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1、緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理山東工程技師學(xué)院山東工程技師學(xué)院機(jī)電工程系機(jī)電工程系荊慧荊慧Tel：18866351832E-mail:緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理材料的重要性 人類生產(chǎn)、生活的物質(zhì)基礎(chǔ) 人類社會文明程度的重要標(biāo)志 當(dāng)代社會經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)，科技進(jìn)步的關(guān)鍵 緒緒 論論緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理材料發(fā)展概括材料發(fā)展概括 石器時代：石器時代：銅器時代：銅器時代：司司(后）母戊鼎后）母戊鼎（公元前（公元前11111616世紀(jì)）世紀(jì)）戰(zhàn)國編鐘戰(zhàn)國編鐘（前前475475221221年）年）天然石，獸骨，樹枝天然石，獸骨，樹枝 泥巴（日曬泥巴（日曬原始陶器；火燒
2、原始陶器；火燒瓷器瓷器用具）用具）鐵器時代：鐵器時代：滄州大獅滄州大獅（公元公元953953年）年）新型材料：新型材料：塑料、橡膠、陶瓷、鈦合金、碳纖塑料、橡膠、陶瓷、鈦合金、碳纖維、納米等維、納米等陶器時代：陶器時代：緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理石器時代：石器時代：距今距今6000至至4000年左右年左右緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理石器時代的石器時代的生產(chǎn)生產(chǎn)工具極其落后工具極其落后，人，人類社會的生產(chǎn)力也類社會的生產(chǎn)力也是極端低下，所以是極端低下，所以社會發(fā)展極其緩慢，社會發(fā)展極其緩慢，人類文化也是相當(dāng)人類文化也是相當(dāng)簡單和粗俗的。簡單和粗俗的。緒論緒論山東工程技師
3、學(xué)院金屬材料與熱處理舊石器舊石器 新石器新石器 石器時代石器時代分為舊石分為舊石器時代和新石器時器時代和新石器時代。代。舊石器時代，人類舊石器時代，人類只會采用只會采用敲打敲打而成而成的石頭作為簡單的的石頭作為簡單的工具；新石器時代，工具；新石器時代，人類已學(xué)會通過人類已學(xué)會通過磨磨制制的方法將石頭制的方法將石頭制成工具，后期還學(xué)成工具，后期還學(xué)會用泥土來會用泥土來制作陶制作陶器器 緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理陶器是由粘土或以粘土、長石、石英等為主的混合陶器是由粘土或以粘土、長石、石英等為主的混合物，經(jīng)成型、干燥、燒制（燒制溫度低于物，經(jīng)成型、干燥、燒制（燒制溫度低于1200120
4、0）而）而成的制品的總稱。成的制品的總稱。新石器時代晚期新石器時代晚期(公公元前元前3000-3000-前前2800)2800)黑陶豆黑陶豆陶體的黑色是因為滲陶體的黑色是因為滲入了碳入了碳緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理到了“新石器時代”的晚期，人類因社會的發(fā)展，對農(nóng)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(dāng)然不知道“鉛中毒”的嚴(yán)重危害。然后，就是銅合金：青銅，一種銅錫鉛合金，古埃及人
5、和中國人，在這方面又“領(lǐng)先”了許多年，尤其在冶煉、鑄造、鍛造和制品后加工技術(shù)上。青銅工具如斧、鋸、鑿、錐、鋤鏟的出現(xiàn)以及廣泛使用，在生產(chǎn)力的發(fā)展上起了劃時代的作用。它們在生產(chǎn)中高的效用，使青銅冶鑄技術(shù)日益重要，因而獲得飛速發(fā)展。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理青銅器時代 商代四羊方尊商代四羊方尊 青銅時代約從公元前青銅時代約從公元前40004000年至公元初年，希臘、埃及年至公元初年，希臘、埃及始于公元前始于公元前30003000年以前，中年以前，中國始于公元前國始于公元前20002000年。但發(fā)年。但發(fā)展快、水平高。到殷、西周展快、水平高。到殷
6、、西周時期已經(jīng)發(fā)展到較高水平。時期已經(jīng)發(fā)展到較高水平。青銅器時代標(biāo)志著人類開始青銅器時代標(biāo)志著人類開始學(xué)會冶煉和使用金屬材料。學(xué)會冶煉和使用金屬材料。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理古代青銅器：古代青銅器：我國最早的青銅器是我國最早的青銅器是19591959年在河南偃師二年在河南偃師二里頭遺址中發(fā)現(xiàn)的銅里頭遺址中發(fā)現(xiàn)的銅爵（高爵（高20.7cm20.7cm），其），其所處年代約當(dāng)公元前所處年代約當(dāng)公元前2121世紀(jì)至前世紀(jì)至前1717世紀(jì)，世紀(jì)，相當(dāng)于史籍所載夏王相當(dāng)于史籍所載夏王朝的時代。朝的時代。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理上海博物館上海博物館所藏鑲嵌十字所藏鑲嵌十字鈫
7、方鉞為夏代鈫方鉞為夏代晚期兵器，如晚期兵器，如圖所示。圖所示。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理杜嶺方鼎杜嶺方鼎 1974 1974年出土于河南省鄭年出土于河南省鄭州杜嶺張寨前街，共兩件。州杜嶺張寨前街，共兩件。一件高一件高1 1米，重米，重86.486.4千千克，腹上部飾獸面紋，兩側(cè)克，腹上部飾獸面紋，兩側(cè)及下部飾乳丁紋，形體質(zhì)樸及下部飾乳丁紋，形體質(zhì)樸莊重，現(xiàn)藏于中國歷史博物莊重，現(xiàn)藏于中國歷史博物館。館。另一件較小，高另一件較小，高0.870.87米，重米，重64.2564.25千克，藏于河千克，藏于河南省博物館。為南省博物館。為“河南博物河南博物院院九大鎮(zhèn)院之寶九大鎮(zhèn)院之寶”緒論
8、緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理19331933年河南安陽武年河南安陽武官村出土的公元前十官村出土的公元前十二世商代司母戉大方二世商代司母戉大方鼎：鼎：高高133cm133cm、器口長、器口長110cm110cm、寬、寬78cm78cm，重，重832.8kg832.8kg。花紋精美?；y精美。成分：成分：84.77%Cu84.77%Cu，11.64%Sn11.64%Sn，2.79%Pb2.79%Pb司母戉大方鼎司母戉大方鼎緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理商后期四川廣漢三星堆出土金面罩人頭銅像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(zhì)圓頂、平頂人頭像三星堆的金面罩銅質(zhì)圓
9、頂、平頂人頭像 ,大者與人相似大者與人相似緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理商代晚期青銅神樹商代晚期青銅神樹 東漢青銅搖錢樹東漢青銅搖錢樹緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理19781978年湖北年湖北隨縣擂鼓墩曾隨縣擂鼓墩曾候乙墓候乙墓(公元公元前前433433年年)出土出土文物數(shù)量共有文物數(shù)量共有1540415404件件.青銅青銅器達(dá)到器達(dá)到1010噸：噸：禮、樂、兵器、禮、樂、兵器、日用品，馬車日用品，馬車器等。器等。曾候乙墓：緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理曾候乙墓編鐘曾候乙墓編鐘:共共65件，重件，重2500多公斤多公斤 緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理曾候
10、乙墓編鐘曾候乙墓編鐘:楚王镈楚王镈 緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理曾侯乙銅鑒缶(戰(zhàn)國早期)緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理尊盤銅尊上是用銅尊上是用3434個個部件，經(jīng)過部件，經(jīng)過5656處處鑄接、焊接而連鑄接、焊接而連成一體，尊體上成一體，尊體上裝飾著裝飾著2828條蟠龍條蟠龍和和3232條蟠螭。條蟠螭。銅盤盤體上共裝銅盤盤體上共裝飾了飾了5656條蟠龍和條蟠龍和4848條蟠螭條蟠螭緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理聯(lián)禁銅壺與大尊缶聯(lián)禁銅壺與大尊缶緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理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
11、斤。配有1000多件金銀配飾。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理秦陵二號銅車馬 車通長3.17米，高1.06米，相當(dāng)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。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理鐵器時代：鐵器時代：青銅武器，在秦漢時，幾乎走到了青銅武器，在秦漢時，幾乎走到了“末路末路”。由于鐵器比青銅器的硬度高由于鐵器比青銅器的硬度高4倍，極大地促進(jìn)了社會倍，極大地促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的發(fā)展生產(chǎn)力的發(fā)展。鐵和（鍛）鋼的出現(xiàn)，改變了冷兵器時代的鐵和（鍛）鋼的出現(xiàn)，改變了冷兵器
12、時代的“格格局局”，鍛造的鐵或鋼制兵器，大大提高了游牧民族的，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(shù)才由春秋戰(zhàn)國戰(zhàn)斗力。到了西漢時期，中國制鐵技術(shù)才由春秋戰(zhàn)國時代鐵器的時代鐵器的“鑄造為主鑄造為主”，向，向“百煉鐵百煉鐵”（鍛造）轉(zhuǎn)（鍛造）轉(zhuǎn)變。變。戰(zhàn)國后期由于鋒利的鋼鐵兵器用于實戰(zhàn)，促使了防戰(zhàn)國后期由于鋒利的鋼鐵兵器用于實戰(zhàn)，促使了防護(hù)工具的改變：到西漢時期鐵鎧已取代了皮甲。護(hù)工具的改變：到西漢時期鐵鎧已取代了皮甲。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理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 緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理春秋
13、戰(zhàn)國春秋戰(zhàn)國(公元前公元前770221年年)開始大量使用鐵器開始大量使用鐵器19771977年河北平山中山年河北平山中山王墓出土的戰(zhàn)國時期長王墓出土的戰(zhàn)國時期長方形鐵爐，尺寸為方形鐵爐，尺寸為8945.217.8cm,8945.217.8cm,這這時鐵器已相當(dāng)普及。我時鐵器已相當(dāng)普及。我國已用鑄鐵做農(nóng)具，比國已用鑄鐵做農(nóng)具，比歐洲國家早歐洲國家早18001800多年多年戰(zhàn)國鐵鋤緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理中國古代的大型鑄鐵件：中國古代的大型鑄鐵件：河北滄河北滄州州鐵獅鐵獅:五代后周廣順三年（公元五代后周廣順三年（公元953953年）鑄造年）鑄
14、造?？偢呖偢?.45.4米，身高米，身高3.93.9米，頭高米，頭高1.51.5米，身長米，身長6.86.8米，寬米，寬3 3米米，總重總重4040噸噸 。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理湖北當(dāng)陽鐵塔湖北當(dāng)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。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理聊城鐵塔：中國六大古鐵塔之一 坐落于聊城市東關(guān)京杭古運河河畔，原護(hù)
15、國隆興寺內(nèi)東南角。塔始建年代無文字記載，據(jù)推測當(dāng)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(hù)單位。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理鋼鐵時代鋼鐵時代1818世紀(jì)的工業(yè)革命使人類的生世紀(jì)的工業(yè)革命使人類的生產(chǎn)力有了空前的發(fā)展，人們不再產(chǎn)力有了空前的發(fā)展，人們不再簡單的使用工具，而開始使用真簡單的使用工具，而開始使用真正意義的機(jī)器，這標(biāo)志著工業(yè)時正意義的機(jī)器，這標(biāo)志著工業(yè)時代的來臨。代的來臨。工
16、業(yè)革命是以推廣應(yīng)用蒸汽機(jī)工業(yè)革命是以推廣應(yīng)用蒸汽機(jī)和紡織工業(yè)為突破口的，還有稍和紡織工業(yè)為突破口的，還有稍后的機(jī)械制造、輪船、火車等，后的機(jī)械制造、輪船、火車等，這都是以煉鋼工業(yè)和鋼鐵材料的這都是以煉鋼工業(yè)和鋼鐵材料的極大發(fā)展為基礎(chǔ)的，當(dāng)時，必須極大發(fā)展為基礎(chǔ)的，當(dāng)時，必須先開發(fā)出鋼鐵、銅合金等新材料先開發(fā)出鋼鐵、銅合金等新材料而后使其實用化并得到推廣。而后使其實用化并得到推廣。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理如火車鐵軌的問世就是鋼鐵材料大量生產(chǎn)和應(yīng)用的成功例子緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理人工合成材料時代 20世紀(jì)初，酚醛樹酚醛樹脂脂的合成標(biāo)志著人類進(jìn)入到了人工合成材料時代
17、。目前，傳統(tǒng)合成材料已有幾十萬種，而新材料的數(shù)量正在以每年約5的速度增長；世界上現(xiàn)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(dāng)一部分將成為工業(yè)化生產(chǎn)的新材料。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理新材料時代新材料時代(New Material Age)材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志之一(新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù))緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理 金屬金屬由單一元素構(gòu)成的具有特殊的光澤、延展由單一元素構(gòu)成的具有特殊的光澤、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的物質(zhì)，如金、銀、銅、鐵、錳、性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的物質(zhì)，如金、銀、銅、鐵、錳、鋅、鋁等。鋅、鋁等。
18、合金合金由一種金屬元素與其他由一種金屬元素與其他一種一種(或幾種或幾種)金屬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。屬特性的材料。金屬材料金屬材料金屬及其合金的總稱，即指金屬元素金屬及其合金的總稱，即指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的，并具有金屬特性的物質(zhì)?；蛞越饘僭貫橹鳂?gòu)成的，并具有金屬特性的物質(zhì)。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理黑色金屬鋼碳素鋼合金鋼有色金屬輕有色金屬：鋁、鎂、鈹?shù)戎赜猩饘伲恒~、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、可鍛鑄鐵緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與
19、熱處理來源豐富：鋁在地殼中占來源豐富：鋁在地殼中占8.13%8.13%金屬材料品種多，性能各異。金屬材料品種多，性能各異。金屬材料可通過熱處理或加工方法來改善性能。金屬材料可通過熱處理或加工方法來改善性能。有良好的加工工藝性。有良好的加工工藝性。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理課程主要內(nèi)容：1金屬材料的基本知識 2金屬的性能3金屬學(xué)基礎(chǔ)知識4金屬材料及其應(yīng)用5熱處理的基本知識緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理1金屬材料的基本知識 主要介紹金屬的晶體結(jié)構(gòu)及變形的相關(guān)知識。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理2金屬的性能 主要介紹金屬的力學(xué)性能和工藝性能。緒論緒論山東工程技師學(xué)院
20、金屬材料與熱處理3金屬學(xué)基礎(chǔ)知識 主要介紹鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理4金屬材料及其應(yīng)用 主要介紹碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及硬質(zhì)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(guān)知識。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理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(zhuǎn)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。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理本課程的性質(zhì)和目的本課程的性質(zhì)和目的是機(jī)械類專業(yè)必修的一門專業(yè)技術(shù)是機(jī)械類專業(yè)必
21、修的一門專業(yè)技術(shù)（2）目的：）目的：a獲得有關(guān)金屬熱處理、金屬材料的基本知識。獲得有關(guān)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(yīng)用；熟悉常見金屬材料的牌號、性能特點及應(yīng)用；了解它們之間成分、組織、性能、熱處理的關(guān)系。了解它們之間成分、組織、性能、熱處理的關(guān)系。c 具有選擇零件材料的能力，確定加工工藝路線的能力。具有選擇零件材料的能力，確定加工工藝路線的能力。d 為后續(xù)課程和從事技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。為后續(xù)課程和從事技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。（1）性質(zhì)：）性質(zhì)：基礎(chǔ)課。基礎(chǔ)課。緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理緒緒 論論學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：弄清重要的概念和基本理論，按照材料
22、的成分弄清重要的概念和基本理論，按照材料的成分和熱處理決定其組織、組織決定性能，性能決定其和熱處理決定其組織、組織決定性能，性能決定其用途這一內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶，注意理論聯(lián)系用途這一內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶，注意理論聯(lián)系實際，認(rèn)真聽課、按時完成作業(yè)，做好復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，實際，認(rèn)真聽課、按時完成作業(yè)，做好復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，是完全可以學(xué)好本課程。是完全可以學(xué)好本課程。本課學(xué)習(xí)本課學(xué)習(xí)方法方法：預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)、筆記、筆記、復(fù)習(xí)、討論問題、復(fù)習(xí)、討論問題本教材的本教材的重點重點：常見的材料牌號及應(yīng)用，鋼的熱處理：常見的材料牌號及應(yīng)用，鋼的熱處理緒論緒論山東工程技師學(xué)院金屬材料與熱處理小結(jié)小結(jié)1、材料的重要性、材料的重要性2、金屬材料與熱處理的概念、金屬材料與熱處理的概念3、本課程的主要內(nèi)容、本課程的主要內(nèi)容4、基本概念、基本概念 金屬金屬 合金合金 金屬材料金屬材料5、本課程的性質(zhì)和目的、本課程的性質(zhì)和目的
金屬材料與熱處理 緒論
