工程材料网络课程 0 引言

我们周围到处都是材料，它们不仅存在于我们的现实生活中，而且也扎根于我们的文化和思想领域。事实上，材料与人类的出现和进化有着密切的联系，因而它们的名字已经作为人类文明的标志。例如，石器时代、青铜时代和铁器时代。目前，天然材料和人造材料已经成为我们生活中不可分割的组成部分，材料已经与食物、居住空间、能源和信息并列一起组成人类的基本资源。材料确实是我们社会中不可缺少的部分，它们不仅在我们的日常生活中，而且在国家的昌盛和安全中也起着举足轻重的作用。因此，世界各国对材料科学都非常重视，并使之成为衡量一个国家科学技术、经济水平及综合国力的重要标志之一。

中国是世界文明古国之一，早在公元前16世纪以前的殷商时代，已大量使用青铜，并已具有高超的冶铸技术和精湛的艺术造诣；公元前4世纪以前的春秋战国时期出现了铁器，铸铁的生产比欧洲约早一千多年，在世界材料发展史中写下了光辉的篇章。中华人民共和国成立以后，我国一直把材料工业作为重点发展领域之一，特别是改革开放以后，材料工业有了迅速发展。我国的钢产量在1996年突破了一亿吨，达到世界第一。我国已按实际情况制定和完善了钢铁新标准，建立了符合我国资源特点的合金钢系统，新钢种正在日益发展。我国已能生产所有的有色金属，非金属材料的研制和发展也很迅速。

材料是宇宙万物中的一部分，但更具体地说，材料指的是那样一些物质，这些物质的性能使其能用于结构、机器、器件或其它产品。例如，金属、陶瓷、半导体、超导体、聚合物（塑料）、玻璃、介电材料、纤维、木材、沙子、石块、复合材料等都属于材料的范畴。人类使用的材料可以看作是流动在一个巨大的材料循环（一个全球性的、自始自终的循环系统）之中。通过采矿、钻探、挖掘或采集，从地下得到原材料；然后变为大块材料，如金属锭、碎石、石油化工材料和木材；接着再制成工程材料：象钢材、有色金属材料、塑料、胶合板和混凝土等，以满足社会对最终产品的要求。最后，当这些材料按预定的目的为人类使用过后，就作为废料又回到大地中，或者更确切地说，它们将为再加工和下一次被利用而重新进入循环，直到最后废弃为止。

材料的种类繁多，用途广泛。工程方面使用的材料有机械工程材料、土建工程材料、电工材料、电子材料等。工程材料按属性可分为三类：金属材料、高分子材料和无机非金属材料。也可由此三类相互组合而成复合材料。按使用性能分类，则可分为主要利用其力学性能的结构材料和主要利用其物理性能的功能材料。前者用量大，仅钢材全球每年的需求量就达8亿多吨；后者用量虽小得多，但对社会文明的进步起了重大作用。

金属材料是目前用量最大使用最广的材料。金属材料具有许多优良的使用性能（如机械性能、物理性能、化学性能等）和加工工艺性能（如铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、机械加工性能等），矿藏丰富，金属材料还可以通过不同成分的配制和不同工艺方法来改变其内部组织结构，从而改善性能。