《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材·普通高等院校機(jī)電工程類規(guī)劃教材：工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》是編者在總結(jié)近幾年教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫的�！镀胀ǜ叩冉逃笆濉币�(guī)劃教材·普通高等院校機(jī)電工程類規(guī)劃教材：工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》內(nèi)容精練，理論闡述簡明，文字簡潔。
《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材·普通高等院校機(jī)電工程類規(guī)劃教材：工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》分為工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)兩篇。工程材料篇主要闡述各種常用工程材料的化學(xué)成分、金屬熱處理原理與工藝、組織結(jié)構(gòu)、使用性能及實(shí)際應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，為機(jī)械零件及工程結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)、制造和正確使用提供有關(guān)合理選材、用材的必要理論指導(dǎo)和實(shí)際幫助。機(jī)械制造基礎(chǔ)篇主要闡述金屬機(jī)件成形工藝，主要包括：金屬材料鑄造、壓力加工和焊接生產(chǎn)過程的基本原理、材料的熱加工工藝性能、各種熱加工工藝的特點(diǎn)和適用范圍、機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性等知識(shí)。此外，為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，教材中有意識(shí)地增加了部分先進(jìn)材料成形工藝方面的知識(shí)，具有一定的時(shí)代特色。
本書可作為高等院校機(jī)械類或機(jī)電類專業(yè)本科生使用的教材，也可供高職高專與成人高校師生及有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
本書是在總結(jié)近年來工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上組織編寫的。編寫過程中充分考慮了高等院校工科專業(yè)的特點(diǎn)，以適應(yīng)21世紀(jì)的社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步為目標(biāo)，對(duì)課程內(nèi)容和課程體系進(jìn)行了精心選取和編排，體現(xiàn)了應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的特點(diǎn)。
本書內(nèi)容由金屬學(xué)、熱處理、金屬材料、機(jī)械制造基礎(chǔ)組成，其基本要求如下。
�。�1） 金屬學(xué)方面。了解純金屬的晶體結(jié)構(gòu)，晶格缺陷及其對(duì)性能的影響； 了解合金的結(jié)構(gòu)和性能，相與組織的概念； 了解金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)及對(duì)金屬組織和性能的影響； 熟悉二元合金狀態(tài)圖和鐵碳合金相圖及應(yīng)用。
�。�2） 熱處理方面。了解鋼在熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形態(tài)和性能； 掌握退火、正火、淬火、回火及表面熱處理的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用； 了解常見熱處理缺陷及其產(chǎn)生原因和預(yù)防措施。
（3） 金屬材料方面。掌握碳素鋼、合金鋼和鑄鐵的種類、牌號(hào)、性能及應(yīng)用。
�。�4） 機(jī)械制造基礎(chǔ)方面。通過機(jī)械制造基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握制造金屬零件的基本方法（鑄造、壓力加工、焊接、切削加工等）、工藝過程和工藝方案，注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各相關(guān)學(xué)科的最新成就和制造金屬零件的知識(shí)解決問題的能力，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事機(jī)械設(shè)計(jì)和加工制造方面的工作奠定必要的工藝基礎(chǔ)。
本書由吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院、吉林化工學(xué)院、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)、安陽工學(xué)院、延邊大學(xué)5所院校聯(lián)合編寫，具體分工如下： 第1、7、10章由明哲（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院）編寫； 第3、4、13章由于東林（吉林化工學(xué)院）編寫； 第8、9章由趙麗萍（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)）編寫； 第2、6章由姜峰（吉林化工學(xué)院）編寫； 第5章由朱寶英（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院）編寫； 第12章由胡宇祥（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院）編寫； 第11章由劉玲（安陽工學(xué)院）編寫。另外索忠源（吉林化工學(xué)院）、王軍（吉林化工學(xué)院）和趙德金（延邊大學(xué)）參與了第5、11、12章的編寫。全書由吉林化工學(xué)院邵澤波教授擔(dān)任主審，邵教授提出了許多寶貴的意見和建議，使本書的質(zhì)量得到保證，在此表示誠摯的謝意。
由于編者水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
2012年7月
第1篇 工程材料
第1章 材料的原子結(jié)合方式及性能
1.1 固態(tài)物質(zhì)的結(jié)合方式及原子結(jié)合鍵
1.1.1 晶體與非晶體
1.1.2 原子間的結(jié)合力與結(jié)合能
1.1.3 原子結(jié)合鍵的類型
1.2 工程材料的分類
1.3 工程材料的性能
1.3.1 力學(xué)性能
1.3.2 工藝性能
思考與練習(xí)
第2章 材料的晶體結(jié)構(gòu)
2.1 晶體結(jié)構(gòu)及其表達(dá)
2.1.1 晶格結(jié)構(gòu)與晶胞
2.1.2 晶格常數(shù)與晶系
2.1.3 金屬的晶體結(jié)構(gòu)
2.1.4 立方晶系中的晶向與晶面
2.2 金屬晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
2.2.1 單晶體與多晶體的概念
2.2.2 晶體中的缺陷
思考與練習(xí)
第3章 材料的凝固與相圖
3.1 結(jié)晶與凝固特性及其影響因素
3.2 純金屬的結(jié)晶
3.2.1 純金屬的冷卻曲線和冷卻現(xiàn)象
3.2.2 結(jié)晶過程
3.2.3 結(jié)晶后的晶粒大小及控制
3.3 合金的結(jié)晶與結(jié)晶相圖
3.3.1 合金的相結(jié)構(gòu)及性能
3.3.2 合金相圖的建立
3.3.3 二元合金的結(jié)晶與相圖
3.3.4 合金的性能與相圖的關(guān)系
3.3.5 鑄錠（件）的凝固組織
思考與練習(xí)
第4章 鐵碳合金
4.1 鐵碳合金系相圖
4.1.1 鐵碳合金系組元的特性
4.1.2 鐵碳合金相圖分析
4.2 鐵碳合金平衡結(jié)晶過程及其分析
4.2.1 鐵碳合金相圖中的合金
4.2.2 鋼和白口鑄鐵的平衡結(jié)晶過程
4.3 碳鋼
4.3.1 碳鋼的分類
4.3.2 碳鋼的編號(hào)
4.3.3 碳鋼的應(yīng)用
4.4 鑄鐵
4.4.1 灰口鑄鐵
4.4.2 球墨鑄鐵
4.4.3 可鍛鑄鐵
4.4.4 蠕墨鑄鐵
4.4.5 特殊性能鑄鐵
思考題與練習(xí)
第5章 鋼鐵熱處理
5.1 熱處理過程鋼的組織轉(zhuǎn)變
5.1.1 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變
5.1.2 鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變
5.2 鋼的整體熱處理工藝及其特征
5.2.1 鋼的退火與正火
5.2.2 鋼的淬火
5.2.3 鋼的回火
5.3 鋼的表面熱處理與化學(xué)熱處理
5.3.1 鋼的表面熱處理
5.3.2 鋼的化學(xué)熱處理
5.4 鑄鐵熱處理
5.4.1 普通灰鑄鐵的熱處理
第2篇 機(jī)械制造基礎(chǔ)
參考文獻(xiàn)
第1篇 工程材料
材料、能源、信息被人們稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱，而能源和信息的發(fā)展，在一定程度上又依賴于材料的進(jìn)步。例如，要提高熱機(jī)效率，必須提高工作溫度，所以要求制造熱機(jī)的材料在高溫下具有足夠的強(qiáng)度、韌度和耐熱性。這是一般鋼鐵材料無法達(dá)到的。而用新型陶瓷材料制成的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷柴油機(jī)可節(jié)油30%，熱機(jī)效率可提高50%。目前甚至還研制出在1400℃工作的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷葉片，大大提高了效率。由此可見，開發(fā)新材料可提高現(xiàn)有能源的利用率。半導(dǎo)體材料、傳感器材料、光導(dǎo)纖維材料的開發(fā)，促進(jìn)了信息技術(shù)的提高與發(fā)展。未來新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，無不依賴于材料的進(jìn)步。例如，開發(fā)海洋探測設(shè)備及各種海底設(shè)施需要耐壓、耐蝕的新型結(jié)構(gòu)材料；衛(wèi)星宇航設(shè)備需要輕質(zhì)高強(qiáng)的新材料；在醫(yī)學(xué)上，制造人工臟器、人造骨骼、人造血管等要使用各種具有特殊功能且與+人體相容的新材料。由于材料在人類社會(huì)中的重要作用，許多國家把材料科學(xué)作為重點(diǎn)發(fā)展的學(xué)科，而材料的品種、數(shù)量和質(zhì)量也成為衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)水平以及國防力量的重要標(biāo)志之一。
材料是人類生產(chǎn)和生活所必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類的衣食住行都離不開材料，從日常用的器具到高技術(shù)產(chǎn)品，從簡單的手工工具到復(fù)雜的航天器、機(jī)器人，都是用各種材料制作而成或由其加工的零件組裝而成。縱觀人類歷史，每一種新材料的出現(xiàn)并得以利用，都會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)與人類生活帶來巨大的變化。材料的發(fā)展水平和利用程度已成為人類文明進(jìn)步的標(biāo)志之一。例如，沒有半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，就不可能有目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)；沒有高溫高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，就不可能有今天的航空航天工業(yè)；沒有光導(dǎo)纖維，也就沒有現(xiàn)代化的光纖通信。
材料的發(fā)展經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)，從簡單到復(fù)雜，從天然到合成的發(fā)展歷程。近半個(gè)世紀(jì)來，材料的研究和生產(chǎn)以及材料科學(xué)理論都得到了迅速的發(fā)展。1863年第一臺(tái)金相光學(xué)顯微鏡問世，促進(jìn)了金相學(xué)的研究，使人們步入材料的微觀世界。1912年發(fā)現(xiàn)了X射線，開始了晶體微觀結(jié)構(gòu)的研究。1932年發(fā)明的電子顯微鏡以及后來出現(xiàn)的各種先進(jìn)！分析工具，把人們帶到了微觀世界的更深層次。一些與材料有關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科（如固體物理學(xué)、量子力學(xué)、化學(xué)等）的發(fā)展，又有力地推動(dòng)了材料研究的深化。未來，人工合成材料將得到更大的發(fā)展，進(jìn)入金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復(fù)合材料共存的時(shí)代。
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