本书依据高等职业院校装备制造类专业“金属材料及热处理”课程的教学目标并结合现代职业教育课程改革经验而编写，包括十个项目：工程材料的性能认知、金属的晶体结构与结晶认知、金属的塑性变形与再结晶认知、铁碳合金相图与非合金钢认知、钢的热处理认知、合金钢的认知、铸铁的认知、有色金属材料及其合金认知、非金属材料与新型材料认知、工程材料的选用认知。
本书全面贯彻金属材料最新国家标准，内容对接“1+X”职业技能等级证书，配套资源突出“互联网+”的现代教育新模式，本书由学校和企业共同开发，书中部分实例来源于企业生产实际，充分体现了校企合作。
本书适合作为高等职业院校机械类和近机类专业学生教材，也可作为有关专业人员的参考书。


？

材料是人类生产和生活必需的物质基础。自古以来材料的发展就是人类文明进步的标志。人类各个历史时期曾以当时使用的代表性材料命名，如“石器时代”“青铜器时代”“铁器时代”等。随着科学技术的发展，新材料、新工艺不断涌现，应用范围越来越广。国家“十四五”规划纲要明确提出支持新一代信息技术、新能源汽车、生物技术、绿色低碳、高端装备与材料、数字创意等领域产业的发展壮大，这为材料的发展提供了广阔前景和空间。
“金属材料及热处理”是高等院校机械类、高等职业院校机械制造类各专业开设的一门必修专业基础课。本书致力于将科学性和实用性相结合，力求充分体现高等职业教育特色，突出理论和实践的紧密衔接，强调学生分析问题、解决问题能力的培养。本书具有如下特点：
1贯彻新标准
认真落实《国家职业教育改革实施方案》（简称“职教20条”），全面贯彻金属材料最新国家标准，密切结合生产加工实际需要，力求做到全面、科学、系统、准确，充分体现本教材的时代性和先进性。
2对接新证书
内容对接“1+X”职业技能等级证书，针对不同生源结构将职业技能等级标准有关内容及要求有机融入“金属材料及热处理”课程教学，强化专业基本知识和技能，夯实学生可持续发展基础，拓展就业创业本领。
3配套新资源
秉承打造数字化教学资源的理念，将教材内容与高等职业教育国家专业教学资源库紧密结合，突出“互联网+”的现代教育新模式。针对书中重要的知识点和技能点，专业团队制作了微课、视频等资源，并以二维码的形式呈现，以提高学生学习兴趣和学习效果，实现教学质量和学习质量双提升。
4校企共同开发
本课程及配套教材是我校与哈尔滨汽轮机厂有限责任公司合作开发，书中部分任务来源于企业实际生产，任务内容满足企业需求。课程开发模式为校企合作的“订单式”培养模式，为学生由学校步入社会打下了坚实的基础。
本书适合作为高等职业院校机械制造类专业学生教材，也可作为有关专业人员的参考书。根据各院校机械制造类专业对教学内容要求不同、学时数安排不同，在选用本书作为教材时，可对内容加以取舍和调整。
参加本书编写的人员有黑龙江农业工程职业学院王新年（项目一、项目二）、王立波（项目三、项目四及附录）、艾明慧（项目五）、郭红岩（项目六）、张弦（项目七）、赵娜（项目八及各项目的思考与练习），哈尔滨汽轮机厂有限责任公司王占国（项目九），黑龙江省高级技工学校赵颖红（项目十）。全书由王新年、王立波任主编并统稿。二维码视频资源由艾明慧、郭红岩、张弦设计制作。
本书由黑龙江农业工程职业学院马春雷教授主审，参加审稿的还有鞠加彬、王宝刚、宋奇慧。各位老师对本书内容进行了认真、细致的审查，提出了许多宝贵意见和建议，在此表示衷心感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请任课教师和广大读者批评指正。
？

项目一工程材料的性能认知1
任务一熟知工程材料的力学性能1
任务二熟知工程材料的工艺性能10
思考与练习11
项目二金属的晶体结构与结晶认知12
任务一认识金属的晶体结构12
任务二认识纯金属的结晶17
任务三认识合金的相结构及二元合金相图21
任务四认识合金性能与相图的关系28
思考与练习30
项目三金属的塑性变形与再结晶认知32
任务一认识金属的塑性变形32
任务二认识冷塑性变形对金属组织和性能的影响35
任务三认识冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化37
任务四认识金属的热加工40
思考与练习42
项目四铁碳合金相图与非合金钢认知43
任务一认识纯铁同素异构转变及铁碳合金的组织43
任务二认识铁碳合金相图46
任务三认识典型铁碳合金的结晶过程及室温组织49
任务四知晓碳的质量分数与铁碳合金组织及性能的关系54
任务五认识铁碳合金相图的应用及其局限性55
任务六认识非合金钢(碳钢)57
思考与练习62
项目五钢的热处理认知64
任务一认识热处理64
任务二认识钢在加热时的组织转变65
任务三认识钢在冷却时的组织转变69
任务四认识钢的退火与正火77
任务五认识钢的淬火80
任务六认识钢的回火87
任务七认识钢的表面热处理90
任务八认识钢的化学热处理91
任务九认识其他热处理工艺96
任务十认识热处理工艺的应用100
思考与练习102
项目六合金钢的认知103
任务一认识合金元素在钢中的作用103
任务二认识合金钢的分类及牌号109
任务三认识合金结构钢110
任务四认识合金工具钢124
任务五认识特殊性能钢133
思考与练习136
项目七铸铁的认知138
任务一认识铸铁的分类138
任务二认识铸铁的石墨化及影响因素139
任务三认识灰铸铁141
任务四认识可锻铸铁144
任务五认识球墨铸铁145
任务六认识蠕墨铸铁148
任务七认识合金铸铁150
思考与练习152
项目八有色金属材料及其合金认知153
任务一认识铝及铝合金153
任务二认识铜及铜合金161
任务三认识镁及镁合金169
任务四认识钛及钛合金171
任务五认识滑动轴承合金175
任务六认识硬质合金178
思考与练习181
项目九非金属材料与新型材料认知183
任务一认识高分子材料183
任务二认识陶瓷192
任务三认识复合材料194
任务四认识纳米材料198
任务五认识超导材料200
任务六认识贮氢合金202
任务七认识形状记忆合金204
任务八认识非晶态合金205
思考与练习206
项目十工程材料的选用认知208
任务一认识零件的失效208
任务二选材的原则、方法与步骤210
任务三典型零件的选材实例分析213
思考与练习217
附表A碳钢及合金钢硬度与强度换算值(摘自GB/T 1172—1999)219
附表B碳钢硬度与强度换算值(摘自GB/T 1172—1999)220
附表C常用钢种的临界温度222
参考文献225
？

王新年：黑龙江农业工程职业学院副教授。王立波：佳木斯大学机械制造工艺与设备专业毕业，哈尔滨工程大学机械设计及理论专业获得硕士学位，现任黑龙江农业工程职业学院专任教师，主讲《机械制造技术》《公差配合与技术测量》《机加工实训》等机电一体化技术专业的专业课程，其中《机加工实训》课程为本人主持的校级精品在线课程。发表专业方面论文5篇，实用新型专利2相，主编、参编教材8部，其中《机加工实训》教材被评为省级规划教材，遴选为国家级规划教材，本人被评为2019年度黑龙江省高校师德先进个人。？

本书具有如下特点：1.贯彻新标准；2.对接新证书；3.配套新资源；4.校企共同开发。？