工程材料 緒論

緒論一、材料和材料科學二、工程材料的分類三、材料科學在機械工程中的應用四、本課程的意義、內(nèi)容及學習要求一、材料和材料科學1、材料材料是人類生產(chǎn)和生活以及社會進步所必須的物質(zhì)基礎。手錘銼刀“神舟”四號飛船成功返回國產(chǎn)渦噴-7渦輪噴氣發(fā)動機石器時代青銅器時代鐵器時代人工合成材料的時代歷史學家根據(jù)人類所使用的材料來劃分時代，可見材料的對社會發(fā)展的重要影響。我國在人類歷史上為材料的發(fā)展和應用作出過重大貢獻。從古猿到原始社會，主要的工具是石器。到了原始社會末期，出現(xiàn)了陶器。東漢時期又出現(xiàn)了瓷器，并流傳海外。成為了中國古代文明的象征。4000年前的夏朝我們的祖先已經(jīng)會煉銅，到殷、商時期，我國的青銅冶煉和鑄造技術(shù)已達到很高的水平。

司母戊鼎河南安陽晚商遺址出土青銅鑄造高133厘米重875kg飾紋優(yōu)美到殷商時代，我國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)國時期我國已經(jīng)總結(jié)出了青銅的成分、性能和用途之間的關系與規(guī)律。1863年，光學顯微鏡首次應用于金屬研究，誕生了金相學，使人們能夠?qū)⒉牧系暮暧^性能與微觀組織聯(lián)系起來。灰鑄鐵的顯微組織光學顯微鏡Pb-Sn共晶組織人類對材料的認識逐步地深入。1912年發(fā)現(xiàn)了X-射線對晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分析，使人們對固體材料微觀結(jié)構(gòu)的認識從最初的假想到科學的現(xiàn)實。

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年位錯理論的提出，解決了晶體理論計算強度與實驗測得的實際強度之間存在的巨大差別的矛盾，對于人們認識材料的力學性能及設計高強度材料具有劃時代的意義。

金屬鈦中的位錯2、材料科學主要研究內(nèi)容：⑴研究材料的化學組成、結(jié)構(gòu)與性能的關系；⑵研究材料的形成機理和制取方法；⑶研究材料物理性能的測試方法和技術(shù)；⑷分析材料的損壞機理；⑸研究材料的合理加工方法和最佳使用方案材料科學是以材料為研究對象的一門科學。二、工程材料的分類工程材料是用于制造工程結(jié)構(gòu)和機械零件并主要要求力學性能的結(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、復合材料金屬材料：以金屬鍵結(jié)合為主良好的導電性、導熱性、延展性和金屬光澤用量最大、應用最廣泛的主要工程材料金屬材料分兩大類：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鍵和離子鍵為主熔點高、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

陶瓷材料高分子材料

以分子鍵和共價鍵為主塑性、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

高分子材料在機械、電氣、紡織、汽車、飛機、輪船等制造工業(yè)和化學、交通運輸、航空航天等工業(yè)中被廣泛應用。

復合材料包括：金屬基復合材料陶瓷基復合材料高分子復合材料

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。玻璃纖維增強高分子復合材料材料科學在機械工程中的應用隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學技術(shù)的進步，對材料的要求越來越苛刻，結(jié)構(gòu)材料向高比強、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)的機械產(chǎn)品是合理的材料、優(yōu)良的設計和正確的加工這三者的整體配合，其中材料是基礎條件。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、機械設計不僅要有優(yōu)良的功能設計和結(jié)構(gòu)設計，還要有合理的材料設計。3、機械制造過程中也要根據(jù)材料不同來選擇合適的制造工藝。四、機械工程材料課程的學習意義、內(nèi)容及要求課程特點：基本概念多，與實際聯(lián)系緊密，是一門應用科學。課程意義：通過學習該課程獲得各種工程材料的基本理論知識和性能特點，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。課程任務及要求：

⑴了解工程材料的基本理論和材料的性能特點