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本书按照教育部倡导的“以就业为导向，以能力为本位”的职业教育改革精神，结合作者多年的教学经验进行编写。主要内容包括材料的宏观性能、微观结构、钢的热处理、钢铁材料、非铁金属材料、非金属材料及复合材料等。全书图文并茂，通俗易懂，版面新颖，注重联系生产实际，突出学生技能的培养。本书配有“教学导航”、“案例分析”、“相关知识”、“知识梳理”、“巩固提高”几个模块，以方便教学和读者提高学习效率。本书配有免费的电子教学课件和习题参考答案，详见前言。

学习领域1  机械工程材料基础	（1）
  教学导航	（1）
  任务1-1  认识机械工程材料的宏观性能	（2）
      案例1  轿车的材料组成	（2）
      相关知识	（2）
  1.1  材料的力学性能	（2）
      1.1.1  强度、刚度、塑性	（3）
      1.1.2  硬度	（6）
      1.1.3  冲击韧度	（10）
      1.1.4  断裂韧度	（11）
      1.1.5  疲劳强度	（11）
      知识拓展	（12）
      1.1.6  材料的物理、化学性能	（12）
      1.1.7  工程材料的分类	（12）
      1.1.8  材料的工艺性能	（13）
      知识梳理	（14）
      练习及思考题	（16）
  任务1-2  探知材料的微观结构	（18）
      案例2  显微镜下观察钢与陶瓷的组织	（18）
      相关知识	（19）
  1.2  金属和陶瓷材料的微观组织结构	（19）
      1.2.1  纯金属的晶体结构及结晶	（19）
      1.2.2  铁碳合金的晶体结构及结晶	（23）
      1.2.3  陶瓷的组织结构	（33）
      知识拓展	（34）
      1.2.4  非金属材料的结构	（34）
      知识梳理	（35）
      练习及思考题	（36）
  任务1-3  了解钢的热处理	（39）
      案例3  加热的45钢以不同方式冷却后的力学性能对比	（39）
      相关知识	（40）
  1.3  钢的热处理	（40）
      1.3.1  钢的热处理原理	（40）
      1.3.2  钢的整体热处理	（46）
      知识拓展	（52）
      1.3.3  钢的表面热处理	（52）
      知识梳理	（55）
      练习及思考题	（57）

学习领域2  钢铁材料	（61）
  教学导航	（61）
  任务2-1  认识非合金钢	（62）
      案例4   减速器输出轴（优质碳素结构钢）的选材及热处理	（62）
      相关知识	（62）
  2.1  非合金钢（碳素钢）	（62）
      2.1.1  工程材料选用原则	（62）
      2.1.2  钢的分类	（63）
      2.1.3  非合金钢（碳素钢）	（63）
      知识梳理	（69）
  任务2-2  认识合金钢	（70）
      案例5   南京长江大桥的选材（低合金钢）	（70）
      相关知识	（70）
  2.2  合金钢	（70）
      2.2.1  钢铁中的元素及其作用	（70）
      2.2.2  低合金高强度结构钢	（73）
      知识拓展	（74）
      2.2.3  低合金耐候钢	（74）
      案例6   汽车变速箱齿轮的选材及热处理（合金渗碳钢）	（75）
      相关知识	（75）
      2.2.4  合金渗碳钢	（75）
      案例7   汽车、拖拉机上连杆的选材及热处理（合金调质钢）	（79）
      相关知识	（79）
      2.2.5  合金调质钢	（79）
      知识拓展	（83）
      2.2.6  合金非调质钢	（83）
      案例8  汽车板弹簧的选材及热处理（合金弹簧钢）	（84）
      相关知识	（84）
      2.2.7  合金弹簧钢	（84）
      知识拓展	（87）
      2.2.8  滚动轴承钢	（87）
      案例9  钻头的选材及热处理（合金工具钢）	（90）
      相关知识	（90）
      2.2.9  合金工具钢	（90）
      2.2.10  合金量具钢	（90）
      2.2.11  合金刃具钢	（91）
      2.2.12  高速刃具钢	（92）
      2.2.13  合金模具钢	（94）
      知识拓展	（95）
      2.2.14  易切削钢	（95）
      案例10  医疗器械的选材及热处理（特殊性能钢）	（98）
      相关知识	（99）
      2.2.15  不锈钢	（99）
      知识拓展	（102）
      2.2.16  耐热钢	（102）
      2.2.17  耐磨钢	（102）
      知识梳理	（106）
  任务2-3  认识工程铸铁	（108）
      案例11  机床床身的选材及热处理（工程铸铁）	（108）
      相关知识	（109）
  2.3  工程铸铁	（109）
      2.3.1  工程铸铁的形成及组织性能	（109）
      2.3.2  工程常用铸铁	（111）
      知识拓展	（115）
      2.3.3  特殊性能铸铁	（115）
      知识梳理	（116）
  综合测试1	（117）

学习领域3  有色金属及粉末冶金	（120）
  教学导航	（120）
  任务3-1  认识有色金属	（121）
      案例12  飞机起落架的选材及热处理（铝及铝合金）	（121）
      相关知识	（121）
  3.1  有色金属	（121）
      3.1.1  工业纯铝	（122）
      3.1.2  铝合金	（122）
      知识拓展	（125）
      3.1.3  钛及钛合金	（125）
      3.1.4  镁及镁合金	（125）
      案例13  子弹壳的选材及热处理（铜及铜合金）	（128）
      相关知识	（128）
      3.1.5  工业纯铜	（129）
      3.1.6  铜合金	（129）
      知识拓展	（132）
      3.1.7  滑动轴承合金	（132）
  任务3-2  了解粉末冶金材料	（134）
      案例14  切削板牙用车刀的选材及热处理（粉末冶金材料）	（134）
      相关知识	（135）
  3.2  粉末冶金材料	（135）
      3.2.1  粉末冶金材料	（135）
      3.2.2  硬质合金	（136）
      知识梳理	（138）
  综合测试2	（138）

学习领域4  非金属材料与复合材料	（141）
  教学导航	（141）
  任务4-1  了解非金属材料	（142）
      案例15  电器开关、插座的选材（塑料）	（142）
      相关知识	（142）
  4.1  非金属材料	（142）
      4.1.1  常用高分子材料——塑料	（142）
      案例16  汽车轮胎的选材（橡胶）	（146）
      相关知识	（146）
      4.1.2  常用高分子材料——橡胶	（146）
      案例17  砂轮的选材（陶瓷）	（149）
      相关知识	（149）
      4.1.3  陶瓷材料	（149）
      知识拓展	（151）
      4.1.4  陶瓷材料领域的前沿	（151）
  任务4-2  了解复合材料	（153）
      案例18  武装直升机机身、螺旋桨的选材（复合材料）	（153）
      相关知识	（154）
  4.2  复合材料	（154）
      4.2.1  复合材料的组成及分类	（154）
      4.2.2  复合材料的成形方法及性能	（154）
      4.2.3  常用复合材料	（155）
      知识拓展	（157）
      4.2.4  形状记忆合金	（157）
      4.2.5  超导材料	（158）
      4.2.6  纳米材料	（158）
      知识梳理	（159）
  综合测试3	（160）
附录A	（164）
参考答案	（174）
参考文献	（182）

近年来，随着我国经济的快速发展，装备制造业、汽车、冶金矿业、房地产、铁路基建等行业保持较快的增长，促进了工程材料行业的技术进步，为提高各行业机械设备的技术水平，需要更多懂得材料专业知识的技能型人才。为满足社会不断增长的人才需求，许多高等院校在多个专业均开设有机械工程材料课程，掌握本课程的知识与技能有利于顺利上岗就业。基于高职教育培养面向生产建设、服务和管理第一线需要的高技能应用型人才的培养目标，作者结合多年的教学及企业工作经验编成本书。
在编写过程中，作者认真总结并充分吸取了各校近年来的教学改革经验与成果，力求体现基础理论以必需、够用为度，以掌握基本概念、强化应用为教学重点的原则，做到深入浅出、通俗易懂，使教材层次清晰、形象直观，利于教师讲授、学生学习。努力适应高职高专教学需要，体现高职高专的特色。本书的编写特点如下。
（1）从生产实例出发，根据职业岗位需要组织内容，把理论知识与企业的真实工作有机结合，使学习情境贴近岗位工作环境。
（2）采用任务驱动、案例导入的形式编排内容，更符合人的认知规律；从现象到本质，反向突出“应用→性能→组织→成分”的课程主线，有利于培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，提高其逻辑思维能力。
（3）理论精简，实践强化。学习领域中的材料基础部分篇幅减少，达到必需、够用的要求，后面的钢铁材料、有色金属材料、非金属材料的牌号、性能、应用等与工作实际联系密切的部分内容增强，优化了内容，突出技能培养。
（4）全书提供了28个技能训练项目，配置在每个案例后，方便教师学生课堂互动，同时这种讲练结合的方式可以激发学生的学习热情，调动学生的学习兴趣，提高学习的效率。
（5）版面新颖实用，有助于学习者高效学习。打破传统的通篇古板枯燥的文字叙述，插入大量的图片，采用多种方法加入“小贴士”、“温馨提示”等模块，图文并茂，形式更灵活、更多样，表达更活泼，更符合现代人接受外界信息的习惯，减轻视觉疲劳，降低学习倦怠感。
（6）重点醒目，脉络清晰，表达直观，提高教学效果。学习领域正文前设置“教学导航”，为实现教学目标提供指导；每个案例后用“案例分析”、“相关知识”、“知识拓展”、“巩固提高”把每节内容整理成几个条块，层次更清晰；每个任务后设置“知识梳理”，以便读者学习、提炼与总结。
全书共分4个学习领域，10个任务，18个案例，内容主要包括机械工程材料基础、金属材料的热处理、常用钢铁材料、非铁金属材料及非金属材料等。本课程教学需50～60课时，各院校教师可根据教学实际情况对内容进行适当增减与调整。
本书为高职高专院校机械类专业、机电类专业、控制类专业及自动化类专业的教学用书，也可作为成人高校、应用型本科、民办高校、自学考试、开放大学、中职学校及培训班的教材及相关专业技术人员的参考书。
本书由辽宁机电职业技术学院张秀芳教授、许晖副教授担任主编，车建春副教授参加了编写。具体分工为：张秀芳编写学习领域一和三，许晖编写学习领域二和四，车建春编写“练习及思考题”、“综合测试”及所有练习参考答案和附录A。在编写过程中得到领导和同事们的支持与帮助，也参考了同行专家有关著作和手册等资料，在此表示衷心的感谢。
为了方便教师教学，本书配有免费的电子教学课件和习题参考答案，请有此需要的教师登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）免费注册后进行下载，有问题时请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail:hxedu@phei.com.cn）。
由于作者水平有限，错误和不当之处在所难免，恳请读者批评指正。

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机械工程材料及热处理