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00 机械工程材料绪论.pptx

页数:45页文件大小:6.06 MB来源: 机械工程材料ppt课件

本课件为课程绪论,先界定材料与工程材料的含义,说明材料在人类文明与科技进步中的地位,再阐释结构、组织、使用性能与工艺性能等基本概念,并按性能用途与键合特点给出工程材料分类思路,最后概述本课程主要内容、学习目的与学习要求。

《机械工程材料》绪论课件封面,标示课程名称与绪论篇章起始
课程目录页,依次列出绪论及材料内部结构、结晶与显微组织等八章主题
绪论概念页,给出广义材料与工程材料的定义,并列出其适用的工程领域
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第1页:机械工程材料绪论封面

机械工程材料:本课程绪论部分课件,界定材料与工程材料的含义,概述课程主要内容与学习要求。

第2页:课程主要内容与章节目录

主要内容:本课程按下列章节展开。

  • 绪论
  • 第一章 材料的内部结构
  • 第二章 结晶与显微组织
  • 第三章 工程材料的力学性能
  • 第四章 工程材料的物理、化学性能
  • 第五章 工程材料的强化理论
  • 第六章 钢的热处理与马氏体相变强化
  • 第七章 钢铁材料
  • 第八章 有色金属及其合金

第3页:材料的含义与工程材料定义

广义的材料
包括人类思想意识之外的所有物质。
工程材料
在机械、电器、建筑、化工以及航空航天等工程领域使用的材料。
工程材料的定义
宇宙中能够被人类加工制造和使用的具有一定功能的物质。

第4页:材料的重要性

材料的重要性:

  • 人类生产、生活的物质基础
  • 人类社会文明程度的重要标志之一
  • 当代社会经济的先导,是科技进步的关键

第5页:材料时代与人类社会历史

用特征材料描述人类社会历史:下表按特征材料划分时代并给出相应起始时期。

特征材料时代与起始时期对照表
时代名称时期(年)对应阶段
石器时代30000—
铜器时代3200—
铁器时代1700—
硅(Si)时代40工业革命
碳(C)时代or longer?信息时代

原课件表格未标注“时期(年)”的计时口径,数值按原文保留,推测为距今年数,使用时请对照原图核校。

第6页:绪论配图页

本页为绪论章节配图,源文件仅提取到“绪论”标题与页码,建议对照原课件图片补充本页要点说明。

第7页:材料的重要性要点分解页

本页为材料重要性要点的分步展开页,逐条显示下列三项意义。

  • 人类生产、生活的物质基础
  • 人类社会文明程度的重要标志之一
  • 当代社会经济的先导,是科技进步的关键

第8页:材料进步与器件发展配图

本页以器件实例示意材料进步:1959年的晶体管、1999年的64M DRAM、CPU,以及和平号(MIR)空间站,说明材料发展为信息技术与航天工程提供支撑。

第9页:材料科学的研究内容

研究对象
固体材料。
理论基础
固体物理、热力学、冶金学、机械原理等基础学科。
研究目的
材料组成、组织结构、加工工艺与其物理化学性能之间的关系。
研究方法
显微结构分析、性能测试分析等。

第10页:结构的含义

结构
构成材料的基本质点(电子、离子、原子或分子等)的结合与排列方式,表明材料的构成与集合状态。

第11页:Si(111)面7×7重构STM图

利用STM观测到的Si(111)面上的7×7重构图像,显示硅晶体表面原子的周期性重排形貌。

第12页:组织与显微组织的含义

组织
指借助于显微镜所观察到的材料微观组成与形貌,通常称为显微组织。

第13页:显微组织形貌示例

本页为显微组织形貌示例,说明组织指借助显微镜所观察到的材料微观组成与形貌,通常称为显微组织。

第14页:使用性能的分类

使用性能:指在服役条件下能保证材料安全可靠工作所必备的性能,是材料对环境因素的响应能力。

  • 力学性能:强度、硬度、塑性、韧性、蠕变和疲劳
  • 物理性能:熔点、密度以及电、磁、光、声和热
  • 化学性能:氧化、还原、腐蚀和老化

第15页:工艺性能的含义

工艺性能:指材料的可加工性,包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、粉末冶金与机械加工等。

性能:指在服役条件下能保证材料安全可靠工作所必备的性能,是材料对环境因素的响应能力。

第16页:铸造性能分解页

本页为工艺性能分类图的分解展示页,对应铸造性能:液→固转变,涉及流动性与收缩性。源文件未提取到更多文字,建议对照原图核校。

第17页:铸造性能配图页

本页为工艺性能分类图中铸造分支的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充铸造工艺要点。

第18页:塑性加工性能配图页

本页为工艺性能分类图中塑性加工分支的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充成形工序要点。

第19页:塑性加工性能

塑性加工
锻—拉—挤—轧—弯;关注延展性、变形抗力与变形开裂倾向。
铸造
液→固转变,关注流动性与收缩性。

第20页:塑性加工工序配图页

本页为塑性加工性能的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充塑性成形工序说明。

第21页:焊接性能

焊接
关注可焊性、液—固转变、表面润湿性与热传导性。
塑性加工
锻—拉—挤—轧—弯;延展性、变形抗力与变形开裂倾向。

第22页:焊接工艺配图页

本页为焊接性能的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充焊接工艺要点。

第23页:热处理工艺配图页

本页为热处理性能的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充热处理工艺要点。

第24页:粉末冶金配图页

本页为粉末冶金性能的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充制粉与烧结要点。

第25页:机械加工配图页

本页为机械加工性能的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充切削加工要点。

第26页:工艺性能与服役性能小结

本页为性能分类图的汇总展示页,同时呈现使用性能(力学、物理、化学性能)与工艺性能(铸造、塑性加工、焊接等)。源文件未提取到更多文字,建议对照原图核校。

第27页:热加工工艺综合配图页

本页为热加工工艺的综合配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充工艺环节说明。

第28页:工艺性能全部分支汇总

工艺性能:指材料的可加工性,各分支内涵如下。

  • 铸造:液→固,流动性与收缩性
  • 塑性加工:锻—拉—挤—轧—弯;延展性、变形抗力与变形开裂倾向
  • 焊接:可焊性;液—固转变;表面润湿性与热传导性
  • 热处理:热诱发组织结构转变、同素异构与固相扩散
  • 粉末冶金:经压制、烧结成固体
  • 机械加工:切削加工

第29页:性能与工艺性能关系配图页

本页为性能与工艺性能分类关系的配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充说明。

第30页:结构材料

按性能特点和用途分类——结构材料:强调利用材料的力学性能来满足工程结构上的需要,主要起到结构支撑、承载、传递载荷和力矩等功能;根据环境特点可分为高温结构材料、低温结构材料与特殊环境下结构材料等。

第31页:功能材料

按性能特点和用途分类——功能材料:强调材料具有声、光、电、磁、热等特殊的物理性能,主要实现特殊功能需求;根据主要性能用途可分为导电材料、绝缘材料、半导体材料、光学材料、磁性材料、压电材料等。

第32页:金属材料

按组成和键合特点分类——金属材料:原子间主要以金属键结合,具有正的电阻温度系数的物质,通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽。

第33页:无机非金属及陶瓷材料

按组成和键合特点分类——无机非金属及陶瓷材料:原子间主要以共价键和(或)离子键结合形成的物质,一般具有很高的强度和硬度,较低的导电、导热性,延性、成型性及耐冲击性都很差,具有极好的耐高温和耐腐蚀特性及独特的光、电、磁性能。金属和非金属元素间形成的化合物统称为陶瓷。

第34页:高分子材料

按组成和键合特点分类——高分子材料:主要以非金属原子共有电子(共价键合)而构成大分子的材料,又称聚合物。一般熔点较低,但有良好的弹塑性、较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度等优良性能。

第35页:复合材料

按组成和键合特点分类——复合材料:用传统方法难以制造的、由两种或两种以上传统材料单元组成的新型材料,其性能是它的组成材料所不具备的,可能具有非同寻常的刚度、强度、高温性能、耐蚀性或其他物理化学性能。

第36页:工程材料分类汇总配图页

本页为工程材料分类体系的汇总配图页,源文件仅提取到页码,建议对照原课件图片补充分类框架说明。

第37页:本课程主要内容总图

本课程主要内容:以机械工程材料为核心,围绕组织结构、性能与热加工工艺(锻造、铸造、焊接、热处理)的关系展开。

第38页:第一章内容对应关系

本页标示第一章“材料的内部结构”与组织结构、性能及热加工工艺主线的对应关系。

第39页:第二章内容对应关系

本页标示第二章“结晶与显微组织”与组织结构、性能及热加工工艺主线的对应关系。

第40页:第三、四章内容对应关系

本页标示第三章“工程材料的力学性能”与第四章“工程材料的物理、化学性能”在知识体系中的位置。

第41页:第五章内容对应关系

本页标示第五章“工程材料的强化理论”与组织结构、性能及热加工工艺主线的对应关系。

第42页:第六章内容对应关系

本页标示第六章“钢的热处理与马氏体相变强化”在知识体系中的位置。

第43页:第七、八章内容对应关系

本页标示第七章“钢铁材料”与第八章“有色金属及其合金”在知识体系中的位置。

第44页:本课程学习目的

本课程学习目的:

  1. 掌握材料的组织结构及其与性能关系的基本知识
  2. 明确现有各类工程材料的使用性能、强化方法和加工工艺特性
  3. 为合理地选材和制订零件的加工工艺奠定坚实的基础

第45页:本课程学习要求

本课程学习要求:

  • 掌握工程材料的分类及各类常用工程材料的主要性能特点
  • 熟悉常用术语和基本概念
  • 牢固建立材料的性能决定于材料的组织、结构这一基本原理,熟悉材料的结构特征和表征方法
  • 掌握材料结晶原理、相图、金属材料强化原理和钢的热处理原理
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