机械制造基础绪论.ppt
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机械基础绪论课件
机械设计的基本原则
功能性原则
可靠性原则
机械设计应满足预定的功能要求，保证机 器或装置在特定的使用条件下能够正常工 作。
机械设计应保证机器或装置在正常工作条 件下具有足够的可靠性，防止因故障而影 响生产或造成安全事故。
经济性原则
环保性原则
机械设计应考虑制造成本、运行成本等因 素，力求以最少的投入获得最大的效益。
机械在工业中的应用
总结词
机械在工业中应用广泛，涉及能源、交通、制造、航空航天等多个领域，对工业生产和社会发展具有重要意义。
详细描述
机械在工业中应用广泛，如内燃机、发电机组、电动机等能源机械，汽车、火车、船舶等交通工具，机床、生产 线等制造机械，飞机、火箭等航空航天机械。这些机械在工业生产和社会发展中具有重要意义，能够提高生产效 率、降低成本、改善生活质量等。
自动化技术
随着计算机和自动化技术的发展 ，现代机械工程实现了高度自动 化，提高了生产效率和产品质量
。
智能制造
智能制造是现代机械工程的重要 发展方向，通过引入人工智能、 大数据等技术，实现制造过程的
智能化和柔性化。
新材料、新能源
现代机械工程在新材料、新能源 等领域也不断探索和应用，如碳 纤维复合材料、太阳能等新能源 的应用，为机械工程的发展提供
机械基础绪论课件
目录
CONTENTS
• 机械概述 • 机械工程发展史 • 机械设计基础 • 机械制造基础 • 机械制图基础 • 机械基础实验
01 机械概述
机械的定义与分类
总结词
机械是利用物理定律和原理实现能量转换、传递和利用的装 置。根据不同的分类标准，可以将机械分为多种类型。
详细描述
机械是利用物理定律和原理，如力学、热力学、电磁学等， 实现能量转换、传递和利用的装置。根据不同的分类标准， 如用途、工作原理、结构特点等，可以将机械分为多种类型 ，如传动机械、流体机械、加工机械等。
机械制造技术基础绪论
0.2 制造过程
0.2.1 制造活动定义 0.2.2 产品制造过程 0.2.3 生产类型与组织
0.2.1 制造活动定义
制造 —物料转变（物料流） 能量转化（能量流） 信息传递（信息流）的过程
图0.2 制造活动过程。
0.2.1 制造活动定义
在信息控制下，由能量起作用， 对物料加工而使之形成产品 。
对工 需要技术熟练的 需要一定技术水 对操作工人要求
人的 工人
平的工人
低，对调整工人
要求
的技术要求较高
工艺 文件
有简单的工艺过 程卡，关键工序 有工序卡
有详细的工艺规 有详细的工艺规
程， 关键零件有 程和工序卡，关
工序卡
键工序有调整卡、
检验卡
0.2.3 生产类型与组织
●生产组织模式 ①生产全部零部件、组装机器 ②生产一部分关键的零部件，进行整机装配， 其余的零部件由其它企业供应
具压制、烧结等，制成制品。
特点：材料利用率高、生产率高、精度高
0.3.2 材料去除工艺（Δm<0）
●材料去除工艺(发散流程) —质量减少工艺 ①切削加工 —刀具切除工件毛坯上多余的金属 。
车削、铣削、刨削、 钻削、拉削、镗削等。 ◆常规机械加工方法
0.3.2 材料去除工艺（Δm<0）
●发散流程 —质量减少工艺 ①切削加工 ②磨削加工 —砂轮磨去工件上多余的金属
生命科学、环保科学、管理科学等 交叉、融合 ，
具体将集中表现在以下几个方面：
0.1.2 机械制造技术的现状与发展前景
1.机械制造基础技术
切削加工的生产率，加工质量发展方向。
高速、超高速切削（磨削）高精度、高速 切削机床与刀具， 最佳切削参数的自动优选， 刀具的高可靠性， 在线监控技术， 成组技术（GT）， 自动装配技术等。
机械制造工程学 绪论ppt课件
•根据市场的需求做出产品生产的决策； •产品的设计； •综合运用工艺技术理论和知识来确定制造方法和流程，即解 决如何制造出产品的问题。
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10
四、课程的性质及研究内容
“机械制造工程学”主要研究的是机械制造过程中 的切削过程、工艺技术、工艺装备和设备。其基本内容 包括：
1. 金属切削过程的基本规律； 2. 常用刀具的性能分析与设计； 3. 金属切削机床的型号、典型机床的工作原理、传动分析及
机械制造工程学
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1
绪论
一、制造、制造业与制造系统
1.“制造”的含义 所谓制造，是一种将有关资源按照社会的需求 转变为新的有更高价值的资源的行为和过程。 资源——物质、能量、信息等； 有更高价值的资源——有形物质产品，
无形的软件、服务等。
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2
一、制造、制造业与制造系统
2. 制造业 从事制造行为和过程的行业。 如 机械、电子、轻工、化工、食品、航天、军工 等。 “机械制造”——将原材料（毛坯）转变为机械产品 的行为和过程。 机械产品——生产目标 原材料（毛坯）——加工对象 制造过程——以制造理论、技术为基础
典型部件设计； 4. 机械制造工艺技术的基本理论和基本方法； 5. 先进制造技术与先进制造系统的基本原理和实现方法。
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11
பைடு நூலகம்
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12
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13
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14
五、课程的特点
1）机械制造工程学是一专业课，它与基础课不同，随着科学 技术和经济的发展，课程内容在不断地更新和充实，课程在理论 和体系上也在不断完善和提高。
2. 电力技术使“能量流”步入电能时代 工作母机——现代机床 20世纪40年代出现了特种加工方法
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10
四、课程的性质及研究内容
“机械制造工程学”主要研究的是机械制造过程中 的切削过程、工艺技术、工艺装备和设备。其基本内容 包括：
1. 金属切削过程的基本规律； 2. 常用刀具的性能分析与设计； 3. 金属切削机床的型号、典型机床的工作原理、传动分析及
机械制造工程学
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1
绪论
一、制造、制造业与制造系统
1.“制造”的含义 所谓制造，是一种将有关资源按照社会的需求 转变为新的有更高价值的资源的行为和过程。 资源——物质、能量、信息等； 有更高价值的资源——有形物质产品，
无形的软件、服务等。
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2
一、制造、制造业与制造系统
2. 制造业 从事制造行为和过程的行业。 如 机械、电子、轻工、化工、食品、航天、军工 等。 “机械制造”——将原材料（毛坯）转变为机械产品 的行为和过程。 机械产品——生产目标 原材料（毛坯）——加工对象 制造过程——以制造理论、技术为基础
典型部件设计； 4. 机械制造工艺技术的基本理论和基本方法； 5. 先进制造技术与先进制造系统的基本原理和实现方法。
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五、课程的特点
1）机械制造工程学是一专业课，它与基础课不同，随着科学 技术和经济的发展，课程内容在不断地更新和充实，课程在理论 和体系上也在不断完善和提高。
2. 电力技术使“能量流”步入电能时代 工作母机——现代机床 20世纪40年代出现了特种加工方法
机械制造基础ppt课件
使用教材：
倪小丹等主编。《机械制造技术基础》[M]，清华大学 出版社，07.3 参考教材：
1.张世昌等主编。《机械制造技术基础》[M]， 高教出版社， 2008.12 2.王启平主编，《机械制造工艺学》[M]， 哈尔滨工业大学出 版社，2002. 3.陈日曜主编。《金属切削原理》[M]，机械工业出版社，1993.
第1章 机械制造技术基础概述
（时间：4次课，8学时）
机械制造技术基础
主讲：刘曙光
地址：J8楼 409室 Tel: 81217（O） E-mail: sxlsg@ qq: 1187288926
课程介绍
《机械制造技术基础》是机械类各专业
本
课 程
的主干专业技术基础课程。通过本课程的教
+
n——主运动的转速（单位为r/min）
+ （2）进给量f 当主运动旋转一周时，刀具（或工件）沿进给方向上的位 移量f。进给量的大小也反映了进给速度（单位为mm/min）的大小，关系
为
1.1.2 切削加工成形运动和切削用量
+ 背吃刀量 车削时（单位为mm）是工件上待加工表面与已 加工表面间的垂直距离：
+ 1. 成形运动 + （1）主运动 直接切除工件上的切削层，以形成工件以加工表面的基本
运动。主运动的速度最高，消耗功率最大，机床的主运动只有一个。主 运动可以由工件或由刀具完成，车削时的主运动是工件的旋转运动。 + （2）进给运动 是指不断把切削层投入切削的运动。进给运动的速度较 低，消耗的功率较小。进给运动不限于一个，可以是连续的，也可以是 间歇性的。 + 切削时，工件上形成三个不断变化着的表面（见图1.4）： + 已加工表面 指经切削形成的新表面，它随着切削运动的进行逐渐扩大。 + 待加工表面 指即将被切除的表面。它随着切削运动的进行，逐渐缩小， 直至全部切去。 + 过渡表面 指切削刃正在切削的表面。
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机械制造基础
主讲：XX
机械设备的制造过程
矿石
冶 金 工 业
热加工工艺 铸造 锻压 原 材 料 焊接 热处理 零 件 装配调试 毛 坯 冷加工工艺 切削加工 特种加工 零 件 热处理 焊接
零件
现代制造技术、信息技术
机 器
绪论
1.1 机械制造行业在国民经济当中的地位和作
用
1.2 本课程的主要内容
材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。
“神舟”四号飞船成功返 回
锉刀
手 锤
国产涡喷-7涡轮喷气发动机
材料是人类进化的里程碑。由于材料的重要性，
历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。
石器时代
青铜器时代 铁器时代
象形尊(西周)
铁器
石器
材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标
志。
高等优点。
工程材料按使用性能划分：结构材料和功能材料。
传感器用敏感材料
铝合金 钛合金 结构材料 镍及镍合金 镁及镁合金 难熔金属 功能材料 电功能材料 磁功能材料 新能源材料 光学功能材料 热功能材料 力学、声学功能材料
1.1.3 工程材料的应用和发展
汽车制造
国防工业
歼10：我国生产的最先进战机
二 课程内容安排
第一部分：工程材料及其成型工艺基础
• 金属材料，铸造、压力加工、焊接工艺
第二部分：切削加工工艺基础
• 切削过程、常见工艺方法、结构工艺性
第三部分：先进制造工艺常识
• 生产自动化、特种工艺和现代制造企业
三 学习目的及要求
（1）机械制造的相关概念。 （2）成分—组织—性能之间的关系；
1863 年，光学显微镜首次应用
光学显微镜
于金属研究，诞生了金相学，使
人们能够将材料的宏观性能与微 观组织联系起来。
灰铸铁的显微组织
Pb-Sn共晶组织
1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于
晶体衍射分析，使人们对固体材料微观结构的认识 从最初的假想到科学的现实。
Si表面的重构图象
X-射线衍射仪
钢 钢铁金属
按钢的碳含量—低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢 按钢的碳含量—结构钢、工具钢、特殊性能钢
铸铁—白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、
特殊性能铸铁。
非铁金属—轻金属,重金属,贵金属,稀有金属
黑色金属—铁、锰、铬及其合金。 有色金属—铁、锰、铬以外所有的金属。 以金属键结合为主
神 舟 发二 射号 工” 位飞 船 运 往
“
“神舟”二号发射成 功
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”三号 发射成功 “ 神 舟 ” 三 号 飞 船 “神舟”四号 发射成功
“ 神 舟 ” 四 号 飞 船
中国的航天事业-“神舟”五号载人飞 船
升 空
杨 利 伟
返 回
全人类共同的家园
飞天
返回舱
人类对材料的认识是逐步深入的。
金属材料
6000年前-金属冶炼
4000年-古埃及-炼铜技术 2000年-青铜冶炼 15世纪~18世纪-高炉炼钢到电弧炉炼钢-奠定了近代钢铁工 业的基础。 1866年-电解铝生产工艺-铝成为用量仅次于钢铁的金属。 1910年-纯钛
按钢的质量—普通钢、优质钢、高级优质钢、
特级优质钢。
1932年发明了电子
显微镜，把人们带 到了微观世界的更 深层次（10-7m）
光镜下 电镜下
透射电子显微镜
扫描电子显微镜
材料发展的历程示意图
1.1.2工程材料的分类
工程材料是用于制造工程结构和机械零件并主要
要求力学性能的结构材料。
按组成与结合键分：
1、金属材料
2、高分子材料 3、陶瓷材料 4、复合材料
话数量已居世界第一位，但电子信息产业
的关键元器件大规模集成电路每年进口量
是内地需求的六成以上。
新技术新产品研发能力上的差距。中国 目前只能说在劳动密集型的轻纺产品和加 工组装型的家电及电子通信组装产品具有 比较优势，在技术密集型产业还不具备成
为世界工厂的水平。
总之，我国的机械制造工业获得了巨大的发展， 但与世界先进水平相比，还有很大的差距，整个 水平与国外先进水平相比，至少落后十五年左右， 今后机械制造工业的主要任务是以新兴微电子， 光电子技术，重大成套技术装备和基础机械的关 键制造技术为重点，不断地依靠技术进步，研究 开发优质高效的工艺与装备，提高产品的制造质 量和制造技术水平。
包括： 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料
玻璃纤维增强高分子复合材料
现代航空发动机燃烧室
温度最高的材料就是通 过粉末冶金法制备的氧 化物粒子弥散强化的镍 基合金复合材料。很多 高级游艇、赛艇及体育 器械等是由碳纤维复合
航空发动机
材料制成的，它们具有
重量轻，弹性好，强度
良好的导电性、导
热性、延展性和金
属光泽
用量最大、应用最
广泛
金属材料的性能
物理性能：密度、熔点、导电性、导热性、磁性等
化学性能：抵抗各种介质的侵蚀能力，如抗腐蚀性能。 力学性能：强度、硬度、塑性、弹性模量、冲击韧度、疲劳 强度。 工艺性能：包括热处理工艺性能、铸造性能、锻造性能、焊 接性能、切削加工性能等。
鞍钢
攀钢夜景
原子弹、氢
弹的爆炸， 卫星、飞船 的上天等都 说明了我国 在材料的开 发、研究及
中 国 造 第 卫 一 星 颗 人 中 国 第 一 颗 原 子 弹 爆 炸
长 征 火 箭 大 家 族
应用等方面
有了飞跃的
发展。
中 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”一号 发射成功 “ 神 舟 ” 一 号 飞 船
称作现代文明的三大支柱之一。
前苏联在1957年把第一颗人造卫星送入太空， 令美国人震惊不已，认识到在导弹火箭技术上 落后了。因此在其后的十年里，在十多所大学 中陆续建立了材料科学研究中心，并把约2/3 大学的冶金系或矿冶系改建成了冶金材料科学 前 苏 联 第 一 颗 人 造 卫 星 及 其 运 载 火 箭
电子信息技术
• 高密度信息储存 • CPU：AMD的K8；Inter的P4和PM（90纳米制程）
航空、航天及机械建筑领域
• 航天器、卫星、飞船、汽车、船舶、桥梁等 • 北京大剧院的外墙
医学领域
• 微细诊疗器
能源
• 高存储容量的电池
纳米材料的不安全性
对环境
• 纳米材料的回收与处理 • 对环境的影响存在未知风险
常用的金属材料
碳素结构钢 Q235-AF 碳钢
碳素工具钢 T8/T8A 合金钢 一般工程铸造碳钢 ZG200-400
优质碳素钢 45
合金结构钢 45Cr 高合金刃具钢 W18Cr4V
铸铁
灰口铸铁 HT200 可锻铸铁 KTZ450-06 球墨铸铁 QT450-10 蠕墨铸铁 RuT340
耐磨铸铁
特殊性能铸铁 耐热铸铁
我国机械制造技术的现状
新中国成立之前，我国的机械制造工业基本处于停滞 状态，新中国成立50多年来，已经建立了一个完整的机械 工业体系，全国电力、钢铁、石油、交通、矿山等基础工
业所拥有的机械产品总量中的80%是我国自己制造的，我
国已经成为名副其实的机械工业生产大国。 如果没有强大而完整的现代化机械制造工业，就无法 成为国富民强的现代化强国，机械制造工业的规模和发展 水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。
耐蚀铸铁
铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料，2011年 世界产量已达15亿吨，在机械产品中的用量已占 整个用材的60%以上。
带材
异形材
板材
管材
金属材料制品
陶瓷材料
以共价键和离子键 为主
熔点高、硬度高、
耐腐蚀、脆性大
分为传统陶瓷、特
种陶瓷和金属陶瓷 三类
传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、 长石等)为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。 特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶
1nm=10-9m
• 1nm:1M -- 相当于乒乓球与地球之比
当材料的颗粒缩小到几到几十纳米时，材料的性质将发 生意想不到的变化
• 碳纳米管强度比钢高100倍，重量是钢的1/6，且导电性怪异
• 化学性质稳定的材料会发生爆炸
• 纳米陶瓷可弯曲180o
• 在电场作用下发出各种颜色的光
纳米材料的研究及应用领域
时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。
司母戊鼎
河南安阳晚商遗址出土
青铜铸造
高133厘米
重875kg
饰纹优美
黄石铜矿遗址
春秋晚期 矿井深达50m 炼铜炉渣多达40万吨
实属罕见
新中国成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、宝钢等大型钢
铁基地。钢产量由49年的15.8万吨上升到现在的6亿吨。
标准型 已经装备空军
双座型
传说的舰载型
随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要
求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、
耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。
国产东风4D-0088内燃机车
美国F-117隐身飞机
新材料在不断地涌现
纳米材料的常识
碳纳米管制作的纳米齿轮模型
纳米材料学
瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。
陶瓷制品
陶瓷发动机
先进陶瓷：以精制的高纯人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制 的制备工艺烧结而成的陶瓷。特性： 绝缘性、半导性、导电性、超导性、压电性、磁性 耐热性、绝缘、高硬度、耐磨性、抗氧化、高温强度等优异力学性能。 生物适应性、催化剂等生物、化学功能。 独特的光学功能及光、电声、热、磁、弹性之间的相互转换、耦合的功能。
主讲：XX
机械设备的制造过程
矿石
冶 金 工 业
热加工工艺 铸造 锻压 原 材 料 焊接 热处理 零 件 装配调试 毛 坯 冷加工工艺 切削加工 特种加工 零 件 热处理 焊接
零件
现代制造技术、信息技术
机 器
绪论
1.1 机械制造行业在国民经济当中的地位和作
用
1.2 本课程的主要内容
材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。
“神舟”四号飞船成功返 回
锉刀
手 锤
国产涡喷-7涡轮喷气发动机
材料是人类进化的里程碑。由于材料的重要性，
历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。
石器时代
青铜器时代 铁器时代
象形尊(西周)
铁器
石器
材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标
志。
高等优点。
工程材料按使用性能划分：结构材料和功能材料。
传感器用敏感材料
铝合金 钛合金 结构材料 镍及镍合金 镁及镁合金 难熔金属 功能材料 电功能材料 磁功能材料 新能源材料 光学功能材料 热功能材料 力学、声学功能材料
1.1.3 工程材料的应用和发展
汽车制造
国防工业
歼10：我国生产的最先进战机
二 课程内容安排
第一部分：工程材料及其成型工艺基础
• 金属材料，铸造、压力加工、焊接工艺
第二部分：切削加工工艺基础
• 切削过程、常见工艺方法、结构工艺性
第三部分：先进制造工艺常识
• 生产自动化、特种工艺和现代制造企业
三 学习目的及要求
（1）机械制造的相关概念。 （2）成分—组织—性能之间的关系；
1863 年，光学显微镜首次应用
光学显微镜
于金属研究，诞生了金相学，使
人们能够将材料的宏观性能与微 观组织联系起来。
灰铸铁的显微组织
Pb-Sn共晶组织
1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于
晶体衍射分析，使人们对固体材料微观结构的认识 从最初的假想到科学的现实。
Si表面的重构图象
X-射线衍射仪
钢 钢铁金属
按钢的碳含量—低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢 按钢的碳含量—结构钢、工具钢、特殊性能钢
铸铁—白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、
特殊性能铸铁。
非铁金属—轻金属,重金属,贵金属,稀有金属
黑色金属—铁、锰、铬及其合金。 有色金属—铁、锰、铬以外所有的金属。 以金属键结合为主
神 舟 发二 射号 工” 位飞 船 运 往
“
“神舟”二号发射成 功
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”三号 发射成功 “ 神 舟 ” 三 号 飞 船 “神舟”四号 发射成功
“ 神 舟 ” 四 号 飞 船
中国的航天事业-“神舟”五号载人飞 船
升 空
杨 利 伟
返 回
全人类共同的家园
飞天
返回舱
人类对材料的认识是逐步深入的。
金属材料
6000年前-金属冶炼
4000年-古埃及-炼铜技术 2000年-青铜冶炼 15世纪~18世纪-高炉炼钢到电弧炉炼钢-奠定了近代钢铁工 业的基础。 1866年-电解铝生产工艺-铝成为用量仅次于钢铁的金属。 1910年-纯钛
按钢的质量—普通钢、优质钢、高级优质钢、
特级优质钢。
1932年发明了电子
显微镜，把人们带 到了微观世界的更 深层次（10-7m）
光镜下 电镜下
透射电子显微镜
扫描电子显微镜
材料发展的历程示意图
1.1.2工程材料的分类
工程材料是用于制造工程结构和机械零件并主要
要求力学性能的结构材料。
按组成与结合键分：
1、金属材料
2、高分子材料 3、陶瓷材料 4、复合材料
话数量已居世界第一位，但电子信息产业
的关键元器件大规模集成电路每年进口量
是内地需求的六成以上。
新技术新产品研发能力上的差距。中国 目前只能说在劳动密集型的轻纺产品和加 工组装型的家电及电子通信组装产品具有 比较优势，在技术密集型产业还不具备成
为世界工厂的水平。
总之，我国的机械制造工业获得了巨大的发展， 但与世界先进水平相比，还有很大的差距，整个 水平与国外先进水平相比，至少落后十五年左右， 今后机械制造工业的主要任务是以新兴微电子， 光电子技术，重大成套技术装备和基础机械的关 键制造技术为重点，不断地依靠技术进步，研究 开发优质高效的工艺与装备，提高产品的制造质 量和制造技术水平。
包括： 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料
玻璃纤维增强高分子复合材料
现代航空发动机燃烧室
温度最高的材料就是通 过粉末冶金法制备的氧 化物粒子弥散强化的镍 基合金复合材料。很多 高级游艇、赛艇及体育 器械等是由碳纤维复合
航空发动机
材料制成的，它们具有
重量轻，弹性好，强度
良好的导电性、导
热性、延展性和金
属光泽
用量最大、应用最
广泛
金属材料的性能
物理性能：密度、熔点、导电性、导热性、磁性等
化学性能：抵抗各种介质的侵蚀能力，如抗腐蚀性能。 力学性能：强度、硬度、塑性、弹性模量、冲击韧度、疲劳 强度。 工艺性能：包括热处理工艺性能、铸造性能、锻造性能、焊 接性能、切削加工性能等。
鞍钢
攀钢夜景
原子弹、氢
弹的爆炸， 卫星、飞船 的上天等都 说明了我国 在材料的开 发、研究及
中 国 造 第 卫 一 星 颗 人 中 国 第 一 颗 原 子 弹 爆 炸
长 征 火 箭 大 家 族
应用等方面
有了飞跃的
发展。
中 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”一号 发射成功 “ 神 舟 ” 一 号 飞 船
称作现代文明的三大支柱之一。
前苏联在1957年把第一颗人造卫星送入太空， 令美国人震惊不已，认识到在导弹火箭技术上 落后了。因此在其后的十年里，在十多所大学 中陆续建立了材料科学研究中心，并把约2/3 大学的冶金系或矿冶系改建成了冶金材料科学 前 苏 联 第 一 颗 人 造 卫 星 及 其 运 载 火 箭
电子信息技术
• 高密度信息储存 • CPU：AMD的K8；Inter的P4和PM（90纳米制程）
航空、航天及机械建筑领域
• 航天器、卫星、飞船、汽车、船舶、桥梁等 • 北京大剧院的外墙
医学领域
• 微细诊疗器
能源
• 高存储容量的电池
纳米材料的不安全性
对环境
• 纳米材料的回收与处理 • 对环境的影响存在未知风险
常用的金属材料
碳素结构钢 Q235-AF 碳钢
碳素工具钢 T8/T8A 合金钢 一般工程铸造碳钢 ZG200-400
优质碳素钢 45
合金结构钢 45Cr 高合金刃具钢 W18Cr4V
铸铁
灰口铸铁 HT200 可锻铸铁 KTZ450-06 球墨铸铁 QT450-10 蠕墨铸铁 RuT340
耐磨铸铁
特殊性能铸铁 耐热铸铁
我国机械制造技术的现状
新中国成立之前，我国的机械制造工业基本处于停滞 状态，新中国成立50多年来，已经建立了一个完整的机械 工业体系，全国电力、钢铁、石油、交通、矿山等基础工
业所拥有的机械产品总量中的80%是我国自己制造的，我
国已经成为名副其实的机械工业生产大国。 如果没有强大而完整的现代化机械制造工业，就无法 成为国富民强的现代化强国，机械制造工业的规模和发展 水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。
耐蚀铸铁
铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料，2011年 世界产量已达15亿吨，在机械产品中的用量已占 整个用材的60%以上。
带材
异形材
板材
管材
金属材料制品
陶瓷材料
以共价键和离子键 为主
熔点高、硬度高、
耐腐蚀、脆性大
分为传统陶瓷、特
种陶瓷和金属陶瓷 三类
传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、 长石等)为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。 特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶
1nm=10-9m
• 1nm:1M -- 相当于乒乓球与地球之比
当材料的颗粒缩小到几到几十纳米时，材料的性质将发 生意想不到的变化
• 碳纳米管强度比钢高100倍，重量是钢的1/6，且导电性怪异
• 化学性质稳定的材料会发生爆炸
• 纳米陶瓷可弯曲180o
• 在电场作用下发出各种颜色的光
纳米材料的研究及应用领域
时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。
司母戊鼎
河南安阳晚商遗址出土
青铜铸造
高133厘米
重875kg
饰纹优美
黄石铜矿遗址
春秋晚期 矿井深达50m 炼铜炉渣多达40万吨
实属罕见
新中国成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、宝钢等大型钢
铁基地。钢产量由49年的15.8万吨上升到现在的6亿吨。
标准型 已经装备空军
双座型
传说的舰载型
随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要
求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、
耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。
国产东风4D-0088内燃机车
美国F-117隐身飞机
新材料在不断地涌现
纳米材料的常识
碳纳米管制作的纳米齿轮模型
纳米材料学
瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。
陶瓷制品
陶瓷发动机
先进陶瓷：以精制的高纯人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制 的制备工艺烧结而成的陶瓷。特性： 绝缘性、半导性、导电性、超导性、压电性、磁性 耐热性、绝缘、高硬度、耐磨性、抗氧化、高温强度等优异力学性能。 生物适应性、催化剂等生物、化学功能。 独特的光学功能及光、电声、热、磁、弹性之间的相互转换、耦合的功能。