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內容簡介： 本书是材料类本科专业相关课程的教材，特别是金属材料工程专业必修专业课程的教材。 本书系统地介绍了金属材料的发展历程以及金属零部件全寿命过程，在此基础上进一步介绍了钢铁材料的合金化原理，包括合金元素对相图的影响、合金元素在各类相变过程中的作用、合金元素对材料强化和韧化的影响、合金钢工艺性能特点、环境协调性金属材料设计概念等内容。围绕材料成分-制备 加工-结构-性能的材料科学与工程四面体主线，介绍了各类机械制造结构钢、工模具钢、特殊性能钢、铸铁等常用钢铁材料和铝、铜、钛、镁等有色金属合金典型材料。另外，根据材料的发展，介绍了一些比较成熟的新型金属材料，如金属功能材料、金属基复合材料、金属间化合物结构材料等。在内容上尽可能地凸现材料科学中的辩证分析思维和强韧矛盾的演化，突出材料科学与工程四面体的核心方法论。该教材具有综合性、应用性和新颖性的特点。 本书既可以作为材料类专业本科教材，也可以供研究生和材料科学与工程技术人员参考。本书是材料类本科专业相关课程的教材，特别是金属材料工程专业必修专业课程的教材。 本书系统地介绍了金属材料的发展历程以及金属零部件全寿命过程，在此基础上进一步介绍了钢铁材料的合金化原理，包括合金元素对相图的影响、合金元素在各类相变过程中的作用、合金元素对材料强化和韧化的影响、合金钢工艺性能特点、环境协调性金属材料设计概念等内容。围绕材料成分-制备 加工-结构-性能的材料科学与工程四面体主线，介绍了各类机械制造结构钢、工模具钢、特殊性能钢、铸铁等常用钢铁材料和铝、铜、钛、镁等有色金属合金典型材料。另外，根据材料的发展，介绍了一些比较成熟的新型金属材料，如金属功能材料、金属基复合材料、金属间化合物结构材料等。在内容上尽可能地凸现材料科学中的辩证分析思维和强韧矛盾的演化，突出材料科学与工程四面体的核心方法论。该教材具有综合性、应用性和新颖性的特点。 本书既可以作为材料类专业本科教材，也可以供研究生和材料科学与工程技术人员参考。 目錄： 0　绪论金属材料的过去、现在和将来 001 0.1　金属材料发展简史 001 0.1.1　第一阶段原始金属材料的生产 001 0.1.2　第二阶段金属材料学科的基础 001 0.1.3　第三阶段微观组织理论的大发展 002 0.1.4　第四阶段微观理论的深入研究 002 0.2　现代金属材料 003 0.3　金属材料的可持续发展与趋势 005 0.4　金属零部件全寿命过程图 006 0.5　金属材料学在金属材料工程知识体系中的作用 007 思考题 008 第一篇　钢铁材料 1　钢的合金化概论 011 1.1　合金元素和铁的作用 011 1.1.1　钢中的元素 011 1.1.2　铁基二元相图 012 1.1.3　合金元素对Fe-Fe3C 相图的影响 013 1.2　合金钢中的相组成 014 1.2.1　置换固溶体 014 1.2.2　间隙固溶体 015 1.2.3　碳（氮）化物及其形成规律 016 1.2.4　金属间化合物 019 1.3　合金元素在钢中的分布及偏聚 019 1.3.1　合金元素在钢中的分布 019 1.3.2　合金元素的偏聚 020 1.4　合金钢中的相变 021 1.4.1　合金钢的加热奥氏体化 021 1.4.2　过冷合金奥氏体的分解 023 1.4.3　合金钢的回火转变 025 1.5　合金元素对钢强韧化的影响 028 1.5.1　钢强化的形式及其机理 028 1.5.2　合金钢强化的有效性 029 1.5.3　合金元素对钢韧度的影响 030 1.6　合金元素对钢工艺性的影响 032 1.6.1　钢的热处理工艺性 032 1.6.2　钢的成型加工性 037 1.7　微量元素在钢中的作用 038 1.7.1　微量元素的作用 038 1.7.2　微合金钢中的合金元素 039 1.8　金属材料的环境协调性设计 040 1.8.1　通用合金与简单合金 041 1.8.2　环境协调性合金的成分设计 042 1.9　合金钢的分类与编号 044 1.9.1　钢的分类 044 1.9.2　合金钢的编号方法 045 本章小结 046 思考题 049 2　工程结构钢 050 2.1　工程结构钢的基本要求 050 2.2　低合金高强度结构钢的合金化 051 2.2.1　合金元素对低合金高强度钢力学性能的影响 051 2.2.2　合金元素对焊接性和耐大气腐蚀性的影响 053 2.3　常用低合金高强度结构钢 054 2.4　微珠光体低合金高强度钢 056 2.4.1　强化机理 056 2.4.2　微合金元素的作用 056 字数限制，仅显示部分目录。 內容試閱： 第3版前言 本书第1版自2005年出版以来，受到了广大读者的欢迎和好评，越来越多的高校使用了该教材和相匹配的PPT 课件。该教材为普通高等教育十一五国家级规划教材，并于2007年获江苏省精品教材奖，第2版教材是江苏省金属材料工程品牌专业二期建设的重要内容之一，也是第4批国家级特色专业建设点江苏大学金属材料工程专业的建设任务之一，相应的课程于2006年被评为江苏省一类精品课程。依托国家级特色专业金属材料工程和江苏省品牌专业建设项目，在我国高等工程教育与国际全面接轨、传统工科专业全面向新工科转型的背景下，深度产教融合的材料类工程素质链人才培养模式创新与实践于2017年获得江苏省高等教育教学成果特等奖，并于2018年获得高等教育国家级教学成果奖二等奖，本教材是列入教学成果奖的主讲教材之一。 本书的写作工作，具有阶段性的成长特质。第1版主要完成了章节框架及主体内容；第2版主要完成了课程内涵的凝炼和MSE（Materials Science and Engineering）素质教育以及辩证法思想的总结。但是在编者长期使用教材和授课过程中，仍然遇到了很多问题：首先，最突出的是学习者面对金属材料学这样一个内容庞杂的系统，往往只见树木、不见森林；其次，书中强调内容知识，但对于学习者能力的培养缺乏足够引导。因此，编者在充分总结与讨论的基础上，首先在教学实践中，增加了金属材料学与其他课程的联系以及金属材料全寿命过程的内容，将金属材料学与其他学科与课程相联系，并且让读者对金属材料有一个宏观的认识，从而有利于认识《金属材料学》在金属材料使用全寿命过程中的作用及局限；其次，通过材料科学与工程四面体（性能、制备 加工、成分、结构的相互联系）的核心方法论，将众多课程内容进行提炼，利于读者在分析方法上得到提高，从而提升微观结构分析、选材、工艺制定的能力。 经过近5年的教学实践，证明以上的两点改进取得了很好的效果，也奠定了本次修订的基础。编者的教学实践与编写工作得到了众多支持。2017年《金属材料学》在中国大学MOOC平台（扫描二维码进入在线课程）上线并获得江苏省在线开放课程立项，该教材的第3版修订工作于2016 年获得江苏省重点教材立项建设，也是江苏省高校品牌专业建设工程一期项目金属材料工程专业（PPZY2015B127）的重点工作之一。 第3版编写工作由袁志钟副教授、戴起勋教授共同完成。主要工作包括以下方面：首先，绪论部分增加金属材料全寿命的内容；其次，对原有章节的部分内容进行了修订；再次，部分章节增加了一些内容，并引入多媒体内容；最后，更新了全部PPT 课件（扫码使用或下载），结合多媒体，实现线上线下混合式教学，方便教师和学生的学习。 在书籍编写过程中，郭顺博士和侯秀丽博士分别修订、完善了钛合金和镁合金的章节，在此特别表示感谢。编者恳请同行和读者批评指正和提出意见，以使教材质量不断提高。 袁志钟　戴起勋 2018年6月 第2版前言 自然科学的专业知识蕴涵着自然科学哲学理论与内在规律。材料科学与工程是体现自然界奥秘的很有思想的一门学科，既遵循自然界的一般规律，也有自己的特殊内涵，科学研究的主要特征是辩证与创新。MSE （Materials Science & Engineering ）很早就成为一个被人们认可的缩写，许多材料科学家呼吁要实施MSE 素质教育。在材料类各专业人才培养教学体系中提炼和融入MSE 内涵、思想和方法无疑是非常重要的，其目的是培养学生材料研究创新思维的主动意识，材料研究创新活动的科学方法，材料研究创新成果的分析能力。 金属材料学课程具有综合性、应用性和辩证性的特点。在合金化基本理论的基础上，系统论述金属材料零部件的服役-成分-工艺-组织-性能-环境间的有机关系，这是课程的主线。材料的发展，如在结构钢、工模具钢、不锈钢、热强钢、构件钢等钢类中，都充满了矛盾对立统一和转化的辩证关系。以辩证法原理提炼课程内涵及创新教学应在专业主干课程教学过程中得到体现和实施。在课程教学中，结合课程内容，描述金属材料性能演化过程的矛盾规律，总结合金元素作用的辩证规律，凸显材料组织结构演化的量变与质变规律，归纳材料科学与工程中矛盾的共性与个性。创新的教学理念、教学思路和教学方法对培养学生深入理解学科专业的内涵，培养学生具有辨析能力和启迪创新思维起到了很好的教学效果。 本书第1版自2005年出版以来，受到广大使用者和读者的欢迎和好评，越来越多的高校使用该教材和相匹配的PPT课件。该教材为普通高等教育十一五国家级规划教材，并于2007年获江苏省精品教材奖，相应的课程也于2006年被评为江苏省一类精品课程。 全书第2版修订工作由主编戴起勋教授负责。戴起勋教授编写修订了绪论、第1章、第3章～第6章，新编了附录A和附录B，更新或修改了全书各章小结和习题；李冬升博士新编了第7章和参与修订了第5章及第6章；李忠华副教授编写修订了第2章及第8 章；邵红红教授编写修订了第9章～第12章；王树奇教授编写修订了第13章～第15章；全书由戴起勋教授修改定稿。第2版修订的主要工作有：对大部分章节的内容有所补充和删减；考虑到课程容量，删除了部分章节的内容；对部分章节内容进行了调整，如考虑到超高强度结构钢的应用和性能的特殊性，单列一章，重新编写；尽量规范了专业名词术语；更新了耐热钢、不锈钢等有关国家标准；对各章小结进行了修改，特别是以图或表的形式补充了各章内容的框架和要点；为方便教与学，增加了附录A 课程总结提要和附录B课堂讨论题。 该教材的第2版修订出版是江苏省金属材料工程品牌专业二期建设的重要内容之一，也是第四批国家级特色专业建设点江苏大学金属材料工程专业的建设任务之一。 编者恳请同行和读者批评指正和提出意见，以使教材质量不断提高。 戴起勋 2011年8月 第1版前言 金属材料是所有材料中使用量较大的材料，其理论和体系相对比较完整。从20世纪80年代以来，比较成熟并广泛应用的新型金属材料已有了很大的发展，如金属基复合材料、新型功能金属材料、微合金非调质钢等，即使是传统材料也有了较大的发展。另外由于资源和环境的严峻问题，也提出了适应环境设计的简单合金与通用合金等新概念。国家在1998年调整了专业目录，对材料类专业的内涵有了新的叙述。近几年来，尽管专业要求有了很大的变化，但还缺少相应的配套教材。 金属材料学是金属材料工程等材料类专业的核心课程。该课程在专业知识结构中占有很重要的位置，是学生走上工作岗位使用知识最多最直接的课程。该课程具有综合性、应用性和经验性的特点。综合性是指内容涉及知识面比较广，涉及所有以前学过的专业知识；应用性是指课程的内容是生产或科研中正在广泛使用的材料和技术；经验性是指某些内容是长期的经验总结，在实际应用中可变性还比较大。 本教材编写者在金属材料学课程教学中已有近20年的经验。在教学过程中不断地整改内容和凝练思路，形成了一定的体系和特点，更加注重于培养学生分析问题和解决问题的能力，侧重于培养学生的创新思维。编写该书的基础：在借鉴原教材的基础上，补充新的内容；结合多年的教学经验和讲稿，调整书的体系和框架。编写思路：抓住材料服役条件-成分-工艺-组织-性能-环境的主线，围绕合金化基本理论，尽可能地凸显材料科学发展中的思想，使教材内容具有综合性、应用性和新颖性的特点。该教材更适合于工程机械应用型金属材料工程等材料类专业使用。 本书内容包括钢铁材料、有色金属合金和新型金属材料三大部分。以合金化原理为核心，着重阐明了材料成分与处理工艺的特点，强调了材料组织与性能及应用之间的关系，力图使学生掌握各类材料成分设计和制定工艺的依据。对各类新材料的发展也作了一定介绍。为使学生更好地理解和掌握课程内容及重点，领会材料发展的主线、核心和思想，培养学生分析问题和解决问题的能力，各章最后都精写了小结，并安排了一定量的思考题。 本书是江苏省金属材料工程品牌专业建设的重要内容之一，也是江苏大学重点精品课程建设所组织编写的教材。本书第1章、第3～6章和绪论由戴起勋教授编写，第2章、第7章由李忠华副教授编写，第8～11章由邵红红教授编写，第12～15章由王树奇教授编写，全书由戴起勋教授统稿，程晓农教授主审。本书在编写过程中参考了许多文献资料，主要文献列于书后，在此谨向所有参考文献的作者诚致谢意。吴晶等老师提供了有关的金相组织图片，化学工业出版社对本书的出版付出了辛勤的劳动，在此一并表示衷心感谢。 该教材不但是材料类本科专业学生的教材，而且也可以作为研究生和从事材料工作技术人员的参考书。限于作者水平，书中难免有疏漏之处，恳请同行和读者批评指正，以利于今后的补充、修改和完善。 编　者 2005年4月

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