金属材料及热处理工艺PPT课件
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铜禁，中国已知最早应用失 蜡法铸造的作品，春秋時代 的楚国王子午墓出土的，年 代为公元前6世纪。
绪论
绪论
1000BC—— 铁器时代（Iron Age）
1450BC——铁制车轮
1500AD——廉价的冶铁业
绪论
二、 材料与人类现代文明
－－材料是发展高科技的先导和基石
支撑人类现代文明的四大支柱技术：
可以使用的占主导地位的材料。
——石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料 时代……。 ——发展得越来越快。
材料应用的发展是人类发展的里程碑！
绪论
400,000 BC——4,500 BC 石器时代（Stone Age）
燧石：神奇的石头
绪论
陶器（Pottery）
陶器的出现是人类跨入新
绪论
生物、生活－材料技术的发展改变我们的生
活
仿真手臂
人 工 关 节 微机械
“自行车发烧友” 的首选
钛结构自行车架
第一章 绪论
1.2 材料的分类与性能
一、材料的分类 二、工程材料的性能
一、材料的分类
材料
第一章 绪 论
金属
复合材料
陶瓷
高分子
无机材料
有机材料
材料分类
第一章 绪 论
What? 各类材料的性能特点
信息－人类正在步入信息时代，同时也是信息材料竞争的时
代。
电子管——晶体管——集成电路
绪论
锗、硅半导体。 钨、钼电极。
单晶硅片，高纯钛、 SiO2和铬等薄膜
电子管16K内存器。 图中的女士要用显微镜才看得到现在的集 成电路16 K内存器
第一台电子管组成的计算机重 达30吨，用电相当于一个小的城 市。
碳纤维 复合材 料
1000－
1200 （顺纤维 方向）
625－750
1980’s：高温超导体
超导磁悬浮列车 西南交通 大学已研制成功全国唯一一辆 “世纪号”超导磁悬浮列车，这 种高温超导磁悬浮列车最大特点 就是乘坐平稳、安全和快捷。和 世界上最先进的轻轨列车比较， 它没有一点轰隆隆的噪声，十分 安静。
建筑
交通
绪论
汽车
福特2000与西纳给2010这两款 由材料工程师设计的汽车将成 为未来交通工具。
汽车用高强钢，比原先的轻 24%，而强度高34%。
轻质材料
实例 压气机叶片
压气机机匣
飞机尾翼
绪论
材料 强度范围 MPa
铝合金 150-450
比强度 MPa
55－160
钛合金 350-1100 80－245
能源
新能源材料则是指实现新能源的
转化和利用以及发展新能源技术中 所要用到的关键材料。
主要包括储氢电极合金材料为代表 的镍氢电池材料
嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的 锂离子电池材料、燃料电池材料
Si半导体材料为代表的太阳能电池 材料
铀、氘、氚为代表的反应堆核能材 料等。
wenku.baidu.com
绪论
绪论
核能材料
金属材料——主要为金属键。
石器時代的重要标志之一。
据目前已知的考古资料，
中国的陶器制作至少已有 8000年以上的历史。
西安半坡人面网纹陶盆
战国陶制四通水管
4,500 BC——1,000 BC 青铜时代 （Bronze Age）
从矿石中提炼铜——冶金 业的黎明
绪论
这张埃及古墓壁画是 人类冶金业的最早纪录之一
青铜：第一种合金
青铜，古称金或吉金，是铜与其
它化学元素（锡、镍、铅、磷等） 的合金。
史学上所称的“青铜时代”是指
大量使用青铜工具及青铜礼器的 时期。保守的估计，这一时期主 要从夏商周直至秦汉，时间跨度 约为两千年左右，这也是青铜器 从发展、成熟乃至鼎盛的辉煌期。
到春秋戰國時期，齊國工匠總結
科技經驗寫成的《考工記》一書 中，提出了「金有六齊」，這是 世界科技史上最早的冶銅經驗總 結。
绪论
夏钺(yuè)
戈
三星堆
立人像铸于商代晚期，人像高 172厘米，底座高90厘米，通 高262厘米，是世界上最大的 青铜立人像，被尊称为“世界 铜像之王”。
突目面具铸于商代晚期，原件 高64.5厘米，宽138厘米，眼 球柱状外突长达13.5厘米，其 造型在世界上亦属首见。
绪论
司母戊鼎
司母戊鼎，商代大鼎，1939 年出土，鼎高133厘米，重 875公斤。为已知的中国古代 体量最大的青铜器。
▪ 材料科学与技术 ▪ 生物科学与技术 ▪ 能源科学与技术 ▪ 信息科学与技术
其中材料是基础！
材料－技术大厦的砖石
材料是所有科技进步的核心
建筑、交通、能源、计算机、通信、多媒体、生物医学工程 无一不依赖材料科学与技术的发展来实现和突破。
没有钢铁材料，就没有今天的高楼大厦； 没有专门为喷气发动机设计的材料，就没有靠飞机旅行的今天； 没有耐高温复合涂层材料，就没有人类探索外空的飞船； 没有固体微电子电路，就没有计算机。
参考教材
1、《金属材料与热处理》，叶宏 主编，沟引宁 张春艳 副主编，化学工业出版社，2009.03
2、《工程材料》，刘天模、徐幸梓主编，机械工 业出版社，2001
3、《材料科学基础》，胡赓祥，蔡珣，戎咏华， 上海交通大学出版社，2006.07
绪论
第一章 材料概论与材料性能
材料与人类文明 材料分类与性能
耐核 中反 子应 辐堆 射材 、料 腐： 蚀 、 高 温
Nuclear power station at Leibstadt, Switzerland
烧 结 前
烧 结 后
钨钒钢（W-V steel） 铬钒钢（Cr-V steel） 镍基高温合金（Hastelloy material） uranium oxide beads
金属材料及热处理工艺
------公共选修课程 2010.09
课程的内容(共10讲，32学时)
第一讲 材料概论与材料性能 第二讲 材料的结构 第三讲 金属的塑性变形与再结晶 第四讲 材料的凝固与铁碳相图 第五讲 金属的热处理(一)----原理 第六讲 金属的热处理(二)----工艺 第七讲 工业用钢 第八讲 铸铁 第九讲 有色金属及其合金 第十讲 新型金属材料及其常用分析技术
引言
材料的定义：
材料－能为人类制造有用器件的物质。
金属、陶瓷、塑料、玻璃、纤维、木材、砂子、石子、复合 材料等都属于材料的范畴。
材料科学与人类文明的关系密切，可以说， 人类的衣、食、住、行均离不开它。
绪论
1.1 材料与人类文明
一、材料与人类文明发展（历史贡献）
人类的文明进程是依据什么而划分的？
绪论
绪论
1000BC—— 铁器时代（Iron Age）
1450BC——铁制车轮
1500AD——廉价的冶铁业
绪论
二、 材料与人类现代文明
－－材料是发展高科技的先导和基石
支撑人类现代文明的四大支柱技术：
可以使用的占主导地位的材料。
——石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料 时代……。 ——发展得越来越快。
材料应用的发展是人类发展的里程碑！
绪论
400,000 BC——4,500 BC 石器时代（Stone Age）
燧石：神奇的石头
绪论
陶器（Pottery）
陶器的出现是人类跨入新
绪论
生物、生活－材料技术的发展改变我们的生
活
仿真手臂
人 工 关 节 微机械
“自行车发烧友” 的首选
钛结构自行车架
第一章 绪论
1.2 材料的分类与性能
一、材料的分类 二、工程材料的性能
一、材料的分类
材料
第一章 绪 论
金属
复合材料
陶瓷
高分子
无机材料
有机材料
材料分类
第一章 绪 论
What? 各类材料的性能特点
信息－人类正在步入信息时代，同时也是信息材料竞争的时
代。
电子管——晶体管——集成电路
绪论
锗、硅半导体。 钨、钼电极。
单晶硅片，高纯钛、 SiO2和铬等薄膜
电子管16K内存器。 图中的女士要用显微镜才看得到现在的集 成电路16 K内存器
第一台电子管组成的计算机重 达30吨，用电相当于一个小的城 市。
碳纤维 复合材 料
1000－
1200 （顺纤维 方向）
625－750
1980’s：高温超导体
超导磁悬浮列车 西南交通 大学已研制成功全国唯一一辆 “世纪号”超导磁悬浮列车，这 种高温超导磁悬浮列车最大特点 就是乘坐平稳、安全和快捷。和 世界上最先进的轻轨列车比较， 它没有一点轰隆隆的噪声，十分 安静。
建筑
交通
绪论
汽车
福特2000与西纳给2010这两款 由材料工程师设计的汽车将成 为未来交通工具。
汽车用高强钢，比原先的轻 24%，而强度高34%。
轻质材料
实例 压气机叶片
压气机机匣
飞机尾翼
绪论
材料 强度范围 MPa
铝合金 150-450
比强度 MPa
55－160
钛合金 350-1100 80－245
能源
新能源材料则是指实现新能源的
转化和利用以及发展新能源技术中 所要用到的关键材料。
主要包括储氢电极合金材料为代表 的镍氢电池材料
嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的 锂离子电池材料、燃料电池材料
Si半导体材料为代表的太阳能电池 材料
铀、氘、氚为代表的反应堆核能材 料等。
wenku.baidu.com
绪论
绪论
核能材料
金属材料——主要为金属键。
石器時代的重要标志之一。
据目前已知的考古资料，
中国的陶器制作至少已有 8000年以上的历史。
西安半坡人面网纹陶盆
战国陶制四通水管
4,500 BC——1,000 BC 青铜时代 （Bronze Age）
从矿石中提炼铜——冶金 业的黎明
绪论
这张埃及古墓壁画是 人类冶金业的最早纪录之一
青铜：第一种合金
青铜，古称金或吉金，是铜与其
它化学元素（锡、镍、铅、磷等） 的合金。
史学上所称的“青铜时代”是指
大量使用青铜工具及青铜礼器的 时期。保守的估计，这一时期主 要从夏商周直至秦汉，时间跨度 约为两千年左右，这也是青铜器 从发展、成熟乃至鼎盛的辉煌期。
到春秋戰國時期，齊國工匠總結
科技經驗寫成的《考工記》一書 中，提出了「金有六齊」，這是 世界科技史上最早的冶銅經驗總 結。
绪论
夏钺(yuè)
戈
三星堆
立人像铸于商代晚期，人像高 172厘米，底座高90厘米，通 高262厘米，是世界上最大的 青铜立人像，被尊称为“世界 铜像之王”。
突目面具铸于商代晚期，原件 高64.5厘米，宽138厘米，眼 球柱状外突长达13.5厘米，其 造型在世界上亦属首见。
绪论
司母戊鼎
司母戊鼎，商代大鼎，1939 年出土，鼎高133厘米，重 875公斤。为已知的中国古代 体量最大的青铜器。
▪ 材料科学与技术 ▪ 生物科学与技术 ▪ 能源科学与技术 ▪ 信息科学与技术
其中材料是基础！
材料－技术大厦的砖石
材料是所有科技进步的核心
建筑、交通、能源、计算机、通信、多媒体、生物医学工程 无一不依赖材料科学与技术的发展来实现和突破。
没有钢铁材料，就没有今天的高楼大厦； 没有专门为喷气发动机设计的材料，就没有靠飞机旅行的今天； 没有耐高温复合涂层材料，就没有人类探索外空的飞船； 没有固体微电子电路，就没有计算机。
参考教材
1、《金属材料与热处理》，叶宏 主编，沟引宁 张春艳 副主编，化学工业出版社，2009.03
2、《工程材料》，刘天模、徐幸梓主编，机械工 业出版社，2001
3、《材料科学基础》，胡赓祥，蔡珣，戎咏华， 上海交通大学出版社，2006.07
绪论
第一章 材料概论与材料性能
材料与人类文明 材料分类与性能
耐核 中反 子应 辐堆 射材 、料 腐： 蚀 、 高 温
Nuclear power station at Leibstadt, Switzerland
烧 结 前
烧 结 后
钨钒钢（W-V steel） 铬钒钢（Cr-V steel） 镍基高温合金（Hastelloy material） uranium oxide beads
金属材料及热处理工艺
------公共选修课程 2010.09
课程的内容(共10讲，32学时)
第一讲 材料概论与材料性能 第二讲 材料的结构 第三讲 金属的塑性变形与再结晶 第四讲 材料的凝固与铁碳相图 第五讲 金属的热处理(一)----原理 第六讲 金属的热处理(二)----工艺 第七讲 工业用钢 第八讲 铸铁 第九讲 有色金属及其合金 第十讲 新型金属材料及其常用分析技术
引言
材料的定义：
材料－能为人类制造有用器件的物质。
金属、陶瓷、塑料、玻璃、纤维、木材、砂子、石子、复合 材料等都属于材料的范畴。
材料科学与人类文明的关系密切，可以说， 人类的衣、食、住、行均离不开它。
绪论
1.1 材料与人类文明
一、材料与人类文明发展（历史贡献）
人类的文明进程是依据什么而划分的？