機械加工技術基礎（簡體書）

《示範性職業技術學院建設項目系列教材：機械加工技術基礎》是以工作過程為導向、基於學習情境並兼顧專業基礎課特點的高職高專教材。全書包括金屬材料的性能分析與熱處理、金屬材料的選用、機械加工的精度要求、金屬的熱加工技術、零件的機加工工藝5個學習情境，分別介紹常用金屬材料的成分、組織、結構與性能之間的關係以及變化規律，常用金屬材料的性能特點、分類方法及主要用途，鋼的熱處理原理、工藝及應用，尺寸公差、幾何公差、表面粗糙度、尺寸鏈等零件加工時應達到的精度要求，零件的熱加工工藝及選用，常用金屬切削機床的結構、特點、工作原理及切削運動，零件機加工工藝的確定等內容。每個學習情境由若干個相互關聯而又相對獨立的典型工作任務組成，各任務均與生產實際有密切聯繫。
《示範性職業技術學院建設項目系列教材：機械加工技術基礎》可作為高等職業院校、中等職業院校的機電技術應用專業、機械製造類專業、汽修類專業、數控類專業的專業教材，也可作為相關行業的崗位培訓教材和工程技術人員的參考用書。．

《示范性職業技術學院建設項目系列教材:機械加工技術基礎》可作為高等職業院校、中等職業院校的機電技術應用專業、機械制造類專業、汽修類專業、數控類專業的專業教材，也可作為相關行業的崗位培訓教材和工程技術人員的參考用書。

學習情境1 金屬材料的性能分析與熱處理
學習任務1 金屬材料力學性能的測定
【任務描述】
【任務分析】
【知識準備】
1 強度
2 塑性
3 硬度
4 衝擊韌度
5 疲勞強度
【任務實施】
1 測定低碳鋼的強度指標及塑性指標
2 計算強度及塑性指標
3 測量布氏硬度和洛氏硬度
4 測量低碳鋼和鑄鐵的衝擊韌度
【自我評估】
學習任務2 鐵碳合金相圖的分析與應用
【任務描述】
【任務分析】
【知識準備】
1 純金屬的晶體結構
2 金屬的結晶過程和同素異構轉變
3 合金及其內部結構
4 鐵碳合金的基本組織
5 鐵碳合金相圖
【任務實施】
1 利用鐵碳合金相圖分析鋼的結晶過程
2 說明鐵碳合金相圖的應用
3 觀察鐵碳合金在室溫下平衡狀態的顯微組織
【自我評估】
學習任務3 鋼的熱處理工藝選用
【任務描述】
【任務分析】
【知識準備】
1 熱處理的概念及分類
2 退火與正火
3 淬火
4 鋼的回火
5 鋼的其他熱處理工藝
【任務實施】
1 鋼的熱處理實驗
2 彈簧熱處理工藝的選用
3 鋼的熱處理工藝選用
【自我評估】

學習情境2 金屬材料的選用
學習任務1 非合金鋼的選用
【任務描述】
【任務分析】
【知識準備】
1 鋼的分類
2 雜質元素在非合金鋼中的作用
3 非合金鋼的分類
4 非合金鋼牌號的表示方法
5 非合金鋼的選用
【任務實施】
說明非合金鋼不同牌號的含義及其應用場合
【自我評估】
學習任務2合金鋼的選用
【任務描述】
【任務分析】
【知識準備】
1 非合金鋼的缺點
2 合金元素在鋼中的作用
3 合金鋼的分類
4 合金鋼的牌號
5 合金鋼的應用
【任務實施】
說明合金鋼不同牌號的含義及其應用場合
【自我評估】
……
學習情境3 機械加工的精度要求
學習情境4 金屬的熱加工技術
學習情境5 零件的機加工工藝
附錄一 布氏硬度試驗規範
附錄二 壓痕直徑與布氏硬度及相應洛氏硬度對照表
附錄三 黑色金屬硬度和強度換算表
附錄四 基本尺寸至500mm孔的極限偏差
附錄五 基本尺寸至500mm軸的極限偏差
主要參考文獻．

4 鐵碳合金的基本組織
鋼和鐵是工業上應用最廣泛的金屬材料，都是鐵碳合金。鐵碳合金中碳原子和鐵原子可以有幾種不同的結合方式：一種是碳溶于鐵中形成固溶體；另一種是碳和鐵化合形成化合物；此外，還可以形成由固溶體和化合物組成的混合物。
（1）鐵素體
碳溶解于α－Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體（也稱α固溶體），通常用符號F表示。鐵素體的晶體結構呈體心立方晶格。碳在α－Fe中的溶解度極小，隨溫度的升高略有增加，在室溫時的溶解度僅有0.008％，在727℃時的最大溶解度為0.0218％。鐵素體的性能幾乎與純鐵相同，其強度和硬度低，塑性和韌性高，Rm為250MPa，HBS為80，A為50％。
（2）奧氏體
碳溶解于γ－Fe中的間隙固溶體稱為奧氏體（也稱γ固溶體），通常用符號A表示。奧氏體的晶體結構呈面心立方晶格。由于γ－Fe晶格中的間隙較大，因此碳在γ－Fe中的溶解度較高，在727℃時溶解度為0.77％，在1148℃時的最大溶解度達2.11％。奧氏體存在于727℃以上的高溫環境，具有一定的強度和硬度以及很好的塑性，沒有磁性，Rm為400MPa，HBS為160～200，A為40％～60％。奧氏體是絕大多數鋼在高溫進行鍛造或軋制時所要求的組織。
（3）滲碳體
滲碳體是鐵與碳形成的金屬化合物Fe3C，含碳量為6.69％，其晶胞呈八面體，晶格構造十分復雜。滲碳體很硬很脆，HBW約為800，A約為0。滲碳體在鋼中主要起強化作用，隨著鋼中含碳量的增加，滲碳體的數量增多，鋼的強度和硬度提高，而塑性下降。
滲碳體在鋼和鑄鐵中可呈片狀、球狀和網狀分布，是碳在鐵碳合金中的主要存在形式。在一定條件下，滲碳體可分解成石墨狀態的自由碳。
（4）珠光體
珠光體是由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物，用符號P表示。它是由硬的滲碳體片和軟的鐵素體片層片相間，交錯排列而成的組織。其性能介于鐵素體和滲碳體之間，強度較高，Rm為750MPa，HBS為180，同時保持著良好的塑性和韌性，A為20％～25％。
（5）萊氏體
奧氏體與滲碳體的機械混合物稱為萊氏體，用符號Ld表示。它是含碳量為4.3％的鐵碳合金液體在1148℃時發生共晶轉變的產物。因奧氏體在727℃時將轉變為珠光體，所以在727℃以下，萊氏體由珠光體和滲碳體組成的機械混合物稱為低溫萊氏體，用符號Ld'表示。萊氏體的力學性能和滲碳體相似，硬度很高，塑性很差。