材料成型基础相关教材
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1996年至今，我国钢产量年年超过1亿吨,成 为世界第一产钢大国。
从6000万吨增长到1亿吨钢，经过7年。 这对于我国立足于工业化、现代化的世界， 意义重大。 但是我国又是一个钢的消费大国，2003年我 国钢消费2.67亿吨。 我国钢厂结构不合理，10％以上的钢是由
规模不到50万吨的小型钢铁企业完成的，70％以 上的生产能力是由150万吨以下的中小钢铁企业 完成的。
日本拟于2010年将钢的强度和寿命各提高1 倍，2030年再翻一番(即1t钢可相当于现在的4 t) ，这个计划展示了材料挖潜的前景。
我国已是制造大国，仅次于美、日，要取代 德国而位居世界第三。
近年，我国的材料成形技术有了突飞猛进的 发展,如三峡水利建设中,440 t不锈钢转轮、750 t 蜗壳和300 t的闸门都是世界上最重的钢铁结构。
材料成型基础相关教材
2020年4月21日星期二
绪论
工程材料成形工艺(也称为材料成形技术； 传统名称－金属工艺学；简称：金工)：
即从选择材料到毛坯或成品的成形工艺。 通过本课的学习，可以了解掌握常用工程材 料及其成形工艺的基础知识。 材料社会进步的物质基础与先导，是人类进 步的里程碑。而任何材料在被制造成有用物品( 无论是生活用品或是生产工具等)的过程中，都
我国锻造和焊接技术也有着悠久的历史。
在河北藁城出土的商朝铁刃铜钺(越)是我国
发现的最早的锻件。(距今3 000多年)
在河南辉县战国墓中发掘出的殉葬铜器,其 耳和足是用钎焊方法与本体连接的。
我国还是最早使用粘接技术的国家，在陕西 临潼秦始皇陵陪葬坑发现的铜车马中，金银饰件 的固定用的就是一种无机粘接剂。
河南安阳武官村出土的商代司母戊鼎，重
875 kg，体积庞大，花纹精巧，造型精美。 湖北江陵楚墓中发现的越王勾践青铜宝剑，
地下埋藏了2 000多年，但依然刃口锋利，寒光闪 闪，可一次割透叠在一起的十多层纸张。
西汉时期曾大量使用的“透光”铜镜，被西 方人称为 “中国魔镜”，就是我国古代工匠们 巧妙地利用了因铸件壁厚不同形成的铸造应力及 变形的原理而制成的。
据统计，2000年全球汽车用材总质量的65％ 由钢材(约45％)、铝合金(约13％)及铸铁(约7％)通 过锻压、焊接和铸造成形，并通过热处理及表面 改性获得最终所需的实用性能。
二.本课程的学习要求
本课程是机械类专业的（技术基础课）主干 课程之一。
近年来，仅材料科学的发展极为迅速。
以钢铁工业为例，2003年，我国钢产量2.2亿 吨，是世界钢产量9.6亿吨的23％.
从1890年张之洞创办汉阳铁厂,直到1949年的 半个多世纪，中国产钢总量只有760万吨,不足现 在一个大型钢铁厂的年产量。
1949年,全国产钢量15.8万吨，占世界钢产量 的0.1％，只相当于现在全国半天的产量。
先进的炼钢方法,并将其用于制造农具和兵器等.
铸造技术在我国源远流长，并达到了很高的 水平，形成了闻名于世的以泥范(砂型)、铁范
(金属型)和失蜡铸造为代表的中国古代三大铸造 技术。
据考证,早在3 000年前的商周时期,我国已发 明了古代失蜡铸造法；战国中期，出现了金属型 铸造；隋唐以后，我国已掌握了大型铸件的生产 技术。
要经过成形加工，显然材料成形工艺是人类生产 活动中始终不可缺少的基础性技术。
一.材料成形工艺的发展史
材料成形工艺是伴随着人类使用材料的历史 而发展的。
在人类使用材料之初，用过兽骨，还通过将 天然材料石头、陶土打制成石器和烧制成陶器（ 瓷器），在烧陶过程中 人们掌握了金属（青铜 ）冶炼技术及金属成形工艺。
因此，我国钢铁企业的能耗大，产品品质不 高，许多高附加值的优质钢材仍需进口，2003年 就进口了3717万吨的优质钢材。
所以，新一代钢铁材料的主要探索目标是提 高钢材强度和使用寿命。
研究证明，纯铁的理论强度应能高于8000 MPa，而目前碳素钢为200 MPa级，低合金钢(如
Q345)约400MPa级，合金结构钢也只有800 MPa 级。
现存于北京大钟寺内的明朝永乐年间铸造的
大铜钟，重46．5 t，钟身内外遍铸经文20余万字 ，是世界上铸字最多的大钟，其钟声浑厚虽在悦 耳，远传百里。
我国河北沧州的五代铁狮、湖北当阳的北宋 铁塔等，都是世界著名的巨型铸件。
北京故宫、颐和园内精美的铜狮、铜鹤、铜 龟和铜亭构件等，则是我国明清时期失蜡铸造的 代表作。
最近建成的30万吨超级大型油轮(长333 m， 宽58 m)、1 000吨级的大型热壁加氢反应器(壁厚 280 mm)、空间环境模拟装置(直径18 m、高22 m 的大型不锈钢真空容器)等都是材料及材料成形 工艺的重大成就。
材料成形加工是制造业的重要组成部分。
据统计，全世界75％的钢材经塑性加工，45 ％的金属结构用焊接得以成形。
在成形技术的发展中，中华民族对此做出过
极其重大的贡献。
我国在原始社会后期开始有陶器，在仰韶文 化和龙山文化时期制陶技术已相当成熟。
我国是世界上应用铜、铁最早的国家，远在 4000年前就已经开始使用铜合金，至商周时代(公 元前16世纪一公元前8世纪)达到了青铜文化的鼎 盛时期。
公元前六七世纪的春秋时期，我国已开始使 用铁器，这比欧洲国家早了1800多年。战国时期, 我国就发明了炼钢技术，创造了多种在当时比较
我国明朝科学家宋应星著《天工开物》一书 中，记载了冶铁、炼铜、铸钟、锻铁、焊接、淬 火等多种金属成形和改性方法及生产经验,是世 界上有关金属加工工艺最早的科学著作之一。
我国的瓷器制造自古以来就享有盛名，宋 代时已形成陶瓷业的“八大名窑”，即定窑、磁 州窑、均窑、耀窑、景德镇窑、越窑、龙泉窑和 建窑，其风格各具特色，技术各领风骚。
我国铸件年产量超过1400万吨，成为世界铸 件生产第一Fra Baidu bibliotek国。
汽车工业是材料成形技术应用最广的领域。
以汽车生产为例，1953-1992年40年间，我国 共生产汽车100万辆，而2003年-年全国就生产汽 车207万辆，(2007年上半年产量超过450万辆)预 计到2010年，年产量将达到1000万辆左右，成为 世界汽车生产第二大国。
从6000万吨增长到1亿吨钢，经过7年。 这对于我国立足于工业化、现代化的世界， 意义重大。 但是我国又是一个钢的消费大国，2003年我 国钢消费2.67亿吨。 我国钢厂结构不合理，10％以上的钢是由
规模不到50万吨的小型钢铁企业完成的，70％以 上的生产能力是由150万吨以下的中小钢铁企业 完成的。
日本拟于2010年将钢的强度和寿命各提高1 倍，2030年再翻一番(即1t钢可相当于现在的4 t) ，这个计划展示了材料挖潜的前景。
我国已是制造大国，仅次于美、日，要取代 德国而位居世界第三。
近年，我国的材料成形技术有了突飞猛进的 发展,如三峡水利建设中,440 t不锈钢转轮、750 t 蜗壳和300 t的闸门都是世界上最重的钢铁结构。
材料成型基础相关教材
2020年4月21日星期二
绪论
工程材料成形工艺(也称为材料成形技术； 传统名称－金属工艺学；简称：金工)：
即从选择材料到毛坯或成品的成形工艺。 通过本课的学习，可以了解掌握常用工程材 料及其成形工艺的基础知识。 材料社会进步的物质基础与先导，是人类进 步的里程碑。而任何材料在被制造成有用物品( 无论是生活用品或是生产工具等)的过程中，都
我国锻造和焊接技术也有着悠久的历史。
在河北藁城出土的商朝铁刃铜钺(越)是我国
发现的最早的锻件。(距今3 000多年)
在河南辉县战国墓中发掘出的殉葬铜器,其 耳和足是用钎焊方法与本体连接的。
我国还是最早使用粘接技术的国家，在陕西 临潼秦始皇陵陪葬坑发现的铜车马中，金银饰件 的固定用的就是一种无机粘接剂。
河南安阳武官村出土的商代司母戊鼎，重
875 kg，体积庞大，花纹精巧，造型精美。 湖北江陵楚墓中发现的越王勾践青铜宝剑，
地下埋藏了2 000多年，但依然刃口锋利，寒光闪 闪，可一次割透叠在一起的十多层纸张。
西汉时期曾大量使用的“透光”铜镜，被西 方人称为 “中国魔镜”，就是我国古代工匠们 巧妙地利用了因铸件壁厚不同形成的铸造应力及 变形的原理而制成的。
据统计，2000年全球汽车用材总质量的65％ 由钢材(约45％)、铝合金(约13％)及铸铁(约7％)通 过锻压、焊接和铸造成形，并通过热处理及表面 改性获得最终所需的实用性能。
二.本课程的学习要求
本课程是机械类专业的（技术基础课）主干 课程之一。
近年来，仅材料科学的发展极为迅速。
以钢铁工业为例，2003年，我国钢产量2.2亿 吨，是世界钢产量9.6亿吨的23％.
从1890年张之洞创办汉阳铁厂,直到1949年的 半个多世纪，中国产钢总量只有760万吨,不足现 在一个大型钢铁厂的年产量。
1949年,全国产钢量15.8万吨，占世界钢产量 的0.1％，只相当于现在全国半天的产量。
先进的炼钢方法,并将其用于制造农具和兵器等.
铸造技术在我国源远流长，并达到了很高的 水平，形成了闻名于世的以泥范(砂型)、铁范
(金属型)和失蜡铸造为代表的中国古代三大铸造 技术。
据考证,早在3 000年前的商周时期,我国已发 明了古代失蜡铸造法；战国中期，出现了金属型 铸造；隋唐以后，我国已掌握了大型铸件的生产 技术。
要经过成形加工，显然材料成形工艺是人类生产 活动中始终不可缺少的基础性技术。
一.材料成形工艺的发展史
材料成形工艺是伴随着人类使用材料的历史 而发展的。
在人类使用材料之初，用过兽骨，还通过将 天然材料石头、陶土打制成石器和烧制成陶器（ 瓷器），在烧陶过程中 人们掌握了金属（青铜 ）冶炼技术及金属成形工艺。
因此，我国钢铁企业的能耗大，产品品质不 高，许多高附加值的优质钢材仍需进口，2003年 就进口了3717万吨的优质钢材。
所以，新一代钢铁材料的主要探索目标是提 高钢材强度和使用寿命。
研究证明，纯铁的理论强度应能高于8000 MPa，而目前碳素钢为200 MPa级，低合金钢(如
Q345)约400MPa级，合金结构钢也只有800 MPa 级。
现存于北京大钟寺内的明朝永乐年间铸造的
大铜钟，重46．5 t，钟身内外遍铸经文20余万字 ，是世界上铸字最多的大钟，其钟声浑厚虽在悦 耳，远传百里。
我国河北沧州的五代铁狮、湖北当阳的北宋 铁塔等，都是世界著名的巨型铸件。
北京故宫、颐和园内精美的铜狮、铜鹤、铜 龟和铜亭构件等，则是我国明清时期失蜡铸造的 代表作。
最近建成的30万吨超级大型油轮(长333 m， 宽58 m)、1 000吨级的大型热壁加氢反应器(壁厚 280 mm)、空间环境模拟装置(直径18 m、高22 m 的大型不锈钢真空容器)等都是材料及材料成形 工艺的重大成就。
材料成形加工是制造业的重要组成部分。
据统计，全世界75％的钢材经塑性加工，45 ％的金属结构用焊接得以成形。
在成形技术的发展中，中华民族对此做出过
极其重大的贡献。
我国在原始社会后期开始有陶器，在仰韶文 化和龙山文化时期制陶技术已相当成熟。
我国是世界上应用铜、铁最早的国家，远在 4000年前就已经开始使用铜合金，至商周时代(公 元前16世纪一公元前8世纪)达到了青铜文化的鼎 盛时期。
公元前六七世纪的春秋时期，我国已开始使 用铁器，这比欧洲国家早了1800多年。战国时期, 我国就发明了炼钢技术，创造了多种在当时比较
我国明朝科学家宋应星著《天工开物》一书 中，记载了冶铁、炼铜、铸钟、锻铁、焊接、淬 火等多种金属成形和改性方法及生产经验,是世 界上有关金属加工工艺最早的科学著作之一。
我国的瓷器制造自古以来就享有盛名，宋 代时已形成陶瓷业的“八大名窑”，即定窑、磁 州窑、均窑、耀窑、景德镇窑、越窑、龙泉窑和 建窑，其风格各具特色，技术各领风骚。
我国铸件年产量超过1400万吨，成为世界铸 件生产第一Fra Baidu bibliotek国。
汽车工业是材料成形技术应用最广的领域。
以汽车生产为例，1953-1992年40年间，我国 共生产汽车100万辆，而2003年-年全国就生产汽 车207万辆，(2007年上半年产量超过450万辆)预 计到2010年，年产量将达到1000万辆左右，成为 世界汽车生产第二大国。