金属材料学绪论.pdf

金属材料学

百色学院

主讲：卿培林

2012.2

一、课程特点和要求

课程特点：综合、应用性、经验性。

金属材料工程专业核心课程。

二、课程要点及思路

主线：材料成分-工艺-组织-性能-应用之间的有机关系

核心：合金化原理

“思想”：作用的辨证与矛盾的转化。

三、教学安排

教学：详略，有的内容自学；

实践：课堂讨论，小论文，综合性实验，思考题；

考试：考试+平时+课堂讨论与实验

四、学习要求

►掌握金属材料合金化原理、合金元素对钢相变、组织、

性能影响的一般规律。

►掌握常用钢、铸铁、高温合金、有色金属等材料的牌号、

成分、组织、力学性能和用途。

►能够根据工程构件、机器零件（或工具）的服役条件，

合理选用材料，正确确定热处理技术条件。

五、参考书目

►戴起勋编著，《金属材料学》，化学工业出版社

►王晓敏主编，《工程材料学》，机械工业出版社

►吴承建主编，《金属材料学》，冶金工业出版社

图材料学主线示意图

绪论

——金属材料的过去、现在和将来

0.1金属材料发展简史

1、第一阶段——原始钢铁生产

公元前4300年：自然的金、铜及锻打等工艺

公元前2800年：铁的熔炼

公元前2000年：青铜器兴盛，编钟与武器（商、

周、春秋战国）

东汉时：反复锻打钢→最原始形变热处理工艺。

淬火技术:“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂”

→现代的水淬、油淬。

上图：吴王夫差矛和越王勾践剑

右上：商周时期的青铜敦和尊

盘-国家一级文物

右下：商代青铜纵目人面像

擂鼓礅二号墓编钟复制件

1981年湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟一套，音律准确，音色

优美。其件数和规模仅次于曾侯乙编钟，总音域达5个8度以上，可

自己转调，奏出五声、六声、七声音阶构成的各种乐曲。须五人合

作演出，众声齐发，交响叠鸣。无愧为古代音乐之绝响。

2、第二阶段——金属材料学科的基础

奠定金属材料学科基础：金属学、金相学、相变和合金钢等。

1803年：道尔顿提出原子学说，阿伏加德罗提出分子论。

1830年：Hessel提出32种晶体类型，普及晶体指数。

1891年：俄、德、英等国科学家分别独立地创立了点阵结

构理论。

1864年：Sorby制备第一张金相照片，9倍，但意义重大。

1827年：Karsten从钢中分离出了FeC，1888年Abel证明了

3

这是FeC。

3

1861年：俄契尔诺夫提出了钢的临界转变温度的概念。

19世纪末：马氏体研究已成为时髦，Gibbs得到了相律，

Robert-Austen发现了奥氏体固溶特性，Roozeboom建

立了Fe-FeC系的平衡图。

3

钢的组织命名：

Austenite→英金属学家Austen；

Bainite→美科学家Bain；

Sorbite→英科学家Sorby；

Martensite→德科学家Marten；

Troostite→法化学家Troost；

Ledeburite→德学者Ledebur

新合金钢发明：

1820年，铁-铬合金；

1857年，钨钢；1898年,含钨高速钢雏形

1871年，锰钢和硅钢。

开始了合金钢的新纪元

3、第三阶段——微观组织理论大发展

合金相图，X射线发明及应用，位错理论的建立。

1912年：发现X射线，证实α（）-Fe是bcc，γ-Fe是

fcc；固溶体规律。

1931年：发现合金元