第一章材料加工

战国时代的“冰箱 ”——曾侯乙冰鉴
明永乐大钟，铸于永乐
18年前后（公元1418～ 1422年），中国现存最大 的青铜钟。
铜钟通高6.75米，钟壁 厚度不等，最厚处185毫米 ，最薄处94毫米，重约46 吨。钟体内外遍铸经文， 共22.7万字。铜钟合金成 分为：铜80.54％、锡 16.40％、铝1.12％，为泥 范铸造。
图1-2 砂型铸造的基本工艺过程
图1-3 熔模制造工艺过程
(a)母模 （b）压型 （c）熔蜡（d）制造蜡模 （e）蜡模 （f）蜡模组 （g）制壳脱蜡 （h）造型浇注
（二）焊接
–将二个分离的固体产生原子间的结合而连接在一起 –是大型结构（桥梁、管线、储罐等）、交通工具（ 飞机、汽车、船舶等）、组装结构的 主要手段
现代航空工业
高温合金叶片的三代产品： 等轴晶 ⇒ 柱状晶 ⇒ 单晶
提高人民生活质量
提高人民生活质量
材料加工的学科定位
材料加工制造的基本方法
材料加工 （成形+控性）
切削加工 (成形不改性)
变性加工 （不改变形状）
表面处理 （局部改性）
热处理 （整体改性）
曾侯乙编钟（战国时期，距今 2400余年），钟架长7.48米 ，宽3.35米，高2.73米，1978 年湖北省随县擂鼓墩出土，现 藏湖北省博物馆。
巧夺天工的曾侯乙尊盘。 是一件外形美丽
、工艺复杂的铸件。远处望去似象牙雕刻 楼空的丛花，边缘许多层次和变化近看又 是细长的盘龙上下游弋，各不相连，堪称 稀世珍品。
现存北京大钟寺。
沧州铁狮的历史照片
湖北当阳铁塔，铸造于北 宋嘉佑六年（公元1061年 ），八面十三层 ，高 16.945米,据铭文记载的 铁塔重七万六千六百斤, 当时是就地设炉分层铸造 ,采用堆土法而建起来,各 层之间重叠摆放,没有焊 接 ,整个塔身玲珑隽秀, 从上到下,自里而外全生 铁浇铸,仅塔刹在 清代以 青铜重铸.
越王勾践剑：
相传为春秋晚期铸剑名师欧冶子所铸长 55.6厘米 宽4.6厘米 1965年湖北省江陵县望山出土湖北省博 物馆藏
剑身有菱形暗纹，格上花纹嵌蓝琉璃及绿 松石。出土时插在素漆木鞘中，茎上缠有 丝绳。近格处铭“越王勾践自作用 剑”二 行八字。此剑出于楚墓，在墓主骨架左侧 ，作为随身佩剑。剑至今锋利，光泽夺目 ，堪称吴越名剑之代表作。
材料加工的意义和作用
材料加工技术与社会文明及科学发展的关系
–人类社会从石器时代—青铜时代—铁器时代—现代 –金相学—金属学—材料科学与工程
材料加工技术与国防实力的关系
–卧薪尝胆，三千越甲吞吴 –秦始皇统一中国 –叙利亚帝国(Damascus Sword) –美国称霸世界
材料加工技术与人民生活水平的关系
中国铸造模具之乡——浙江象山
中国压铸产业基地——浙江宁海县 中国铸造之乡——章丘 耐磨铸件生产、研发和出口基地 ——安徽宁国
来自百度文库 铸造
–可制造几乎任意尺寸和复杂程度的产品 –适用于几乎所有材料 –材料制备和成形一体化技术 –新材料开发的重要手段 –导致凝固理论的产生和发展
图1-1 铸件产品
缺点是公差较大，容易产生内部缺陷。 铸造按铸型所用材料及浇注方式分为砂 型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力 铸造以及离心铸造等。 常用的铸造材料有铸铁、铸钢、铸铝、 铸铜等
–方法繁多，常与自动化技术联系在一起 –推动工业机器人、激光加工等先进技术的发展 –导致和推动小熔池冶金、断裂力学的产生和发展
（三）表面处理技术
1．金属材料的表面前处理
机械处理 化学处理 电化学处理
2．金属材料的表面装饰技术
(1)金属表面着色工艺
(2)金属表面肌理工艺
图1-4 表面刻蚀处理的餐具
《材料加工原理》
材料加工原理
第一章：绪论 第二章：液态金属及其加工 第三章：材料加工中的流动与传热 第四章：金属的凝固加工 第五章：材料加工力学基础 第六章 : 材料加工中的化学冶金 第七章：加工引起的内应力和冶金质量问题
什么是材料加工？
材料加工 — 通过改变和控制材料的外部形 状和内部组织结构，将材料制造成满足人 类使用要求的零部件或成品的技术和科学 的统称。材料加工也称材料成形制造。
把材料制造成产品的主要方法及分类
第一类：热加工、成形（型）加工
–铸造（液态成形加工） –锻压（固态变形加工） –焊接（连接加工） –表面加工（局部成形与改性） –材料热处理（主要是改性）
（一）铸造
–长的发展历史
我国铸造技术已有5000年的悠久历史 人类进化的过程分三个阶段：石器时代（经历300 万年）、青铜器时代、铁器时代 5000年的铸造技术史大致可分两个大的发展阶段： 前2000余年以青铜铸造为主，发展冶铸技术；后 2000余年以铸铁为主，推动了铸造技术的发展
（四）材料热处理
1. 普通热处理
图1-5 普通热处理过程示意图
2．表面热处理
①表面淬火 ②渗碳、渗氮和氨碳共渗
3．特殊热处理
第二类：冷加工、机械加工、切削加工
–车、铣、镗、刨、磨、钻、切、剪、锯、冲 –电火化加工、电解加工、超声加工
现代材料加工
材料加工技术先于材料科学的发展，是 材料科学与工程的先导。材料科学与工 程学科的发展反过来有推动了材料加工 技术的进步 —— 建立在材料科学基础上 的材料加工技术：现代材料加工。