绪论 1
第1章 金属的晶体结构与力学性能 3
1.1纯金属的晶体结构 3
1.1.1金属是晶体 4
1.1.2晶体结构的基本概念 4
1.1.3三种典型的金属晶体结构 6
1.2纯金属的实际晶体结构 8
1.2.1单晶体和多晶体 8
1.2.2晶体缺陷 8
1.3合金的晶体结构 10
1.3.1合金的相结构 11
1.3.2合金的组织 13
1.4强度与塑性 13
1.4.1拉伸试验及拉伸曲线 13
1.4.2常用强度判据 15
1.4.3塑性判据 16
1.5硬度 17
1.6韧性与疲劳强度 20
1.6.1韧性 20
1.6.2疲劳极限 22
1.6.3断裂韧度 23
第2章 金属的结晶与铁碳相图 26
2.1纯金属的结晶 26
2.1.1纯金属的结晶 26
2.1.2结晶时晶核的形成和长大过程 28
2.1.3金属结晶后的晶粒大小 29
2.1.4铸锭的组织 29
2.2合金的性能与相图的关系 31
2.3铁碳合金的组织 33
2.3.1纯铁的同素异构转变 33
2.3.2铁碳合金的基本相及其性能 34
2.4铁碳合金相图 34
2.4.1相区及其主要特性点和特性线的分析 35
2.4.2典型合金的结晶过程及组织 36
2.4.3含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 41
2.4.4铁碳相图的应用 43
第3章 金属的塑性变形与再结晶 46
3.1金属的塑性变形 46
3.1.1单晶体的塑性变形 46
3.1.2多晶体的塑性变形 50
3.2塑性变形对金属组织和性能的影响 51
3.2.1产生加工硬化 51
3.2.2形成纤维组织 52
3.2.3形成变形织构 53
3.2.4产生残余应力 53
3.3冷塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化 54
3.3.1回复 54
3.3.2再结晶 54
3.3.3再结晶后的晶粒大小 56
3.3.4晶粒长大 57
3.4金属的热加工 58
3.4.1热加工的概念 58
3.4.2金属热加工时组织和性能的变化 58
第4章 碳钢与铸铁 61
4.1钢铁生产过程概述 61
4.1.1生铁的冶炼 61
4.1.2炼钢 63
4.1.3钢中杂质对碳钢性能的影响 64
4.2碳钢的分类 64
4.3碳钢的牌号及用途 65
4.4铸铁 70
4.4.1概述 70
4.4.2铸铁的石墨化 72
4.4.3常用铸铁 74
4.4.4其他铸铁 79
第5章 钢的热处理 82
5.1钢在加热时的组织转变 83
5.1.1奥氏体的形成及其影响因素 83
5.1.2奥氏体晶粒长大及其影响因素 85
5.2钢在冷却时的组织转变 86
5.2.1共析钢过冷奥氏体等温转变 87
5.2.2过冷奥氏体的连续冷却转变 94
5.3钢的退火与正火 96
5.3.1钢的退火 96
5.3.2钢的正火 98
5.4钢的淬火 99
5.4.1淬火工艺 99
5.4.2淬火方法 101
5.5钢的回火 102
5.5.1钢的回火转变与组织 102
5.5.2回火的种类 103
5.5.3回火脆性 104
5.6钢的淬透性 105
5.6.1淬透性的概念 105
5.6.2淬透性的测定方法 105
5.6.3淬透性的应用 107
5.7钢的表面热处理 108
5.7.1感应加热表面淬火 108
5.7.2火焰加热表面淬火 109
5.8钢的化学热处理 109
5.8.1钢的渗碳 110
5.8.2钢的氮化（渗氮） 112
5.8.3钢的氰化（碳氮共渗） 114
5.9钢的热处理新技术 115
5.9.1可控气氛热处理 115
5.9.2真空热处理 115
5.9.3形变热处理 116
5.9.4表面气相沉积 117
5.9.5激光加热表面热处理 117
5.10热处理质量分析 118
5.10.1.热处理工艺对质量的影响 118
5.10.2热处理对结构设计的要求 118
5.11热处理工序安排与应用实例 120
5.11.1热处理技术要求 120
5.11.2热处理工序顺序安排 121
5.11.3热处理工艺应用举例 122
第6章 合金钢 128
6.1钢的分类 128
6.1.1按化学成分分类 128
6.1.2按主要质量等级、主要性能及使用特性分类 129
6.2杂质元素和合金元素在钢中的作用 131
6.2.1主要常存元素在钢中的作用 131
6.2.2合金元素在钢中的作用 132
6.3结构钢 136
6.3.1工程构件用钢 136
6.3.2机器零件用钢 139
6.4工具钢 151
6.4.1刃具钢 151
6.4.2模具钢 156
6.4.3量具用钢 159
6.5特殊性能钢 160
6.5.1不锈钢 160
6.5.2耐热钢 163
6.5.3耐磨钢 166
第7章 非铁合金与粉末冶金材料 169
7.1铝及铝合金 169
7.1.1工业纯铝 169
7.1.2铝合金 170
7.2铜及铜合金 178
7.2.1工业纯铜 178
7.2.2铜合金 179
7.3.钛合金 185
7.3.1工业纯钛 185
7.3.2钛合金 185
7.4轴承合金 186
7.4.1轴承合金的性能要求 187
7.4.2轴承合金的组织特征 187
7.4.3常用轴承合金 187
7.5粉末冶金材料 190
7.5.1硬质合金 191
7.5.2粉末冶金减摩材料 193
7.5.3粉末冶金结构材料 194
7.5.4粉末冶金摩擦材料 195
第8章 非金属材料与复合材料 197
8.1.高分子材料 197
8.1.1高分子材料的性能 197
8.1.2高分子材料概述 198
8.1.3高分子材料的合成 199
8.1.4高分子材料的结构 200
8.1.5高分子材料的力学状态 201
8.1.6常用高分子材料 202
8.2陶瓷材料 208
8.2.1陶瓷的分类与性能 208
8.2.2常用工业陶瓷 209
8.3复合材料 210
8.3.1复合材料的分类 211
8.3.2复合材料的性能特点 211
8.3.3常用复合材料 213
第9章 机械工程材料的选择 217
9.1零件的失效分析 217
9.1.1零件失效的形式 217
9.1.2零件失效的原因 219
9.1.3失效分析的一般过程 220
9.1.4失效分析与选材 221
9.2机械工程材料的选用 222
9.2.1选材的一般原则 222
9.2.2选材的方法与步骤 225
9.3典型零件的选材 227
9.3.1轴类零件的选材 227
9.3.2齿轮类零件的选材 230
9.3.3箱体类零件的选材 234
附表 236
附表Ⅰ 非合金钢、低合金钢和合金钢合金元素规定含量界限值（GB／T13304—1991） 236
附表Ⅱ 常用结构钢退火及正火工艺规范 237
附表Ⅲ 常用工具钢退火及正火工艺规范 238
附表Ⅳ 常用钢种回火温度与硬度对照表 239
附表Ⅴ 低合金高强度结构钢新旧标准牌号对照表（参考件） 240
主要参考文献 241