机械工程材料 绪论

机械工程材料

绪 论一、材料和材料科学 二、工程材料的分类 三、工程材料的应用和发展 四、机械工程材料课程的性质和任务

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绪 论

一、材料和材料科学1、材料

哥 伦 比 亚 号 航 天 飞 机

材料是指人类用以制造各种有用器件的物质。2

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材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。

“神舟”四号飞船成功返 回

锉刀

手 锤

国产涡喷-7涡轮喷气发动机 3

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材料是人类进化的里程碑。由于材料的重要性，历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。

石器时代青铜器时代

象形尊(西周)

铁器时代铁器

石器

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没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前的计算机技术。

龙芯

联想计算机5

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没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的航 空工业和宇航工业。飞机发动机叶片

波音客机

在航天飞机表面装陶瓷防护瓦片

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没有低消耗的光导纤维，也就没有现代的光纤通讯。

二十世纪七十年代，人们把材料与能源和信息并列，

称作现代文明的三大支柱之一。7

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前苏联在1957年把第一颗人造卫星送入 太空，令美国人震惊不已，认识到在导前 苏 联 第 一 颗 人 造 卫 星 及 其 运 载 火 箭

弹火箭技术上落后了。因此在其后的十年里，在十多所大学中陆续建立了材料

科学研究中心，并把约2/3大学的冶金系或矿冶系改建成了冶金材料科学系或

材料科学与工程系。其涉及的材料由金属扩展到了陶瓷和高分子聚合物材料。

可见，高技术需要先进材料的支持。

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英国工程师研制出一辆 超音速汽车，该车达到 1000英里(1610公里)/ 小时的 速度，将创造无 法超越的世界纪录。该 车是由1997年曾创造世 界纪录的ThrustSSC(时 速达763英里)的设计者 理查德· 诺贝尔和安迪· 格 林设计出来的。 。

该赛车的铅笔形外壳是由航空级铝锻造而成的，车身长 12.8米，重量是6.4吨，直径为0.9米的车轮采用高强度钛 合金制造，这是为了防止车轮转速太快而从车身飞出去。9

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2009年法兰克福车展15日对媒 体开放。在本届车展上，大众 推出的“世界上最省油的汽车” 相当引人注目。

这款接近量产水平的“一升汽车”在媒体日一亮相，便立 即成为全球媒体关注的焦点。其革命性进步就是实现了百公 里平均油耗1.38升，每公里二氧化碳排放36克，而最高时速 可达160公里。该车可乘坐两人，车身使用碳纤维强化材料， 车重仅124公斤，比一辆摩托车还要轻。10

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中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出过重大贡献。

早在公元前6000~ 5000年的新石器时代， 中华民族的先人就能 用黏土烧制成陶器， 到东汉时期又出现了

瓷器，并流传海外。11

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4000年前的夏朝我们的祖先已经能够炼铜，到殷、商时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。

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12

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越王勾践剑春秋晚期越国青铜兵器出土于湖北江陵楚墓

长55.7厘米剑锷锋芒犀利 锋能割断头发13

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古代剑刃制造中的特殊技术梯 度 材 料 古 已 有 之 这 是 古 代 剑 刃 截 面 图

春秋战国时代的

青铜剑，剑身及剑锋由不同成分 的青铜组成，是

复合材料很好的例子

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黄石铜矿遗址

春秋晚期 矿井深达50m 炼铜炉渣多达40万吨

实属罕见

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我国从春秋战国时期便开始大量使用铁器，明朝科学 家宋应星在《天工开物》一书中就记载了古代的渗碳 热处理等工艺。这说明早在欧洲工业革命之前，我国

在金属材料及热处理方面就已经有了较高的成就。

宋应星

生铁炒熟铁图