工程材料 绪论

绪论一、材料和材料科学二、工程材料的分类三、材料科学在机械工程中的应用四、本课程的意义、内容及学习要求一、材料和材料科学1、材料材料是人类生产和生活以及社会进步所必须的物质基础。手锤锉刀“神舟”四号飞船成功返回国产涡喷-7涡轮喷气发动机石器时代青铜器时代铁器时代人工合成材料的时代历史学家根据人类所使用的材料来划分时代，可见材料的对社会发展的重要影响。我国在人类历史上为材料的发展和应用作出过重大贡献。从古猿到原始社会，主要的工具是石器。到了原始社会末期，出现了陶器。东汉时期又出现了瓷器，并流传海外。成为了中国古代文明的象征。4000年前的夏朝我们的祖先已经会炼铜，到殷、商时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高的水平。

司母戊鼎河南安阳晚商遗址出土青铜铸造高133厘米重875kg饰纹优美到殷商时代，我国青铜冶炼与铸造技术发展到较高的水平。到了春秋、战国时期我国已经总结出了青铜的成分、性能和用途之间的关系与规律。1863年，光学显微镜首次应用于金属研究，诞生了金相学，使人们能够将材料的宏观性能与微观组织联系起来。灰铸铁的显微组织光学显微镜Pb-Sn共晶组织人类对材料的认识逐步地深入。1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于晶体衍射分析，使人们对固体材料微观结构的认识从最初的假想到科学的现实。

Si表面的重构图象X-射线衍射仪1932年发明了电子显微镜，把人们带到了微观世界的更深层次（10-7m）

透射电子显微镜

扫描电子显微镜

光镜下电镜下1934年位错理论的提出，解决了晶体理论计算强度与实验测得的实际强度之间存在的巨大差别的矛盾，对于人们认识材料的力学性能及设计高强度材料具有划时代的意义。

金属钛中的位错2、材料科学主要研究内容：⑴研究材料的化学组成、结构与性能的关系；⑵研究材料的形成机理和制取方法；⑶研究材料物理性能的测试方法和技术；⑷分析材料的损坏机理；⑸研究材料的合理加工方法和最佳使用方案材料科学是以材料为研究对象的一门科学。二、工程材料的分类工程材料是用于制造工程结构和机械零件并主要要求力学性能的结构材料。按组成与结合键分：

1、金属材料2、高分子材料3、陶瓷材料4、复合材料金属材料：以金属键结合为主良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽用量最大、应用最广泛的主要工程材料金属材料分两大类：1、黑色金属：铁及铁的合金材料（钢铁材料,占金属材料的95%以上）

2、有色金属：轻金属（铝、镁、钛等）,重金属（铅和锑等）,贵金属（金、银、锡、铂）,稀有金属。

金属材料制品以共价键和离子键为主熔点高、硬度高、耐腐蚀、脆性大分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三类

陶瓷材料高分子材料

以分子键和共价键为主塑性、耐蚀性、电绝缘性、减振性好，密度小包括塑料、橡胶及合成纤维等

高分子材料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业和化学、交通运输、航空航天等工业中被广泛应用。

复合材料包括：金属基复合材料陶瓷基复合材料高分子复合材料

是把两种或两种以上不同性质或不同结构的材料以微观或宏观的形式组合在一起而形成的材料。玻璃纤维增强高分子复合材料材料科学在机械工程中的应用随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。

优质的机械产品是合理的材料、优良的设计和正确的加工这三者的整体配合，其中材料是基础条件。1、材料为产提供了必要的基本功能，是产品的重要保证。2、机械设计不仅要有优良的功能设计和结构设计，还要有合理的材料设计。3、机械制造过程中也要根据材料不同来选择合适的制造工艺。四、机械工程材料课程的学习意义、内容及要求课程特点：基本概念多，与实际联系紧密，是一门应用科学。课程意义：通过学习该课程获得各种工程材料的基本理论知识和性能特点，从而具备合理选择材料，正确选择加工工艺和制定加工工艺路线的能力。课程任务及要求：

⑴了解工程材料的基本理论和材料的性能特点