工程材料及成形工艺基础绪论

绪论一、材料与社会发展二、工程材料及其类别三、本课程的学习目的、内容和要求

一、材料与社会发展材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。材料是国民经济的物质基础。人类社会依据制造生产工具的材料来进行历史划分：

旧石器时代新石器时代青铜器时代铁器时代1.材料与人类生活上一页

旧石器时代（250万年前）人类在地球上出现之后，最早使用的工具是石头。上一页

旧石器时代（250万年前）石头——石器

新石器时代（1万年前）原始社会末期，开始用火烧制陶器，发展成陶瓷。精美石器陶器—人类第一种合成材料

青铜器时代（4000年前）奴隶社会，青铜冶炼技术得到很大发展。我国青铜冶炼始于夏代，商周时代，达到较高水平。

青铜（铜锡合金）人类发明的第一种合金

青铜器时代（BronzeAge）目前中国发现的最早期的青铜酒器之一铜爵（夏代）（河南省偃师县二里头出土）司母戊鼎是迄今出土的所有鼎中最大最重的，因其腹内壁上有铭文“司母戊”三字而得名，是商王祭祀其母（名戊）的纪念器物。司母戊鼎（商代）（河南省安阳殷墟出土）这件四羊方尊重达34公斤，是我国现存商代青铜方尊中最大的一件。其造型动静结合，寓雄奇于秀美之间，可谓巧夺天工。四羊方尊（商代）（湖南省宁乡县出土）

湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑此剑锋芒犀利，寒光闪闪，出土时插于漆木鞘里，保存如新，至今犹能断发。经分析测定，剑脊含锡低（10%），韧性好而不易折断；刃部含锡高（20%），刚而锋利。这种复合金属制造技术其他国家直到近代才掌握。

这套编钟包括钮钟19件，甬钟45个，外加楚惠王赠送的一件这拨钟，共65件，总重量达2500多公斤，是迄今中国发现的数量最多、保存最好的一套编钟。合理的金属成份配比和规范的外形尺寸，以及工艺上的特殊处理，使编钟达到了令人赞叹的音响效果，这在今天也不易办到。曾侯乙编钟（战国）（湖北省随县擂鼓墩出土）这件杜虎符便是现存最早的一件调兵凭证，一符剖为左右两半，右边留存于朝廷，左半交地方官吏或统兵将帅保管，使用时两半相合，即为“符合”，表示命令验证可信。杜虎符（战国秦）（陕西省西安北沉村出土）

铜车马（战国秦）（陕西省临潼县秦始皇陵西侧出土）

举世闻名的秦始皇陵出土了许多珍贵的文物，其中两乘铜车马更是其中的精品，根据车铭，一乘名为“立车”（御者站立车上），另一乘名为“安车”（御者坐在车上），两乘形制基本相仿，图中所示为安车。安车的结构经过精心设计，1500多个部件用嵌铸、铆接、焊接、销钉等方法组装而成，至今各链条仍很灵活，窗门开启自如，牵引辕衡，还能拖动车轮转动，工艺甚为精湛。

铁器时代（1400年前，春秋战国）生产工具由青铜器过渡到铁器，其重大发展对社会进步起了巨大的推动作用。汉代“先炼铁后炼钢”技术居世界领先地位。

铁器物品铁制车轮其他材料与陶瓷材料和金属材料发展的同时天然高分子材料

棉、麻、丝绸材料功能材料

磁铁—指南针新石器（制陶）—东汉（制磁）—唐（釉）—唐（顶峰）陶瓷的发展上一页下一页2.材料与现代文明的联系18世纪世界工业迅速发展，对材料提出了更高要求；1863年光学显微镜，1912年X射线衍射技术和1932年电子显微镜等仪器出现；金属学日趋完善，大大推动了金属材料的发展。

现代社会文明的三大支柱：能源、信息和材料信息时代是建立在材料的基础上硅半导体→晶体管→集成电路→计算机磁性材料→信息贮存激光材料+光导纤维→信息传输→信息网络能源技术以材料为支撑再生能源、核能、燃料电池等3.新材料的发展

随着科学技术和现代工业的迅猛发展，人们对材料性能的要求越来越高，这些问题亟待通过新材料的研究来解决。新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料，如特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料和石墨烯等前沿新材料等。下一页返回二、工程材料及其类别1.工程材料的含义工程材料是以用于工程结构和机器零件及元器件的材料为研究对象。主要包括：机械、船舶、化工、建筑、车辆、仪表、航空航天等工程领域中用于制造工程构件和机械零件的材料。工程材料金属材料高分子材料无机非金属材料复合材料钢铁合金有色合金纤维：天然纤维、合成纤维橡胶：通用橡胶、特殊橡胶塑料：通用塑料、工程塑料、特种塑料水泥玻璃耐火材料陶瓷：普通陶瓷、特殊陶瓷树脂基金属基陶瓷基钢：碳钢、合金钢、特殊性能钢铸铁：白口铸铁、灰口铸铁等铜及其合金铝及其合金其它：轴承合金、钛合金、镁合金等(组成与结构特点)2.工程材料的类别结构材料以力学性能为主要使用性能，制造工程结构和机器零件，如机器结构、建筑结构材料等功能材料以物理、化学或生物功能为主要使用性能，制造具有特殊功能的元器件或生物组织的材料，如集成电路材、信息记录、充电、激光、超导、传感器材料等根据使用性能分为

根据应用领域分为本教材侧重介绍机械工程材料工程材料建筑材料能源材料其他机械工程材料电子工程材料三、本课程的学习目的、内容和要求

本课程是机械类和近机械类专业的必修课，是研究工程材料性能、组织、改性方法、种类应用和毛坯铸锻焊成形技术的一门综合课程。通过课程内容的学习，培养学生具有综合运用工程材料及毛坯成形技术知识，进行“选择零件材料与改性方法、选择毛坯制造方法以及分析零件工艺路线的初步能力”，即具有“两选一线”的能力，并为学习其他有关课程和从事工业工程生产第一线技术工作奠定必要的基础。表1本课程的学习内容和要求课程模块学习内容学习要求知识技能（两选一线）工程材料项目一金属材料的性能项目二金属的结构与组织项目三钢的热处理项目四金属材料项目五其他工