金屬材料與熱處理緒論

金屬材料與熱處理緒論第一頁，共四十七頁。材料的重要性★人類生產、生活的物質基礎★人類社會文明程度的重要標志

★當代社會經濟的先導，科技進步的關鍵

緒論第二頁，共四十七頁。材料發(fā)展概括

石器時代：銅器時代：司(后）母戊鼎（公元前11—16世紀）戰(zhàn)國編鐘（前475—221年）天然石，獸骨，樹枝泥巴（日曬→原始陶器；火燒→瓷器用具）鐵器時代：滄州大獅（公元953年）新型材料：塑料、橡膠、陶瓷、鈦合金、碳纖維、納米等陶器時代：第三頁，共四十七頁。石器時代：距今6000至4000年左右第四頁，共四十七頁。石器時代的生產工具極其落后，人類社會的生產力也是極端低下，所以社會發(fā)展極其緩慢，人類文化也是相當簡單和粗俗的。第五頁，共四十七頁。舊石器新石器石器時代分為舊石器時代和新石器時代。舊石器時代，人類只會采用敲打而成的石頭作為簡單的工具；新石器時代，人類已學會通過磨制的方法將石頭制成工具，后期還學會用泥土來制作陶器

第六頁，共四十七頁。陶器是由粘土或以粘土、長石、石英等為主的混合物，經成型、干燥、燒制（燒制溫度低于1200℃）而成的制品的總稱。新石器時代晚期(公元前3000-前2800)黑陶豆陶體的黑色是因為滲入了碳第七頁，共四十七頁。第八頁，共四十七頁。到了“新石器時代”的晚期，人類因社會的發(fā)展，對農具的要求有了極大的提高；同時漁獵和征戰(zhàn)也要求“使用性能”更高的武器——于是，金屬時代來臨。大約5000-6000年前，最早被人類利用的“金屬”是鉛——因為鉛的熔點很低，大約只有327℃，主要做一些“器具”，那時的人當然不知道“鉛中毒”的嚴重危害。然后，就是銅合金：青銅，一種銅錫鉛合金，古埃及人和中國人，在這方面又“領先”了許多年，尤其在冶煉、鑄造、鍛造和制品后加工技術上。青銅工具如斧、鋸、鑿、錐、鋤鏟的出現以及廣泛使用，在生產力的發(fā)展上起了劃時代的作用。它們在生產中高的效用，使青銅冶鑄技術日益重要，因而獲得飛速發(fā)展。第九頁，共四十七頁。第十頁，共四十七頁。青銅器時代商代四羊方尊

青銅時代約從公元前4000年至公元初年，希臘、埃及始于公元前3000年以前，中國始于公元前2000年。但發(fā)展快、水平高。到殷、西周時期已經發(fā)展到較高水平。青銅器時代標志著人類開始學會冶煉和使用金屬材料。第十一頁，共四十七頁。古代青銅器：我國最早的青銅器是1959年在河南偃師二里頭遺址中發(fā)現的銅爵（高20.7cm），其所處年代約當公元前21世紀至前17世紀，相當于史籍所載夏王朝的時代。第十二頁，共四十七頁。上海博物館所藏鑲嵌十字鈫方鉞為夏代晚期兵器，如圖所示。第十三頁，共四十七頁。杜嶺方鼎1974年出土于河南省鄭州杜嶺張寨前街，共兩件。一件高1米，重86.4千克，腹上部飾獸面紋，兩側及下部飾乳丁紋，形體質樸莊重，現藏于中國歷史博物館。另一件較小，高0.87米，重64.25千克，藏于河南省博物館。為“河南博物院‘九大鎮(zhèn)院之寶’”第十四頁，共四十七頁。1933年河南安陽武官村出土的公元前十二世商代司母戉大方鼎：高133cm、器口長110cm、寬78cm，重832.8kg?；y精美。成分：84.77%Cu，11.64%Sn，2.79%Pb司母戉大方鼎第十五頁，共四十七頁。商后期四川廣漢三星堆出土金面罩人頭銅像三星堆的金面罩銅質圓頂、平頂人頭像,大者與人相似第十六頁，共四十七頁。商代晚期青銅神樹

東漢青銅搖錢樹第十七頁，共四十七頁。1978年湖北隨縣擂鼓墩曾候乙墓(公元前433年)出土文物數量共有15404件.青銅器達到10噸：禮、樂、兵器、日用品，馬車器等。曾候乙墓：第十八頁，共四十七頁。曾候乙墓編鐘:共65件，重2500多公斤第十九頁，共四十七頁。曾候乙墓編鐘:

楚王镈第二十頁，共四十七頁。曾侯乙"銅鑒缶(戰(zhàn)國早期)第二十一頁，共四十七頁。尊盤銅尊上是用34個部件，經過56處鑄接、焊接而連成一體，尊體上裝飾著28條蟠龍和32條蟠螭。銅盤盤體上共裝飾了56條蟠龍和48條蟠螭第二十二頁，共四十七頁。聯禁銅壺與大尊缶第二十三頁，共四十七頁。陜西臨潼秦皇陵出土的銅車馬。秦陵一號銅車馬:按真車馬的二分之一縮小，總重約1061公斤。配有1000多件金銀配飾。第二十四頁，共四十七頁。秦陵二號銅車馬車通長3.17米，高1.06米，相當于真車馬的一半?？傊亓繛?241公斤，由大小3462個零部件組裝而成。其中青銅制件1742個，黃金制件737個，白銀制件983個。所用銅絲直徑僅半個毫米左右。第二十五頁，共四十七頁。鐵器時代：青銅武器，在秦漢時，幾乎走到了“末路”。由于鐵器比青銅器的硬度高4倍，極大地促進了社會生產力的發(fā)展。鐵和（鍛）鋼的出現，改變了冷兵器時代的“格局”，鍛造的鐵或鋼制兵器，大大提高了游牧民族的戰(zhàn)斗力。到了西漢時期，中國制鐵技術才由春秋戰(zhàn)國時代鐵器的“鑄造為主”，向“百煉鐵”（鍛造）轉變。戰(zhàn)國后期由于鋒利的鋼鐵兵器用于實戰(zhàn)，促使了防護工具的改變：到西漢時期鐵鎧已取代了皮甲。第二十六頁，共四十七頁。河北藁城商墓出土的鐵刃銅

西周時期虢國墓地出土的玉柄鐵劍

第二十七頁，共四十七頁。春秋戰(zhàn)國(公元前770～221年)開始大量使用鐵器1977年河北平山中山王墓出土的戰(zhàn)國時期長方形鐵爐，尺寸為89ⅹ45.2ⅹ17.8cm,這時鐵器已相當普及。我國已用鑄鐵做農具，比歐洲國家早1800多年戰(zhàn)國鐵鋤第二十八頁，共四十七頁。第二十九頁，共四十七頁。中國古代的大型鑄鐵件：河北滄州鐵獅:五代后周廣順三年（公元953年）鑄造?？偢?.4米，身高3.9米，頭高1.5米，身長6.8米，寬3米，總重40噸。第三十頁，共四十七頁。湖北當陽鐵塔:宋朝嘉祐六年（公元1061年）鑄造。鐵塔在殿前十三級，高七丈，重53,300kg，由基座、塔身及塔頂組成。塔身13層,除第一層外，每層均有平座、塔身和腰檐。腰檐上鑄有瓦壟、屋檐、檐角上鑄有凌空的龍首。鐵塔的基座和塔身上鑄有許多神態(tài)各異的佛像及紋飾，基座八角各立一金剛武士。第三十一頁，共四十七頁。聊城鐵塔：中國六大古鐵塔之一坐落于聊城市東關京杭古運河河畔，原護國隆興寺內東南角。塔始建年代無文字記載，據推測當在南宋或遼金。原鐵塔在明代永樂年間倒塌，天順年間重修。塔為生鐵鑄造13層，高約15.8米。塔下基座占地16平方米，上有石刻佛教浮雕孔雀、麒麟、龍鳳及樂舞人物等各類圖飾。塔四面有門窗、斗拱、瓦攏、房檐等，1977年，鐵塔被公布為山東省重點文物保護單位。第三十二頁，共四十七頁。鋼鐵時代18世紀的工業(yè)革命使人類的生產力有了空前的發(fā)展，人們不再簡單的使用工具，而開始使用真正意義的機器，這標志著工業(yè)時代的來臨。工業(yè)革命是以推廣應用蒸汽機和紡織工業(yè)為突破口的，還有稍后的機械制造、輪船、火車等，這都是以煉鋼工業(yè)和鋼鐵材料的極大發(fā)展為基礎的，當時，必須先開發(fā)出鋼鐵、銅合金等新材料而后使其實用化并得到推廣。第三十三頁，共四十七頁。如火車鐵軌的問世就是鋼鐵材料大量生產和應用的成功例子第三十四頁，共四十七頁。人工合成材料時代20世紀初，酚醛樹脂的合成標志著人類進入到了人工合成材料時代。目前，傳統合成材料已有幾十萬種，而新材料的數量正在以每年約5％的速度增長；世界上現有800多萬種人工合成的化合物，而且還以每年25萬種的速度增長，其中相當一部分將成為工業(yè)化生產的新材料。第三十五頁，共四十七頁。新材料時代(NewMaterialAge)材料是全球新技術革命的四大標志之一(新材料技術、新能源技術、信息技術、生物技術)第三十六頁，共四十七頁。金屬——由單一元素構成的具有特殊的光澤、延展性、導電性、導熱性的物質，如金、銀、銅、鐵、錳、鋅、鋁等。合金——由一種金屬元素與其他一種(或幾種)金屬元素或非金屬元素通過熔煉或其他方法合成的具有金屬特性的材料。金屬材料——金屬及其合金的總稱，即指金屬元素或以金屬元素為主構成的，并具有金屬特性的物質。第三十七頁，共四十七頁。黑色金屬鋼碳素鋼合金鋼有色金屬輕有色金屬：鋁、鎂、鈹等重有色金屬：銅、鋅、鉛等貴金屬：金、銀、等稀有金屬及稀土金屬金屬材料鑄鐵：灰鑄鐵、球黑鑄鐵、可鍛鑄鐵第三十八頁，共四十七頁。①來源豐富：鋁在地殼中占8.13%②金屬材料品種多，性能各異。③金屬材料可通過熱處理或加工方法來改善性能。④有良好的加工工藝性。第三十九頁，共四十七頁。課程主要內容：1．金屬材料的基本知識2．金屬的性能3．金屬學基礎知識4．金屬材料及其應用5．熱處理的基本知識第四十頁，共四十七頁。1．金屬材料的基本知識主要介紹金屬的晶體結構及變形的相關知識。第四十一頁，共四十七頁。2．金屬的性能主要介紹金屬的力學性能和工藝性能。第四十二頁，共四十七頁。3．金屬學基礎知識主要介紹鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖。第四十三頁，共四十七頁。4．金屬材料及其應用主要介紹碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及硬質合金等金屬材料的常用牌號、成分、組織、性能及用途，并介紹了國外常用金屬材料的牌號和新型工程材料的相關知識。第四十四頁，共四十七頁。5．熱處理的基本知識主要介紹熱處理的原理（鋼在加熱、保溫、冷卻時的組織轉變）、熱處理的工藝（退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等）及常用材料的典型熱處理工藝。第四十五頁，共四十七頁。本課程的性質和目的是機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)技術（2）目的：a獲得有關金屬熱處理、金屬材料的基本知識。b熟悉常見金屬材料的牌號、性能特點及應用；了解它們之間成分、組織、性能、熱處理的關系。c具有選擇零件材料的能力，確定加工工藝路線的能力。d為后