机械工程材料-绪论
合集下载
机械工程材料-绪论-第一章
.
二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
.
2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
.
（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
.
三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
.
第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
.
一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
.
2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
.
（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
.
三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
.
第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
.
一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
《机械基础绪论》课件
复合材料
1 2
玻璃纤维增强塑料（GFRP）
由玻璃纤维和有机高分子材料复合而成，具有轻 质、高强度、耐腐蚀等特点。
碳纤维增强金属（CFRP）
由碳纤维和金属复合而成，具有高强度、高刚性 、轻质等特点。
3
陶瓷基复合材料（CMC）
由陶瓷纤维和有机高分子材料复合而成，具有高 强度、高耐磨性、耐高温等特点。
04
非金属材料
陶瓷材料
具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性等特点，常用于制造密封件 、刀具等。
高分子材料
如塑料、橡胶等，具有轻质、高弹性、绝缘性好等特点，常用于制 造减震件、密封件等。
复合材料
由两种或两种以上材料组成，具有各组成材料的优点，如玻璃纤维增 强塑料、碳纤维增强金属等，广泛应用于航空航天、汽车等领域。
焊接技术
总结词
通过熔融两个或多个金属接头，然后冷却固化，以将金 属连接在一起的技术。
详细描述
焊接技术是一种通过熔融两个或多个金属接头，然后冷 却固化，将金属连接在一起的技术。焊接过程中，需要 将两个或多个金属接头加热至熔融状态，然后通过填充 材料或焊接电流将它们连接在一起。焊接技术具有连接 强度高、密封性好等优点，但也有一些缺点，如容易产 生焊接缺陷和应力集中。
06
机械工程与环境保护
机械制造中的环境保护问题
机械制造过程中产生 的废气、废水、废渣 等污染物对环境的影 响。
机械制造过程中对自 然资源的过度开采和 破坏问题。
机械制造过程中能源 消耗和能源浪费问题 。
绿色设计与制造技术
绿色设计
采用环保材料，减少材料消耗，优化产品设计， 降低能耗和排放。
清洁生产
05
机械设计方法
传统设计方法
第1章机械原理-绪论
的组合体。
2.零件 －独立的制造单元(制造的单元体) 零件 构件 －独立的运动单元(运动的单元体) 内燃机 曲柄滑块机构
一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆
湘潭大学
套筒
螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务 研究的内容：
（1）机械设计基础知识
（2）常用机构及传动设计 （3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点
内燃机
2.工件自动载送装置 含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。
滑杆左移时，夹持器将 工件夹住。
滑杆带着工件右移时，夹 持器动爪受挡块的压迫将 工件松开，工件落入载送 器被传送到下一道工序。
动画
强调代替人类完成有用工作
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
工件 定爪 动爪 装配夹具 工件载送器
天然工具 ——→简单机器 ——→工业革命 ——→现代机器
人类在征服自然中
改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了： 斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组→手动(电动)葫芦 →现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
典型机器的分析： 1.内燃机 活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续 转动，该组合体称为：曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 称为：凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作， 称为：齿轮机构 各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
2.零件 －独立的制造单元(制造的单元体) 零件 构件 －独立的运动单元(运动的单元体) 内燃机 曲柄滑块机构
一个构件是由一个零件如内燃机中活塞 或多个零件刚性组成。彼此之间无相对运动。 如内燃机中连杆
湘潭大学
套筒
螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
设计出满足功能与制造要求的机构和机械零件 任务 研究的内容：
（1）机械设计基础知识
（2）常用机构及传动设计 （3）通用零件设计 （4）有关机械总体设计中的一些问题 （5）机械现代设计方法与手段的概念和特点
内燃机
2.工件自动载送装置 含带传动、蜗杆传动、 凸轮机构、连杆机构等。
滑杆左移时，夹持器将 工件夹住。
滑杆带着工件右移时，夹 持器动爪受挡块的压迫将 工件松开，工件落入载送 器被传送到下一道工序。
动画
强调代替人类完成有用工作
机器的共有特征：
①人造的实物组合体；
工件 定爪 动爪 装配夹具 工件载送器
天然工具 ——→简单机器 ——→工业革命 ——→现代机器
人类在征服自然中
改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。
任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 以起重机为例，它经历了： 斜面 →杠杆 →起重轱辘 →滑轮组→手动(电动)葫芦 →现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
典型机器的分析： 1.内燃机 活塞的往复运动通过连杆变位曲轴的连续 转动，该组合体称为：曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 称为：凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之 间形成协调动作， 称为：齿轮机构 各部分协调动作的结果，就将燃料中化 学能转化为曲轴旋转的机械能。
机械工程导论-绪论
1.2指南车与中国古代机械
纺车复原模
1.2指南车与中国古代机械
北宋木构水运仪象台
1.2指南车与中国古代机械
郑和下西洋船队
1.2指南车与中国古代机械
1.2指南车与中国古代机械
活塞式风箱
1.2指南车与中国古代机械
清朝大更钟
（紫檀嵌珐琅重檐楼阁更钟）
1.2指南车与中国古代机械
机械技术刊物
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
在一座座沙丘的顶部，现出玄幻的蓝色 光彩，这种颜色是由于沙丘中含有丰富的赤 铁矿而造成的。
火星蓝莓
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
科学家发现，火 星上有一些奇怪的 含赤铁矿的圆球， 看起来就像是按在 松饼上的“兰莓” 果实，因此就有了 现在这个名字。
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
5.“勇气”号火星车与现代机械工程
现代航空航天制造技术是集现代科学技 术成果之大成的机械制造技术，远远高于一 般制造技术，不断由一般机械制造向高技术 和提供技术密集型产品的高精尖先进制造技 术的方向发展。航空航天制造工程的技术状 况是衡量一个国家科技发展综合水平的重要 标志。
《考工记》 《远西奇器图说录最 》 《梓人遗制》 《天工开物》
1.2指南车与中国古代机械
2、指南车 春秋时期----巢车
1.2指南车与中国古代机械
汉魏时期----独轮车
1.2指南车与中国古代机械
指南车
1.2指南车与中国古代机械
1.2指南车与中国古代机械
1.3蒸汽机与近代工业革命
3、蒸汽机的出现 蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往
复式动力机械。 1698年，萨弗里制造了世界上第一个实
工程材料绪论全解PPT课件
石器
陶器
瓷器 4
我国青铜的冶炼在夏朝(公元前2140年始)以前就开始了，到殷、西周时期已发展到很高的水 平。青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎重达8750 N, 外型尺寸为1.33 m×0.78 m×1.10 m, 是迄今世界上最古老的大型青铜器。从湖北隋县出土的战 国青铜编钟是我国古代文化艺术高度发达的见证。
1、离子键 当周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时，前者失去最外层价电子变
成带正电荷的正离子，后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。正离子和负离子由静电引力 相互吸引；同时当它们十分接近时发生排斥，引力和斥力相等即形成稳定的离子键。NaCl、CaO 、Al2O3等由离子键组成。
离子键的结合力很大，因此离子晶体的硬度高，强度大，热膨胀系统小，但脆性大。离子键 中很难产生可以自由运动的电子，所以离子晶体都是良好的绝缘体。在离子键结合中，由于离子 的外层电子比较牢固地被束缚，可见光的能量一般不足以使其受激发，因而不吸收可见光，所以
工程材料课程介绍
工程材料课程是高等院校机械类专业的一门十分重要的技术基础课。课程的任务是从机械工 程的应用角度出发，阐明机械工程材料的基本理论，了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与 性能之间的关系；介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。
本课程的目的是使学生通过学习，在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上，具 备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步能力 。
近年来超导材料、磁性材料、形状记忆材料、信息材料等各种功能材料有很大的发展。 我国在新材料新工艺的研究和应用方面取得重大成果。 ➢ 研制成功性能优越、用途广泛的新型结构钢—贝氏体钢； ➢ 研制出零电阻温度为128.7 K的Tl-Ca-Ba-Cu-O超导体(铊系超导体)； ➢ 镁铝合金的开发和应用研究取得重大成果。 ➢ 材料快速成型技术和材料表面处理技术在我国得到迅速发展。
机械制造基础课程-绪论
32
思考题
计划如何学习好本课程？
10
青铜：第一种合金
• 青铜，是红铜与其它化学元素（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。
夏钺yuè
戈
11
十大国宝 青铜名器
• 8、铜冰鉴： 战国时期器物，方鉴 内套有一方壶。夏季，鉴、壶壁之 间装冰，壶内装酒，可使酒凉。铜 冰鉴是迄今为止世界上发现的最早 的“冰箱”，是一个构思精巧，实 用性与艺术性高度统一的青铜器物 ，也是迄今为止发现的部分采用失 蜡法铸造的较早的典范作品，具有 极高的历史价值。
15
• 9、虢（音国）季子白盘：是西周宣 王时期青铜礼器，道光年间出土于 陕西宝鸡，底部有铭文110字，四壁 各有含环兽首两个，腹上部为窃曲 纹，下部为环带纹，是价值连城的 艺术精品 。 • 10、曾仲斿（音刘）父壶：为春秋 时期的盛酒器，为古代著名的盛酒 器或盛水器。
• 1 、 鸮 （音销）尊：商代鸟兽形 青铜器中的精品。
• 2、匽（音演）侯盂：西周时期 的盛食器 ，整体器具造型庄重 ，显示了 匽 侯身份和地位的尊 贵。
12
3、四羊方尊：造型简洁、优美 雄奇，寓动于静，被称为“臻 于极致的青铜典范”。这件器 物被认为是传统泥范法铸制的 巅峰之作 。
• 4、大盂（音余）鼎：它是西周早 期青铜礼器中的重器，鼎腹内记 载了周康王向盂讲述文王、武王 的立国经验。
机械制造基础
主讲人：武同
1
一、为什么要学机械制造基础
基础课→（桥梁）→ 专业课 机械制造基础是一门技术基础课，对专业课和 基础课起着桥梁的作用。
思考题
计划如何学习好本课程？
10
青铜：第一种合金
• 青铜，是红铜与其它化学元素（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。
夏钺yuè
戈
11
十大国宝 青铜名器
• 8、铜冰鉴： 战国时期器物，方鉴 内套有一方壶。夏季，鉴、壶壁之 间装冰，壶内装酒，可使酒凉。铜 冰鉴是迄今为止世界上发现的最早 的“冰箱”，是一个构思精巧，实 用性与艺术性高度统一的青铜器物 ，也是迄今为止发现的部分采用失 蜡法铸造的较早的典范作品，具有 极高的历史价值。
15
• 9、虢（音国）季子白盘：是西周宣 王时期青铜礼器，道光年间出土于 陕西宝鸡，底部有铭文110字，四壁 各有含环兽首两个，腹上部为窃曲 纹，下部为环带纹，是价值连城的 艺术精品 。 • 10、曾仲斿（音刘）父壶：为春秋 时期的盛酒器，为古代著名的盛酒 器或盛水器。
• 1 、 鸮 （音销）尊：商代鸟兽形 青铜器中的精品。
• 2、匽（音演）侯盂：西周时期 的盛食器 ，整体器具造型庄重 ，显示了 匽 侯身份和地位的尊 贵。
12
3、四羊方尊：造型简洁、优美 雄奇，寓动于静，被称为“臻 于极致的青铜典范”。这件器 物被认为是传统泥范法铸制的 巅峰之作 。
• 4、大盂（音余）鼎：它是西周早 期青铜礼器中的重器，鼎腹内记 载了周康王向盂讲述文王、武王 的立国经验。
机械制造基础
主讲人：武同
1
一、为什么要学机械制造基础
基础课→（桥梁）→ 专业课 机械制造基础是一门技术基础课，对专业课和 基础课起着桥梁的作用。
机械工程材料-绪论
落后了。
前
苏
因此在其后的十年里，在十多所大学中陆续建 联
第
立了材料科学研究中心，并把约2/3大学的冶 一
颗
金系或矿冶系改建成了冶金材料科学系或星
其涉及的材料由金属扩展到了陶瓷和高分子聚 及
其
合物材料。
运
载
可见，高技术需要先进材料的支持。
火
箭
中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出 过重大贡献。
攀钢夜景
鞍钢
原子弹、氢 弹的爆炸， 卫星、飞船 的上天等都 说明了我国 在材料的开 发、研究及 应用等方面 有了飞跃的 发展。
中
造 卫 星
国 第 一 颗
人
中 国 第 一 颗 原 子 弹 爆 炸
长 征 火 箭 大 家 族
中 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
“ “
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”一号 发射成功 神 舟 ” 一 号 飞 船
航空发动机
三、工程材料的应用和发展
随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要 求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、 耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。
国产东风4D-0088内燃机车
美国F-117隐身飞机
新材料在不断地涌现。
机械工业是材料应用的重要领域。
随着机械工业的发展，对产品的要求越来越高。 在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的材料
材料是人类进化的里程碑。
由于材料的重要性，历史学家根据人类所使用的材料
来划分时代。
石器时代
象形尊(西周)
青铜器时代
铁器时代
铁器
石器
材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步 的标志。
机械工程概论第1章 绪论
1.3 机械工程发展
2.近代机械史(1750年~1900年) 1847年，在英国伯明翰成立了机械工程师学会，机械工程作为工程 技术的一个分支得到了正式的承认。 在这一历史时期内，世界上发生了引起社会生产巨大变革的工业革 命。在工业革命中最主要的变革是：
用生产能力大和产品质量高的大机器取代手工工具和简陋机械。 用蒸汽机和内燃机等无生命动力取代人和牲畜的肌肉动力。 用大型的集中的工厂生产系统取代分散的手工业作坊。在这期间,动力机械、生产机械
图1-1 内燃机机构 a)模型 b)简图 1—气缸 2—活塞 3—连杆 4—曲轴
5、6—齿轮 7—凸轮轴 8—顶杆
图1-1所示为内燃机机构,活塞2在气缸1内做直线往复运动,通过 连杆3带动曲轴4做回转运动,输出动力,同时通过齿轮5、6带动凸轮轴 7旋转,由凸轮轴7推动顶杆8做上下运动,开启或关闭进、排气门。
和石制工具，从事劳动，继而发现了火，学会了钻木取火，从地上站 立起来，开启了从古猿到古人类的新纪元。 第三次发生在大约15000年前，古人类学会了制作和使用简单的机械， 开始了农耕与畜牧。此后，大约5000年前,古人类进入新石器时代。 4000年前发现金属，并学会了冶炼技术，金属器械逐步取代了石制、 骨制的器械。继而约2000年前发现了铁金属，进入铁器时代，各种复 杂的工具和简单机械相继发明出来。
1.1 机械的基本概况
1.1.2 机械的特征及种类
尽管各种机械的构造、性能和用途各异，但从它们的组成和运动形 式来看，却有两个共同特征:
它们是一种人为的实物构件的组合。 它们各部分之间具有确定的相对运动。
机器除了具备上述两个特征外，还必须具备第三个特征:能代替人类 完成有用的机械功或转换机械能。
如图1-2所示，活塞连杆部件由17种零件组成，它的功能就是把活塞
机械设计基础绪论
通用零部件:各种机器中普遍使用，如齿轮、螺栓。
标准件：制定了国家标准，由专门工厂生产。 如：滚动轴承、螺栓等。
第一章 绪论
12
零 静联接 构 动联接 机 协调组合 机
件
件
构
器
机构：是具有确定的相对运动的若干构件的组合。
曲柄滑块机构
第一章 绪论
13
机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、 物料或信息。
和谐号动车组 CRH1、CRH2、 CRH3、CRH5、CRH380
第一章 绪论
34
磁浮列车
上海磁浮列车 430km/h
日本磁浮车 500km/h
高温超导试验车
北京地铁S1号线<160km/h (2015年)
南车集团中低速磁浮车<100km/h
第一章 绪论
35
真空管道运输
2003年，西南交通开始研究真空管道磁悬浮
二、注意事项 ➢ 课程的特点：综合性、实践性、繁杂性、多解性 ➢ 学习方法：注重理解记忆和平时积累 ➢ 成绩构成：平时成绩30%（考勤、作业、实验、期中 等环节），期末70%。
第一章 绪论
新中国成立后：我国机械工业得到了长足发展。 如：轿车发展
红旗、上海 → 桑塔纳、夏利、标致505 → 几十个品牌
1964
1958 1985
1984 1986
第一章 绪论
30
火车发展： 蒸汽机车 —→内燃机车 —→电力机车 —→高速列车 —→磁浮列车 —→真空管道运输
蒸汽机车
(1804年) (中国1952) 2005年退出历史
第一章 绪论
44
虚拟现实是一种基于可计算信息的视、听、触觉一 体化的交互环境，是在图形学、电子显示、语音识别与 合成、传感器等技术上发展起来的一门综合仿真技术。
标准件：制定了国家标准，由专门工厂生产。 如：滚动轴承、螺栓等。
第一章 绪论
12
零 静联接 构 动联接 机 协调组合 机
件
件
构
器
机构：是具有确定的相对运动的若干构件的组合。
曲柄滑块机构
第一章 绪论
13
机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、 物料或信息。
和谐号动车组 CRH1、CRH2、 CRH3、CRH5、CRH380
第一章 绪论
34
磁浮列车
上海磁浮列车 430km/h
日本磁浮车 500km/h
高温超导试验车
北京地铁S1号线<160km/h (2015年)
南车集团中低速磁浮车<100km/h
第一章 绪论
35
真空管道运输
2003年，西南交通开始研究真空管道磁悬浮
二、注意事项 ➢ 课程的特点：综合性、实践性、繁杂性、多解性 ➢ 学习方法：注重理解记忆和平时积累 ➢ 成绩构成：平时成绩30%（考勤、作业、实验、期中 等环节），期末70%。
第一章 绪论
新中国成立后：我国机械工业得到了长足发展。 如：轿车发展
红旗、上海 → 桑塔纳、夏利、标致505 → 几十个品牌
1964
1958 1985
1984 1986
第一章 绪论
30
火车发展： 蒸汽机车 —→内燃机车 —→电力机车 —→高速列车 —→磁浮列车 —→真空管道运输
蒸汽机车
(1804年) (中国1952) 2005年退出历史
第一章 绪论
44
虚拟现实是一种基于可计算信息的视、听、触觉一 体化的交互环境，是在图形学、电子显示、语音识别与 合成、传感器等技术上发展起来的一门综合仿真技术。
机械工程材料论文3200字_机械工程材料毕业论文范文模板
机械工程材料论文3200字_机械工程材料毕业论文范文模板机械工程材料论文3200字(一)：“机械工程材料”课程教学与考核方法改革探讨论文摘要：为适应新时代课程建设要求，本文通过分析当前《机械工程材料》课程教学及考核中存在的问题和不足，提出从课程教学内容、教学方法及考核方式等方面多管齐下进行改进的方案，旨在提高该课程的教学效果，促进教学良性发展，培养学生的实践应用能力。
关键词：机械工程材料；教学；考核方法；改进方案0引言“大力推动重点领域突破发展”是《中国制造2025》的9项战略任务和重点之一，其中新材料作为重点领域之一，对贯彻“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的中国制造发展基本方针至关重要；新材料发展中，“提出以特种金属功能材料、高性能结构材料、先进非金属材料为发展重点，研发新材料制备关键技术和装备，高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，加快基础材料升级换代”。
可见，机械工程材料的发展和研究在我国成为制造业强国进程中起着举足轻重的作用，契合“中国制造2025”战略的课程教学和考核方法改革势在必行。
《机械工程材料》课程是我国各高校机械类、近机械类各专业的一门技术基础课，是“机械制造课程群”中重要的核心课[1]。
《机械工程材料》课程以工程材料的组成（成分）→结构→组织→性能之间的关系及变化规律为主线[2]，培养学生在认知各类工程材料的基础上学会合理选用材料、掌握提高材料性能的能力，为学习后续专业课程及今后从事材料学研究、机械设计制造和研发打下良好的专业基础。
本文结合新时代工科建设要求，通过分析当前《机械工程材料》课程教学和考核中存在的问题和不足，对教学和考核方法进行改革措施探索，并实施有效教学，不断提高学生的学习兴趣及积极性，达到人才培养的目标。
1当前课程教学中存在的问题与不足1.1教学实施中重理论轻实践《机械工程材料》是一门从实践中发展起来，又直接为实践服务的技术基础课程；但目前在课程教学中以理论讲解为主，而实践参与及实验环节较少[3]；以笔者所在学校塔里木大学机械电气化工程学院开设的《机械工程材料》课程为例，该课程教学学时已由原来的56学时缩减至48学时，其中理论教学学时为42学时，实验学时6学时，且实验内容均为验证性实验，未设置综合性的实践教学学时。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第
立了材料科学研究中心，并把约2/3大学的冶 一
颗
金系或矿冶系改建成了冶金材料科学系或材料 人
造
科学与工程系。
卫
星
其涉及的材料由金属扩展到了陶瓷和高分子聚 及
其
合物材料。
运
载
可见，高技术需要先进材料的支持。
火
箭
中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出 过重大贡献。
早在公元前6000~ 5000年的新石器时代， 中华民族的先人就能 用黏土烧制成陶器， 到东汉时期又出现了 瓷器，并流传海外。
度
材
料
春秋战国时代的
古 已
青铜剑，剑身及
有 之
这 是 古 代 剑 刃 截 面
剑锋由不同成分
图
的青铜组成，是
复合材料很好的
例子
黄石铜矿遗址
春秋晚期 矿井深达50m 炼铜炉渣多达40万吨 实属罕见
我国从春秋战国时期便开始大量使用铁器，明朝科学 家宋应星在《天工开物》一书中就记载了古代的渗碳 热处理等工艺。这说明早在欧洲工业革命之前，我国 在金属材料及热处理方面就已经有了较高的成就。
4000年前的夏朝我们的祖先已经能够炼铜，到殷、商 时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。
司母戊鼎
河南安阳晚商遗址出土 青铜铸造 高133厘米 重875kg 饰纹优美
越王勾践剑
春秋晚期越国青铜兵器 出土于湖北江陵楚墓 长55.7厘米 剑锷锋芒犀利 锋能割断头发
古代剑刃制造中的特殊技术
梯
熔点高、硬度高、 耐腐蚀、脆性大
分为传统陶瓷、特 种陶瓷和金属陶瓷 三类
传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、长石等) 为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。
特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶瓷，常 用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。
陶瓷制品
陶瓷发动机
高分子材料
共
以分子键和共价键
黑色金属 有色金属—轻金属,重金属,贵金属,稀有金属
以金属键结合为主 良好的导电性、导
热性、延展性和金 属光泽 用量最大、应用最 广泛
铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料，其世界 年产量已达10亿吨，在机械产品中的用量已占整 个用材的60%以上。
带材
异形材
板材
管材
金属材料制品
陶瓷材料
以共价键和离子键 为主
宋应星
生铁炒熟铁图
新中国成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、宝钢等大 型钢铁基地。钢产量由49年的15.8万吨上升到现在的 几亿吨。
攀钢夜景
鞍钢
原子弹、氢 弹的爆炸， 卫星、飞船 的上天等都
中
造 卫 星
国 第 一 颗
人
说明了我国
中
国
在材料的开
第
发、研究及
一 颗
应用等方面
原 子
有了飞跃的
弹 爆
发展。
炸
材料是人类进化的里程碑。
由于材料的重要性，历史学家根据人类所使用的材料
来划分时代。
石器时代
象形尊(西周)
青铜器时代
铁器时代
铁器
石器
材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步 的标志。
➢材料的发展与人类社会简图
没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前 的计算机技术。
龙芯
联想计算机
没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的航
Si表面的重构图象
X-射线衍射仪
1932年发明了电子 显微镜，把人们带 到了微观世界的更 深层次（10-7m）
光镜下
电镜下
透射电子显微镜
扫描电子显微镜
1934年位错理论的提 出，解决了晶体理论 计算强度与实验测得 的实际强度之间存在 的巨大差别的矛盾， 对于人们认识材料的 力学性能及设计高强 度材料具有划时代的 意义。
二、工程材料的分类
金属材料
1.按化学成分特点（或 聚合物材料（高分子材料）
工程特点）
无机非金属材料（陶瓷材料）
材
复合材料料Fra bibliotek的 2.按使用性能或用途特 结构材料
分点 类
功能材料
一 览
3.应用角度分类
表
结构材料、电子材料、航天航空材料、汽车材料、核材 料、建筑材料、能源材料等
无机材料
4.化学角度分类
有机材料
价 键
为主
塑性、耐蚀性、电
金属钛中的位错
材料发展的历程示意图
2、材料科学 材料科学是以材料为
研究对象的一门科学。
主要研究内容：
挑战者号爆炸瞬间
⑴ 研究材料的化学组成、结构与性能的关系；
⑵ 研究材料的形成机理和制取方法；
⑶ 研究材料物理性能的测试方法和技术；
⑷ 分析材料的损坏机理；
⑸ 研究材料的合理加工方法和最佳使用方案
长 征 火 箭 大 家 族
中 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
“ “
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”一号 发射成功 神 舟 ” 一 号 飞 船
神 舟 发二 射号 工” 位飞 船 运 往
“神舟”二号发射成 功
“ “
中国的航天事业-“神舟”号飞
船
“神舟”三号
发射成功
神
舟
”
三
号
飞
船
神 舟
“神舟”四号 发射成功
工程机械材料
一、材料和材料科学 二、工程材料的分类 三、工程材料的应用和发展 四、本章节的性质和任务
哥
伦
比
亚
号
一、材料和材料科
航 天
1、材料
飞 机
材料是指人类用以制造 各种有用器件的物质。
材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。
“神舟”四号飞船成功返 回
锉刀
手
锤
国产涡喷-7涡轮喷气发动机
”
四
号
飞
船
中国的航天事业-“神舟”五号载人飞 船
升 空
杨 利
伟
返 回
全人类共同的家园
飞天
返回舱
人类对材料的认识是逐步深入的。
1863年，光学显微镜首次应用 于金属研究，诞生了金相学，使 人们能够将材料的宏观性能与微 观组织联系起来。
光学显微镜
灰铸铁的显微组织
Pb-Sn共晶组织
1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于 晶体衍射分析，使人们对固体材料微观结构的认识 从最初的假想到科学的现实。
5.物理性能分类 6.开发与应用时期
高强度材料、绝缘材料、高温材料、超硬材料、导电材 料、磁性材料、半导体材料、透光材料等 传统材料
新型材料
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、高分子材料 3、陶瓷材料 4、复合材料
金属材料
空工业和宇航工业。
飞机发动机叶片
在航天飞机表面装陶瓷防护瓦片
波音客机
没有低消耗的光导纤维，也就没有现代的光纤通讯。
二十世纪七十年代，人们把材料与能源和信息并列， 称作现代文明的三大支柱之一。
前苏联在1957年把第一颗人造卫星送入太空，
令美国人震惊不已，认识到在导弹火箭技术上
落后了。
前
苏
因此在其后的十年里，在十多所大学中陆续建 联