1、工程材料及成型技術(shù),緒 論,材料的定義、分類與作用,材料毛坯的成型方法,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、材料的定義分類與作用,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,材料是人類文明的里程碑,緒論,材料及成型工藝的發(fā)展,在人類的發(fā)展史上，最先使用的工具是石器。我們的祖先用堅(jiān)硬的容易縱裂成薄片的火遂石和石英石等天然材料制成石刀、石斧、石鋤。,緒論,材料及成型工藝的發(fā)展,早在新石器時(shí)代(公元前

2、6000-5000年)，中華民族的先人們用粘土(主要成分為SiO2，Al2O3)燒制成陶器。馬家窯(甘肅)文化時(shí)期的陶器以砂質(zhì)和泥質(zhì)紅陶為主，表面彩繪有條帶紋、波紋和舞蹈紋等，制品有炊具、食具、盛儲(chǔ)器皿等。,緒論,材料及成型工藝的發(fā)展,我國(guó)在東漢時(shí)期發(fā)明了瓷器，成為最早生產(chǎn)瓷器的國(guó)家。瓷器于九世紀(jì)傳到非洲東部和阿拉伯國(guó)家，十三世紀(jì)傳到日本，十五世紀(jì)傳到歐洲。瓷器(china)成為中國(guó)(China)文化的象征，對(duì)世界文明產(chǎn)生了極大的影響。直到今天，中國(guó)瓷器仍暢銷全球，名譽(yù)四海。,4000年前的夏朝我們的祖先已經(jīng)能夠煉銅，到殷、商時(shí)期，我國(guó)的青銅冶煉和鑄造技術(shù)已達(dá)到很高水平。,司母戊鼎 -是迄今世

3、界上最古老的大型青銅器 河南安陽(yáng)晚商遺址出土 青銅鑄造 高133厘米 重875kg 飾紋優(yōu)美,越王勾踐劍,春秋晚期越國(guó)青銅兵器 出土于湖北江陵楚墓 長(zhǎng)55.7厘米 劍鍔鋒芒犀利 鋒能割斷頭發(fā),曾侯乙編鐘,1978年湖北隋州出土-戰(zhàn)國(guó)青銅器。曾侯乙編鐘出土后，文化部的音樂(lè)家趕到隨州，對(duì)全套編鐘逐個(gè)測(cè)音。1978年建軍節(jié)，沉寂了2400多年的曾侯乙編鐘，在駐隋炮兵師某部禮堂,向世人發(fā)出它雄渾浪漫的千古絕響。,黃石銅礦遺址 春秋晚期 礦井深達(dá)50m 煉銅爐渣多達(dá)40萬(wàn)噸 實(shí)屬罕見(jiàn),緒論,鐵器：（公元前的770221年的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期） 工具、兵器等。 煉鋼技術(shù)“百煉鋼化為繞指柔”， 戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的制劍技術(shù)

4、 （用到鍛造、熱處理技術(shù)淬火技術(shù)）,緒論,公元前770476年，春秋時(shí)，用鑄鐵農(nóng)具，比歐洲早1800年；,鋼劍,滄州鐵獅鑄造于公元953年。鐵獅子通高5.78米，身長(zhǎng)6.5米，體寬3.17米，重約40噸,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,緒論,我國(guó)從春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期便開(kāi)始大量使用鐵器，明朝科學(xué)家宋應(yīng)星在天工開(kāi)物一書(shū)中就記載了古代的滲碳熱處理等工藝。這說(shuō)明早在歐洲工業(yè)革命之前，我國(guó)在金屬材料及熱處理方面就已經(jīng)有了較高的成就。,天工開(kāi)物是我國(guó)明朝科學(xué)家宋應(yīng)星的科學(xué)著作，其中記載了我國(guó)古代在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方面的科技技術(shù)和生產(chǎn)工藝。,緒

5、論,絲綢：一種天然高分子材料。始于中國(guó)，于11世紀(jì)傳到波斯、阿拉伯、埃及，并于1470年傳到意大利的威尼斯，進(jìn)入歐洲。中國(guó)古絲綢之路。 馬克波羅的故事（來(lái)自中國(guó)的禮物）,緒論,歷史充分證明，我們的祖先是勤勞和富于智慧的，中華民族是世界上最優(yōu)秀的民族！在材料的創(chuàng)造和使用上有著輝煌的成就，為人類的文明、世界的進(jìn)步作出了巨大的貢獻(xiàn)。,緒論,在當(dāng)代，材料技術(shù)一直是世界各國(guó)科技發(fā)展規(guī)劃之中的一個(gè)十分重要的領(lǐng)域，它與信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)一起，被公認(rèn)為是當(dāng)今社會(huì)及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)總攬人類全局的高技術(shù)。 材料高技術(shù)還是支撐當(dāng)今人類文明的現(xiàn)代工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，也是一個(gè)國(guó)家國(guó)防力量最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。 國(guó)防工業(yè)

6、往往是新材料技術(shù)成果的優(yōu)先使用者，新材料技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)對(duì)國(guó)防工業(yè)和武器裝備的發(fā)展起著決定性的作用。,緒論,但是，由于歷史原因，特別是在清朝，由于清政府的無(wú)知和無(wú)能，致使我國(guó)近代在材料領(lǐng)域的發(fā)展與世界先進(jìn)國(guó)家相比產(chǎn)生很大差距,中華民族 是不屈的民族， 是勤勞、智慧的民族！,新中國(guó)成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、寶鋼等大型鋼鐵基地。改革開(kāi)放后,我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)連年增長(zhǎng),粗鋼產(chǎn)量連續(xù)13年居世界第一。2008年,粗鋼產(chǎn)量達(dá)到5億噸,占全球產(chǎn)量的38%。是1958年產(chǎn)量的62倍多。,原子彈、氫彈的爆炸，衛(wèi)星、飛船的上天等都說(shuō)明了我國(guó)在材料的開(kāi)發(fā)、研究及應(yīng)用等方面有了飛躍的發(fā)展。,中國(guó)的航天事業(yè)-“神舟”

7、號(hào)飛船,中國(guó)的航天事業(yè)-“神舟”號(hào)飛船,中國(guó)的航天事業(yè)-“神舟”五號(hào)載人飛船,神舟六號(hào),神舟七號(hào),緒論,中華民族是勤勞和智慧的民族！ 從東方紅1號(hào)、原子彈、氫彈、中子彈、洲際導(dǎo)彈到神舟6號(hào)、嫦娥1號(hào)；,嫦娥一號(hào),緒論,緒論,北斗一號(hào),緒論,其實(shí)，有許多的現(xiàn)代武器的先進(jìn)程度都與材料的發(fā)展密切相關(guān)。如： 眾所周知，中國(guó)的導(dǎo)彈技術(shù)在世界上處于先進(jìn)地位，但中國(guó)的飛機(jī)卻相對(duì)比較落后。為什么？ 這與材料有直接關(guān)系！ （二者對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所用材料的不同要求） 前些年中國(guó)的隱形飛機(jī)相比F117、F22來(lái)說(shuō)，就很落后，為什么？因?yàn)橹袊?guó)的復(fù)合材料技術(shù)還相對(duì)落后。,緒論,現(xiàn)在，我國(guó)在材料科學(xué)及材料成型工藝及設(shè)備方面已經(jīng)取

8、得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在相關(guān)的許多高科技領(lǐng)域，我們都走在了世界前列。,緒論,從彩色電視機(jī)、電冰箱到數(shù)碼相機(jī)；,緒論,最近一航的一項(xiàng)神秘成果又令中央首長(zhǎng)興奮異常！,緒論,中華民族是勤勞和智慧的民族！ 從東方紅1號(hào)、原子彈、氫彈、中子彈、洲際導(dǎo)彈到神舟7號(hào)、嫦娥1號(hào)； 從龍芯1號(hào)到北斗1號(hào)； 從彩色電視機(jī)、電冰箱到數(shù)碼相機(jī)； 從“要想學(xué)修車就買奇瑞車”到奇瑞東方之子 最近一航的一項(xiàng)神秘成果又令中央首長(zhǎng)興奮異常！ 殲10戰(zhàn)機(jī)的實(shí)戰(zhàn)列裝到殲20的試飛成功！ ,我們每一個(gè)進(jìn)步 都會(huì)令世界目瞪 口呆！,緒論,但是，應(yīng)該看到，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們?nèi)杂泻艽蟮牟罹啵?古人云：知恥而后勇！,緒論,我們的任務(wù)： 好好

9、學(xué)習(xí)，天天向上！ 為中華之快速崛起而讀書(shū)！,蒸 氣 機(jī),1763年,計(jì)算機(jī),1946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(wèn)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,材料科學(xué)與工程（MSE）的興起,二、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)

10、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,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