《普通高等教育“十二五”规划教材·普通高等院校机电工程类规划教材：工程材料及机械制造基础》是编者在总结近几年教学改革经验的基础上编写的。《普通高等教育“十二五”规划教材·普通高等院校机电工程类规划教材：工程材料及机械制造基础》内容精练，理论阐述简明，文字简洁。
《普通高等教育“十二五”规划教材·普通高等院校机电工程类规划教材：工程材料及机械制造基础》分为工程材料与机械制造基础两篇。工程材料篇主要阐述各种常用工程材料的化学成分、金属热处理原理与工艺、组织结构、使用性能及实际应用等方面的基础理论和基本知识，为机械零件及工程结构等的设计、制造和正确使用提供有关合理选材、用材的必要理论指导和实际帮助。机械制造基础篇主要阐述金属机件成形工艺，主要包括：金属材料铸造、压力加工和焊接生产过程的基本原理、材料的热加工工艺性能、各种热加工工艺的特点和适用范围、机械零件的结构工艺性等知识。此外，为了适应经济与社会发展，拓宽学生的知识面，教材中有意识地增加了部分先进材料成形工艺方面的知识，具有一定的时代特色。
本书可作为高等院校机械类或机电类专业本科生使用的教材，也可供高职高专与成人高校师生及有关工程技术人员参考。
本书是在总结近年来工程材料与机械制造基础教学经验的基础上组织编写的。编写过程中充分考虑了高等院校工科专业的特点，以适应21世纪的社会发展和科技进步为目标，对课程内容和课程体系进行了精心选取和编排，体现了应用型本科人才培养的特点。
本书内容由金属学、热处理、金属材料、机械制造基础组成，其基本要求如下。
（1） 金属学方面。了解纯金属的晶体结构，晶格缺陷及其对性能的影响； 了解合金的结构和性能，相与组织的概念； 了解金属塑性变形的实质及对金属组织和性能的影响； 熟悉二元合金状态图和铁碳合金相图及应用。
（2） 热处理方面。了解钢在热处理过程中的组织转变及转变产物的形态和性能； 掌握退火、正火、淬火、回火及表面热处理的工艺特点和应用； 了解常见热处理缺陷及其产生原因和预防措施。
（3） 金属材料方面。掌握碳素钢、合金钢和铸铁的种类、牌号、性能及应用。
（4） 机械制造基础方面。通过机械制造基础课程的学习，使学生了解和掌握制造金属零件的基本方法（铸造、压力加工、焊接、切削加工等）、工艺过程和工艺方案，注重培养学生综合运用各相关学科的最新成就和制造金属零件的知识解决问题的能力，为学习其他有关课程及以后从事机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的工艺基础。
本书由吉林农业科技学院、吉林化工学院、吉林农业大学、安阳工学院、延边大学5所院校联合编写，具体分工如下： 第1、7、10章由明哲（吉林农业科技学院）编写； 第3、4、13章由于东林（吉林化工学院）编写； 第8、9章由赵丽萍（吉林农业大学）编写； 第2、6章由姜峰（吉林化工学院）编写； 第5章由朱宝英（吉林农业科技学院）编写； 第12章由胡宇祥（吉林农业科技学院）编写； 第11章由刘玲（安阳工学院）编写。另外索忠源（吉林化工学院）、王军（吉林化工学院）和赵德金（延边大学）参与了第5、11、12章的编写。全书由吉林化工学院邵泽波教授担任主审，邵教授提出了许多宝贵的意见和建议，使本书的质量得到保证，在此表示诚挚的谢意。
由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请读者批评指正。
编者
2012年7月
第1篇 工程材料
第1章 材料的原子结合方式及性能
1.1 固态物质的结合方式及原子结合键
1.1.1 晶体与非晶体
1.1.2 原子间的结合力与结合能
1.1.3 原子结合键的类型
1.2 工程材料的分类
1.3 工程材料的性能
1.3.1 力学性能
1.3.2 工艺性能
思考与练习
第2章 材料的晶体结构
2.1 晶体结构及其表达
2.1.1 晶格结构与晶胞
2.1.2 晶格常数与晶系
2.1.3 金属的晶体结构
2.1.4 立方晶系中的晶向与晶面
2.2 金属晶体结构的特点
2.2.1 单晶体与多晶体的概念
2.2.2 晶体中的缺陷
思考与练习
第3章 材料的凝固与相图
3.1 结晶与凝固特性及其影响因素
3.2 纯金属的结晶
3.2.1 纯金属的冷却曲线和冷却现象
3.2.2 结晶过程
3.2.3 结晶后的晶粒大小及控制
3.3 合金的结晶与结晶相图
3.3.1 合金的相结构及性能
3.3.2 合金相图的建立
3.3.3 二元合金的结晶与相图
3.3.4 合金的性能与相图的关系
3.3.5 铸锭（件）的凝固组织
思考与练习
第4章 铁碳合金
4.1 铁碳合金系相图
4.1.1 铁碳合金系组元的特性
4.1.2 铁碳合金相图分析
4.2 铁碳合金平衡结晶过程及其分析
4.2.1 铁碳合金相图中的合金
4.2.2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程
4.3 碳钢
4.3.1 碳钢的分类
4.3.2 碳钢的编号
4.3.3 碳钢的应用
4.4 铸铁
4.4.1 灰口铸铁
4.4.2 球墨铸铁
4.4.3 可锻铸铁
4.4.4 蠕墨铸铁
4.4.5 特殊性能铸铁
思考题与练习
第5章 钢铁热处理
5.1 热处理过程钢的组织转变
5.1.1 钢在加热时的组织转变
5.1.2 钢在冷却时的组织转变
5.2 钢的整体热处理工艺及其特征
5.2.1 钢的退火与正火
5.2.2 钢的淬火
5.2.3 钢的回火
5.3 钢的表面热处理与化学热处理
5.3.1 钢的表面热处理
5.3.2 钢的化学热处理
5.4 铸铁热处理
5.4.1 普通灰铸铁的热处理
第2篇 机械制造基础
参考文献
第1篇 工程材料
材料、能源、信息被人们称为现代技术的三大支柱，而能源和信息的发展，在一定程度上又依赖于材料的进步。例如，要提高热机效率，必须提高工作温度，所以要求制造热机的材料在高温下具有足够的强度、韧度和耐热性。这是一般钢铁材料无法达到的。而用新型陶瓷材料制成的高温结构陶瓷柴油机可节油30%，热机效率可提高50%。目前甚至还研制出在1400℃工作的涡轮发动机陶瓷叶片，大大提高了效率。由此可见，开发新材料可提高现有能源的利用率。半导体材料、传感器材料、光导纤维材料的开发，促进了信息技术的提高与发展。未来新型产业的发展，无不依赖于材料的进步。例如，开发海洋探测设备及各种海底设施需要耐压、耐蚀的新型结构材料；卫星宇航设备需要轻质高强的新材料；在医学上，制造人工脏器、人造骨骼、人造血管等要使用各种具有特殊功能且与+人体相容的新材料。由于材料在人类社会中的重要作用，许多国家把材料科学作为重点发展的学科，而材料的品种、数量和质量也成为衡量一个国家科学技术和国民经济水平以及国防力量的重要标志之一。
材料是人类生产和生活所必需的物质基础。人类的衣食住行都离不开材料，从日常用的器具到高技术产品，从简单的手工工具到复杂的航天器、机器人，都是用各种材料制作而成或由其加工的零件组装而成。纵观人类历史，每一种新材料的出现并得以利用，都会给社会生产与人类生活带来巨大的变化。材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标志之一。例如，没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前的计算机技术；没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的航空航天工业；没有光导纤维，也就没有现代化的光纤通信。
材料的发展经历了从低级到高级，从简单到复杂，从天然到合成的发展历程。近半个世纪来，材料的研究和生产以及材料科学理论都得到了迅速的发展。1863年第一台金相光学显微镜问世，促进了金相学的研究，使人们步入材料的微观世界。1912年发现了X射线，开始了晶体微观结构的研究。1932年发明的电子显微镜以及后来出现的各种先进！分析工具，把人们带到了微观世界的更深层次。一些与材料有关的基础学科（如固体物理学、量子力学、化学等）的发展，又有力地推动了材料研究的深化。未来，人工合成材料将得到更大的发展，进入金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料共存的时代。
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