金屬學與熱處理-緒論

金屬學與熱處理-緒論●性質(zhì)：必修課，專業(yè)基礎(chǔ)課●學時：64學時●本課程特點：●概念術(shù)語多●理解記憶的知識多●涉及相關(guān)學科多（物理學、化學、熱力學、礦物學、金屬學、陶瓷學以及高分子學等）2金屬學與熱處理-緒論主要內(nèi)容及學時安排第1章金屬的晶體結(jié)構(gòu)（6學時）第2章純金屬的結(jié)晶（6學時）第3章二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶（10學時）第4章鐵碳合金（4學時）第5章三元合金相圖（6學時）第6章金屬及合金的塑性變形與斷裂（6學時）第7章金屬及合金的回復與再結(jié)晶（4學時）第8章擴散（4學時）第9章鋼的熱處理原理（8學時）第10章鋼的熱處理工藝（6學時）3金屬學與熱處理-緒論考核方式平時成績與考試相結(jié)合總成績考勤作業(yè)考試100%10%30%60%4金屬學與熱處理-緒論主要參考書目●《材料科學基礎(chǔ)》蔡珣等編上海交通大學出版社●《熱處理原理與工藝》編西北工業(yè)大學出版社課件信箱●信箱：密碼：jinshuxue&rechuli5金屬學與熱處理-緒論緒論6金屬學與熱處理-緒論什么是材料?

世界萬物，凡于我有用者，皆謂之材料。材料具有一定性能，可以用來制作器件、構(gòu)件、工具、裝置等物品的物質(zhì)。廣義的材料包括人們的思想意識之外的所有物質(zhì)材料存在于我們的周圍，與我們的生活、我們的生命息息相關(guān)。材料是人類文明、社會進步、科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。7金屬學與熱處理-緒論人類使用材料的七個時代的開始時間8金屬學與熱處理-緒論1950196519551970197519601990198019952000198520053070504060100908020110120130座·mile/Usgal航空材料的發(fā)展年份Comet707-120707-120B880990727-100DC-9-30A320-200747-400MD112.5倍飛機燃油效率提高2.5倍航空材料的發(fā)展9金屬學與熱處理-緒論19501960197019801990200020102020900110015001300材料的表面溫度(℃)1700單晶合金普通鑄件定向凝固超級合金共晶合金彌散強化超級合金隔熱涂層陶瓷復合材料碳-碳在發(fā)動機上應用的年份葉片材料的發(fā)展歷程纖維增強超級合金10金屬學與熱處理-緒論1490C3150C6490C10930C19270C飛機發(fā)動機溫度一次大戰(zhàn)水冷式30年代空冷式風扇噴氣發(fā)動機蝸輪噴氣發(fā)動機超音速燃燒沖壓式噴氣發(fā)動機溫度（0C）11金屬學與熱處理-緒論30年代教練機二次大戰(zhàn)戰(zhàn)斗機80年代截擊機航天飛機東方快車號10931649538490C0C4270C10930C16490C不同類型的飛行器蒙皮溫度溫度（0C）12金屬學與熱處理-緒論+175+390+595金屬玻璃纖維KavlarC/C復合材料km導彈射程火箭殼體材料與導彈射程13金屬學與熱處理-緒論1200~1800℃1000~1200℃410~950℃400℃飛船返回艙艙體溫度情況14金屬學與熱處理-緒論1863年，光學顯微鏡首次應用于金屬研究，誕生了金相學，使人們能夠?qū)⒉牧系暮暧^性能與微觀組織聯(lián)系起來?；诣T鐵的顯微組織光學顯微鏡Pb-Sn共晶組織人類對材料的認識是逐步深入的。15金屬學與熱處理-緒論1912年發(fā)現(xiàn)了X-射線對晶體的作用并在隨后被用于晶體衍射分析，使人們對固體材料微觀結(jié)構(gòu)的認識從最初的假想到科學的現(xiàn)實。Si表面的重構(gòu)圖象X-射線衍射儀16金屬學與熱處理-緒論1932年發(fā)明了電子顯微鏡，把人們帶到了微觀世界的更深層次（10-7m）透射電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡

光鏡下電鏡下17金屬學與熱處理-緒論1934年位錯理論的提出，解決了晶體理論計算強度與實驗測得的實際強度之間存在的巨大差別的矛盾，對于人們認識材料的力學性能及設計高強度材料具有劃時代的意義。金屬鈦中的位錯18金屬學與熱處理-緒論構(gòu)成材料科學與工程的四要素合成與工藝成分Compositions性能/應用Performance/Application結(jié)構(gòu)MicrostructureSynthesis+processing19金屬學與熱處理-緒論①化學成分：組成材料各元素在材料中的濃度。②組織：用肉眼或借助于不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀察到的金屬內(nèi)部的情景。習慣上把用肉眼或幾十倍放大鏡觀察到的組織稱低倍組織或宏觀組織。放大100～2000倍的組織稱高倍組織或顯微組織。在電子顯微鏡下放大幾千～幾十萬倍的組織稱精細組織或電鏡組織。20金屬學與熱處理-緒論鋼的宏觀組織、顯微組織和電鏡組織鋼錠的宏觀組織顯微組織電鏡組織21金屬學與熱處理-緒論③結(jié)構(gòu)：材料中各原子的具體組合狀態(tài)。一般通過X-射線衍射或透射電鏡研究。Al的高分辨透射電鏡象純鐵晶體的X-射線衍射譜透射電鏡衍射斑點22金屬學與熱處理-緒論SEM5nmXRD,TEMOptical23金屬學與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能指在服役條件下，能保證安全可靠工作所必備的性能。力學性能

物理性能

化學性能

強度、硬度、塑性、韌性、蠕變和疲勞熔點、密度以及電、磁、光和熱耐腐蝕和抗老化24金屬學與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊接液→固；流動性指材料的可加工性。熱處理粉末冶金機械加工25金屬學與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊接液→固；流動性鍛、拉、擠、軋、彎；延展性；變形抗力、變形開裂傾向熱處理粉末冶金機械加工26金屬學與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊接液→固；流動性鍛、拉、擠、軋、彎；延展性；變形抗力、變形開裂傾向可焊性熱處理粉末冶金機械加工27金屬學與熱處理-緒論性能使用性能工藝性能鑄造塑性加工焊