緒論 1
第1章 金屬材料的力學性能 3
1.1 強度、剛度和塑性 3
1.2 硬度 6
1.3 衝擊韌性 7
1.4 疲勞 9
思考題與習題 10
第2章 金屬的微觀結構 11
2.1 材料的結合方式 11
2.2 金屬材料的晶體結構 12
2.3 材料的凝固 17
思考題與習題 18
第3章 鐵碳合金相圖 19
3.合金相圖的建立 19
3.2 鐵碳合金相圖 20
思考題與習題 27
第4章 鋼的熱處理工藝 28
4.1 鋼在加熱時的轉變 28
4.2 鋼在冷卻時的轉變 30
4.3 鋼的熱處理工藝 34
4.4 表面熱處理 39
思考題與習題 43
第5章 金屬材料 44
5.1素在鋼中的作用 44
5.2 非合金鋼 46
5.3 合金鋼 51
5.4 鑄鐵 63
5.5 非鐵金屬材料 69
思考題與習題 76
第6章 新型金屬材料功能及應用 77
6.1 磁性材料 78
6.2 納米材料 80
6.3 形狀記憶合金 81
6.4 高溫合金 85
6.5 防振合金 87
6.6 功能材料在未來的應用 88
思考題與習題 90
第7章 金屬的鑄造成型 91
7.1 鑄造工藝基礎 91
7.2 常用鑄造合金 98
7.3 砂型鑄造工藝 102
7.4 特種鑄造 109
7.5 常用鑄造工藝方法比較 114
7.6 鑄件結構工藝性 115
7.7 型芯設計 118
7.8 澆注繫統設計 119
7.9 冒口和冷鐵設計 121
7.10 典型鑄件的鑄造工藝設計舉例 122
思考題與習題 125
第8章 金屬的鍛壓成形 127
8.1 鍛壓工藝基礎 127
8.2 自由鍛 132
8.3 模型鍛造 140
8.4 板料衝壓 147
8.5 其他壓力加工方法 156
8.6 壓力加工新工藝 158
思考題與習題 160
第9章 金屬的焊接成形 162
9.1 概述 162
9.2 焊接成形基礎 164
9.3 電弧焊基本知識 169
9.4 焊條電弧焊 170
9.5 埋弧焊 174
9.6 氣體保護電弧焊 180
9.7 壓力焊 186
9.8 钎焊 189
9.9 其他焊接方法 190
9.10 焊接結構及工藝性 191
9.11 焊接應力與變形 195
思考題與習題 197
第10章 金屬的冷加工工藝 198
10.1 切削加工基本知識 198
10.2 車削加工 202
10.3 銑削、刨削與磨削加工 208
思考題與習題 214
第11章 典型零件的加工工藝分析及熱處理工藝設計 215
11.1 金屬材料成為機器的制造過程簡述 215
11.2 金屬零件選材的一般原則 219
11.3 機械加工工藝過程的制訂簡介 223
11.4 熱處理零件的結構工藝性 225
11.5 典型零件的選材及加工工藝與熱處理工藝分析 226
思考題與習題 229
參考文獻 230

前言
“十二五”時期是我國全面建設小康社會的關鍵時期，也是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010~2020年）》的關鍵五年。普通高等學校在教育改革與發展過程中面臨著前所未有的機遇和挑戰。以加快轉變經濟發展方式為主線，推進經濟結構戰略性調整、建立現代產業體繫，推進資源節約型、環境友好型社會建設，迫切需要進一步提高勞動者素質，調整人纔培養結構，增加應用型、技能型、復合型人纔的供給。近年來先後印發了《關於實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》（教高［2011］1號）、《關於“十二五”普通高等教育本科教材建設的若干意見》（教高［2011］5號）、《關於
“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的意見》（教高［2011］6號）、《關於全面提高高等教育質量的若干意見》（教高［2012］4號）等指導性意見，對全國高等專科類學校教學改革和發展方向提出了明確的要求。
在上述大背景下，本書根據對高職高專教學改革的要求，邀請我校從事機械類專業教學一線的教師，結合多名教師的實踐教學經驗，按照《高職高專工程材料與成形工藝基礎教學基本要求》[機械類專業適用]（1999），從培養21世紀高等技術應用性人纔的角度編寫並再次修改完善了這本專業基礎教材，該教材是各類高等職業技術教育、高等專科學校機械類專業的專業基礎教材。
本教材是根據課程教學專業規範的要求編寫的，適應新時期教學需要，既可以作為滿足機械工程師後備人纔的培養的基礎教材，也可供相關工程技術人員參考使用。
重新編寫的教材具備如下特點：
1. 采用了國家標準。
2. 以機械工程知識和能力的培養為根本，與企業對機械工程師的能力目標緊密結合，力求滿足學科、教學和社會三方面的需求。
3. 在結構上和內容上體現思想性、科學性、先進性，把握行業人纔要求，突出工程教育特色。
4. 充分重視新材料、新工藝、新技術的引入。如增加了新型材料、新型工藝的介紹等。
5. 注重對學生學以致用能力的培養，用一種典型機械零件作為工作項目引入，通過分析這個零件的工作條件、失效形式、性能要求，引導學生將所學理論應用到實際零部件的工藝設計和生產過程中。
6. 建立金屬材料與加工工藝和現代機械制造過程的密不可分的聯繫及重要性。
本書由承德石油高等專科學校安少雲副教授主編，承德石油高等專科學校賈志寧副教授主審。
參加本書編寫的有承德石油高等專科學校安少雲（第1章、第4章、第6章、第7章、第11章），陳文娟（第2章、第3章、第5章、第9章），劉翔宇（第8章、第10章），王燕華也參加了部分編寫工作，全書由安少雲負責統稿。
本書經過近六年的課堂教學實踐，現對教材中的一些內容、格式、標準進行了進一步的完善和統一。本書編寫得到了全國有關院校專家、老師的大力支持，並參考了有關文獻資料，在此一並表示衷心的感謝。
根據課程教學專業的進一步要求，編寫組準備開發《金屬工藝學》的其他配套教材（習題、課程設計和實踐教材及數字化學習資源）。

編者
2015年3月

版前言
隨著社會的進步和科學技術的快速發展，社會大生產對人纔的要求發生了較大的變化，特別是加入WTO 後，我國要建立新型工業化社會，成為世界制造中心，培養高級技能型應用型專門人纔已成為高職高專教育重要而緊迫的任務。根據社會急需的生產、經營與管理的高級技能型應用型專門人纔的要求，聘請教育專家和學者，結合國內外人纔培養的先進經驗和高職高專教育的目前實際狀況，在機械職業教育教學指導委員會的配合下，制訂了高職高專機械類專業人纔培養的教學方案，並開發了教學計劃與教學大綱。本教材就是依據該方案和教學計劃及大綱，在機械職業教育教學指導委員會幫助與指導下，編寫的機械類專業技術基礎課程的專用教材，供本科機械類專業及高職高專機械類各個專業使用，也可供機械類專業技術人員參考。
本教材堅持以服務為宗旨，以就業為導向的指導思想，以能力為本位，以培養學生的創新精神和實踐能力為核心，堅持以人為本，始終貫徹“實際、實用、實效”的原則，依據機械類專業的培養目標，將機械制造的主干課程進行了有機的綜合，打破了傳統的學科性的課程體繫，並且每章配有相應的思考題與習題，使學生每學完一章後，都能對所學知識進行總結和應用，對分析問題和解決問題能力培養進行綜合訓練，從而突出了綜合能力的培養，以適應社會新形勢對高等技能型應用性專門人纔的需要。
本書具有以下特點：
（1）綜合性對機械加工知識和能力培養的課程進行了有機的綜合化處理，體現了多方位知識的相互交叉和融合，突出綜合職業能力的培養。
（2）實用性本教材以各個機械類應用型專業面向的崗位和崗位群職業能力的要求為依據，確定課程的結構和內容，所涵蓋的知識具有現實的應用性。
（3）先進性教材更多地吸收了當前新知識、新技術、新工藝的內容，有效地拓展了學生的知識空間。
（4）創造性教材每章後面設有思考題和習題，激發學生的學習興趣，開拓學生思路，從而培養學生的實踐能力和創新精神。
（5）廣泛性本教材涵蓋了金屬材料與各種機械加工工藝所涉及的全部內容，具有實用性和實效性，因此，適用於機械加工領域的各種人員進行參考。
本教材共分11章，重點介紹了金屬材料基本知識與實際生產中的選材原則，機械和建築工程以及機械零件的材料及加工工藝基本知識和基本理論以及先進加工的方法等。
本教材由承德石油高等專科學校安少雲任主編，陳文娟與劉翔宇任副主編，蔡廣新任主審。參加編寫的有安少雲(前言，緒論，第1章，第4章，第6章，第11章)，陳文娟（第2章，第3章，第5章，第10章)，劉翔宇(第7～9章)。劉艷軍、王雍軍也參與了部分編寫工作。
本教材在編寫過程中得到了我校各級部門的大力支持和幫助，並提出了很好的意見和建議，在此一並表示謝意!
由於編者水平有限，書中不足之處在所難免，懇請讀者提出寶貴意見，以便今後加以修改與提高。

編者
2010年2月