本教材为普通高等教育机械类及近机类专业的技术基础课教材。以材料的成分、组织、工艺、性能、应用为主线，从材料基本理论、金属材料改性技术、材料性能及应用、材料选用等四个篇幅讲授机械工程材料的基本知识。本教材共13章，包括材料的性能、金属材料的结构与组织、金属的塑性变形改性、钢的热处理改性、金属的表面改性、碳钢、合金钢、铸铁、有色金属、新型金属材料、非金属材料、机械零件的选材及热处理、特定行业机械零件的选材及热处理等。每章附有适量的思考题。
随着制造业向先进制造、智能制造的发展，高等教育的人才培养模式正转变为创新型应用人才的培养，教育部也提出并在深入推进卓越工程师教育培养计划，以提高工程教育人才培养质量，培养高质量创新型工程技术人才。
本教材是为适应目前高等工程教育的新形势，在满足教学基本要求的前提下，对机械制造类及相近各专业创新教育的教材内容进行调整和扩充而编写的。对传统的较深的理论知识进行了精简，对新技术及工程实际应用知识进行了扩充。
本教材针对机械行业的工程材料进行知识阐述，主要内容有：
1)材料基本原理——材料成分、组成、性能、应用之间关系。
2)材料改性技术——材料的变形加工、热处理、表面处理等。
3)各种材料性能及应用——钢铁材料、有色金属、非金属材料、复合材料等。
4)材料选用——各种类型机械零件及各种特殊行业机械零件的选用及热处理。
本教材主要具有以下特点：
1)知识系统——对各章内容均按照成分、组成、性能、应用的主线编排教学内容，便于学生掌握材料研究和分析的基本方法，提高学生的创新思维能力。
2)内容精炼——精简了材料内部组织结构转变的复杂过程和深奥机理，明确最终结果，简化了改性技术的次要环节，突出关键技术，让学生抓住重点，提高学习效果和学习效率。
3)信息丰富——扩充了轻合金、高温合金、非晶合金、形状记忆合金等新材料及改性技术新工艺，增加学生的信息量，扩大知识新视野。
4)强化实践——增加了较多材料选用的内容，以及材料应用方面的实例分析、加工工艺路线制订、加工技术等实际应用知识，便于培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
5)生动形象——增加了较多同类概念或同类知识对比的表格、材料改性技术的图片、材料实际应用的照片等，图文并茂，增加直观性和形象性，提高学生的学习兴趣。
本教材不仅在结构、内容、形式上重新编排，而且所引用的材料成分、性能、牌号及工艺标注方法等均来自最新国家标准，是一本新颖的教材。本教材可作为高等院校机械制造、机械设计、机电工程等机械类专业以及近机类专业教材，也可作为专科学校、成人教育及有关工程技术人员的参考书。
本教材由郑州轻工业学院高红霞教授主编，负责全书的统稿与审校，樊江磊、丁静任副主编。高红霞编写绪论、第1章、第4章、第13章、附录等；樊江磊编写第2章、第8章；丁静编写第3章、第6章、第10章、第5章的5.4节；吴深编写第7章的7.1—7.2节、第9章；王通编写第11章、第5章的5.1～5.2节；马宇编写第12章、第7章7.3—7.4节、第5章的5.3节。
本教材编写过程中，刘琨、周向葵、陈宝龙参与了一些资料整理及图片制作等工作；工程材料实验室老师提供了部分金相图片，其他高校的同行教师也提出了不少宝贵意见，在此一并深表感谢！
由于水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请各位同仁及广大读者批评指正。
编者
目 录
前言
绪论 1
0.1工程材料的地位 2
0.1.1工程材料的社会地位 2
0.1.2工程材料在机械工业中的地位 3
0.2工程材料的分类及应用 3
0.2.1按材料的化学成分分类 3
0.2.2按材料使用性能分类 3
0.3课程的主要内容 4
0.3.1材料的基本理论” 4
0.3.2金属材料的改性技术 4
0.3.3各种机械工程材料的性能及
应用 4
0.3.4机械工程材料的选用 4
0.4课程的任务” 4
0.5课程的目的和要求 5
思考题 5
第1章材料的性能 6
1. 1材料的力学性能 7
1.1.1强度 7
1.1.2塑性 8
1.1.3硬度 一9
1.1.4韧性 12
1.1.5疲劳强度 12
1.2材料常用物理化学性能 13
1.2.1材料的物理性能 13
1.2.2材料的化学性能 14
1.3材料的工艺性能 14
1.3.1铸造性能 14
1.3.2锻造性能 14
1.3.3焊接性 -14
1.3.4热处理性能 15
1.3.5切削加工性能 15
思考题一 15
第2章金属材料的结构与组织 16
2.1纯金属的结构与组织 17
2.1.1理想金属晶体结构 l7
2.1.2实际金属晶体结构 19
2.1.3纯金属的组织 20
2.2合金的结构与组织 22
2. 2.1合金的结构 23
2.2.2合金的组织 24
2.3铁碳合金的结构与组织 28
2.3.1铁碳合金的结构 29
2.3.2铁碳合金的组织 30
2.3.3铁碳相图的应用 36
思考题．． 38
第3章金属的塑性变形改性 一39
3.1塑性变形的形式及过程 40
3.1.1塑性变形的形式 40
3.1.2塑性变形的过程 40
3.2冷塑性变形后金属的组织性能 42
3.2.1冷塑性变形后金属的组织结构 42
3.2.2冷塑性变形后金属的性能 43
3.3冷塑性变形金属加热时的组织性能 44
3.3.1 回复的组织性能 44
3.3.2再结晶的组织性能 44
3.3.3晶粒长大的组织性能 44
3.4热塑性变形后金属的组织性能 45
3.4.1热塑性变形后金属的组织 45
3.4.2热塑性变形后金属的性能 45
思考题 45
第4章钢的热处理改性 46
4.1热处理的作用及分类 47
4.1.1热处理的作用 47
4.1.2热处理的分类 47
4.2钢在加热时的组织转变 47
4.2.1加热温度 一47
4.2.2转变过程 48
4.2.3加热转变组织及其控制措施 49
4.3钢在冷却时的组织转变 50
4.3.1转变产物及性能 50
4.3.2等温冷却转变一 53
4.3.3连续冷却转变 -53
4.4钢的退火与正火 54
4.4.1退火与正火的作用 54
4.4.2退火工艺 54
4.4.3正火工艺 55
4.5钢的淬火与回火 55
4.5.1淬火的作用 55
4.5.2淬火工艺 55
4.5.3 回火的作用 58
4.5.4回火工艺 -58
4.6钢的表面热处理 59
4.6.1表面淬火 59
4.6.2渗碳 61
4.6.3渗氮 62
4.7钢的热处理新工艺 63
4.7.1真空热处理 63
4.7.2形变热处理 63
4.7.3高能束表面淬火 64
4.7.4智能化热处理 65
4.8热处理工序的位置及零件的加工工艺
路线 66
4.8.1热处理工序的位置 66
4.8.2各种碳钢零件的加工工艺路线 66
4.9钢热处理缺陷的防止及热处理零件的
结构工艺性 66
4.9.1热处理缺陷的防止 66
4.9.2热处理零件的结构工艺性 67
思考题．． 68
第5章金属的表面改性 70
5.1 电镀及化学镀 71
5.1.1电镀 71
5.1.2化学镀 74
5.2热喷涂 75
5.2.1火焰喷涂 77
5.2.2电弧线材喷涂 77
5.2.3等离子喷涂 78
5.3气相沉积 79
5.3.1物理气相沉积 79
5.3.2化学气相沉积 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
思考题 82
第6章碳钢 83
6.1碳钢基础知识 84
6.1.1碳钢的成分特点 84
6.1.2碳钢的组织及性能 84
6.1.3碳钢的分类 -85
6.1.4碳钢的热处理 85
6.1.5碳钢的牌号 86
6.2常用碳钢的牌号、成分、组织、性能
及应用 86
6.2.1普通碳素结构钢 86
6.2.2优质碳素结构钢 87
6.2.3碳素工具钢 89
6.2.4铸造碳钢 89
思考题．． 90
第7章合金钢．． 9l
7.1合金钢基础知识 92
7.1.1合金钢的成分 92
7.1.2合金钢的组织性能及应用 94
7.1.3合金钢的热处理 95
7.1.4合金钢的分类 95
7.1.5合金钢的牌号 95
7.2常用合金结构钢的牌号、成分、组织、
性能及应用 96
7.2.1低合金高强度钢 96
7.2.2合金渗碳钢 98
7.2.3合金调质钢 100
7.2.4合金弹簧钢 100
7.2.5滚动轴承钢 102
7.2.6易切钢 103
7.3常用合金工具钢的牌号、成分、组织、
性能及应用 103
7.3.1合金刃具钢 103
7.3.2合金模具钢 106
7.3.3合金量具钢 108
7.4特殊性能钢的牌号、成分、组织、性能
及应用 109
7.4.1不锈钢 109
第8章铸铁114
第9章有色金属
第10章新型金属材料
第11章非金属材料
第12章机械零件的选材及热处理
第13章特定行业机械零件的选材及热处理
附录
参考文献
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