机械工程材料与热处理

本书分10章，系统地介绍了工程材料及其性能、金属学基础知识、铁碳合金及碳素钢、钢的热处理、合金钢及硬质合金、铸铁、有色金属及其合金、非金属材料及新型材料、机械零件材料的选择、零件毛坯成形概论，书末还附有4个简明的选做实验。本书是作者集多年教学经验并结合高等职业教育教学改革、示范院校建设而编写的。良好体现“必需、够用和少而精”原则，删减理论、整合内容、突出基本应用。最大特色：教师学生“双轻松”——“教师愉快教”与“学生快乐学”，设计方式和内容选择注重激发好奇心和求知欲，激发主动阅读，可在愉悦的阅读中逐步拓宽视野。体现在：（1）专门针对高职学生特点，配大量工程实物图——内容精炼，深入浅出，极大降低了理论难度，突出常见工程材料的基本性能和典型应用，设置了大量工程实物图片；（2）案例导引与释疑——每章以有趣而又典型的“引导案例”切入，把握学生兴趣，提出疑问，引出相关内容，章末给出“案例释疑”；（3）便于学习、授课——知识条目化、“浅显化”，正文关键处恰当设置“便签式”生产经验提示、知识链接，配有趣味盎然的拓展知识以丰富学习，备有电子课件、教案、教学素材（视频、动画、图片等）、练习题及答案。

前言
第1章工程材料及其性能
学习重点及难点
引导案例
1.1工程材料及其性能指标
1.1.1工程材料及其分类
1.1.2工程材料的常用性能指标
1.2金属材料的常用力学性能
1.2.1金属材料所受载荷与常用力学性能
1.2.2强度
1.2.3塑性
1.2.4硬度
1.2.5韧性
1.2.6疲劳强度
1.3金属材料的物理性能和化学性能
1.3.1物理性能
1.3.2化学性能
1.4金属材料的工艺性能
案例释疑
知识拓展——材料的发展历史
本章小结
思考与练习
第2章金属学基础知识
学习重点及难点
引导案例
2.1纯金属的晶体结构
2.1.1晶体与非晶体
2.1.2晶体结构
2.1.3金属晶格的类型
2.1.4实际金属的晶体结构
2.1.5实际金属的晶体缺陷
2.2金属的结晶
2.2.1纯金属的过冷现象与过冷度
2.2.2纯金属的结晶过程
2.2.3合金铸件（或铸锭）结晶后的组织结构
2.2.4晶粒大小及其控制
2.3合金的晶体结构
2.3.1合金的基本概念
2.3.2合金的相结构
2.4金属的冷塑性变形
2.4.1金属的塑性变形
2.4.2冷塑性变形对金属组织和性能的影响
2.4.3冷塑性变形后在加热时的回复与再结晶
2.5金属的热塑性变形
2.5.1热加工与冷加工的区别
2.5.2热加工对金属组织和性能的影响
案例释疑
知识拓展——金刚石及其用途
本章小结
思考与练习
第3章铁碳合金及碳素钢
学习重点及难点
引导案例
3.1铁碳合金及其相图
3.1.1工业纯铁
3.1.2铁碳合金的基本组织
3.1.3铁碳合金相图
3.1.4铁碳合金的分类
3.1.5典型铁碳合金的结晶过程
3.1.6含碳量对钢性能的影响
3.1.7铁碳合金相图在工业中的应用
3.2碳素钢（非合金钢）概述
3.2.1常存杂质元素对碳素钢性能的影响
3.2.2碳素钢的分类
3.2.3钢材的品种
3.3碳素结构钢
3.3.1普通碳素结构钢
3.3.2优质碳素结构钢
3.4碳素工具钢
3.5铸造碳钢
案例释疑
知识拓展——“泰坦尼克号”沉船之谜
本章小结
思考与练习
第4章钢的热处理
学习重点及难点
引导案例
4.1热处理概述
4.2钢在加热时的转变
4.2.1钢在加热和冷却时的固态临界点
4.2.2钢在加热时的组织转变过程
4.2.3加热时奥氏体的晶粒大小及控制
4.3钢在冷却时的转变
4.3.1过冷奥氏体的等温转变
4.3.2过冷奥氏体的连续冷却转变
4.4钢的退火和正火
4.4.1钢的退火
4.4.2钢的正火
4.4.3退火与正火的应用选择
4.5钢的淬火
4.5.1钢的淬火工艺
4.5.2淬火方法
4.5.3钢的淬透性与淬硬性
4.5.4钢的淬火缺陷及预防
4.6淬火钢的回火
4.6.1淬火钢回火的目的
4.6.2常用的回火方法
4.6.3回火脆性
4.7钢的表面热处理
4.7.1钢的表面淬火
4.7.2钢的化学热处理
4.8其他热处理技术
4.8.1时效处理
4.8.2形变热处理
4.8.3真空热处理
4.8.4可控气氛热处理
4.8.5表面气相沉积
4.9热处理方案选择及工艺位置安排
4.9.1常用热处理方案的选择
4.9.2热处理工艺位置安排
4.10零件的热处理结构工艺性
案例释疑
知识拓展——我国古代的热处理工艺
本章小结
思考与练习
第5章合金钢及硬质合金
学习重点及难点
引导案例
5.1合金钢概述
5.2合金钢的分类和牌号
5.2.1合金钢的分类
5.2.2合金钢的牌号
5.3合金元素在钢中的作用
5.3.1合金元素对钢力学性能的影响
5.3.2合金元素对钢热处理性能的影响
5.3.3合金元素对钢加工工艺性能的影响
5.4合金结构钢
5.4.1工程构件用合金钢
5.4.2机械结构用合金钢
5.5合金工具钢
5.5.1合金量具钢
5.5.2合金刃具钢
5.5.3耐冲击工具钢
5.5.4合金模具钢
5.6特殊性能合金钢
5.6.1不锈钢
5.6.2耐热钢
5.6.3耐磨钢
5.6.4易切削结构钢
5.7硬质合金
5.7.1硬质合金的应用与特性
5.7.2常用硬质合金
案例释疑
知识拓展——古代的“宝刀”是如何炼成的
本章小结
思考与练习
第6章铸铁
学习重点及难点
引导案例
6.1铸铁概述
6.1.1铸铁的成分及性能特点
6.1.2铸铁的分类及应用
6.2灰铸铁
6.2.1灰铸铁的成分、组织与性能特点
6.2.2灰铸铁的牌号和应用
6.2.3灰铸铁的孕育处理
6.2.4灰铸铁的热处理
6.3球墨铸铁
6.3.1球墨铸铁的组织与性能
6.3.2球墨铸铁的牌号及用途
6.3.3球墨铸铁的热处理
6.4可锻铸铁
6.4.1可锻铸铁的生产过程及成分
6.4.2可锻铸铁的组织与性能
6.4.3可锻铸铁的牌号及用途
6.5蠕墨铸铁及特殊性能铸铁
6.5.1蠕墨铸铁
6.5.2特殊性能铸铁
案例释疑
知识拓展——钢铁材料的生产工艺简介
本章小结
思考与练习
第7章有色金属及其合金
学习重点及难点
引导案例
7.1有色金属概述
7.2铜及铜合金
7.2.1工业纯铜
7.2.2铜合金
7.3铝及铝合金
7.3.1工业纯铝
7.3.2铝合金
7.3.3铝合金的热处理
7.4钛及钛合金
7.4.1工业纯钛
7.4.2钛合金
7.4.3钛合金的主要应用
7.5镁及镁合金
7.5.1纯镁的性能特点
7.5.2镁合金的性能特点
7.5.3镁合金的分类及应用
7.5.4镁合金应用的发展
7.6滑动轴承合金
7.6.1轴承及轴承合金的类别
7.6.2铅基轴承合金
7.6.3锡基轴承合金
7.6.4铝基轴承合金
7.6.5铜基轴承合金
案例释疑
知识拓展——如何区分白铜和纯银
本章小结
思考与练习
第8章非金属材料及新型材料
学习重点及难点
引导案例
8.1非金属材料概述
8.2高分子材料
8.2.1塑料
8.2.2橡胶
8.2.3纤维
8.2.4胶粘剂
8.2.5涂料
8.3陶瓷材料
8.3.1陶瓷的分类
8.3.2陶瓷的性能特点
8.3.3常用陶瓷的种类及应用
8.4复合材料
8.4.1复合材料的概念
8.4.2复合材料的分类
8.4.3复合材料的性能特点
8.4.4常用复合材料
8.5新型材料
8.5.1高温材料
8.5.2形状记忆材料
8.5.3超导材料
案例释疑
知识拓展——纳米技术简介
本章小结
思考与练习
第9章机械零件材料的选择
学习重点及难点
引导案例
9.1机械零件的失效
9.1.1失效的概念及特征
9.1.2失效的类型
9.1.3失效的原因
9.2机械零件材料选择的一般原则
9.2.1使用性能的考虑
9.2.2工艺性能的考虑
9.2.3经济性的考虑
9.3典型零件选材实例
9.3.1轴类零件的选材及热处理
9.3.2齿轮类零件的选材与工艺分析
9.3.3箱体类零件的选材
案例释疑
知识拓展——铝合金汽车轮毂相对传统钢轮毂的优势
本章小结
思考与练习
第10章零件毛坯成形概论
学习重点及难点
引导案例
10.1铸造成形基础
10.1.1铸造概述
10.1.2砂型铸造
10.1.3特种铸造简介
10.2焊接成形基础
10.2.1焊接概述
10.2.2焊条电弧焊
10.2.3埋弧焊
10.2.4气体保护焊
10.2.5电阻焊
10.2.6等离子弧焊
10.2.7钎焊
10.3锻压成形基础
10.3.1锻压概述
10.3.2自由锻
10.3.3模锻
10.3.4板料冲压
10.3.5锻压新技术简介
案例释疑
知识拓展——焊接新技术
本章小结
思考与练习
附录
附录A简明实验
实验1金属材料的拉伸试验
实验2金属材料硬度的测定
实验3铁碳合金显微组织的观察及分析
实验4碳素钢的热处理
附录B压痕直径与布氏硬度对照表
附录C黑色金属硬度及强度换算表
附录D各类钢铁的牌号表示方法
附录E常用热处理工艺代号及技术条件的表示方法
参考文献

第2版前言机械工程材料与热处理第2版本书第1版自2010年出版以来，几年间重印多次，特色鲜明，适应了当今高等职业教育人才培养需求，得到了广大同行和读者的认可与好评。为了适应新技术的发展、新标准的广泛采用以及教育教学改革新趋势，并结合几年来在使用中的具体情况及相关用书单位反馈的有益建议，我们特别组织编写团队进行了再版修订。 本书秉承第1版特色并进行了必要修订，更加利于教与学，是在作者总结多年教学经验并结合高等职业教育教学改革、示范院校建设基础上进行的，较好地体现了“必需、够用和少而精”的原则，删减理论、整合内容、突出基本应用，设计方式和内容选择注重激发学生的好奇心和求知欲，引起其主动阅读的愿望，在愉悦的阅读过程中逐步拓宽视野。 本书最大特色为教师、学生“双轻松”—— “教师愉快教”与“学生快乐学”。体现如下： （1）专门针对高等职业院校学生特点编排，配大量实物图——内容精炼，深入浅出，编排上极大地降低了理论难度，突出常见工程材料的基本性能和典型应用，图文并茂，设置了大量实物图片。 （2）章首案例引导，章末案例释疑——每章以有趣而又典型的“引导案例”切入，把握学生兴趣，提出疑问，引出相关内容，在章末给出“案例释疑”。 （3）便于学习、备课和授课——知识条目化、浅显化，并在正文关键处恰当设置“便签式”的生产经验提示、知识链接，配有趣味盎然的拓展知识以丰富学习内容。 本次修订内容为：涉及的国家标准内容及符号全部更新为国家最新标准，增加了大量工程实物图片，章末增加了拓展知识，章首的引导案例进行了部分更换，增加了新工艺、新技术，全书进行了必要的优化。 本次修订由河北工业职业技术学院张文灼、赵宇辉任主编；副主编为：石家庄学院孙宏强，济南职业学院车君华，宁波第二技师学院俞挺，河北轨道运输职业技术学院王增杰；参加编写的还有：甘肃畜牧工程职业技术学院刘玉春，济南职业学院焦彬彬，山西工程职业技术学院杨宜宁，石家庄信息工程职业学院吴国华，河北工业职业技术学院张晓娜、赵玉、王红光、李栾菊，潍坊职业学院李海涛，西安飞机工业公司职工工学院王纯。张文灼、赵宇辉负责全书修订思路与大纲的总体策划，并对全书统一修改、定稿。 本次修订由甘肃畜牧工程职业技术学院巨江澜任主审，他对全书进行了认真细致的审阅，并提出了许多宝贵意见和建议，在此谨表谢意。 由于高职高专教育教学改革在不断探索和深化中，加之编者视野和专业水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，敬请广大同行和读者批评指正，也请各位专家学者不吝赐教，以便下次修订时改进。所有建议和意见敬请发至JXGCCL@126com，我们将不胜感激。 编者