金屬學(xué)與熱處理-緒論

金屬學(xué)與熱處理-緒論●性質(zhì)：必修課，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課●學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)●本課程特點(diǎn)：●概念術(shù)語(yǔ)多●理解記憶的知識(shí)多●涉及相關(guān)學(xué)科多（物理學(xué)、化學(xué)、熱力學(xué)、礦物學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)以及高分子學(xué)等）2金屬學(xué)與熱處理-緒論主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排第1章金屬的晶體結(jié)構(gòu)（6學(xué)時(shí)）第2章純金屬的結(jié)晶（6學(xué)時(shí)）第3章二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶（10學(xué)時(shí)）第4章鐵碳合金（4學(xué)時(shí)）第5章三元合金相圖（6學(xué)時(shí)）第6章金屬及合金的塑性變形與斷裂（6學(xué)時(shí)）第7章金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶（4學(xué)時(shí)）第8章擴(kuò)散（4學(xué)時(shí)）第9章鋼的熱處理原理（8學(xué)時(shí)）第10章鋼的熱處理工藝（6學(xué)時(shí)）3金屬學(xué)與熱處理-緒論考核方式平時(shí)成績(jī)與考試相結(jié)合總成績(jī)考勤作業(yè)考試100%10%30%60%4金屬學(xué)與熱處理-緒論主要參考書(shū)目●《材料科學(xué)基礎(chǔ)》蔡珣等編上海交通大學(xué)出版社●《熱處理原理與工藝》編西北工業(yè)大學(xué)出版社課件信箱●信箱：密碼：jinshuxue&rechuli5金屬學(xué)與熱處理-緒論緒論6金屬學(xué)與熱處理-緒論什么是材料?

世界萬(wàn)物，凡于我有用者，皆謂之材料。材料具有一定性能，可以用來(lái)制作器件、構(gòu)件、工具、裝置等物品的物質(zhì)。廣義的材料包括人們的思想意識(shí)之外的所有物質(zhì)材料存在于我們的周?chē)c我們的生活、我們的生命息息相關(guān)。材料是人類(lèi)文明、社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。7金屬學(xué)與熱處理-緒論人類(lèi)使用材料的七個(gè)時(shí)代的開(kāi)始時(shí)間8金屬學(xué)與熱處理-緒論1950196519551970197519601990198019952000198520053070504060100908020110120130座·mile/Usgal航空材料的發(fā)展年份Comet707-120707-120B880990727-100DC-9-30A320-200747-400MD112.5倍飛機(jī)燃油效率提高2.5倍航空材料的發(fā)展9金屬學(xué)與熱處理-緒論19501960197019801990200020102020900110015001300材料的表面溫度(℃)1700單晶合金普通鑄件定向凝固超級(jí)合金共晶合金彌散強(qiáng)化超級(jí)合金隔熱涂層陶瓷復(fù)合材料碳-碳在發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的年份葉片材料的發(fā)展歷程纖維增強(qiáng)超級(jí)合金10金屬學(xué)與熱處理-緒論1490C3150C6490C10930C19270C飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度一次大戰(zhàn)水冷式30年代空冷式風(fēng)扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)蝸輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)超音速燃燒沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)溫度（0C）11金屬學(xué)與熱處理-緒論30年代教練機(jī)二次大戰(zhàn)戰(zhàn)斗機(jī)80年代截?fù)魴C(jī)航天飛機(jī)東方快車(chē)號(hào)10931649538490C0C4270C10930C16490C不同類(lèi)型的飛行器蒙皮溫度溫度（0C）12金屬學(xué)與熱處理-緒論+175+390+595金屬玻璃纖維KavlarC/C復(fù)合材料km導(dǎo)彈射程火箭殼體材料與導(dǎo)彈射程13金屬學(xué)與熱處理-緒論1200~1800℃1000~1200℃410~950℃400℃飛船返回艙艙體溫度情況14金屬學(xué)與熱處理-緒論1863年，光學(xué)顯微鏡首次應(yīng)用于金屬研究，誕生了金相學(xué)，使人們能夠?qū)⒉牧系暮暧^(guān)性能與微觀(guān)組織聯(lián)系起來(lái)。灰鑄鐵的顯微組織光學(xué)顯微鏡Pb-Sn共晶組織人類(lèi)對(duì)材料的認(rèn)識(shí)是逐步深入的。15金屬學(xué)與熱處理-緒論1912年發(fā)現(xiàn)了X-射線(xiàn)對(duì)晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分析，使人們對(duì)固體材料微觀(guān)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)從最初的假想到科學(xué)的現(xiàn)實(shí)。Si表面的重構(gòu)圖象X-射線(xiàn)衍射儀16金屬學(xué)與熱處理-緒論1932年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀(guān)世界的更深層次（10-7m）透射電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡

光鏡下電鏡下17金屬學(xué)與熱處理-緒論1934年位錯(cuò)理論的提出，解決了晶體理論計(jì)算強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的實(shí)際強(qiáng)度之間存在的巨大差別的矛盾，對(duì)于人們認(rèn)識(shí)材料的力學(xué)性能及設(shè)計(jì)高強(qiáng)度材料具有劃時(shí)代的意義。金屬鈦中的位錯(cuò)18金屬學(xué)與熱處理-緒論構(gòu)成材料科學(xué)與工程的四要素合成與工藝成分Compositions性能/應(yīng)用Performance/Application結(jié)構(gòu)MicrostructureSynthesis+processing19金屬學(xué)與熱處理-緒論①化學(xué)成分：組成材料各元素在材料中的濃度。②組織：用肉眼或借助于不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀(guān)察到的金屬內(nèi)部的情景。習(xí)慣上把用肉眼或幾十倍放大鏡觀(guān)察到的組織稱(chēng)低倍組織或宏觀(guān)組織。放大100～2000倍的組織稱(chēng)高倍組織或顯微組織。在電子顯微鏡下放大幾千～幾十萬(wàn)倍的組織稱(chēng)精細(xì)組織或電鏡組織。20金屬學(xué)與熱處理-緒論鋼的宏觀(guān)組織、顯微組織和電鏡組織鋼錠的宏觀(guān)組織顯微組織電鏡組織21金屬學(xué)與熱處理-緒論③結(jié)構(gòu)：材料中各原子的具體組合狀態(tài)。一般通過(guò)X-射線(xiàn)衍射或透射電鏡研究。Al的高分辨透射電鏡象純鐵晶體的X-射線(xiàn)衍射譜透射電鏡衍射斑點(diǎn)22金屬學(xué)與熱處理-緒論SEM5nmXRD,TEMOptical23金屬學(xué)與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能指在服役條件下，能保證安全可靠工作所必備的性能。力學(xué)性能

物理性能

化學(xué)性能

強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、蠕變和疲勞熔點(diǎn)、密度以及電、磁、光和熱耐腐蝕和抗老化24金屬學(xué)與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊接液→固；流動(dòng)性指材料的可加工性。熱處理粉末冶金機(jī)械加工25金屬學(xué)與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊接液→固；流動(dòng)性鍛、拉、擠、軋、彎；延展性；變形抗力、變形開(kāi)裂傾向熱處理粉末冶金機(jī)械加工26金屬學(xué)與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊接液→固；流動(dòng)性鍛、拉、擠、軋、彎；延展性；變形抗力、變形開(kāi)裂傾向可焊性熱處理粉末冶金機(jī)械加工27金屬學(xué)與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊