金属材料及热处理-绪论ppt课件
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• 是一门研究金属材料的成分、 组织、热处理与金属材料性能之
间的关系和变化规律的学科。
.
• 课程主要内容： • （1）金属材料基本知识：主要介绍金属的晶体结构及变
形的相关知识。 • （2）金属的性能：主要介绍金属的 力学性能和工艺性能。 • （3）金属学的基础知识：讲述铁碳合金的组织及铁碳合
金相图。 • （4）金属材料：讲述碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属
.
在过去两千年中的很长一段时间，中国是世 界上最大和最先进的国家，直到18世纪末，中国 的国内生产总值约占全球25%，1820年为33%。
中国的人均收入在12世纪前一直领先于西欧， 在18世纪前一直领先于世界平均水平。
后来，它错过了工业革命，经济出现停滞， 1949年GDP仅占世界5%。
.
蒸汽时代（1700AD-1800AD）
No Image
铁器.时代 11
材料的发展史，就是人类科技的发展史。
信息、材料、能源、生物技术 社会文明支柱，科技创新的重要标志！
现代高科技 材料—人类社会发展的里程碑！
新材料—现代科学技术和社会发展的 基础和支柱！
.
金属材料发展的四个阶段
一 原ห้องสมุดไป่ตู้钢铁生产
4300B.C. 金、铜、铁， 铸造、锻打
中国的宝剑、西欧的大马士革刀，日本武士剑
二 金属材料学科的基础
1778，第一座铁桥； 1818，铁船下水； 1825，铁路；铁构成金属材料学科的基础
.
19世纪，金属学、金相学、相变理论的发展
1803，道尔顿的原子学说，阿伏加德罗分子论 1830，Hessel 的32种晶体类型 1839，Miller指数的普及 1891，点阵结构理论的创立
金属材料及热处理
绪论
.
材料的分类
工程材料
其他工程材料 机械工程固体材料
非金属材料 金属材料
铜、金、 铝、银
等
高分子材料、陶瓷 材料、复合材料等
钢铁材料
.
有色金属 黑色金属
工程材料发展概况
• 1.石器时代（人类开始加工工具-6000BC） • 2.红铜时代（6000BC-3000BC） • 3.青铜时代（3000BC-1000BC） • 4.铁器时代（1000BC-400AD） • 13.蒸汽时代（1700AD-1800AD） • 16 信息时代（1970AD-至今）
• 红铜即天然铜，质地 软，不适合制造工具， 所以红铜时代的人类 仍以使用石器为主。
.
青铜时代（3000BC-1000BC）
• 青铜时代是 以使用青 铜器为标志的人类物 质文化发展阶段。青 铜是红铜(纯铜)与锡 或铅的合金，因为颜 色青灰，故名青铜， 熔点在700～900℃之 间，比红铜的熔点 (1083℃)低。含锡10% 的青铜，硬度为红铜 的 4.7倍，性能良好。
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信息时代
• 信息技术的发展对人们学 习知识、掌握知识、运用 知识提出了新的挑战。由 于计算机技术和网络技术 的应用，人们的学习速度 在不断加快，也就是说从 数字处理时代到微机时代， 到网络化时代，学习速度 越来越快，这要求我们的 管理模式也要适应新的特 点和新的模式。
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石器时代
青铜时代
多元材料时代
1864，Sorby，第一张金相组织照片，9倍 1827-1888，Fe3C的分离(Karsten)和认知(Abel) 十九世纪中后，钢的金相学发展：Willard Gibbs 的相律推导，Robert-Austen奥氏体固溶特性， Roozeboom的Fe-Fe3C相图建立
.
三 微观组织理论大发展
15
Reaumur (1722) Hill (1748) 在放大镜下观察出晶粒
Sorbit 发现并描述了细珠光体
Young(1807)提出材料弹性模量概念
Barlow(1826)关于材料强度的测定 Tehernoff(1861)发表了钢临界点的实验报告
Wshery(1860-1870)关于拉伸、扭转、变曲应力的工作及
.
石器时代
• 从出现人类到铜器的出 现、大约始于距今二三 百万年、止于距今6000 至4000年左右。这一时 代是人类从猿人经过漫 长的历史、逐步进化为 现代人的时期。
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红铜时代
• 红铜时代，又称铜石 并用时代、金石并用 时代。是指介于新石 器时代和青铜时代之 间的过渡时期，以红 铜的使用为标志。
及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、性能及用途。 • （5）热处理的基本知识：讲述热处理的原理和热处理工
艺。
.
• 学习要求： • 弄清重要的概念和基本理论，按照材料的
成分和热处理决定其组织、组织决定性能， 性能决定其用途这一内在关系进行学习和 记忆，注意理论联系实际，认真听课按、 时完成作业，做好复习和预习，是完全可 以学好本课程。
• 工业革命于18世纪60年代 首先从英国开始，大量向 外扩展则在19世纪初。因 此，从宏观的角度分析， 世界近代史的第二个时 期——蒸汽时代起于19世 纪初，止于19世纪70年代 的第二次工业革命。在这 个时期，资本主义的机器 大革命开始出现，资本主 义的世界体系开始初步确 立。一种新的动力机器： 蒸汽机的发明和应用，将 人类带入了蒸汽时代。
合金相图、X射线，位错理论
1669, N. Steno, 晶面角守恒定律
1885, A. Bravais, 晶体空间点阵学说
1912, M. Laue*, 晶体的X射线衍射
1915, W. H. Bragg and W. L. Bragg** X射线晶体结构分析方法
电子显微镜（SEM、TEM）
扫描探针显微术***（S.TM、AFM）
得出的第一条S-N曲线，开辟了材料、组织与性能间关系的
科学研究
.
四 微观理论的深入研究
原子扩散、马氏体相变、沉淀相、位错滑移 电子显微镜、扫描透射电镜（SYEM）、扫描隧 道显微镜（STM）、原子显微镜（AFM）等新 仪器的发明为微观研究进一步发展提供可能，随 之产生了表面和界面科学
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• 金属材料与热处理：
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铁器时代（1000BC-400AD）
• 铁器时代是人类发展史中 一个极为重要的时代。人 们最早知道的铁是陨石中 的铁，古代埃及人称之为 神物。在很久以前，人们 就曾用这种天然铁制作过 刀刃和饰物，这是人类使 用铁的最早情况。当人们 在冶炼青铜的基础上逐渐 掌握了冶炼铁的技术之后， 铁器时代就到来了。
间的关系和变化规律的学科。
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• 课程主要内容： • （1）金属材料基本知识：主要介绍金属的晶体结构及变
形的相关知识。 • （2）金属的性能：主要介绍金属的 力学性能和工艺性能。 • （3）金属学的基础知识：讲述铁碳合金的组织及铁碳合
金相图。 • （4）金属材料：讲述碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属
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在过去两千年中的很长一段时间，中国是世 界上最大和最先进的国家，直到18世纪末，中国 的国内生产总值约占全球25%，1820年为33%。
中国的人均收入在12世纪前一直领先于西欧， 在18世纪前一直领先于世界平均水平。
后来，它错过了工业革命，经济出现停滞， 1949年GDP仅占世界5%。
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蒸汽时代（1700AD-1800AD）
No Image
铁器.时代 11
材料的发展史，就是人类科技的发展史。
信息、材料、能源、生物技术 社会文明支柱，科技创新的重要标志！
现代高科技 材料—人类社会发展的里程碑！
新材料—现代科学技术和社会发展的 基础和支柱！
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金属材料发展的四个阶段
一 原ห้องสมุดไป่ตู้钢铁生产
4300B.C. 金、铜、铁， 铸造、锻打
中国的宝剑、西欧的大马士革刀，日本武士剑
二 金属材料学科的基础
1778，第一座铁桥； 1818，铁船下水； 1825，铁路；铁构成金属材料学科的基础
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19世纪，金属学、金相学、相变理论的发展
1803，道尔顿的原子学说，阿伏加德罗分子论 1830，Hessel 的32种晶体类型 1839，Miller指数的普及 1891，点阵结构理论的创立
金属材料及热处理
绪论
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材料的分类
工程材料
其他工程材料 机械工程固体材料
非金属材料 金属材料
铜、金、 铝、银
等
高分子材料、陶瓷 材料、复合材料等
钢铁材料
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有色金属 黑色金属
工程材料发展概况
• 1.石器时代（人类开始加工工具-6000BC） • 2.红铜时代（6000BC-3000BC） • 3.青铜时代（3000BC-1000BC） • 4.铁器时代（1000BC-400AD） • 13.蒸汽时代（1700AD-1800AD） • 16 信息时代（1970AD-至今）
• 红铜即天然铜，质地 软，不适合制造工具， 所以红铜时代的人类 仍以使用石器为主。
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青铜时代（3000BC-1000BC）
• 青铜时代是 以使用青 铜器为标志的人类物 质文化发展阶段。青 铜是红铜(纯铜)与锡 或铅的合金，因为颜 色青灰，故名青铜， 熔点在700～900℃之 间，比红铜的熔点 (1083℃)低。含锡10% 的青铜，硬度为红铜 的 4.7倍，性能良好。
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信息时代
• 信息技术的发展对人们学 习知识、掌握知识、运用 知识提出了新的挑战。由 于计算机技术和网络技术 的应用，人们的学习速度 在不断加快，也就是说从 数字处理时代到微机时代， 到网络化时代，学习速度 越来越快，这要求我们的 管理模式也要适应新的特 点和新的模式。
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石器时代
青铜时代
多元材料时代
1864，Sorby，第一张金相组织照片，9倍 1827-1888，Fe3C的分离(Karsten)和认知(Abel) 十九世纪中后，钢的金相学发展：Willard Gibbs 的相律推导，Robert-Austen奥氏体固溶特性， Roozeboom的Fe-Fe3C相图建立
.
三 微观组织理论大发展
15
Reaumur (1722) Hill (1748) 在放大镜下观察出晶粒
Sorbit 发现并描述了细珠光体
Young(1807)提出材料弹性模量概念
Barlow(1826)关于材料强度的测定 Tehernoff(1861)发表了钢临界点的实验报告
Wshery(1860-1870)关于拉伸、扭转、变曲应力的工作及
.
石器时代
• 从出现人类到铜器的出 现、大约始于距今二三 百万年、止于距今6000 至4000年左右。这一时 代是人类从猿人经过漫 长的历史、逐步进化为 现代人的时期。
.
红铜时代
• 红铜时代，又称铜石 并用时代、金石并用 时代。是指介于新石 器时代和青铜时代之 间的过渡时期，以红 铜的使用为标志。
及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、性能及用途。 • （5）热处理的基本知识：讲述热处理的原理和热处理工
艺。
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• 学习要求： • 弄清重要的概念和基本理论，按照材料的
成分和热处理决定其组织、组织决定性能， 性能决定其用途这一内在关系进行学习和 记忆，注意理论联系实际，认真听课按、 时完成作业，做好复习和预习，是完全可 以学好本课程。
• 工业革命于18世纪60年代 首先从英国开始，大量向 外扩展则在19世纪初。因 此，从宏观的角度分析， 世界近代史的第二个时 期——蒸汽时代起于19世 纪初，止于19世纪70年代 的第二次工业革命。在这 个时期，资本主义的机器 大革命开始出现，资本主 义的世界体系开始初步确 立。一种新的动力机器： 蒸汽机的发明和应用，将 人类带入了蒸汽时代。
合金相图、X射线，位错理论
1669, N. Steno, 晶面角守恒定律
1885, A. Bravais, 晶体空间点阵学说
1912, M. Laue*, 晶体的X射线衍射
1915, W. H. Bragg and W. L. Bragg** X射线晶体结构分析方法
电子显微镜（SEM、TEM）
扫描探针显微术***（S.TM、AFM）
得出的第一条S-N曲线，开辟了材料、组织与性能间关系的
科学研究
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四 微观理论的深入研究
原子扩散、马氏体相变、沉淀相、位错滑移 电子显微镜、扫描透射电镜（SYEM）、扫描隧 道显微镜（STM）、原子显微镜（AFM）等新 仪器的发明为微观研究进一步发展提供可能，随 之产生了表面和界面科学
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• 金属材料与热处理：
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铁器时代（1000BC-400AD）
• 铁器时代是人类发展史中 一个极为重要的时代。人 们最早知道的铁是陨石中 的铁，古代埃及人称之为 神物。在很久以前，人们 就曾用这种天然铁制作过 刀刃和饰物，这是人类使 用铁的最早情况。当人们 在冶炼青铜的基础上逐渐 掌握了冶炼铁的技术之后， 铁器时代就到来了。