第一章 工程材料及其性能 1
1-1 材料的性能与设计 1
1-2 工程材料类别 5
一、金属与合金 5
二、高分子材料 6
三、陶瓷材料 7
四、复合材料 7
1-3 材料的价格及可得性 8
第二章 工程材料的内部结构 10
2-1 原子之间的结合键 10
一、一次键 10
二、二次键 11
2-2 固体中的原子排列 12
一、晶体的原子排列 12
二、聚合物中的原子排列 15
三、非晶态玻璃的原子排列与玻璃化转变 15
四、固态材料的密度 16
2-3 晶体材料的显微组织 18
一、纯金属的组织 18
二、合金的组织 19
三、合金状态图与组织 20
四、加工工艺与组织 21
第三章 常用工程材料简介 24
3-1 钢铁材料 24
一、铁—碳状态图和慢冷时的组织与性能 24
二、钢的热处理 26
三、合金钢 31
四、铸铁 34
3-2 非铁金属材料 35
一、铝及铝合金 35
二、铜及铜合金 37
三、钛合金及镁合金 37
3-3 非金属材料 38
一、工程陶瓷 38
二、高分子材料 40
三、复合材料 43
第四章 弹性模量与刚度 45
4-1 材料的弹性模量 45
一、应力与应变 45
二、弹性模量的指标 47
三、弹性模量的测定方法 47
四、弹性模量的数据 48
4-2 弹性模量的物理本质 50
一、晶体材料的弹性模量 50
二、聚合物的弹性模量 52
三、复合材料的弹性模量 52
4-3 实例分析 53
一、望远镜的反射镜材料选择 54
二、梁的材料选择 56
第五章 强度与塑性 58
5-1 工程材料的应力—应变行为 58
一、弹性行为 58
二、望性行为 59
三、强度与塑性指标 60
四、硬度试验 61
五、工程材料的强度与塑性数据 61
5-2 晶体中的位错与屈服 63
一、理想晶体的强度 63
二、晶体中的位错与滑移 64
三、位错密度和强度 67
四、位错阻力与屈服强度 67
5-3 提高工程材料强度的途径 68
一、提高金属材料强度的途径 68
二、提高陶瓷、高分子材料强度的途径 70
5-4 实例分析 71
一、弹簧材料的弹性设计 71
二、压力容器材料的选择 73
第六章 断裂韧性 75
6-1 韧断与脆断的基本概念 75
6-2 快速断裂的能量判据 77
6-3 快速断裂时的裂纹扩展机理 79
一、塑性撕裂 79
二、解理 80
三、复合材料的断裂 81
6-4 快速断裂的实例分析 81
一、模具失效 81
二、压力容器的安全设计 83
6-5 根据断裂韧性选材 84
第七章 疲劳 86
7-1 疲劳失效行为 86
一、无裂纹构件的疲劳行为 87
二、带裂纹构件的疲劳行为 88
7-2 疲劳的内部过程（机理） 89
一、疲劳裂纹的形成 89
二、疲劳裂纹的发展 89
7-3 提高材料疲劳性能的途径 90
一、材料的静强度与疲劳性能 90
二、材料的冶金质量 90
三、构件的应力集中 91
四、表面处理及残余内应力状态 91
7-4 实例分析 92
一、喷油泵凸轮轴驱动端的断裂与防止 92
二、蒸汽机安全寿命估算 93
第八章 蠕变与断裂 95
8-1 工程材料的蠕变 95
一、蠕变现象 95
二、蠕变试验和蠕变曲线 96
三、蠕变后果 97
四、蠕变损伤与断裂 98
8-2 蠕变与扩散 98
8-3 蠕变机制 99
8-4 蠕变设计的实例分析 100
一、对燃气轮机叶片的性能要求 101
二、镍基超合金 101
8-5 根据蠕变抗力选材 102
第九章 氧化与腐蚀 104
9-1 材料的高温氧化（干腐蚀） 104
一、氧化物的形成能（氧化能） 104
二、氧化速率 104
三、微观机理 106
9-2 材料的电化学腐蚀（湿腐蚀） 107
一、电化学腐蚀反应过程 108
二、电化学腐蚀的驱动力 109
三、电化学腐蚀速率 110
四、金属的局部腐蚀 110
五、介质与应力联合作用下的腐蚀 111
9-3 改善材料腐蚀抗力的措施 112
一、改善介质的腐蚀条件 112
二、电化学保护 112
三、耐蚀合金 113
四、表面涂层 113
五、合理选材 115
9-4 实例分析 115
一、燃气轮机叶片的抗氧化性能与保护 115
二、水线腐蚀现象 117
三、紧固件材料的选用 117
第十章 摩擦和磨损 119
10-1 摩擦与磨损的基本概念 119
一、摩擦 119
二、润滑 120
10-2 材料的磨损 121
一、粘着磨损 121
二、磨料磨损 122
10-3 摩擦与磨损的实例分析 123
一、滑动轴承的设计与选材 123
二、高摩擦力的橡胶轮胎 124
10-4 提高磨损抗力的途径 125
一、选用耐磨材料 125
二、热处理 125
三、表面处理 126
第十一章 工程材料的选用 128
11-1 各种工程材料的力学性能比较 128
一、陶瓷的力学性能 128
二、高分子材料的力学性能 130
三、复合材料的力学性能 131
四、各类材料性能的比较表 133
11-2 工程材料的选用 134
一、安全可靠性 134
二、经济性 135
三、制造方法 135
11-3 汽车中的选材问题 136
一、汽车的能耗 136
二、汽车材料的选用 137
11-4 对现阶段各种工程材料的评价 140