第一部分 内容提要与学习重点

绪论

一、内容提要

1．工程材料及其成形技术的发展与分类

人们用各种材料制作各种人们所需的物质产品的过程称为制造加工，材料应用与材料成形技术是制造加工过程的重要组成部分。而数不清的各种机械装备又都是由性能各异的工程材料经机械制造加工成各种零件并装配而成的。从材料的设计、制备、加工、检测，到器件（零件、部件、装备）的制造加工、使用，直到回收利用，已经形成了一个巨大的社会循环。这一循环的概念提示了材料、制造加工、能源和环境之间具有强烈的交互作用，这种作用之所以显得越来越重要，是因为人类在关注经济发展的同时，也不得不面对材料和能源等资源的短缺以及人类生存环境的破坏和恶化等问题。因此，把自然资源和人类需要、社会发展和人类生存联系在一起的材料及其制造加工循环，必然要引起全社会的高度重视。

对不同的零件（产品），则应选择相应的工程材料，并采用与之相适宜的成形方法及加工过程才能满足其性能和技术要求。而制作加工技术的突破往往成为新产品能否问世，新技术能否产生的关键，故新材料、新工艺、新技术常常是相关联的。

工程材料的种类繁多，有各种各样的分类方法。若按材料组成（或化学成分）与结合键特点，可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类，见表1。

表1 材料按其组成与结合键特点分类

20世纪50年代前，金属材料在各类装备制造业中占绝对优势，随着零部件或装备的使用性能要求的变化，到目前已逐渐形成四大类工程材料平分秋色的格局。随着社会和科技的进步，工程材料正向高功能化、超高性能化、复合轻量和智能化的方向发展。

材料成形技术是制造加工过程的重要组成部分，是保证零部件质量的基础技术。构成机器装备的零部件的形状、大小和要求是各式各样千变万化的，因此，必须通过改变原材料的形态，使其接近或达到零部件的几何形状、尺寸大小和技术要求等，工业上把通过改变原材料的形态从而获得毛坯或零部件的制造加工方法统称为材料成形技术。若按成形原理与成形时材料的状态主要可分为液态成形技术、固态塑变成形技术、固态连接成形技术、粉末压制成形技术、高分子材料成形技术、复（组）合成形技术六大类，见表2。

表2 按成形原理与成形时材料的状态分类

成形技术是显著提高装备性能、大幅度减轻结构质量、降低制造成本和提高装备使用寿命及可靠性的关键技术，其正沿着优质、高效、精密、大型和低污染的方向发展。现代成形技术是集多种学科于一体的综合技术，是最能代表国家制造技术水平的重要方面。

2．课程的性质及与专业的关系

（1）工程材料及其材料成形技术是一门重要的技术基础课程，它主要是应用金相学、物理学、化学、冶金学和电子计算机等学科理论和实验的最新成就，即工程材料及其材料成形技术是建立在实验基础之上而又与工业实践紧密结合的一门技术基础课程。其课程内容以定性描述为主，具体表现为“三多”：讲授内容中名词、概念、术语“多”，定性描述、经验性总结“多”，需记忆性的内容、规律“多”。

（2）作为一名机械工程技术人员，时刻都会遇到有关材料及其制造加工方面的问题。无论设计一台机器设备、机械零件，还是改造、加工一套工夹具，都将面临材料的选择、应用与零件加工工艺路线的制定等问题，这一切都涉及材料及其成形技术方面的问题。

（3）学好工程材料及其成形技术基础，为学习专业课程奠定坚实的基础。

二、学习重点

学习本课程，要紧紧抓住其核心内容“材料的性能与选用、强化处理和成形技术及应用”之间的相互关系及其变化规律这个“纲”。围绕零件性能→材料及选用→强化处理→成形加工及应用为主线，结合实际，注重分析，理解前后知识的整体联系并做到综合应用。

明确本课程在机械设计与制造中的重要性、研究对象，课程的性质、主要内容概况及与专业的关系等。初步了解工程材料及其成形技术的分类，对工程材料及其成形技术课程的特点有足够的了解与认识，有的放矢地制订自己的学习计划、选择适合自己的科学学习方法。