本教材為普通高等教育機(jī)械類及近機(jī)類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課教材。以材料的成分、組織、工藝、性能、應(yīng)用為主線，從材料基本理論、金屬材料改性技術(shù)、材料性能及應(yīng)用、材料選用等四個(gè)篇幅講授機(jī)械工程材料的基本知識(shí)。本教材共13章，包括材料的性能、金屬材料的結(jié)構(gòu)與組織、金屬的塑性變形改性、鋼的熱處理改性、金屬的表面改性、碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬、新型金屬材料、非金屬材料、機(jī)械零件的選材及熱處理、特定行業(yè)機(jī)械零件的選材及熱處理等。每章附有適量的思考題。
隨著制造業(yè)向先進(jìn)制造、智能制造的發(fā)展，高等教育的人才培養(yǎng)模式正轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)，教育部也提出并在深入推進(jìn)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃，以提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。
本教材是為適應(yīng)目前高等工程教育的新形勢(shì)，在滿足教學(xué)基本要求的前提下，對(duì)機(jī)械制造類及相近各專業(yè)創(chuàng)新教育的教材內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)充而編寫的。對(duì)傳統(tǒng)的較深的理論知識(shí)進(jìn)行了精簡(jiǎn)，對(duì)新技術(shù)及工程實(shí)際應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行了擴(kuò)充。
本教材針對(duì)機(jī)械行業(yè)的工程材料進(jìn)行知識(shí)闡述，主要內(nèi)容有：
1)材料基本原理——材料成分、組成、性能、應(yīng)用之間關(guān)系。
2)材料改性技術(shù)——材料的變形加工、熱處理、表面處理等。
3)各種材料性能及應(yīng)用——鋼鐵材料、有色金屬、非金屬材料、復(fù)合材料等。
4)材料選用——各種類型機(jī)械零件及各種特殊行業(yè)機(jī)械零件的選用及熱處理。
本教材主要具有以下特點(diǎn)：
1)知識(shí)系統(tǒng)——對(duì)各章內(nèi)容均按照成分、組成、性能、應(yīng)用的主線編排教學(xué)內(nèi)容，便于學(xué)生掌握材料研究和分析的基本方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
2)內(nèi)容精煉——精簡(jiǎn)了材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的復(fù)雜過程和深?yuàn)W機(jī)理，明確最終結(jié)果，簡(jiǎn)化了改性技術(shù)的次要環(huán)節(jié)，突出關(guān)鍵技術(shù)，讓學(xué)生抓住重點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)效率。
3)信息豐富——擴(kuò)充了輕合金、高溫合金、非晶合金、形狀記憶合金等新材料及改性技術(shù)新工藝，增加學(xué)生的信息量，擴(kuò)大知識(shí)新視野。
4)強(qiáng)化實(shí)踐——增加了較多材料選用的內(nèi)容，以及材料應(yīng)用方面的實(shí)例分析、加工工藝路線制訂、加工技術(shù)等實(shí)際應(yīng)用知識(shí)，便于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
5)生動(dòng)形象——增加了較多同類概念或同類知識(shí)對(duì)比的表格、材料改性技術(shù)的圖片、材料實(shí)際應(yīng)用的照片等，圖文并茂，增加直觀性和形象性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
本教材不僅在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、形式上重新編排，而且所引用的材料成分、性能、牌號(hào)及工藝標(biāo)注方法等均來(lái)自最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是一本新穎的教材。本教材可作為高等院校機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電工程等機(jī)械類專業(yè)以及近機(jī)類專業(yè)教材，也可作為�？茖W(xué)校、成人教育及有關(guān)工程技術(shù)人員的參考書。
本教材由鄭州輕工業(yè)學(xué)院高紅霞教授主編，負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿與審校，樊江磊、丁靜任副主編。高紅霞編寫緒論、第1章、第4章、第13章、附錄等；樊江磊編寫第2章、第8章；丁靜編寫第3章、第6章、第10章、第5章的5.4節(jié)；吳深編寫第7章的7.1—7.2節(jié)、第9章；王通編寫第11章、第5章的5.1～5.2節(jié)；馬宇編寫第12章、第7章7.3—7.4節(jié)、第5章的5.3節(jié)。
本教材編寫過程中，劉琨、周向葵、陳寶龍參與了一些資料整理及圖片制作等工作；工程材料實(shí)驗(yàn)室老師提供了部分金相圖片，其他高校的同行教師也提出了不少寶貴意見，在此一并深表感謝！
由于水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)各位同仁及廣大讀者批評(píng)指正。
編者
目 錄
前言
緒論 1
0.1工程材料的地位 2
0.1.1工程材料的社會(huì)地位 2
0.1.2工程材料在機(jī)械工業(yè)中的地位 3
0.2工程材料的分類及應(yīng)用 3
0.2.1按材料的化學(xué)成分分類 3
0.2.2按材料使用性能分類 3
0.3課程的主要內(nèi)容 4
0.3.1材料的基本理論” 4
0.3.2金屬材料的改性技術(shù) 4
0.3.3各種機(jī)械工程材料的性能及
應(yīng)用 4
0.3.4機(jī)械工程材料的選用 4
0.4課程的任務(wù)” 4
0.5課程的目的和要求 5
思考題 5
第1章材料的性能 6
1. 1材料的力學(xué)性能 7
1.1.1強(qiáng)度 7
1.1.2塑性 8
1.1.3硬度 一9
1.1.4韌性 12
1.1.5疲勞強(qiáng)度 12
1.2材料常用物理化學(xué)性能 13
1.2.1材料的物理性能 13
1.2.2材料的化學(xué)性能 14
1.3材料的工藝性能 14
1.3.1鑄造性能 14
1.3.2鍛造性能 14
1.3.3焊接性 -14
1.3.4熱處理性能 15
1.3.5切削加工性能 15
思考題一 15
第2章金屬材料的結(jié)構(gòu)與組織 16
2.1純金屬的結(jié)構(gòu)與組織 17
2.1.1理想金屬晶體結(jié)構(gòu) l7
2.1.2實(shí)際金屬晶體結(jié)構(gòu) 19
2.1.3純金屬的組織 20
2.2合金的結(jié)構(gòu)與組織 22
2. 2.1合金的結(jié)構(gòu) 23
2.2.2合金的組織 24
2.3鐵碳合金的結(jié)構(gòu)與組織 28
2.3.1鐵碳合金的結(jié)構(gòu) 29
2.3.2鐵碳合金的組織 30
2.3.3鐵碳相圖的應(yīng)用 36
思考題．． 38
第3章金屬的塑性變形改性 一39
3.1塑性變形的形式及過程 40
3.1.1塑性變形的形式 40
3.1.2塑性變形的過程 40
3.2冷塑性變形后金屬的組織性能 42
3.2.1冷塑性變形后金屬的組織結(jié)構(gòu) 42
3.2.2冷塑性變形后金屬的性能 43
3.3冷塑性變形金屬加熱時(shí)的組織性能 44
3.3.1 回復(fù)的組織性能 44
3.3.2再結(jié)晶的組織性能 44
3.3.3晶粒長(zhǎng)大的組織性能 44
3.4熱塑性變形后金屬的組織性能 45
3.4.1熱塑性變形后金屬的組織 45
3.4.2熱塑性變形后金屬的性能 45
思考題 45
第4章鋼的熱處理改性 46
4.1熱處理的作用及分類 47
4.1.1熱處理的作用 47
4.1.2熱處理的分類 47
4.2鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 47
4.2.1加熱溫度 一47
4.2.2轉(zhuǎn)變過程 48
4.2.3加熱轉(zhuǎn)變組織及其控制措施 49
4.3鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 50
4.3.1轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能 50
4.3.2等溫冷卻轉(zhuǎn)變一 53
4.3.3連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 -53
4.4鋼的退火與正火 54
4.4.1退火與正火的作用 54
4.4.2退火工藝 54
4.4.3正火工藝 55
4.5鋼的淬火與回火 55
4.5.1淬火的作用 55
4.5.2淬火工藝 55
4.5.3 回火的作用 58
4.5.4回火工藝 -58
4.6鋼的表面熱處理 59
4.6.1表面淬火 59
4.6.2滲碳 61
4.6.3滲氮 62
4.7鋼的熱處理新工藝 63
4.7.1真空熱處理 63
4.7.2形變熱處理 63
4.7.3高能束表面淬火 64
4.7.4智能化熱處理 65
4.8熱處理工序的位置及零件的加工工藝
路線 66
4.8.1熱處理工序的位置 66
4.8.2各種碳鋼零件的加工工藝路線 66
4.9鋼熱處理缺陷的防止及熱處理零件的
結(jié)構(gòu)工藝性 66
4.9.1熱處理缺陷的防止 66
4.9.2熱處理零件的結(jié)構(gòu)工藝性 67
思考題．． 68
第5章金屬的表面改性 70
5.1 電鍍及化學(xué)鍍 71
5.1.1電鍍 71
5.1.2化學(xué)鍍 74
5.2熱噴涂 75
5.2.1火焰噴涂 77
5.2.2電弧線材噴涂 77
5.2.3等離子噴涂 78
5.3氣相沉積 79
5.3.1物理氣相沉積 79
5.3.2化學(xué)氣相沉積 80
5.4激光表面改性 80
5.4.1激光表面熔覆 8l
5.4.2激光表面合金化 8l
思考題 82
第6章碳鋼 83
6.1碳鋼基礎(chǔ)知識(shí) 84
6.1.1碳鋼的成分特點(diǎn) 84
6.1.2碳鋼的組織及性能 84
6.1.3碳鋼的分類 -85
6.1.4碳鋼的熱處理 85
6.1.5碳鋼的牌號(hào) 86
6.2常用碳鋼的牌號(hào)、成分、組織、性能
及應(yīng)用 86
6.2.1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 86
6.2.2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 87
6.2.3碳素工具鋼 89
6.2.4鑄造碳鋼 89
思考題．． 90
第7章合金鋼．． 9l
7.1合金鋼基礎(chǔ)知識(shí) 92
7.1.1合金鋼的成分 92
7.1.2合金鋼的組織性能及應(yīng)用 94
7.1.3合金鋼的熱處理 95
7.1.4合金鋼的分類 95
7.1.5合金鋼的牌號(hào) 95
7.2常用合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分、組織、
性能及應(yīng)用 96
7.2.1低合金高強(qiáng)度鋼 96
7.2.2合金滲碳鋼 98
7.2.3合金調(diào)質(zhì)鋼 100
7.2.4合金彈簧鋼 100
7.2.5滾動(dòng)軸承鋼 102
7.2.6易切鋼 103
7.3常用合金工具鋼的牌號(hào)、成分、組織、
性能及應(yīng)用 103
7.3.1合金刃具鋼 103
7.3.2合金模具鋼 106
7.3.3合金量具鋼 108
7.4特殊性能鋼的牌號(hào)、成分、組織、性能
及應(yīng)用 109
7.4.1不銹鋼 109
第8章鑄鐵114
第9章有色金屬
第10章新型金屬材料
第11章非金屬材料
第12章機(jī)械零件的選材及熱處理
第13章特定行業(yè)機(jī)械零件的選材及熱處理
附錄
參考文獻(xiàn)
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