工程材料及成形技术基础-概论试讲

1、机械工程材料(cilio)及成型技术主讲人：林 华机械(jxi)与电子工程学院共三十一页1.材料是人类(rnli)生产和社会发展的重要物质基础 一.学习(xux)目的共三十一页石器时代青铜时代新材料时代铁器时代钢铁时代人类利用材料(cilio)的历史，就是一部人类进化和进步的历史共三十一页铁器时代(tiq shdi)信息时代（新材料(cilio)时代）石器时代（石器、陶器 、瓷器)青铜器时代共三十一页第一次工业革命(gngygmng)（18世纪）制钢工业(gngy)的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础以蒸汽机和纺织机的发明和使用为主要标志工业革命使工厂制代替了手工工场，用机器代替了手工劳动

2、 人类社会从农业文明转向工业文明共三十一页 以电力和内燃机的发明和使用(shyng)为主要标志,以石油开发和新能源为突破口，大力推进了汽车、飞机等其他工业。第二次工业革命(gngygmng)（19世纪中叶到20世纪中叶） 世界由“蒸汽时代”进入“电气时代”莫尔斯电报机发报共三十一页第三次工业革命(gngygmng)（20世纪40年代起） 以核能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和使用为主要标志(biozh)，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。 是迄今为止人类历史上规模最大、影响最为深远的一次科技革命共三十一页发电机1820年

3、蒸气机1763年计算机1946年第一次工业革命(gngygmng) 制钢工业的发展(fzhn)为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础第二次工业革命 合金钢、铝合金及其他非金属材料的发展是此次工业革命的支撑第三次工业革命 航空材料不断进步；塑料、合成橡胶、合成纤维的相继问世；单晶硅材料对电子技术的发明和应用起到了核心的作用共三十一页图 例所用材料特 点 世界杯 足球赛 指定用球用32片复合泡沫材料缝制而成反弹力大，球速快而稳定，耐磨。 大屏幕 液晶投 影电视面板用晶体硅制成。 对比度和清晰度高， 显示速度快，体积小。DVD录像机用DVDRW盘片存储节目体积小，重量轻。仿真手臂用高强度碳纤维复合材料作

4、手臂骨骼，陶瓷作感知元件碳纤维复合材料强度高，重量轻，可旋转的腕和手指以及微电机等安装在它上面。共三十一页共三十一页种 类使用的主要材料存储容量特 点 软盘氧化铁磁性材料 1.44 Mb容量小，主要是文本文件的存储。 CDRW多元合金和以ZnS等为主的陶瓷材料 650 Mb驱动器兼容CD光盘，光盘价低，用量高速增长。 MO (磁光盘)TbFeCo合金磁光材料 650Mb 1.3G需用专用驱动器，价格高，局限在广告、图形用户。 VDRW多元合金和以ZnS等为主的陶瓷材料单面单层为4.7 Gb驱动器兼容CDRW和CD光盘集成芯片1G、16G、32G小巧便于携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠。几种

5、可反复(fnf)读写的移动存储器的比较U盘共三十一页实 例材 料强度范围 MPa比强度MPa 压气机 叶片铝合钛合金 压气机 机匣钛合金350110080245 飞机 尾翼碳纤维复合材料10001200（顺纤维方向） 625750 硼纤维 铝合金 板和管硼纤维增强铝合金1500（顺纤维方向）570几种航空(hngkng)材料的比强度共三十一页不同(b tn)时期航空发动机的工作温度30多年来，大型喷气式飞机的发动机推力提高了5倍多，而发动机的重量只增加(zngji)12倍，这主要靠高温合金的采用。共三十一页 在美国卡拉维纳尔角航天基地待升空的航天飞机（穿梭机）。它是人

6、类(rnli)高技术的结晶。它应用了成千上万种材料，特别是一些高技术的新型材料共三十一页美国航天史上巨大(jd)空难之：挑战者号失事 失事原因右侧固体火箭助推器连接处因设计(shj)上的缺陷和气温过低、密封垫圈失效引起的。 共三十一页美国(mi u)航天史上巨大空难 Columbia航天飞机解体共三十一页“9.11”事件(shjin)与材料纽约世贸大厦1973年竣工，110层、411m主体(zht)钢架结构(用钢7.8万吨) 墙面由铝板和玻璃砖组成2001年9月11日，美国纽约世界贸易中心遭到恐怖分子以民航客机撞击被摧毁。世贸大厦的钢结构具有不合理的搭接式结构，材料又不是耐热钢。在高温下就能软

7、化，甚至熔化导致世贸大厦倒塌。共三十一页现代战争武器(wq)与材料B-2隐形(yn xn)战略轰炸机隐身性能源于： 特殊的结构设计 隐身材料的充分利用B-2使用的主要材料： 主梁和发动机舱轻金属、复合材料 其他部分碳纤维和石墨纤维的复合材料机翼前缘包覆吸波材料整个机体喷涂吸波油漆（XKuP-4）吸波材料共三十一页 纵观人类利用材料的历史可以清楚地看到，每一种重要新材料的发现和应用，都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产(shngchn)技术的重大变革，甚至引起一次世界性的技术革命，大大地加速社会发展的进程，给社会生产(shngchn)力和人类生活带来

8、巨大变革，把人类物质文明推向前进。共三十一页2.材料应用与材料成型技术(jsh)是机械制造生产过程的 重要组成部分 球墨铸铁(qim-zhti)曲轴具有复杂形状和内腔的铝合金铸件 （汽车发动机箱体压铸件）共三十一页热处理铸锭型材(xn ci)成品(chngpn)零件毛坯冶炼塑性加工切削加工装配铸造切削加工塑性加工/焊接塑性加工共三十一页共三十一页共三十一页3.新材料(cilio)、新工艺、新技术密切相关共三十一页船体采用了高强度复合材料(f h ci lio)，使船的重量减至5220公斤，航速高达44.5公里/ 时（选自Popular Science 中文版1998年6月，p.4）共三十一页高

9、分子材料具有突出(t ch)的隔热、绝缘和柔韧性能共三十一页比尔.盖茨与光盘比尔.盖茨在西雅图Microsoft公司(n s)外的树林里，手持一张CD光盘，坐在高55英尺（16.5米），计330,000 页的资料上。照片不仅说明一张小小CD光盘可以存储比尔.盖茨身下厚达55英尺的一张张资料，而且，节约了森林资源，于环保有利，因为纸张是造纸原料。共三十一页 设计、选材、加工(ji gng)三者之间有机关联 是一门重要(zhngyo)的技术基础课二.本课程在机械类专业人才培养中的地位和作用 三.内容和要求基本原理：了解材料成分、组织、性能与工艺之间 的关系共三十一页基本知识：1.金属材料的特点及应

10、用钢铁 2.热处理工艺的特点及应用 3.铸造、锻造、冲压(chngy)及焊接的特点及应用工程应用：1.初步掌握钢铁(gngti)、热处理工艺的合理选用 2.合理安排热处理工艺在工艺流程中的位置 3.掌握各种成形零件的结构工艺性 4.掌握铸、锻、冲及焊接的应用共三十一页四.教材(jioci)和参考书 教 材： 机械工程材料及热加工 冯旻主编 高教出版社 参考书： 机械工程材料 王焕廷 主编 大连理工出版社 金属工艺学 邓文英 主编 高教出版社 要 求：1.保证出勤，缺席1/3次者，取消考试资格 2.上课(shng k)认真听讲，作好笔记 3.课后及时复习，按时完成作业 共三十一页内容摘要机械工程材料及成型技术。制钢工业的发展为蒸汽机的发明和应用奠定了物质基础。以蒸汽机和纺织机的发明和使用为主要标志。工业革命使工厂制代替(dit)了手工工场，用机器代替(dit)了手工劳动。第二次工业革命（19世纪中叶到20世纪中叶）。世界由“蒸汽时代”进入“电气时代”。单晶硅材料对电子技术的发明和应用起到了核