工程材料 緒論

緒論一、材料和材料科學(xué)二、工程材料的分類(lèi)三、材料科學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用四、本課程的意義、內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求一、材料和材料科學(xué)1、材料材料是人類(lèi)生產(chǎn)和生活以及社會(huì)進(jìn)步所必須的物質(zhì)基礎(chǔ)。手錘銼刀“神舟”四號(hào)飛船成功返回國(guó)產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)石器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代人工合成材料的時(shí)代歷史學(xué)家根據(jù)人類(lèi)所使用的材料來(lái)劃分時(shí)代，可見(jiàn)材料的對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要影響。我國(guó)在人類(lèi)歷史上為材料的發(fā)展和應(yīng)用作出過(guò)重大貢獻(xiàn)。從古猿到原始社會(huì)，主要的工具是石器。到了原始社會(huì)末期，出現(xiàn)了陶器。東漢時(shí)期又出現(xiàn)了瓷器，并流傳海外。成為了中國(guó)古代文明的象征。4000年前的夏朝我們的祖先已經(jīng)會(huì)煉銅，到殷、商時(shí)期，我國(guó)的青銅冶煉和鑄造技術(shù)已達(dá)到很高的水平。

司母戊鼎河南安陽(yáng)晚商遺址出土青銅鑄造高133厘米重875kg飾紋優(yōu)美到殷商時(shí)代，我國(guó)青銅冶煉與鑄造技術(shù)發(fā)展到較高的水平。到了春秋、戰(zhàn)國(guó)時(shí)期我國(guó)已經(jīng)總結(jié)出了青銅的成分、性能和用途之間的關(guān)系與規(guī)律。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^性能與微觀組織聯(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)逐步地深入。1912年發(fā)現(xiàn)了X-射線對(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-射線衍射儀1932年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀世界的更深層次（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)2、材料科學(xué)主要研究?jī)?nèi)容：⑴研究材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；⑵研究材料的形成機(jī)理和制取方法；⑶研究材料物理性能的測(cè)試方法和技術(shù)；⑷分析材料的損壞機(jī)理；⑸研究材料的合理加工方法和最佳使用方案材料科學(xué)是以材料為研究對(duì)象的一門(mén)科學(xué)。二、工程材料的分類(lèi)工程材料是用于制造工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件并主要要求力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)材料。按組成與結(jié)合鍵分：

1、金屬材料2、高分子材料3、陶瓷材料4、復(fù)合材料金屬材料：以金屬鍵結(jié)合為主良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和金屬光澤用量最大、應(yīng)用最廣泛的主要工程材料金屬材料分兩大類(lèi)：1、黑色金屬：鐵及鐵的合金材料（鋼鐵材料,占金屬材料的95%以上）

2、有色金屬：輕金屬（鋁、鎂、鈦等）,重金屬（鉛和銻等）,貴金屬（金、銀、錫、鉑）,稀有金屬。

金屬材料制品以共價(jià)鍵和離子鍵為主熔點(diǎn)高、硬度高、耐腐蝕、脆性大分為傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷三類(lèi)

陶瓷材料高分子材料

以分子鍵和共價(jià)鍵為主塑性、耐蝕性、電絕緣性、減振性好，密度小包括塑料、橡膠及合成纖維等

高分子材料在機(jī)械、電氣、紡織、汽車(chē)、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)和化學(xué)、交通運(yùn)輸、航空航天等工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

復(fù)合材料包括：金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料高分子復(fù)合材料

是把兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以微觀或宏觀的形式組合在一起而形成的材料。玻璃纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料材料科學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)材料的要求越來(lái)越苛刻，結(jié)構(gòu)材料向高比強(qiáng)、高剛度、高韌性、耐高溫、耐腐蝕、抗輻照和多功能的方向發(fā)展。

優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品是合理的材料、優(yōu)良的設(shè)計(jì)和正確的加工這三者的整體配合，其中材料是基礎(chǔ)條件。1、材料為產(chǎn)提供了必要的基本功能，是產(chǎn)品的重要保證。2、機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要有優(yōu)良的功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要有合理的材料設(shè)計(jì)。3、機(jī)械制造過(guò)程中也要根據(jù)材料不同來(lái)選擇合適的制造工藝。四、機(jī)械工程材料課程的學(xué)習(xí)意義、內(nèi)容及要求課程特點(diǎn)：基本概念多，與實(shí)際聯(lián)系緊密，是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)。課程意義：通過(guò)學(xué)習(xí)該課程獲得各種工程材料的基本理論知識(shí)和性能特點(diǎn)，從而具備合理選擇材料，正確選擇加工工藝和制定加工工藝路線的能力。課程任務(wù)及要求：

⑴了解工程材料的基本理論和材料的性能特點(diǎn)