 正的電阻溫度系數(shù)。 不透明并呈現(xiàn)特有的金屬光澤。 良好的塑性變形能力，金屬材料的強(qiáng)韌性好。,三、與工程材料有關(guān)的基本概念,定義：,大型鑄鋼件熱處理爐,真空淬火爐,箱式電阻爐,固態(tài)金屬材料,加熱,冷卻,獲得所需要的組織和性能,保溫,目的及重要性： 改善組織結(jié)構(gòu) 提高性能 提高使用壽命 減低成本,熱處理,三、與工程材料有關(guān)的基本概念,課程性質(zhì)：機(jī)械類各專業(yè)本科生技術(shù)基礎(chǔ)課 開設(shè)目的及內(nèi)容： 建立材料科學(xué)與工程的基本概念，了解其在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的作用； 掌握工程材料的共性規(guī)律與特點(diǎn)，建立從材料設(shè)計(jì)、組織控制、制備加工到性能評(píng)價(jià)與工程應(yīng)用的概念體系； 掌握工程材料的基本分類方法及常用工程材料的性能和用途；對(duì)典型機(jī)械零件能夠合理選材、正確制定熱處理工藝 進(jìn)