金属材料及热处理-绪论ppt课件
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金属材料及其热处理PPT课件
第13页/共31页
（1）金属锻压加工的特点
① 锻压加工后，可使金属获得较细密的晶粒，能合理控制金属纤 维方向，使纤维方向与应力方向一致，提高零件的性能。
② 锻压加工后，坯料的形状和尺寸发生改变而其体积基本不变， 与切削加工相比，可节约金属材料和加工工时。
③ 除自由锻造外，其他锻压方法如模锻、冲压等，都具有较高的 劳动生产率。
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（2）合金钢的牌号 我国合金钢的编号是按照合金钢中的含碳量，以及所含合金元素 的种类（元素符号）、含量来编制的。一般牌号的首位是表示 碳的平均质量分数的数字，表示方法与优质碳素钢的编号是一 致的。对于结构钢，平均质量分数以万分数计，对于工具钢， 以千分数计。
第8页/共31页
（3）铸钢的牌号及用途 ① 工程用铸造碳钢的牌号前面是ZG（“铸钢”二字汉语拼音字 首），后面第一组数字表示屈服点，第二组数字表示抗拉强度， 若牌号末尾标字母H（焊），则表示该钢是焊接结构用碳素铸钢。 ② GB/T5613—1995《铸钢牌号表示方法》规定，以化学成分表 示的铸钢牌号中“ZG”后面一组数字表示铸钢的名义万分碳含量， 其后排列各主要合金元素符号及其名义百分含量。
第10页/共31页
铸造、锻压和焊接是机械制造中最常用的三种金属热 加工方法。其产品大多是零件的毛坯。
1. 铸造
铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝 固后获得具有一定形状与性能的铸件的成形方法。
铸件：用铸造方法得到的金属件。铸件一般作为毛坯使用 ，需要进行切削后才能成为零件。
第11页/共31页
第17页/共31页
焊接有连接性能好，省工省料，成本低，重量轻，可 简化工艺等优点，所以应用广泛。但同时它也存在一些不 足之处，如结构不可拆，更换修理不方便；焊接接头组织 性能变坏；存在焊接应力，容易产生焊接变形；容易出现 焊接缺陷等。有时焊接质量成为突出问题，焊接接头往往 是锅炉压力容器的薄弱环节，实际生产中应特别注意。
（1）金属锻压加工的特点
① 锻压加工后，可使金属获得较细密的晶粒，能合理控制金属纤 维方向，使纤维方向与应力方向一致，提高零件的性能。
② 锻压加工后，坯料的形状和尺寸发生改变而其体积基本不变， 与切削加工相比，可节约金属材料和加工工时。
③ 除自由锻造外，其他锻压方法如模锻、冲压等，都具有较高的 劳动生产率。
第7页/共31页
（2）合金钢的牌号 我国合金钢的编号是按照合金钢中的含碳量，以及所含合金元素 的种类（元素符号）、含量来编制的。一般牌号的首位是表示 碳的平均质量分数的数字，表示方法与优质碳素钢的编号是一 致的。对于结构钢，平均质量分数以万分数计，对于工具钢， 以千分数计。
第8页/共31页
（3）铸钢的牌号及用途 ① 工程用铸造碳钢的牌号前面是ZG（“铸钢”二字汉语拼音字 首），后面第一组数字表示屈服点，第二组数字表示抗拉强度， 若牌号末尾标字母H（焊），则表示该钢是焊接结构用碳素铸钢。 ② GB/T5613—1995《铸钢牌号表示方法》规定，以化学成分表 示的铸钢牌号中“ZG”后面一组数字表示铸钢的名义万分碳含量， 其后排列各主要合金元素符号及其名义百分含量。
第10页/共31页
铸造、锻压和焊接是机械制造中最常用的三种金属热 加工方法。其产品大多是零件的毛坯。
1. 铸造
铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝 固后获得具有一定形状与性能的铸件的成形方法。
铸件：用铸造方法得到的金属件。铸件一般作为毛坯使用 ，需要进行切削后才能成为零件。
第11页/共31页
第17页/共31页
焊接有连接性能好，省工省料，成本低，重量轻，可 简化工艺等优点，所以应用广泛。但同时它也存在一些不 足之处，如结构不可拆，更换修理不方便；焊接接头组织 性能变坏；存在焊接应力，容易产生焊接变形；容易出现 焊接缺陷等。有时焊接质量成为突出问题，焊接接头往往 是锅炉压力容器的薄弱环节，实际生产中应特别注意。
金属材料与热处理绪论课件
高性能金属材料的研发与应用
高强度钢
高强度钢具有较高的抗拉强度和屈服点，广泛应用于汽车、建筑 和船舶制造等领域。
轻质金属材料
如钛合金和铝合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀等优点，在航空 航天、汽车和体育器材等领域得到广泛应用。
功能金属材料
如形状记忆合金、超导合金和磁性合金，具有特殊的功能性质，在 医疗器械、能源和通讯等领域有广阔的应用前景。
相变和组织转变过程的调控，从而达到改善材料性能的目的。
热处理的方法与分类
• 总结词：热处有其特定的工艺参数和应用范围。
• 详细描述：退火是将金属加热到适当温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的一种工艺方法，主要用于消除内应力、 降低硬度、改善切削加工性等。正火是将金属加热到临界点以上适当温度后保持一定时间，然后空冷至室温的一种工艺 方法，主要用于细化晶粒、提高强度和韧性等。淬火是将金属加热到临界点以上适当温度后迅速冷却至室温的一种工艺 方法，主要用于提高硬度和耐磨性等。回火则是将淬火后的金属加热到适当温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温 的一种工艺方法，主要用于稳定组织、消除内应力、提高韧性等。
03 金属材料的性能与测试
金属材料的力学性能
弹性性能
金属材料在受到外力作用时， 能够迅速恢复其原始状态的能力。
塑性性能
金属材料在受到外力作用时， 能够发生永久变形而不破裂的 能力。
强度性能
金属材料抵抗外力作用而不被 破坏的能力。
硬度性能
金属材料抵抗表面变形或破坏 的能力。
金属材料的物理性能
热导率
金属材料的性质与用途
金属材料的性质
金属材料的性质主要包括物理性质、化学性质和力学性质。
金属材料的用途
金属材料广泛应用于建筑、机械、航空航天、能源、交通、 电子等领域。
金属材料与热处理完整ppt课件
晶界：
小角度晶界─相邻晶粒的位向差小于10°的晶 界。基本上由位错构成。
大角度晶界─相邻晶粒的位向差大于10°的晶 界。原子排列比较混乱，结构比较复杂。
精选课件
55
亚晶界： 晶粒内部位向差小于 1° 的亚结构，也称为亚晶
粒，亚晶之间的界面，称为亚晶界。通常由位错构成。
亚晶界
精选课件
56
相界：不同结构的晶粒之间的界面 界面结构类型: 共格界面, 半共格, 非共格
同晶向上的原子排列方式和排列 紧密程度是不一样的。下页的两 个表给出了体心立方晶格和面心 立方晶格中各主要晶面、晶向上 的原子排列方式和紧密程度。
精选课件
41
精选课件
42
精选课件
43
五、晶体的 同素异构转变(多晶型性转变) 金属由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的现
象称之为同素异构转变。（温度、压力）
α-Fe单晶体，密排方向 [111] 的弹性模量 E=290,000MN/m2，而非密排方向100的 E=135,000MN/m2。
精选课件
45
七、多晶体的伪各向同性 如Fe，不同方向上E均为210000MN/m2左右。 原因：实际材料为多晶体，各单晶粒分布的方向
不同，各向异性相互抵消，而呈现无向性。 ——伪各向异性。
如 Fe晶体，室温～912℃，体心立方，α- Fe，
912 ℃～1394 ℃，面心立方，γ-Fe， 1394 ℃ ～熔点1538 ℃ ，体心立方，δ-Fe。 Fe, Mn, Ti , Co 等少数金属具有同素异构转变。 性能随之变化。
精选课件
44
六、晶体的各向异性
不同晶面和晶向上原子密度不同， 原子间距离 不同， 结合力不同－－晶体在不同方向上的力学、 物理和化学性能有所差异－－各向异性。
小角度晶界─相邻晶粒的位向差小于10°的晶 界。基本上由位错构成。
大角度晶界─相邻晶粒的位向差大于10°的晶 界。原子排列比较混乱，结构比较复杂。
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亚晶界： 晶粒内部位向差小于 1° 的亚结构，也称为亚晶
粒，亚晶之间的界面，称为亚晶界。通常由位错构成。
亚晶界
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56
相界：不同结构的晶粒之间的界面 界面结构类型: 共格界面, 半共格, 非共格
同晶向上的原子排列方式和排列 紧密程度是不一样的。下页的两 个表给出了体心立方晶格和面心 立方晶格中各主要晶面、晶向上 的原子排列方式和紧密程度。
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五、晶体的 同素异构转变(多晶型性转变) 金属由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的现
象称之为同素异构转变。（温度、压力）
α-Fe单晶体，密排方向 [111] 的弹性模量 E=290,000MN/m2，而非密排方向100的 E=135,000MN/m2。
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七、多晶体的伪各向同性 如Fe，不同方向上E均为210000MN/m2左右。 原因：实际材料为多晶体，各单晶粒分布的方向
不同，各向异性相互抵消，而呈现无向性。 ——伪各向异性。
如 Fe晶体，室温～912℃，体心立方，α- Fe，
912 ℃～1394 ℃，面心立方，γ-Fe， 1394 ℃ ～熔点1538 ℃ ，体心立方，δ-Fe。 Fe, Mn, Ti , Co 等少数金属具有同素异构转变。 性能随之变化。
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44
六、晶体的各向异性
不同晶面和晶向上原子密度不同， 原子间距离 不同， 结合力不同－－晶体在不同方向上的力学、 物理和化学性能有所差异－－各向异性。
金属材料与热处理 ppt课件
三、金属结构材料的应用情况(1)
1.从总产量来看，钢铁材料的产量占绝对优势， 占世界金属总产量的95％，而且有许多良好的 性能，能满足大多数条件下的应用，价格低廉。
2.在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富 和集中，但就世界地壳中金属矿产储量来讲， 则非铁金属矿储量大于铁矿储量，如铁只占 5.1％，而非铁金属中铝为8.8％．镁为2.1％， 钛为0.6％。
四、金属材料发展的历史(3)
5.在非铁金属冶金方面，19世纪80年代发电 机的发明，使电解法提纯铜的工业方法得 以实现，开创了电冶金新领域；同时，用 熔盐电解法将氧化铝加入熔融冰晶石，电 解得到廉价的铝，使铝成为仅次于铁的第 二大金属；20世纪40年代，用镁作还原剂 从四氯化钛制得纯钛，并使真空熔炼加工 等技术逐步成熟后，钛及钛合金的广泛应 用得以实现。同时，其他非铁金属也陆续 实现工业化生产。
用锻压成形方法获得优良锻件的 难易程度称为锻造性能。 铸铁不能锻压 。
焊接性能：
大量接性能是指金属材料对焊接加 工的适应性。 切削加性能：切削加工（性能） 金属材料的难易程度称为切削加工 性能。
第三单元
金属的晶体结构与结晶
一、金属材料的晶体结构
晶体与非晶体 非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状 况的，称为非晶体。如：普通玻璃、松香、 树脂等。 晶体：凡原子呈有序、有规则排列的物质， 金属的固态、金刚石、明矾晶体等。 性能：晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性， 非晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性。
•强度的指标
强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。 1、屈服点
Re= Fs/S0
符号： Re 材料产生屈服现象时的最小应力
Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N） S0 ：试样原始横截面积（mm）
《金属材料及热处理》课件
金属材料的耐磨性能提升
热处理：通过加热和冷却，改变金属材料的微观结构，提高耐磨性
合金化：添加其他元素，形成合金，提高耐磨性
表面处理：如电镀、喷涂、涂层等，提高耐磨性
结构设计：优化金属材料的形状和尺寸，提高耐磨性
05
金属材料的应用领域
航空航天领域
飞机制造：铝合金、钛合金、不锈钢等金属材料广泛应用于飞机制造
热处理的应用
提高金属材料的强度和硬度
改善金属材料的塑性和韧性
消除金属材料的内应力和变形
提高金属材料的耐磨性和耐腐蚀性
改善金属材料的表面质量和尺寸精度
提高金属材料的使用寿命和可靠性
04
金属材料的性能改善
金属材料的强度提升
热处理：通过加热和冷却改变金属的微观结构，提高强度
合金化：通过添加其他元素形成合金，提高强度
03
淬火是将金属材料加热到一定温度后迅速冷却，使材料内部形成马氏体组织，提高硬度和耐磨性
04
回火是将淬火后的金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使马氏体组织转变为回火马氏体，降低硬度和脆性，提高韧性和塑性
05
正火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织均匀化，提高塑性和韧性
06
退火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织软化，降低硬度和脆性，提高塑性和韧性
热处理工艺流程
加热：将金属材料加热到预定温度
保温：保持金属材料在预定温度下保温一段时间
冷却：将金属材料冷却到室温或低于室温
回火：将金属材料加热到一定温度后冷却，以消除内应力，提高韧性和塑性
淬火：将金属材料加热到一定温度后快速冷却，以获得高硬度和耐磨性
退火：将金属材料加热到一定温度后缓慢冷却，以消除内应力，提高塑性和韧性
热处理：通过加热和冷却，改变金属材料的微观结构，提高耐磨性
合金化：添加其他元素，形成合金，提高耐磨性
表面处理：如电镀、喷涂、涂层等，提高耐磨性
结构设计：优化金属材料的形状和尺寸，提高耐磨性
05
金属材料的应用领域
航空航天领域
飞机制造：铝合金、钛合金、不锈钢等金属材料广泛应用于飞机制造
热处理的应用
提高金属材料的强度和硬度
改善金属材料的塑性和韧性
消除金属材料的内应力和变形
提高金属材料的耐磨性和耐腐蚀性
改善金属材料的表面质量和尺寸精度
提高金属材料的使用寿命和可靠性
04
金属材料的性能改善
金属材料的强度提升
热处理：通过加热和冷却改变金属的微观结构，提高强度
合金化：通过添加其他元素形成合金，提高强度
03
淬火是将金属材料加热到一定温度后迅速冷却，使材料内部形成马氏体组织，提高硬度和耐磨性
04
回火是将淬火后的金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使马氏体组织转变为回火马氏体，降低硬度和脆性，提高韧性和塑性
05
正火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织均匀化，提高塑性和韧性
06
退火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织软化，降低硬度和脆性，提高塑性和韧性
热处理工艺流程
加热：将金属材料加热到预定温度
保温：保持金属材料在预定温度下保温一段时间
冷却：将金属材料冷却到室温或低于室温
回火：将金属材料加热到一定温度后冷却，以消除内应力，提高韧性和塑性
淬火：将金属材料加热到一定温度后快速冷却，以获得高硬度和耐磨性
退火：将金属材料加热到一定温度后缓慢冷却，以消除内应力，提高塑性和韧性
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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
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。
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）
.
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。
.
石器时代
青铜时代
多元材料时代
.
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。
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 原始钢铁生产
4300B.C. 金、铜、铁， 铸造、锻打
• 红铜即天然铜，质地 软，不来自合制造工具， 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。
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）
• 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。
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
.
• 金属材料与热处理：
.
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）
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
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
.
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。
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
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
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。
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
.
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）
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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
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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。
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 原始钢铁生产
4300B.C. 金、铜、铁， 铸造、锻打
• 红铜即天然铜，质地 软，不来自合制造工具， 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。
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）
• 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。
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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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）
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
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
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三 微观组织理论大发展
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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。
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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