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1、机械工程学院 赵永涛 zhao_金属学及热处理（1）机械工程学院 赵永涛机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的那些物质。材料是物质，但不是全部其它产品的那些物质。材料是物质，但不是全部的物质都可以称为材料。材料是人类赖以生存和的物质都可以称为材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。发展的物质基础。按物理化学属性，材料可以分为：金属材料，无按物理化学属性，材料可以分为：金属材料，无机非金属材料，有机高分子材料，以及不同类型机非金属材料，有机高分子材料，以及不同类型材料组成的复合材料。材料组成的复合材料
2、。（一）材料的定义及分类材料的定义及分类机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论按应用领域，材料可以分为：电子材料，航空航按应用领域，材料可以分为：电子材料，航空航天材料，核材料，建筑材料，能源材料，生物材天材料，核材料，建筑材料，能源材料，生物材料等。料等。按运用用途，材料可以分为：结构材料和功能材按运用用途，材料可以分为：结构材料和功能材料。料。按先进性，材料可以分为：传统材料和新材料按先进性，材料可以分为：传统材料和新材料（先进材料）。（先进材料）。（一）材料的定义及分类材料的定义及分类机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论一百万年以前，人类起先进入旧石器时代，可以一百万年以前，人类起先进
3、入旧石器时代，可以用石头作工具。用石头作工具。一万年以前，人类起先进入新石器时代，将石头一万年以前，人类起先进入新石器时代，将石头加工成器皿和工具，在加工成器皿和工具，在80008000年前，起先人工烧成年前，起先人工烧成陶器，用于器皿和装饰品。陶器，用于器皿和装饰品。（二）材料的发展与人类的进步材料的发展与人类的进步材料的发展是人类进步程度的重要标记，材料的发展是人类进步程度的重要标记，是人类社会发展的里程碑。是人类社会发展的里程碑。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论五千年以前，人类起先进入青铜器时代，青铜浇五千年以前，人类起先进入青铜器时代，青铜浇铸成型，人类起先大量运用金属，河南安阳
4、的鼎，铸成型，人类起先大量运用金属，河南安阳的鼎，湖北隋县的编钟，西安的青铜车马等。湖北隋县的编钟，西安的青铜车马等。二千年以前，人类起先进入铁器时代，生铁冶炼二千年以前，人类起先进入铁器时代，生铁冶炼及处理技术推动了农业、水利和军事的发展和人及处理技术推动了农业、水利和军事的发展和人类社会进步，直至类社会进步，直至1818世纪进入近代工业快速发展世纪进入近代工业快速发展时代。时代。（二）材料的发展与人类的进步材料的发展与人类的进步材料的发展是人类进步程度的重要标记，材料的发展是人类进步程度的重要标记，是人类社会发展的里程碑。是人类社会发展的里程碑。机械工程学院 赵永涛 zhao_我国春秋战国
5、时期周礼。考工记中总结了我国春秋战国时期周礼。考工记中总结了“六齐六齐”规规律：律：“六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金、锡半，谓之鉴燧之齐谓之削杀矢之齐；金、锡半，谓之鉴燧之齐”。是世界上。是世界上最早的合金化工艺总结。最早的合金化工艺总结。汉代的汉代的“先炼铁后炼钢先炼铁后炼钢”的技术已居世界领先位置。西汉的技术已居世
6、界领先位置。西汉史记。天官书中有史记。天官书中有“水与火合为淬水与火合为淬”。汉书。王褒。汉书。王褒传中有传中有“巧冶铸干将之朴，清水淬其锋巧冶铸干将之朴，清水淬其锋”我国明朝科学家宋应星著天工开物一书中，记载了冶我国明朝科学家宋应星著天工开物一书中，记载了冶铁、炼铜、铸钟、锻铁、焊接、退火、淬火、渗碳等多种铁、炼铜、铸钟、锻铁、焊接、退火、淬火、渗碳等多种金属成形和改性方法及生产阅历金属成形和改性方法及生产阅历,是世界上有关金属加工是世界上有关金属加工工艺最早的科学著作之一。工艺最早的科学著作之一。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论十八世纪独创了蒸汽机，十九世纪独创了电动机，十八世纪独创
7、了蒸汽机，十九世纪独创了电动机，对金属材料要求提高。对金属材料要求提高。18541854年独创了转炉炼钢，年独创了转炉炼钢，18641864年独创了平炉炼钢，年独创了平炉炼钢，18901890年年产年年产28002800万吨钢。万吨钢。十九世纪末起先电炉炼钢，各种特殊钢相继问世：十九世纪末起先电炉炼钢，各种特殊钢相继问世：19871987年的高锰钢、年的高锰钢、18901890年的高速钢（年的高速钢（W18Cr4VW18Cr4V）、）、19031903年的硅钢、年的硅钢、19101910年的奥氏体不锈钢。年的奥氏体不锈钢。（二）材料的发展与人类的进步材料的发展与人类的进步金属材料的近代发展历程
8、：金属材料的近代发展历程：机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论二十世纪初铜和铝起先大量应用，二十世纪中叶二十世纪初铜和铝起先大量应用，二十世纪中叶镁和钛起先工业应用。镁和钛起先工业应用。金属材料在整个二十世纪占据了结构材料的主体金属材料在整个二十世纪占据了结构材料的主体地位。地位。（二）材料的发展与人类的进步材料的发展与人类的进步金属材料的近代发展历程：金属材料的近代发展历程：年份年份产量，亿吨产量，亿吨机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论二十世纪初，人工合成有机高分子材料相继问世：二十世纪初，人工合成有机高分子材料相继问世：1909年的酚醛树脂（电木）、年的酚醛树脂（电木）、1920年的
9、聚苯乙烯、年的聚苯乙烯、1931年的聚氯乙烯和年的聚氯乙烯和1941年的尼龙。年的尼龙。二十世纪中叶，通合成及其它方法，制备出各种二十世纪中叶，通合成及其它方法，制备出各种类型的先进陶瓷材料，如：类型的先进陶瓷材料，如：Si3N4,SiC,ZrO2等。等。（二）材料的发展与人类的进步材料的发展与人类的进步其它材料的近代发展历程：其它材料的近代发展历程：机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论二十世纪中叶起先出现先进复合材料：树脂基已二十世纪中叶起先出现先进复合材料：树脂基已经得到广泛应用，金属基复合材料在汽车和航天经得到广泛应用，金属基复合材料在汽车和航天航空领域起先应用，陶瓷基复合材料在航空领
10、域起先应用，陶瓷基复合材料在10002000高温环境得到应用，高温环境得到应用，C/C和和C/SiC复合材料复合材料在在2000以上超高温环境得到应用。以上超高温环境得到应用。功能材料近功能材料近50年发展速度很快：磁性材料、半导年发展速度很快：磁性材料、半导体材料、光纤材料和硅材料以硅片为代表的体材料、光纤材料和硅材料以硅片为代表的电子材料时代。电子材料时代。（二）材料的发展与人类的进步材料的发展与人类的进步其它材料的近代发展历程：其它材料的近代发展历程：机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（三）材料科学与工程的内涵材料科学与工程的内涵材料科学与工程就是探讨有关材料的组成、结构、材料科学与
11、工程就是探讨有关材料的组成、结构、制备与加工工艺、材料性能与运用效能以及他们之制备与加工工艺、材料性能与运用效能以及他们之间的关系间的关系.结构结构/成分成分性质性质合成合成/制备制备效能效能性质性质成分成分组织结构组织结构效能（使用性能）效能（使用性能）合成合成/制备制备理论、材料设计理论、材料设计与工艺设计与工艺设计受环境影响受环境影响（气氛、温度、受力）（气氛、温度、受力）材料科学与工程要素图材料科学与工程要素图(a)四要素图四要素图 (b)五要素图五要素图机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（三）材料科学与工程的内涵材料科学与工程的内涵材料科学的三个重要属性：材料科学的三个重要属性：
12、多学科交叉多学科交叉-它是物理学、化学、冶金学、金属学、它是物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷、高分子化学以及计算科学相互融合和交叉的结果。陶瓷、高分子化学以及计算科学相互融合和交叉的结果。与实际运用结合特别紧密与实际运用结合特别紧密-发展材料科学的目的在发展材料科学的目的在于开发新材料，提高材料的性能和质量，合理运用材料，于开发新材料，提高材料的性能和质量，合理运用材料，同时降低材料成本和削减污染等。同时降低材料成本和削减污染等。正在发展中的科学正在发展中的科学-不像物理学和化学已经有一个不像物理学和化学已经有一个很成熟的体系，材料科学将随各有关学科的发展而得到很成熟的体系，材料科学将随各有
13、关学科的发展而得到充溢和完善。充溢和完善。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（四）材料科学与技术发展的重点材料科学与技术发展的重点开发先进材料开发先进材料-材料制备新技术的开发；新材料材料制备新技术的开发；新材料的设计与制备。的设计与制备。改进现有材料改进现有材料-传统材料的改性；先进复合材料传统材料的改性；先进复合材料的研制。的研制。材料的应用材料的应用-材料的应用要考虑的主要因素有：材料的应用要考虑的主要因素有：材料的运用性能；材料的运用寿命及牢靠性；材材料的运用性能；材料的运用寿命及牢靠性；材料制备、加工与运用期间与环境的适应性；价格。料制备、加工与运用期间与环境的适应性；价格。机械
14、工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（五）金属学及热处理的主要探讨内容（五）金属学及热处理的主要探讨内容成分成分-组成材料的元组成材料的元素种类及其含量。素种类及其含量。结构结构-原子在三维空原子在三维空间中的排列方式。间中的排列方式。相相-合金中结构相同、合金中结构相同、成分和性能均一并以界面成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。相互分开的组成部分。组织组织-在显微镜下可在显微镜下可以干脆视察到的形貌特征。以干脆视察到的形貌特征。45#钢钢含碳含碳0.45%，含铁，含铁99.55%体心立方和困难正交结构体心立方和困难正交结构铁素体和渗碳体铁素体和渗碳体铁素体和珠光体铁素体和珠光体四个基本概
15、念：四个基本概念：体心立方结构体心立方结构珠光体珠光体铁素体铁素体珠光体珠光体=铁素体铁素体+渗碳体渗碳体45#钢的微观组织钢的微观组织机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（五）金属学及热处理的主要探讨内容（五）金属学及热处理的主要探讨内容金属学的主要内容：金属学的主要内容：金属的晶体结构金属的晶体结构纯金属晶体结构纯金属晶体结构面心立方面心立方体心立方体心立方合金的晶体结构合金的晶体结构固溶体固溶体金属化合物金属化合物 金属晶体的缺陷金属晶体的缺陷点缺陷点缺陷线缺陷线缺陷面缺陷面缺陷金属的结晶金属的结晶合金相的凝固合金相的凝固平衡结晶平衡结晶不平衡结晶不平衡结晶纯金属的结晶纯金属的结晶热力
16、学热力学形核形核长大长大二元合金相图二元合金相图铁碳合金铁碳合金Fe-Fe3C相图分析相图分析平衡结晶过程平衡结晶过程典型相图典型相图匀晶相图匀晶相图共晶相图共晶相图包晶相图包晶相图金属的塑性变形和再结晶金属的塑性变形和再结晶塑性变形塑性变形组织变化组织变化性能变化性能变化变形后加热变形后加热回复回复再结晶再结晶晶体的形成晶体的形成晶体中的相晶体中的相塑性变形对晶体的影响塑性变形对晶体的影响金属学主要探讨内容：金属学主要探讨内容：晶体的表示方法、形成规律和变晶体的表示方法、形成规律和变更规律。更规律。晶体的结构和组织与晶体性能的晶体的结构和组织与晶体性能的关系。关系。机械工程学院 赵永涛 zh
17、ao_绪 论（五）金属学及热处理的主要探讨内容（五）金属学及热处理的主要探讨内容热处理的主要内容：热处理的主要内容：热处理热处理热处理工艺热处理工艺退火退火正火正火淬火淬火回火回火热处理原理热处理原理冷却转变冷却转变珠光体转变珠光体转变回火转变回火转变 马氏体转变马氏体转变贝氏体转变贝氏体转变加热转变加热转变奥氏体转变奥氏体转变合金的时效合金的时效铝合金的时效铝合金的时效热处理主要探讨金属的微观组织结构和性能在不热处理主要探讨金属的微观组织结构和性能在不同加热和冷却条件下的变更规律和变更机制，以同加热和冷却条件下的变更规律和变更机制，以及实现的工艺方法和工艺条件。及实现的工艺方法和工艺条件。机
18、械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况金属学理论的发展为热处理技术的进步供应了基础金属学理论的发展为热处理技术的进步供应了基础和保障。和保障。金属材料的化学成分影响其性能，但同一成分的金金属材料的化学成分影响其性能，但同一成分的金属材料的性能可以通过热处理进行变更。属材料的性能可以通过热处理进行变更。热处理的特点是不变更金属材料的形态和整体化学热处理的特点是不变更金属材料的形态和整体化学成分，而是通过变更工件材料内部的微观组织结构，成分，而是通过变更工件材料内部的微观组织结构，赐予或改善工件的运用性能。赐予或改善工件的运用性能。金属热处理是机
19、械制造领域最重要的技术之一，钢金属热处理是机械制造领域最重要的技术之一，钢铁是机械工业中应用最广泛的材料，钢铁显微组织铁是机械工业中应用最广泛的材料，钢铁显微组织困难，可以通过热处理予以限制，所以钢铁热处理困难，可以通过热处理予以限制，所以钢铁热处理是金属热处理的主要内容。是金属热处理的主要内容。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况十九世纪以前的民间技艺阶段十九世纪以前的民间技艺阶段对金属材料的相识：对金属材料的相识：早在人类起先炼制和运用金属材料的青铜器时代，早在人类起先炼制和运用金属材料的青铜器时代，人类就初步驾驭了合金成安排比与性能
20、的阅历关系。人类就初步驾驭了合金成安排比与性能的阅历关系。西周时期，青铜材料便得到了普遍应用。河南安阳西周时期，青铜材料便得到了普遍应用。河南安阳晚商遗址出土的巨型司母戊鼎和湖北江陵楚墓中发晚商遗址出土的巨型司母戊鼎和湖北江陵楚墓中发掘的越王勾践的精致宝剑，堪称是我国青铜器的杰掘的越王勾践的精致宝剑，堪称是我国青铜器的杰出代表。出代表。战国时期，已经起先大量生产与运用铁器。战国时期，已经起先大量生产与运用铁器。从西汉到明代，我国钢铁生产的技术和其它金属材从西汉到明代，我国钢铁生产的技术和其它金属材料的工艺水平居世界领先地位。料的工艺水平居世界领先地位。机械工程学院 赵永涛 zhao_铸造技术在
21、我国源远流长，并达到了很高的水平，形成了铸造技术在我国源远流长，并达到了很高的水平，形成了著名于世的以泥范著名于世的以泥范(砂型砂型)、铁范、铁范 (金属型金属型)和失蜡铸造为和失蜡铸造为代表的中国古代三大铸造技术。代表的中国古代三大铸造技术。据考证据考证,早在早在3 0003 000年前的商周时期年前的商周时期,我国已独创了古代失我国已独创了古代失蜡铸造法；战国中期，出现了金属型铸造；隋唐以后，我蜡铸造法；战国中期，出现了金属型铸造；隋唐以后，我国已驾驭了大型铸件的生产技术。国已驾驭了大型铸件的生产技术。河南安阳武官村出土的商代司母戊鼎，重河南安阳武官村出土的商代司母戊鼎，重875 kg87
22、5 kg，体积浩，体积浩大，花纹精致，造型精致。大，花纹精致，造型精致。湖北江陵楚墓中发觉的越王勾践青铜宝剑，地下埋藏了湖北江陵楚墓中发觉的越王勾践青铜宝剑，地下埋藏了2 2 000000多年，但照旧刃口锋利，寒光闪闪，可一次割透叠在多年，但照旧刃口锋利，寒光闪闪，可一次割透叠在一起的十多层纸张。一起的十多层纸张。机械工程学院 赵永涛 zhao_西汉时期曾大量运用的西汉时期曾大量运用的“透光透光”铜镜，被西方人称为铜镜，被西方人称为“中国魔镜中国魔镜”，就是我国古代工匠们奇妙地利用了因铸件壁，就是我国古代工匠们奇妙地利用了因铸件壁厚不同形成的铸造应力及变形的原理而制成的。厚不同形成的铸造应力及
23、变形的原理而制成的。现存于北京大钟寺内的明朝永乐年间铸造的大铜钟，重现存于北京大钟寺内的明朝永乐年间铸造的大铜钟，重46465 t5 t，钟身内外遍铸经文，钟身内外遍铸经文2020余万字，是世界上铸字最多余万字，是世界上铸字最多的大钟，其钟声浑厚虽在悦耳，远传百里。的大钟，其钟声浑厚虽在悦耳，远传百里。我国河北沧州的五代铁狮、湖北当阳的北宋铁塔等，都是我国河北沧州的五代铁狮、湖北当阳的北宋铁塔等，都是世界著名的巨型铸件。世界著名的巨型铸件。北京故宫、颐和园内精致的铜狮、铜鹤、铜龟和铜亭构件北京故宫、颐和园内精致的铜狮、铜鹤、铜龟和铜亭构件等，则是我国明清时期失蜡铸造的代表作。等，则是我国明清时
24、期失蜡铸造的代表作。机械工程学院 赵永涛 zhao_机械工程学院 赵永涛 zhao_越王勾践剑，春秋晚期，距今2400多年机械工程学院 赵永涛 zhao_ 永乐大钟通高永乐大钟通高5.55.5米，口径米，口径3.33.3米，重约米，重约4646吨，以吨，以“五绝五绝”荣获荣获“钟王钟王”之誉：之誉：1.1.形大量重、历史悠久、历形大量重、历史悠久、历史内涵最为丰富；史内涵最为丰富；2.2.钟身内外整齐地铸有钟身内外整齐地铸有2323万万多字的汉文、梵文佛经铭文，是多字的汉文、梵文佛经铭文，是铭文字数最多的大钟；铭文字数最多的大钟；3.3.有世界第一流的声学特性有世界第一流的声学特性,轻击，圆润
25、、深厚，重击，纯厚、轻击，圆润、深厚，重击，纯厚、嘹亮嘹亮,钟声悠雅感人钟声悠雅感人,益寿延年益寿延年,钟钟声可传声可传40405050公里；公里；4.4.钟体力学结构设计合理。钟体力学结构设计合理。5.5.铸造工艺精致绝伦而又朴实铸造工艺精致绝伦而又朴实无华，天人合一，是中华民族精无华，天人合一，是中华民族精神的象征神的象征,中华民族的傲慢。中华民族的傲慢。机械工程学院 赵永涛 zhao_ 沧州铁狮铸造于公元沧州铁狮铸造于公元953953年。年。铁狮子通高铁狮子通高5.785.78米，身长米，身长6.56.5米，体宽米，体宽3.173.17米，米，重约重约4040吨吨机械工程学院 赵永涛 z
26、hao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况十九世纪以前的民间技艺阶段十九世纪以前的民间技艺阶段对金属材料的相识：对金属材料的相识：早期人类对金属内部组织的相识主要来自工早期人类对金属内部组织的相识主要来自工匠的长期实践，如依据金属材料的断口色泽与纹理匠的长期实践，如依据金属材料的断口色泽与纹理推断其纯度和性能，并用以指导成安排比、冶炼和推断其纯度和性能，并用以指导成安排比、冶炼和其它工艺方法的改进。其它工艺方法的改进。因此，在十九世纪以前，人类对金属材料因此，在十九世纪以前，人类对金属材料的相识还只停留在民间技艺阶段。的相识还只停留在民间技艺阶段。机械工程学院 赵永涛
27、 zhao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况十九世纪以前的民间技艺阶段十九世纪以前的民间技艺阶段对热处理工艺的相识：对热处理工艺的相识：在从石器时代进入铜器和铁器时代过程中，在从石器时代进入铜器和铁器时代过程中，热处理的作用就渐渐起先被人们所相识。早在公元热处理的作用就渐渐起先被人们所相识。早在公元前七世纪，中国人就发觉铜和铁的性能受温度和变前七世纪，中国人就发觉铜和铁的性能受温度和变形的影响；公元前六世纪，钢铁兵器的淬火工艺就形的影响；公元前六世纪，钢铁兵器的淬火工艺就得到了快速发展，同时人们也渐渐发觉了冷却剂对得到了快速发展，同时人们也渐渐发觉了冷却剂对淬火质量
28、的影响。淬火质量的影响。从战国到明清以前出土的大量金属制品可以从战国到明清以前出土的大量金属制品可以看出，中国古代热处理水平在世界是领先的。看出，中国古代热处理水平在世界是领先的。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况十九世纪后期的试验技术阶段十九世纪后期的试验技术阶段 十九世纪后期，随着光学显微镜在金属微观组织分十九世纪后期，随着光学显微镜在金属微观组织分析中的应用，人们发觉钢经加热和冷却后，其内部析中的应用，人们发觉钢经加热和冷却后，其内部发生组织变更，同时伴随着硬度的变更。为了纪念发生组织变更，同时伴随着硬度的变更。为了纪念英国科学家
29、英国科学家Robert Austen对建立对建立Fe-C相图所做出的相图所做出的贡献，将钢在高温时呈现的相命名为奥氏体；为了贡献，将钢在高温时呈现的相命名为奥氏体；为了纪念德国冶金学家纪念德国冶金学家Adolph Martens在利用光学显微在利用光学显微镜视察钢的内部组织方面所做的先驱工作，将淬火镜视察钢的内部组织方面所做的先驱工作，将淬火后得到的相命名为马氏体。后得到的相命名为马氏体。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况十九世纪后期的试验技术阶段十九世纪后期的试验技术阶段 由于光学显微镜的出现，使人们可以从材料微由于光学显微镜的出现，
30、使人们可以从材料微观组织变更的角度相识和指导钢铁材料的热处理，观组织变更的角度相识和指导钢铁材料的热处理，因此使金属学与热处理成为一门试验技术和科学得因此使金属学与热处理成为一门试验技术和科学得到发展。到发展。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况近代的理论科学阶段近代的理论科学阶段 本世纪初期，本世纪初期，X射线衍射技术和电子显微分析射线衍射技术和电子显微分析方法的出现，为探究金属中原子排列的晶体结构和方法的出现，为探究金属中原子排列的晶体结构和视察金属组织的精细结构奠定了基础。随着试验检视察金属组织的精细结构奠定了基础。随着试验检测技术
31、的不断提高以及热力学、物理化学、固体物测技术的不断提高以及热力学、物理化学、固体物理和材料力学等各学科间的相互渗透，人们对金属理和材料力学等各学科间的相互渗透，人们对金属和合金的微观结构与性能的关系有了日趋深化地相和合金的微观结构与性能的关系有了日趋深化地相识，形成了近代金属学体系。识，形成了近代金属学体系。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（六）金属学及热处理的发展概况金属学及热处理的发展概况近代的理论科学阶段近代的理论科学阶段 近几十年来，以马氏体相变为核心的固态相变近几十年来，以马氏体相变为核心的固态相变理论得到了快速发展，固态相变理论日臻成熟。成理论得到了快速发展，固态相变理论日臻
32、成熟。成熟的热处理工艺已经广泛应用于工业领域，并且随熟的热处理工艺已经广泛应用于工业领域，并且随着金属物理的发展和其它新技术的移植应用，各种着金属物理的发展和其它新技术的移植应用，各种先进的热处理技术不断出现并得到应用。先进的热处理技术不断出现并得到应用。机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（七）本课程的任务及在科研生产中的地位（七）本课程的任务及在科研生产中的地位任务：任务：学习金属材料微观组织结构及其变更规律学习金属材料微观组织结构及其变更规律学习金属材料微观组织结构与性能的内在关系学习金属材料微观组织结构与性能的内在关系学习热处理对金属材料微观组织结构及性能的影响机制学习热处理对金属材
33、料微观组织结构及性能的影响机制学习金属材料热处理理论在工业生产中的应用学习金属材料热处理理论在工业生产中的应用机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（七）本课程的任务及在科研生产中的地位（七）本课程的任务及在科研生产中的地位地位：地位：为研制和开发新材料供应理论基础为研制和开发新材料供应理论基础是提高产品质量和寿命的关键工序是提高产品质量和寿命的关键工序是充分发挥材料潜力的重要手段是充分发挥材料潜力的重要手段金属学金属学金属学金属学热处理热处理热处理热处理+服役条件服役条件化学成分化学成分使用性能使用性能组织结构组织结构工具钢工具钢机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（八）本课程的学习内容本
34、课程的学习内容金属和合金的晶体结构金属和合金的晶体结构合金相的晶体结构合金相的晶体结构纯金属的晶体结构纯金属的晶体结构金属晶体的缺陷金属晶体的缺陷纯金属的结晶纯金属的结晶第二章第二章第一章第一章二元合金相图二元合金相图合金的凝固合金的凝固铁碳合金铁碳合金二元合金相图及应用二元合金相图及应用 第三章第三章第四章第四章 塑性变形和再结晶塑性变形和再结晶冷塑性变形冷塑性变形再结晶再结晶回复回复第六章第六章金属学金属学机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论（八）本课程的学习内容本课程的学习内容热处理原理热处理原理钢在冷却时的转变钢在冷却时的转变钢在加热时的转变钢在加热时的转变钢的回火转变钢的回火转变合
35、金的时效合金的时效第八章第八章第七章第七章钢的退火和正火钢的退火和正火钢的淬火钢的淬火钢的回火钢的回火热处理工艺热处理工艺第九章第九章热处理热处理机械工程学院 赵永涛 zhao_三大理论：三大理论：晶体结构理论晶体结构理论（正常结构、晶体缺陷）；（正常结构、晶体缺陷）；结结 晶晶 理理 论论（纯金属、二元合金、三元合金）；（纯金属、二元合金、三元合金）；固态转变理论固态转变理论（塑变和回复再结晶、扩散；（塑变和回复再结晶、扩散；五大转变：珠五大转变：珠光体转变、奥氏体转变、贝氏体转变、马氏体转变、回火光体转变、奥氏体转变、贝氏体转变、马氏体转变、回火转变转变 ）。）。一大中心：一大中心：成分、组织、结构、性能关系。成分、组织、结构、性能关系。二大图形：二大图形：相图、相图、曲线曲线图。图。四把火：四把火：正火、退火、淬火、回火。正火、退火、淬火、回火。（八）本课程的学习内容本课程的学习内容机械工程学院 赵永涛 zhao_绪 论材料材料材料科学与工程材料科学与工程金属学与热处理金属学与热处理本课程本课程定定义义分分类类发发展展历历史史内内涵涵发发展展重重点点研研究究内内容容发发展展历历史史任任务务地地位位学学习习内内容容小结：小结：kentaji机械工程学院 赵永涛 zhao_