本課程依據中等職業(yè)學校機械制造類工種的職業(yè)等級要求和實際生產中的崗位需求，根據中等職業(yè)學校的培養(yǎng)目標，吸取其他學校專業(yè)教學改革的成功經驗，并參閱了大量相關資料的基礎上編寫而成的。本課程的主要教學任務是：金屬材料與熱處理的基本理論和基本知識，初步了解金屬材料的應用及零件的合理選材，初步掌握正確運用熱處理工藝、合理安排零件工藝路線的方法；為學生學習專業(yè)課程，提高職業(yè)素養(yǎng)，增強職業(yè)應變能力打下一定的基礎。本課程的主要內容包括金屬的性能、金屬學基礎知識、鋼的熱處理和金屬材料和非金屬材料等。金屬的性能主要介紹金屬的力學性能和工藝性能；金屬學基礎知識講述金屬的晶體結構、結晶及金屬的塑性變形，鐵碳合金的組織及鐵碳合金相圖；鋼的熱處理講述熱處理的原理（鋼在加熱、保溫、冷卻時的組織轉變）和熱處理的工藝（退火、正火、淬火、回火、表面熱處理等）;金屬材料講述碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及硬質合金等金屬材料的牌號、成分、組織、熱處理、性能及用途。隨著科技發(fā)展，新型材料在實際生產中的應用也越來越廣泛，所以還介紹了新型材料的內容。
薛冬梅，女，1970年7月出生，畢業(yè)于河北科技師范學院，計算機科學與技術專業(yè)，本科學歷�，F就職于河北省玉田縣職業(yè)技術教育中心，正高級講師，主要從事機械類專業(yè)課教學以及學生教育教學管理工作。就職期間發(fā)表論文6篇，主持課題4項，參與課題3項，參與編寫教材3部，曾被評為縣級優(yōu)秀教師、最美教師、愛崗敬業(yè)女標兵，優(yōu)秀人才；市級優(yōu)秀教師，市級教學能手，市級德育工作先進工作者，省級優(yōu)秀班主任，省級德育工作先進個人等。
錄
緒論 ................................................................................................................ 1
第 1 章 金屬材料的性能 ................................................................................ 4
1.1 金屬材料的力學性能 .................................................................................................... 4
1.2 金屬材料的物理性能和化學性能 .............................................................................. 16
1.3 金屬材料的工藝性能 .................................................................................................. 18
本章知識回顧 ....................................................................................................................... 19
沙場點兵 課后習題 ........................................................................................................... 23
第 2 章 金屬的結構和結晶 .......................................................................... 26
2.1 金屬的晶體結構 .......................................................................................................... 26
2.2 純金屬的結晶 .............................................................................................................. 29
2.3 金屬的同素異構轉變 .................................................................................................. 32
本章知識回顧 ....................................................................................................................... 33
沙場點兵-課后習題 .............................................................................................................. 34
第 3 章 鐵碳合金 ........................................................................................ 36
3.1 合金及其組織 .............................................................................................................. 37
3.2 鐵碳合金的基本組織與性能 ...................................................................................... 39
3.3 鐵碳合金相圖 .............................................................................................................. 42
本章知識回顧 ....................................................................................................................... 50
沙場點兵（課后習題） ....................................................................................................... 51
第 4 章 碳素鋼 ............................................................................................ 55
4.1 雜質元素對碳素鋼性能的影響 .................................................................................. 55
4.2 碳素鋼的分類 .............................................................................................................. 56
4.3 碳素鋼的牌號與用途 .................................................................................................. 57
本章知識回顧 ....................................................................................................................... 62
沙場點兵（課后習題） ....................................................................................................... 63
第 5 章 鋼的熱處理 ..................................................................................... 65
5.1 熱處理的原理與分類 .................................................................................................. 65 金屬材料與熱處理
— VI —
5.2 鋼在加熱與冷卻時的組織轉變 .................................................................................. 67
5.3 鋼的退火與正火 .......................................................................................................... 75
5.4 鋼的淬火與回火 .......................................................................................................... 78
5.5 鋼的表面熱處理與化學熱處理 .................................................................................. 85
5.6 零件的熱處理分析 ...................................................................................................... 93
本章知識回顧 ....................................................................................................................... 96
沙場點兵（課后習題） ....................................................................................................... 97
第 6 章 合金鋼 .......................................................................................... 101
6.1 合金元素在鋼中的作用 ............................................................................................ 101
6.2 合金鋼的分類和牌號 ................................................................................................ 104
6.3 低合金鋼 .................................................................................................................... 106
6.4 合金結構鋼 ................................................................................................................ 109
6.5 合金工具鋼 ................................................................................................................ 116
6.6 特殊性能鋼 ................................................................................................................ 123
本章知識回顧 ..................................................................................................................... 132
沙場點兵（課后習題） ..................................................................................................... 133
第 7 章 鑄鐵 .............................................................................................. 136
7.1 鑄鐵的組織與分類 .................................................................................................... 136
7.2 常用鑄鐵的組織和性能 ............................................................................................ 140
本章知識回顧 ..................................................................................................................... 148
沙場點兵 （課后練習） ................................................................................................... 150
第 8 章 有色金屬與硬質合金 .................................................................... 153
8.1 銅與銅合金 ................................................................................................................ 153
8.2 鋁與鋁合金 ................................................................................................................ 162
8.3 鈦與鈦合金 ................................................................................................................ 169
8.4 滑動軸承合金 ............................................................................................................ 172
8.5 硬質合金 .................................................................................................................... 175
本章知識回顧 ..................................................................................................................... 178
沙場點兵（課后習題） ..................................................................................................... 180
第 9 章 新型材料 ...................................................................................... 183
9.1 形狀記憶合金 ............................................................................................................ 183 目錄
9.2 超導材料 .................................................................................................................... 186
9.3 納米材料 .................................................................................................................... 187
第 10 章 金屬材料的選用 .......................................................................... 193
10.1 金屬材料的失效分析 .............................................................................................. 193
10.2 金屬材料的選用原則 .............................................................................................. 196
10.3 典型零件金屬材料選擇實例 .................................................................................. 198
本章知識回顧 ..................................................................................................................... 203
沙場點兵（課后習題） ..................................................................................................... 203
附錄 1 壓痕直徑與布氏硬度對照表 ........................................................... 204
附錄 2 黑色金屬硬度與強度換算表 ........................................................... 206
附錄 3 常用鋼的臨界點 ............................................................................. 207
參考文獻 ..................................................................................................... 208
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