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1、金属材料及热处理,绪论,材料的分类,钢铁材料,铜、金、铝、银等,高分子材料、陶瓷材料、复合材料等,工程材料发展概况,1.石器时代（人类开始加工工具-6000BC） 2.红铜时代（6000BC-3000BC） 3.青铜时代（3000BC-1000BC） 4.铁器时代（1000BC-400AD） 13.蒸汽时代（1700AD-1800AD） 16 信息时代（1970AD-至今）,石器时代,从出现人类到铜器的出现、大约始于距今二三百万年、止于距今6000至4000年左右。这一时代是人类从猿人经过漫长的历史、逐步进化为现代人的时期。,红铜时代,红铜时代，又称铜石并用时代、金石并用时代。是指介于新石器时
2、代和青铜时代之间的过渡时期，以红铜的使用为标志。 红铜即天然铜，质地软，不适合制造工具，所以红铜时代的人类仍以使用石器为主。,青铜时代（3000BC-1000BC）,青铜时代是 以使用青铜器为标志的人类物质文化发展阶段。青铜是红铜(纯铜)与锡或铅的合金，因为颜色青灰，故名青铜，熔点在700900之间，比红铜的熔点(1083)低。含锡10%的青铜，硬度为红铜的 4.7倍，性能良好。,铁器时代（1000BC-400AD）,铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代。人们最早知道的铁是陨石中的铁，古代埃及人称之为神物。在很久以前，人们就曾用这种天然铁制作过刀刃和饰物，这是人类使用铁的最早情况。当人们在
3、冶炼青铜的基础上逐渐掌握了冶炼铁的技术之后，铁器时代就到来了。,在过去两千年中的很长一段时间，中国是世界上最大和最先进的国家，直到18世纪末，中国的国内生产总值约占全球25%，1820年为33%。 中国的人均收入在12世纪前一直领先于西欧，在18世纪前一直领先于世界平均水平。 后来，它错过了工业革命，经济出现停滞，1949年GDP仅占世界5%。,蒸汽时代（1700AD-1800AD）,工业革命于18世纪60年代首先从英国开始，大量向外扩展则在19世纪初。因此，从宏观的角度分析，世界近代史的第二个时期蒸汽时代起于19世纪初，止于19世纪70年代的第二次工业革命。在这个时期，资本主义的机器大革命开
4、始出现，资本主义的世界体系开始初步确立。一种新的动力机器：蒸汽机的发明和应用，将人类带入了蒸汽时代。,信息时代,信息技术的发展对人们学习知识、掌握知识、运用知识提出了新的挑战。由于计算机技术和网络技术的应用，人们的学习速度在不断加快，也就是说从数字处理时代到微机时代，到网络化时代，学习速度越来越快，这要求我们的管理模式也要适应新的特点和新的模式。,11,材料的发展史，就是人类科技的发展史。,信息、材料、能源、生物技术,现代高科技,材料人类社会发展的里程碑！,新材料现代科学技术和社会发展的基础和支柱！,社会文明支柱，科技创新的重要标志！,金属材料发展的四个阶段,一 原始钢铁生产,4300B.C.
5、 金、铜、铁， 铸造、锻打 中国的宝剑、西欧的大马士革刀，日本武士剑,二 金属材料学科的基础,1778，第一座铁桥； 1818，铁船下水； 1825，铁路；铁构成金属材料学科的基础,19世纪，金属学、金相学、相变理论的发展,1803，道尔顿的原子学说，阿伏加德罗分子论 1830，Hessel 的32种晶体类型 1839，Miller指数的普及 1891，点阵结构理论的创立,1864，Sorby，第一张金相组织照片，9倍 1827-1888，Fe3C的分离(Karsten)和认知(Abel) 十九世纪中后，钢的金相学发展：Willard Gibbs的相律推导，Robert-Austen奥氏体固溶
6、特性，Roozeboom的Fe-Fe3C相图建立,15,1669, N. Steno, 晶面角守恒定律,1885, A. Bravais, 晶体空间点阵学说,1912, M. Laue*, 晶体的X射线衍射,1915, W. H. Bragg and W. L. Bragg* X射线晶体结构分析方法,电子显微镜（SEM、TEM）,扫描探针显微术*（STM、AFM）,三 微观组织理论大发展,合金相图、X射线，位错理论,Reaumur (1722) Hill (1748) 在放大镜下观察出晶粒,Sorbit 发现并描述了细珠光体,Young(1807)提出材料弹性模量概念,Barlow(1826)
7、关于材料强度的测定,Tehernoff(1861)发表了钢临界点的实验报告,Wshery(1860-1870)关于拉伸、扭转、变曲应力的工作及得出的第一条S-N曲线，开辟了材料、组织与性能间关系的科学研究,四 微观理论的深入研究,原子扩散、马氏体相变、沉淀相、位错滑移 电子显微镜、扫描透射电镜（SYEM）、扫描隧道显微镜（STM）、原子显微镜（AFM）等新仪器的发明为微观研究进一步发展提供可能，随之产生了表面和界面科学,金属材料与热处理： 是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。,课程主要内容： （1）金属材料基本知识：主要介绍金属的晶体结构及变形的相关
8、知识。 （2）金属的性能：主要介绍金属的 力学性能和工艺性能。 （3）金属学的基础知识：讲述铁碳合金的组织及铁碳合金相图。 （4）金属材料：讲述碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、性能及用途。 （5）热处理的基本知识：讲述热处理的原理和热处理工艺。,学习要求： 弄清重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织、组织决定性能，性能决定其用途这一内在关系进行学习和记忆，注意理论联系实际，认真听课按、时完成作业，做好复习和预习，是完全可以学好本课程。,本课学习方法是：预习 、笔记 、复习、讨论问题。 本教材的重点：常见的材料牌号及应用，钢的热处理。,谢谢大家！,