金属工艺学绪论第一章PPT课件

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4. 金属材料的发展历史
公元前6000年：人类发明金属冶炼[1] 公元前4000年：古埃及人掌握炼铜技术[1] 公元前2500年：中国人开始使用铁 公元18世纪末：瓦特(JamesWatt,1736～1819，英国)
发明了蒸汽机以后，大量使用铁轨 和铸铁管 ，铸铁的冶炼才走上工业 化生产的道路。
1. 材料工业的重要程度
• 材料是人类生活与社会 发展的主要物质基础， 其品种、数量和质量是 人类文明和社会进步程 度的标志。
材料作为能制造有用物品的物质， 与能源和信息共同构成了人类社 会赖以生存与发展的基本资源， 故材料、能源和信息并列为现代 科学和现代文明的三大支柱，而 在这三者之间，材料又是最重要 的基础。
材料类别不同，则性能不同、用途不同、成型 的技术也不同。
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材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。
金属材料
工程材料
陶瓷材料 高分子材料
复合材料
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3. 什么是金属材料
金属材料——以金属元素为主要成分、 原子通过金属键结合而成的一 类固体材料。
金属材料
铁合金：钢、铸铁 非铁合金：铜、铝、钛、镁及其合金
金属微晶材料。前者具有超耐腐蚀性、高磁导率、低热胀系数等，用于变 压器铁心；后者具有高强度、高韧性、高抗疲劳断裂性等。
9. 金属间化合物—原子按照金属健与部分共价键结合，高温强度
高、抗氧化性好、弹性模量高、密度低，应用于多领域。
10. 纳米金属材料—颗粒径＜100nm的金属材料，具有超导性。用
于电子工业、原子能工业、航空航天工业、化学工业等。
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要付出劳动
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是否想学好本课程？
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约
定
❖不迟到
❖字迹工整、按时独立完成作业 ❖课堂内不吃东西 ❖关闭通信等能够发出声音的工具
❖......
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金属材料 导论
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课程的性质、任务和要求
性质：
➢ 研究常用工程材料及其成形方法的综合性课程 ➢ 体现理论教学与实践环节密切结合的技术基础课程
任务和要求：
➢了解产品的制造过程 ➢掌握常用工程材料的种类与性能，能初步选用 ➢掌握材料成形的基本原理和工艺特点，能初步运用
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如何学好本课程？
即使天上掉馅饼， 也只有早起的人才能得到
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5. 金属材料的优越性
自20世纪50年代以后，高分子材料、先进陶瓷材料、复 合材料迅速发展，开始出现一些金属材料的“代用品”。那 么钢铁材料是否已经进入“夕阳”工业了哪？？
否。 金属材料具有其他材料不能完全取代的独 特性质和使用性能。
高模量
高韧性
高磁性
金属材料
高 导电 性
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6. 金属材料的研究现状
预先热处理： 为使切削加工能顺利进行，可通过 预先热处理调整硬度，为切削加工做好组织准备。
最终热处理： 使材料的性能达到要求。
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第一节 高炉炼铁
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武钢三烧396m2鼓风环式冷却机
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知识要点
1.说出常见的铁矿石及其主要成份； 2.知道炼铁的原理及各流程的作用； 3.正确写出炼铁反应的有关化学方程式 并进行有关的计算。
用于刀具、磨具、轧辊、轴承等领域。
5. 高温合金与难熔合金—超过1300℃有很高强度，用于飞机发
动机等。
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6. 金属材料的研究现状
6. 金属基复合材料—高比强度、高比弹性模量，用于航空航天等
领域。
7. 共晶合金定向凝固材料—超高温下呈现更高强度，用于制造
涡轮叶片等。
8. 金属非晶及微晶材料—通过快速冷凝而得到，如金属玻璃、
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1. 材料工业的重要程度
– 历史学家把人类社会的发展按其使用的材料
类型划分为石器时代、青铜时代、铁器时代， 而今正处于人工合成材料的新时代。
我国是世界上最早发现和使用金属的国家之一
商朝的青铜器
春秋战国的铁器
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人工合成材料
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我国古代在金属工艺学方面的成就
• 青铜的冶铸技术
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越王勾践剑
从此，金属材料在材料工业中就占有了统治性的主导地位。
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4. 金属材料的发展历史
1820年：（英）法拉第开始研究合金钢 1839年：巴比特研制出轴承合金 1856年：（德）贝斯麦在转炉中将生铁精炼成钢 1906年：泰勒和霍特研制出高速钢 1912年：（美）海恩兹发明钨铬钴硬质合金 1923年：克虏伯公司发明钨钴硬质合金 1940年：（日）北圆一郎等发明特超硬铝 1948年：（美）米尔斯研制出球墨铸铁 1959年：福特公司研制出TiC金属陶瓷切削刀具（TiC-Ni-Mo合金） 1970年：美国和瑞典研制出粉末高速钢
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毛坯选择
有液态成形毛坯 塑性成形毛坯 连接成形毛坯 粉末冶金成形 型材等毛坯
机械加 工方法
传统的有 现代的有
车削、刨 削、铣削 拉削、镗削、磨削等
数控加工、电火花加工、 车削 激光加工等特种加工方法
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一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工 方法，而每种加工方法所能达到的加工精度、加工 质量、加工范围、加工效率是不同的。
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2. 工程材料的分类
按属性分类：
金属材料 陶瓷材料 高分子材料 复合材料
金属 Metal
陶瓷 Ceramic
高分子 Polymer
复合材料 Composites
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2. 工程材料的分类
按功能：
结构材料 功能材料 生物材料 智能材料 信息材料
按材料维度：
三维块体材料 二维薄膜材料 一维纤维材料 零维纳米材料
当前，金属材料的研究领域包括：
1. 高纯材料—优异的软磁性、良好的耐腐蚀性、高残余电阻率，用
于高真空容器、核反应堆等。
2. 高强度材料—可减轻重量，用于航空航天、深海潜艇、原子能
等领域。
3. 超易切削钢—提高刀具寿命30倍，降低成本、节约能源。
4. 硬质合金与金属陶瓷—高硬度、高耐磨性、耐高温、抗氧化，
绪
论
• 什么叫金属工艺学？
是一门研究有关制造金属零件工艺方法 的综合性技术基础课。
• 它主要研究：
（1）各种工艺方法本身的规律性及其在机械制 造中的应用和相互联系；
（2） 金属机件的加工工艺过程和结构工艺性；
（3）常用金属材料性能对加工工艺的影响等。
• 金属工艺学中涉及到的知识点在机械制造工程 中的地位。