天津中德职业技术学院
学院主页 www.zdtj.cn
Tianjin Sino-German Vocational Technology Institute
机 械 工 程 系
欢迎大家
Mechinery Engineering Department
学习, 工程材料, CAI课程
主讲：赵峰 （ 办公室,B319 23010672）
cailiao319@sina.com
工程材料 （ Engineering Materials）
绪论
一、材料的发展史
材料 (metals) 是人类用来制作各种产品的物质，是先
于人类存在的，是人类生活和生产的物质基础。反映人
类社会文明的水平。
1, 石器时代
古猿到原始人的漫长进化过程。原料：燧石和石英石。
素材库 习题库 目 录
2,新石器时代, 原始社会末期开始用火烧制陶器 。
3,青铜器时代
4,铁器时代
夏 (公元前 2140年始 )以前就开始了
春秋战国时期 (公元前 770～ 221年 )开始大量使用铁器
5,钢铁新时代
十八世纪前人们对材料的认识 是非理性 的,只停留在工
匠和艺人的水平上 。而其后西欧和俄国工业迅速发展，
钢铁需求急剧增加，推动发展出一门新学科 — 金属学 。
人们才开始理性的认识 材料 。
6,二十世纪以来的现代
支撑人类文明大厦的四大支柱技术,
材料科学与技术、生物科学与技术
能源科学与技术、信息科学与技术
二十世纪五、六十年代钢铁基本达到鼎盛时期,其它新
材料快速发展,有机合成材料、复合材料,陶瓷材料,功能材
料等等。出现了很多新学课,
绪 论
素材库 习题库 目 录
绪 论
二, 工程材料学的任务
工程材料学,
是材料学的实用部分,主要阐述结构材料的成分、组织、性
能及应用等方面的一般规律,
结构材料,
是指工程上要求强度、韧性、塑性、硬度等机械性能的材料。
素材库 习题库 目 录
学习, 工程材料, 课程基本要求（教学目标）,
1,了解常用工程材料的成分、结构、组织和性能的关系及
变化规律。
2,掌握常用工程材料的种类、牌号、性能及用途。对典型
的机器零件和工具等会合理正确地选用工程材料。
3,具有正确选择一般零件热处理工艺方法及确定热处理工
序位置的初步能力。
4,对不同材料零件的失效，具有一定的分析问题和解决问
题的能力。
绪 论
三,材料的分类
(一 ),材料的结合键 （物质原子、离子或分子之间的结合力）
1,离子键 离子晶体硬度高，强度大，脆性大。如氯化钠，陶瓷。
2,共价键 结合力很大，硬度高，强度大，脆性大，熔点
高，沸点高，挥发性低。如金刚石,SiC,BN等
3,金属键 有良好的导电性和导热性，正的电阻温度系数，不透
明，有特有的金属光泽，有良好的塑性变形能力，强韧性好 。
4,分子键 硬度低，熔点低，良好的绝缘性。如高分子材料塑料。
素材库 习题库 目 录
(二 ).工程材料的分类
1,金属材料 ① 黑色金属 — 铁和以铁为基的合金 (钢、铸铁等 )
② 有色金属 — 黑色金属以外的所有金属及其合金。
2．高分子材料 ① 塑料 — 主要指工程塑料。又分热塑性和热固性塑料。
② 合成纤维 — 由单体聚合而成再经过机械处理成 纤维材料。
③ 橡胶 — 经硫化处理，弹性优良的聚合物。 分通用和特种橡胶。
④ 胶粘剂 — 分树脂型、橡胶型和混合型。
绪 论
3．陶瓷材料
① 普通陶瓷 — 主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料,
② 特种陶瓷 — 高熔点的氧化物、碳化物、氮化物
等烧结材料。
③ 金属陶瓷 — 用生产陶瓷的工艺来制取的金属与
碳化物或其它化合物的粉末制品。
4．复合材料
是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
①按基体相种类分：聚合物基、金属基,
陶瓷基,石墨基等。
②按用途分：结构、功能、智能复合材料。
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绪论
一、材料的发展史
材料 (metals) 是人类用来制作各种产品的物质，是先
于人类存在的，是人类生活和生产的物质基础。反映人
类社会文明的水平。
1, 石器时代
古猿到原始人的漫长进化过程。原料：燧石和石英石。
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2,新石器时代, 原始社会末期开始用火烧制陶器 。
3,青铜器时代
4,铁器时代
夏 (公元前 2140年始 )以前就开始了
春秋战国时期 (公元前 770～ 221年 )开始大量使用铁器
5,钢铁新时代
十八世纪前人们对材料的认识 是非理性 的,只停留在工
匠和艺人的水平上 。而其后西欧和俄国工业迅速发展，
钢铁需求急剧增加，推动发展出一门新学科 — 金属学 。
人们才开始理性的认识 材料 。
6,二十世纪以来的现代
支撑人类文明大厦的四大支柱技术,
材料科学与技术、生物科学与技术
能源科学与技术、信息科学与技术
二十世纪五、六十年代钢铁基本达到鼎盛时期,其它新
材料快速发展,有机合成材料、复合材料,陶瓷材料,功能材
料等等。出现了很多新学课,
绪 论
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绪 论
二, 工程材料学的任务
工程材料学,
是材料学的实用部分,主要阐述结构材料的成分、组织、性
能及应用等方面的一般规律,
结构材料,
是指工程上要求强度、韧性、塑性、硬度等机械性能的材料。
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学习, 工程材料, 课程基本要求（教学目标）,
1,了解常用工程材料的成分、结构、组织和性能的关系及
变化规律。
2,掌握常用工程材料的种类、牌号、性能及用途。对典型
的机器零件和工具等会合理正确地选用工程材料。
3,具有正确选择一般零件热处理工艺方法及确定热处理工
序位置的初步能力。
4,对不同材料零件的失效，具有一定的分析问题和解决问
题的能力。
绪 论
三,材料的分类
(一 ),材料的结合键 （物质原子、离子或分子之间的结合力）
1,离子键 离子晶体硬度高，强度大，脆性大。如氯化钠，陶瓷。
2,共价键 结合力很大，硬度高，强度大，脆性大，熔点
高，沸点高，挥发性低。如金刚石,SiC,BN等
3,金属键 有良好的导电性和导热性，正的电阻温度系数，不透
明，有特有的金属光泽，有良好的塑性变形能力，强韧性好 。
4,分子键 硬度低，熔点低，良好的绝缘性。如高分子材料塑料。
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(二 ).工程材料的分类
1,金属材料 ① 黑色金属 — 铁和以铁为基的合金 (钢、铸铁等 )
② 有色金属 — 黑色金属以外的所有金属及其合金。
2．高分子材料 ① 塑料 — 主要指工程塑料。又分热塑性和热固性塑料。
② 合成纤维 — 由单体聚合而成再经过机械处理成 纤维材料。
③ 橡胶 — 经硫化处理，弹性优良的聚合物。 分通用和特种橡胶。
④ 胶粘剂 — 分树脂型、橡胶型和混合型。
绪 论
3．陶瓷材料
① 普通陶瓷 — 主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料,
② 特种陶瓷 — 高熔点的氧化物、碳化物、氮化物
等烧结材料。
③ 金属陶瓷 — 用生产陶瓷的工艺来制取的金属与
碳化物或其它化合物的粉末制品。
4．复合材料
是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
①按基体相种类分：聚合物基、金属基,
陶瓷基,石墨基等。
②按用途分：结构、功能、智能复合材料。
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