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第一篇工程材料概论
材料与人类文明
材料科学与机械工程
材料分类与性能
材料与机械工程
材料-技术大厦的砖石
材料是所有科技进步的核心
建筑、交通、能源、计算机、通信、多媒体、生物医学工程无一不依赖材料科学与技术的发展来实现和突破。
没有钢铁材料,就没有今天的高楼大厦;
没有专门为喷气发动机设计的材料,就没有靠飞机旅行的今天;
没有耐高温复合涂层材料,就没有人类探索外空的飞船
没有固体微电子电路,就没有计算机
一、工程设计与材料
工程设计两大基本步骤:(1)结构设计;和(2)材料设计。
前者直观,易评定和核验;后者却要复杂得多,随设计者材料科学知识水平和经验的不同有很大差异。
选择材料和工艺实质是一种极重要的“零件内部组织结构设计”(材料设计)。
二、工业制造过程与材料
制造工艺包括:
保证零件几何形状与尺寸:切削、铸、锻、焊等;
保证材料内部组织及应力状态:热处理、表面处理。
三、工业产品的失效与材料
本质上说,机械产品的失效就是材料的失效。其分析有利于:
改善产品质量,提高寿命提供改进措施;
判定事故责任;
杜绝类似事故发生提供依据。
“材料贯穿于工业工程的始终。”
核心关系
而其核心是围绕: “结构与性能”的相互辩证关系。
What? “组织结构”
工程材料包括结构材料、功能材料
结构材料——以强度、韧性、塑性等机械性能为主要要求。
功能材料——以特殊物理性能与化学性能为主要要求。
What? “性能”
材料科学与工程( MSE )四要素
材料的合成与制备:研究获取材料的手段,以工艺技术的进步为标志
成分与组织结构:反映材料的本质,是认识材料的理论基础;
材料特性:表征了材料固有的性能,是选用材料的重要依据;
服役行为与使用寿命:与材料的加工和服役条件相结合来考察材料的使用寿命,它往往成为 MSE 的最终目标。
合成与制备
材料特性
成分与组织结构
服役行为与寿命
怎样学****好本课程?
课程的主要目的
获得有关材料与材料科学方面的基本理论知识;
掌握控制工程材料性能的途径、基本原理与方法;
熟悉常用机械工程材料的性能特点:
使学生具有合理选用机械工程材料并妥善安排其加工工艺路线的初步能力。
贯穿全课程的“纲”