金属材料与热处理绪论__课件
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本课学习方法是：预习 、笔记 、复习、讨论问题 本教材的重点：常见的材料牌号及应用，钢的热处理
二、金属材料及热处理的发展史
（一）、金属材料的历史地位
1.材料发展与社会进步有着密切关系,它是衡量人类社会文明程度 的标志之一，金属材料是现代文明的基础。
人类认识材料和使用材料的各个历史阶段： 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→人工合成材料时代
1.金属与合金的定义
(1)金属定义：
由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、 导电性、导热性的物质。
如：金、银、铜、铁、锌、锰、铝等。
（2）合金定义：
一种金属元素与另一种或几种其它元素，经熔炼或其它 方法结合而成的具有金属特性的物质。
如：黄铜：铜与锌的合金；碳素钢：铁和碳的合金
2.金属的性质 * 高的导电性和导热性； * 金属光泽； * 良好的延展性(塑性)； * 不透明
3. 中国古代钢铁及非铁金属的生产技术和热处理技术，在明末科 学家宋应星所著《天工开物》中有详细的阐述。
4.现代冶金技术的发展自19世纪中叶的转炉炼钢和平炉炼钢开始。 19世纪末的电弧炉炼钢和20世纪中叶的氧气顶吹转炉炼钢及炉 外精炼技术，使钢铁工业实现了现代化。
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。
★ 青铜器
材料的发展
材料的发展
沧州铁狮
铸造于公元953年。 铁狮 高5.78米， 身长6.5米， 体宽3.17米， 重约40吨
★ 钢铁
材料的发展
材料的发展
材料的发展
★ 高分子材料
★ 复合材料
材料的发展
材料的发展
（二）、金属材料的分类
金属材料
纯金属 合金材料
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成 的，具有金属特性的物质。
2约50从0K公g元前4000年至公元初年
铁器时代 沧州大狮（公元953年 ）重50T ,长5.3m,宽3m
距今3400年以前 铁器比铜器的硬度高4倍
钢铁时代 18世纪的工业革命开始 标志着工业时代的来临
人工合成材料
20世纪初酚醛树脂的合成标志着人类进入到了人工合成材料 时代。有几十万种。每年以5%的速度增长，目前人工合成
的化合物已有800多万种。以每年 25万种的速度增长。
塑料、橡胶、陶瓷、钛合金、碳纤维、纳米等
材料的发展
★ 石器和陶瓷
猿猴250万年～270万
年前，用石头敲打另一 块石头，开创了一个时 代—旧石器时代 第一个 打磨石犁的人，开创了 新石器时代。其标志就 是人类学会了使用和制 造工具。工具是不同材 料制作的器具。
3. 非铁金属冶炼较困难，所需能源消耗大，因而生产成本高，限制 了生产总量的增长。
4.非铁金属所创造的价值高，并且它有钢铁所不具备的特殊性能， 例如比强度高，耐低温、耐腐蚀等，因而非铁金属产量仍在迅速 增长。
（四）、金属材料的发展史
商朝，人们已开始使用青铜器
春秋时期，开始使用铁器
100年前开始了铝的大规模使用
铁锄与铁犁
铝窗
铁狮子
马踏飞燕 司母戊鼎
铜车马
1.公元前3800年，出现人工冶炼的铜器，我国在公元前3000年出 现锡青铜——甘肃东乡马家窑文化的青铜刀（含6％~10％ Sn）。商、周时期是中国青铜器的鼎盛时期。
2.自公元前12世纪起铁器在地中海东岸地区使用日广。到公元前 10世纪，铁工具比青铜工具应用更普遍。公元前8世纪到公元 前7世纪，北非和欧洲相继进入铁器时代。
★ 材料按用途不同分： 机械工程材料、人类社会发展的重要物质基础。 土木工程材料、 电工材料、 电子材料
★ 材料按功能不同分： 结构材料、 功能材料、 磁性材料等
★材料分：金属材料、非金属材料、复合材料
金属材料—指钢铁、有色金属等材料 非金属材料—无机高分子材料（陶瓷、水泥、木材
等），有机高分子材料（如塑料、橡胶），
（三）、金属Βιβλιοθήκη Baidu构材料的应用情况
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％。
复合材料---玻璃钢、碳纤维复合材料、硼纤维材料。
★现在新材料----纳米材料、智能材料
★世界四大材料： 钢铁、木材、塑料、水泥
金属材料
材料分类
陶瓷材料 高分子材料
复合材料
在日常生产、生活和科学技术中，金属
材料是非常重要的。我们周围的很多物品都 是由金属材料制成的。
锰钢
锰钢制成的钢轨
制造飞机的材料中大量使用铝合金！
你所知道的金属材料有哪些呢？
材料是一种物质，有一定的形状，有 一定的功能。材料始终是人们获取改善生 活能力的一种工具。人类对材料的重视， 以致于将人类的生存时代以材料的发展命 名。如旧石器时代、新石器时代、青铜器 时代、铁器时代等等。
★ 材料按物质结构不同分： 金属材料、 非金属材料（有机高分子材料和陶瓷料)、 复合材料
2.目前，人类还处在金属器时期。虽然无机非金 属材料、高分子 材料的使用量与日俱增，但在可预见的时期内，仍不会改变这种 状况。
人类认识材料和使用材料的各个历史阶段
石器时代 天然石，兽骨，树枝 从人类起源到距今约6000所至4000年。
司母戊鼎（公元前11—16世纪） 青铜器时代：战11国30编×7钟80（×前1140705—221年）65个 总重
铝合金制成的箱子
镁铝合金制成笔记本电脑外壳
白铜饰品
黄金制成的饰品
18K白金
钛合金镜框
绪论
绪论
一、本课程的性质和目的 二、 金属材料及热处理的发展史
三、本书的内容及特点 四、金属材料与机械产品制造过程简介
一、本课程的性质和目的
1、性质： 是机械类专业必修的一门专业技术基础课。
2、目的： a 获得有关金属热处理、金属材料的基本知识。 b 熟悉常见金属材料的牌号、性能特点及应用；了解它 们之间成分、组织、性能、热处理的关系。 c 具有选择零件材料的能力，确定加工工艺路线的能力。 d 为后续课程和从事技术工作打下基础。
二、金属材料及热处理的发展史
（一）、金属材料的历史地位
1.材料发展与社会进步有着密切关系,它是衡量人类社会文明程度 的标志之一，金属材料是现代文明的基础。
人类认识材料和使用材料的各个历史阶段： 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→人工合成材料时代
1.金属与合金的定义
(1)金属定义：
由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、 导电性、导热性的物质。
如：金、银、铜、铁、锌、锰、铝等。
（2）合金定义：
一种金属元素与另一种或几种其它元素，经熔炼或其它 方法结合而成的具有金属特性的物质。
如：黄铜：铜与锌的合金；碳素钢：铁和碳的合金
2.金属的性质 * 高的导电性和导热性； * 金属光泽； * 良好的延展性(塑性)； * 不透明
3. 中国古代钢铁及非铁金属的生产技术和热处理技术，在明末科 学家宋应星所著《天工开物》中有详细的阐述。
4.现代冶金技术的发展自19世纪中叶的转炉炼钢和平炉炼钢开始。 19世纪末的电弧炉炼钢和20世纪中叶的氧气顶吹转炉炼钢及炉 外精炼技术，使钢铁工业实现了现代化。
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。
★ 青铜器
材料的发展
材料的发展
沧州铁狮
铸造于公元953年。 铁狮 高5.78米， 身长6.5米， 体宽3.17米， 重约40吨
★ 钢铁
材料的发展
材料的发展
材料的发展
★ 高分子材料
★ 复合材料
材料的发展
材料的发展
（二）、金属材料的分类
金属材料
纯金属 合金材料
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成 的，具有金属特性的物质。
2约50从0K公g元前4000年至公元初年
铁器时代 沧州大狮（公元953年 ）重50T ,长5.3m,宽3m
距今3400年以前 铁器比铜器的硬度高4倍
钢铁时代 18世纪的工业革命开始 标志着工业时代的来临
人工合成材料
20世纪初酚醛树脂的合成标志着人类进入到了人工合成材料 时代。有几十万种。每年以5%的速度增长，目前人工合成
的化合物已有800多万种。以每年 25万种的速度增长。
塑料、橡胶、陶瓷、钛合金、碳纤维、纳米等
材料的发展
★ 石器和陶瓷
猿猴250万年～270万
年前，用石头敲打另一 块石头，开创了一个时 代—旧石器时代 第一个 打磨石犁的人，开创了 新石器时代。其标志就 是人类学会了使用和制 造工具。工具是不同材 料制作的器具。
3. 非铁金属冶炼较困难，所需能源消耗大，因而生产成本高，限制 了生产总量的增长。
4.非铁金属所创造的价值高，并且它有钢铁所不具备的特殊性能， 例如比强度高，耐低温、耐腐蚀等，因而非铁金属产量仍在迅速 增长。
（四）、金属材料的发展史
商朝，人们已开始使用青铜器
春秋时期，开始使用铁器
100年前开始了铝的大规模使用
铁锄与铁犁
铝窗
铁狮子
马踏飞燕 司母戊鼎
铜车马
1.公元前3800年，出现人工冶炼的铜器，我国在公元前3000年出 现锡青铜——甘肃东乡马家窑文化的青铜刀（含6％~10％ Sn）。商、周时期是中国青铜器的鼎盛时期。
2.自公元前12世纪起铁器在地中海东岸地区使用日广。到公元前 10世纪，铁工具比青铜工具应用更普遍。公元前8世纪到公元 前7世纪，北非和欧洲相继进入铁器时代。
★ 材料按用途不同分： 机械工程材料、人类社会发展的重要物质基础。 土木工程材料、 电工材料、 电子材料
★ 材料按功能不同分： 结构材料、 功能材料、 磁性材料等
★材料分：金属材料、非金属材料、复合材料
金属材料—指钢铁、有色金属等材料 非金属材料—无机高分子材料（陶瓷、水泥、木材
等），有机高分子材料（如塑料、橡胶），
（三）、金属Βιβλιοθήκη Baidu构材料的应用情况
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％。
复合材料---玻璃钢、碳纤维复合材料、硼纤维材料。
★现在新材料----纳米材料、智能材料
★世界四大材料： 钢铁、木材、塑料、水泥
金属材料
材料分类
陶瓷材料 高分子材料
复合材料
在日常生产、生活和科学技术中，金属
材料是非常重要的。我们周围的很多物品都 是由金属材料制成的。
锰钢
锰钢制成的钢轨
制造飞机的材料中大量使用铝合金！
你所知道的金属材料有哪些呢？
材料是一种物质，有一定的形状，有 一定的功能。材料始终是人们获取改善生 活能力的一种工具。人类对材料的重视， 以致于将人类的生存时代以材料的发展命 名。如旧石器时代、新石器时代、青铜器 时代、铁器时代等等。
★ 材料按物质结构不同分： 金属材料、 非金属材料（有机高分子材料和陶瓷料)、 复合材料
2.目前，人类还处在金属器时期。虽然无机非金 属材料、高分子 材料的使用量与日俱增，但在可预见的时期内，仍不会改变这种 状况。
人类认识材料和使用材料的各个历史阶段
石器时代 天然石，兽骨，树枝 从人类起源到距今约6000所至4000年。
司母戊鼎（公元前11—16世纪） 青铜器时代：战11国30编×7钟80（×前1140705—221年）65个 总重
铝合金制成的箱子
镁铝合金制成笔记本电脑外壳
白铜饰品
黄金制成的饰品
18K白金
钛合金镜框
绪论
绪论
一、本课程的性质和目的 二、 金属材料及热处理的发展史
三、本书的内容及特点 四、金属材料与机械产品制造过程简介
一、本课程的性质和目的
1、性质： 是机械类专业必修的一门专业技术基础课。
2、目的： a 获得有关金属热处理、金属材料的基本知识。 b 熟悉常见金属材料的牌号、性能特点及应用；了解它 们之间成分、组织、性能、热处理的关系。 c 具有选择零件材料的能力，确定加工工艺路线的能力。 d 为后续课程和从事技术工作打下基础。