【精品课件】材料成型概论第一章概述
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课程的性质和任务
课程性质：
《材料成型概论》是一门关于材料成型工艺及技 术的专业课，通过本课程的学习，使学生系统 掌握金属塑性成型的理论基础和各种成型方法 原理、特点、成型工艺和成型设备，了解相关 的新工艺、新技术。
课程的性质和任务
课程任务
1. 了解工程材料的一般知识；常用金属材料的 分类和牌号。
随机点名，旷课三分之一本门课成绩以0分计
材料成型概论
第一章 材料成型概述 第二章 材料塑性成型的基础 第三章 轧制成型 第四章 挤压成型 第五章 拉拔成型 第六章 锻造成型 第七章 冲压成型 第八章 陶瓷成型
第一章 材料成型概述
1.1材料的发展与分类 1.1.1 材料的发展 1.1.2 工程材料的分类 ☆☆
锉刀 手 锤
材料在社会与社会发展中的地位石源自时代青铜器时代铁器时代
金属的使用标志着社会生产力的发展， 人类开始逐渐进人文明的社会。
钢时代的来临，引起世 界范围的工业革命。
硅时代
硅时代是信息技术革命的时代 对当今世界产生了深远的影响
钢时代
新材料是根据我们特定的需要设计和加工而成的， 这些新材料使新技术得以产生和应用，而新技术 又促进了新工业的出现和发展，从而对人类社会 的文明与经济发展，有着不可估量的作用。
1.2材料成型的方法和特点 1.2.1 材料成型的方法和特点 1.2.2 材料的关键要素 1.2.3 金属塑性成型的方法和特点 ☆☆ 1.2.4 轧制成型的发展及应用
1.1.1 材料的发展
材料是人类用来制造各种机器、构件和产品的物 质，是人类生产和生活的物质基础。
人类社会的发展伴随着材料的发明和发展，人类 的文明史是按材料发展阶段划分的，材料是人类 社会进步的里程碑。
2. 掌握影响金属性能的主要因素及原理。 3. 掌握金属塑性成型时的金属流动规律和变形
特点。 4. 掌握各种成型方法的原理、特点、成型工艺
和成型设备。
课程的性质和任务
教 材：金属压力加工概论 李生智编
参考书 ：材料塑性成型概论 卢秉林编 工程材料及成形技术基础 吕广庶编
成绩评定方法：平时作业、课堂提问成绩占30% 期末考试成绩占70%
轻金属
重金属
稀有金属
贵金属
半金属 传统陶瓷、水泥、玻璃、耐火 材料、搪瓷、砖瓦、琉璃、
传统陶瓷 铸石、碳素材料，非金属矿
特种陶瓷 塑料
先进陶瓷、非晶态材料、人 工晶体、磨料、无机涂层、 无机纤维及其他们的复合材 料等
橡胶 合成纤维
金属陶瓷
1.1.2 工程材料的分类 (按成分分)
金属材料
以金属键结合为主; 良好的导电性、导热
❖ 这一时期钢铁工业的中心在欧洲，英国为代表。 ❖ 以后，随着冶金理论不断发展，新的技术、方法和
装备不断被发明直至上世纪80年代。 ❖ 材料的品种、数量和质量代表现代化程度之一。
1.1.1 材料的发展
硅时代、新材料时代
在当代，科学技术和生产飞跃发展。材料、能源 和信息作为现代技术的三大支柱，发展格外迅猛。
并在烧制陶器生产中创造了冶金技术。
1.1.1 材料的发展
铁器时代 经历了约3000年
❖ 陨铁不如天然铜容易识别，约公元前3000年开始 使用天然陨铁。
❖ 铁的冶炼大约始于公元前1250年，人类的发展进 入铁器时代。
❖ 我国春秋战国时期（公元前770 ～221年）已开始 大量使用人工铁器。
1.1.1 材料的发展
塑料成形
钢铁
有色金属
水泥……
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、无机非金属 3、有机高分子材料 4、复合材料
1.1.2 工程材料的分类 (按成分分)
黑色
钢铁
材料
金属
有色
无机非金属 有机高分子 复合材料
❖ 21世纪将是纳米材料时代。
新中国成立后，先后建起了鞍钢、马钢、宝钢等大型钢铁基地。
粗钢产量由49年的15.8万吨上升到2011年粗钢产量的6.83亿吨
鞍钢
近年来中国钢产量在世界的位置
700
600
500
400
1996年： > 1亿吨
300 200
2003年： > 2亿吨
100
0
2008年： 5.02 亿吨，世界钢产量13.3亿吨，占37.7％ 1996 1999 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
2011年： 6.83 亿吨，世界钢产量15.3亿吨，占44.6％
钢材8.81亿吨
美国
当前的任务是： 担负起世界钢铁生产中心的责任， 从钢铁生产大国迈向钢铁技术强国！
欧洲
日本
中国
材料成形的学科体系与重点
材料成形
天然材料成形
人造材料成形
土石成形
木材成形
无机材料
有机材料
建筑 材料
结构 材料
金属材料
非金属材料
性，强度、延展性， 焊接性能好，耐热耐 蚀性好和金属光泽; 用量最大、应用最广 泛。
金属材料
金属
( 86种)
黑色金属
( 3种)
有色金属
( 83种)
材料的发展呈现出合成化、多元化、复合化，正 向纳米化发展。
1.1.1 材料的发展
❖ 20世纪20年代出现人工合成高分子材料，到70年 代中期有机合成材料与钢的体积产量相等。
❖ 20世纪60年代半导体材料（晶体管、集成电路等） 的出现，引发了计算机及信息产业的革命。
❖ 20世纪90年代后期，开始新一代钢铁材料即超细 化钢铁材料的研究。
新材料时代
1.1.1 材料的发展
石器时代
❖ 石器是用坚硬的容易纵裂成薄片的燧石和石英石 等天然材料制成石刀、石斧、石锄。
❖ 新石器时代（公元前6000 ～5000年）用粘土烧制 成陶器。
1.1.1 材料的发展
铜器时代
❖ 经历了2500～3000年 ❖ 在新石器时代后期开始使用天然金属，首先是铜。 ❖ 然后发现和认识了金属矿石尤其铜矿石（孔雀石）
钢铁时代
❖ 中国古代冶金铸造技术先进，但限于手工锻打，没 有发展轧制技术。
❖ 16世纪中叶，欧洲出现比林古桥的《火法技艺》和 阿格里科拉的《论冶金》冶金文献。
❖ 1740年炼钢和铸钢技术被突破后，钢铁开始蓬勃发 展，伴随产业革命发展为人类社会的支柱工业。
1.1.1 材料的发展
❖ 这标志着18世纪前是铁的时代，18世纪后是钢的时 代，也是冶金学形成的时代。
课程性质：
《材料成型概论》是一门关于材料成型工艺及技 术的专业课，通过本课程的学习，使学生系统 掌握金属塑性成型的理论基础和各种成型方法 原理、特点、成型工艺和成型设备，了解相关 的新工艺、新技术。
课程的性质和任务
课程任务
1. 了解工程材料的一般知识；常用金属材料的 分类和牌号。
随机点名，旷课三分之一本门课成绩以0分计
材料成型概论
第一章 材料成型概述 第二章 材料塑性成型的基础 第三章 轧制成型 第四章 挤压成型 第五章 拉拔成型 第六章 锻造成型 第七章 冲压成型 第八章 陶瓷成型
第一章 材料成型概述
1.1材料的发展与分类 1.1.1 材料的发展 1.1.2 工程材料的分类 ☆☆
锉刀 手 锤
材料在社会与社会发展中的地位石源自时代青铜器时代铁器时代
金属的使用标志着社会生产力的发展， 人类开始逐渐进人文明的社会。
钢时代的来临，引起世 界范围的工业革命。
硅时代
硅时代是信息技术革命的时代 对当今世界产生了深远的影响
钢时代
新材料是根据我们特定的需要设计和加工而成的， 这些新材料使新技术得以产生和应用，而新技术 又促进了新工业的出现和发展，从而对人类社会 的文明与经济发展，有着不可估量的作用。
1.2材料成型的方法和特点 1.2.1 材料成型的方法和特点 1.2.2 材料的关键要素 1.2.3 金属塑性成型的方法和特点 ☆☆ 1.2.4 轧制成型的发展及应用
1.1.1 材料的发展
材料是人类用来制造各种机器、构件和产品的物 质，是人类生产和生活的物质基础。
人类社会的发展伴随着材料的发明和发展，人类 的文明史是按材料发展阶段划分的，材料是人类 社会进步的里程碑。
2. 掌握影响金属性能的主要因素及原理。 3. 掌握金属塑性成型时的金属流动规律和变形
特点。 4. 掌握各种成型方法的原理、特点、成型工艺
和成型设备。
课程的性质和任务
教 材：金属压力加工概论 李生智编
参考书 ：材料塑性成型概论 卢秉林编 工程材料及成形技术基础 吕广庶编
成绩评定方法：平时作业、课堂提问成绩占30% 期末考试成绩占70%
轻金属
重金属
稀有金属
贵金属
半金属 传统陶瓷、水泥、玻璃、耐火 材料、搪瓷、砖瓦、琉璃、
传统陶瓷 铸石、碳素材料，非金属矿
特种陶瓷 塑料
先进陶瓷、非晶态材料、人 工晶体、磨料、无机涂层、 无机纤维及其他们的复合材 料等
橡胶 合成纤维
金属陶瓷
1.1.2 工程材料的分类 (按成分分)
金属材料
以金属键结合为主; 良好的导电性、导热
❖ 这一时期钢铁工业的中心在欧洲，英国为代表。 ❖ 以后，随着冶金理论不断发展，新的技术、方法和
装备不断被发明直至上世纪80年代。 ❖ 材料的品种、数量和质量代表现代化程度之一。
1.1.1 材料的发展
硅时代、新材料时代
在当代，科学技术和生产飞跃发展。材料、能源 和信息作为现代技术的三大支柱，发展格外迅猛。
并在烧制陶器生产中创造了冶金技术。
1.1.1 材料的发展
铁器时代 经历了约3000年
❖ 陨铁不如天然铜容易识别，约公元前3000年开始 使用天然陨铁。
❖ 铁的冶炼大约始于公元前1250年，人类的发展进 入铁器时代。
❖ 我国春秋战国时期（公元前770 ～221年）已开始 大量使用人工铁器。
1.1.1 材料的发展
塑料成形
钢铁
有色金属
水泥……
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、无机非金属 3、有机高分子材料 4、复合材料
1.1.2 工程材料的分类 (按成分分)
黑色
钢铁
材料
金属
有色
无机非金属 有机高分子 复合材料
❖ 21世纪将是纳米材料时代。
新中国成立后，先后建起了鞍钢、马钢、宝钢等大型钢铁基地。
粗钢产量由49年的15.8万吨上升到2011年粗钢产量的6.83亿吨
鞍钢
近年来中国钢产量在世界的位置
700
600
500
400
1996年： > 1亿吨
300 200
2003年： > 2亿吨
100
0
2008年： 5.02 亿吨，世界钢产量13.3亿吨，占37.7％ 1996 1999 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
2011年： 6.83 亿吨，世界钢产量15.3亿吨，占44.6％
钢材8.81亿吨
美国
当前的任务是： 担负起世界钢铁生产中心的责任， 从钢铁生产大国迈向钢铁技术强国！
欧洲
日本
中国
材料成形的学科体系与重点
材料成形
天然材料成形
人造材料成形
土石成形
木材成形
无机材料
有机材料
建筑 材料
结构 材料
金属材料
非金属材料
性，强度、延展性， 焊接性能好，耐热耐 蚀性好和金属光泽; 用量最大、应用最广 泛。
金属材料
金属
( 86种)
黑色金属
( 3种)
有色金属
( 83种)
材料的发展呈现出合成化、多元化、复合化，正 向纳米化发展。
1.1.1 材料的发展
❖ 20世纪20年代出现人工合成高分子材料，到70年 代中期有机合成材料与钢的体积产量相等。
❖ 20世纪60年代半导体材料（晶体管、集成电路等） 的出现，引发了计算机及信息产业的革命。
❖ 20世纪90年代后期，开始新一代钢铁材料即超细 化钢铁材料的研究。
新材料时代
1.1.1 材料的发展
石器时代
❖ 石器是用坚硬的容易纵裂成薄片的燧石和石英石 等天然材料制成石刀、石斧、石锄。
❖ 新石器时代（公元前6000 ～5000年）用粘土烧制 成陶器。
1.1.1 材料的发展
铜器时代
❖ 经历了2500～3000年 ❖ 在新石器时代后期开始使用天然金属，首先是铜。 ❖ 然后发现和认识了金属矿石尤其铜矿石（孔雀石）
钢铁时代
❖ 中国古代冶金铸造技术先进，但限于手工锻打，没 有发展轧制技术。
❖ 16世纪中叶，欧洲出现比林古桥的《火法技艺》和 阿格里科拉的《论冶金》冶金文献。
❖ 1740年炼钢和铸钢技术被突破后，钢铁开始蓬勃发 展，伴随产业革命发展为人类社会的支柱工业。
1.1.1 材料的发展
❖ 这标志着18世纪前是铁的时代，18世纪后是钢的时 代，也是冶金学形成的时代。