绪论……………………………………… 1
一、我国材料工业发展概况 1
二、工程材料在机械制造业中的作用与地位 1
目 录 1
三、机械工程材料课的主要内容 2
四、本课程的特点和学习方法 2
第一章金属的机械性能 3
§1-1强度和塑性 3
一、强度 3
§1-2硬度 5
二、塑性 5
一、布氏硬度 6
二、洛氏硬度 7
三、维氏硬度 8
§1-3 冲击韧性 8
一、摆锤式一次冲击试验 9
二、多次冲击试验的概念 10
§1-4疲劳的概念 10
一、硬度实验 11
§1-5实验一金属的机械性能 11
思考题与练习题 14
二、一次冲击韧性实验 14
第二章金属的晶体结构与结晶 16
§2-1 金属的晶体结构 16
一、晶体与非晶体 16
二、晶体结构的基本知识 16
三、常见金属的晶格类型 17
四、晶格的致密度 18
一、多晶体结构 19
§2-2金属的实际晶体结构 19
二、晶体中的缺陷 20
§2-3纯金属的结晶 22
一、纯金属的冷却曲线和过冷现象 22
二、金属的结晶过程 23
三、晶粒大小对金属机械性能的影响 24
四、细化晶粒的方法 25
§2-4金属的同素异晶转变 26
思考题与练习题 27
§3-1金属塑性变形简介 28
§3-2加工硬化 28
一、加工硬化现象 28
第三章加工硬化与再结晶 28
二、产生加工硬化的原因 29
三、加工硬化在生产中的利弊 29
§3-3 回复与再结晶 30
一、回复 30
二、再结晶 30
三、晶粒长大 31
§3-4热加工与冷加工的概念 32
思考题与练习题 33
二、组元 34
四、相 34
三、系 34
五、组织 34
一、合金 34
§4-1合金的基本概念 34
第四章二元合金状态图 34
§4-2合金的结构 35
一、固溶体 35
二、金属化合物 37
三、机械混合物 38
§4-3二元合金状态图 39
一、二元合金状态图的建立 39
二、共晶状态图 40
三、匀晶状态图 43
四、共析状态图 44
思考题与练习题 44
第五章铁碳合金状态图 46
§5-1 铁碳合金的基本组织 46
一、铁素体 46
二、奥氏体 47
三、渗碳体 47
四、珠光体 47
二、铁碳合金状态图分析 48
一、简化的铁碳合金状态图 48
§5-2铁碳合金状态图分析 48
五、莱氏体 48
§5-3钢的结晶过程 50
一、共析钢的结晶过程 50
二、亚共析钢的结晶过程 50
三、过共析钢的结晶过程 50
§5-4 合金成分、组织、性能之间的关系和铁碳合金状态图的应用 52
一、碳的质量分数对平衡组织的影响 52
二、碳的质量分数对机械性能的影响 53
三、铁碳合金状态图的应用 53
§5-5课堂讨论铁碳合金状态图 54
一、讨论目的 54
二、讨论题 54
三、讨论方法（仅供参考） 54
§5-6 实验二铁碳合金平衡组织的观察 55
一、实验目的 55
二、铁碳合金在平衡状态下的组织特征 55
四、实验步骤 56
三、实验设备及材料 56
五、实验报告要求 57
附一金相显微镜的使用 57
附二金相试样的制备 59
思考题与练习题 61
第六章碳钢 63
§6-1钢铁生产 63
一、炼铁 63
二、炼钢 63
二、锰的影响 65
三、硫的影响 65
§6-2钢中常存杂质元素的影响 65
一、硅的影响 65
四、磷的影响 66
§6-3碳钢的分类、钢号与应用范围 66
一、碳钢的分类 66
二、碳素结构钢 67
三、碳素工具钢 68
四、铸造碳钢 70
思考题与练习题 71
第七章钢的热处理 72
§7-1概述 72
§7-2钢在加热时的组织转变 72
一、奥氏体的形成 73
二、影响奥氏体形成的因素 74
三、奥氏体晶粒长大及控制 74
§7-3钢在冷却时的组织转变 75
一、过冷奥氏体的等温转变 76
二、过冷奥氏体的连续冷却转变 79
三、马氏体的组织形态和性能特点 80
§7-4钢的退火与正火 82
一、退火 82
二、正火 84
三、退火与正火的选择 84
§7-5钢的淬火与回火 85
一、淬火 85
二、回火 89
三、钢的淬透性 92
一、钢的表面淬火 95
§7-6钢的表面热处理 95
二、钢的化学热处理 97
§7-7其它热处理工艺简介 101
一、形变热处理 101
二、真空热处理 102
三、可控气氛热处理 103
四、激光热处理 103
三、讨论方法（仅供参考） 104
一、实验目的 104
§7-9实验三钢的热处理 104
§7-8课堂讨论钢的热处理 104
二、讨论题目 104
一、讨论目的 104
二、热处理工艺的确定 105
三、实验设备及材料 106
四、实验步骤 106
思考题与练习题 107
五、实验报告要求（格式可由学生自行设计） 107
第八章合金钢 110
§8-1合金钢的分类与编号 110
一、合金钢的分类 110
二、合金钢的编号 110
§8-2合金元素在钢中的作用 111
一、合金元素与铁的作用 111
二、合金元素与碳的作用 111
三、合金元素对铁碳合金状态图的影响 112
四、合金元素对钢热处理组织转变的影响 113
§8-3合金结构钢 115
一、普通低合金结构钢（简称普低钢） 115
二、合金渗碳钢 116
三、合金调质钢 118
四、合金弹簧钢 120
五、滚动轴承钢 122
六、其它结构钢 125
§8-4合金工具钢 128
一、合金刃具钢 129
二、合金模具钢 131
三、量具钢 137
§8-5特殊性能钢 137
一、不锈钢 137
二、耐热钢 138
三、耐磨钢 140
三、讨论方法（仅供参考） 141
二、讨论题 141
一、讨论目的 141
§8-6课堂讨论合金钢 141
思考题与练习题 142
第九章铸铁 143
§9-1概述 143
一、铸铁的特点 143
二、铸铁的分类 143
§9-2铸铁的石墨化及其影响因素 144
一、铁碳合金双重状态图 144
三、影响石墨化的因素 145
二、石墨化过程 145
§9-3灰铸铁 146
一、灰铸铁的成分、组织和性能 146
二、灰铸铁的孕育处理 148
三、灰铸铁的牌号和用途 148
四、灰铸铁的热处理 149
§9-4可锻铸铁 150
一、可锻铸铁的成分、组织和性能 150
二、可锻铸铁的牌号和用途 151
§9-5蠕墨铸铁 152
§9-6球墨铸铁 152
一、球墨铸铁的成分、组织和性能 152
二、球墨铸铁的牌号和用途 154
三、球墨铸铁的热处理 154
§9-7合金铸铁简介 155
一、耐磨铸铁 155
二、耐热铸铁 155
一、实验目的 157
§9-8实验四 常见铸铁组织的观察 157
三、耐蚀铸铁 157
二、概述 158
三、实验设备及材料 158
四、实验内容 158
五、实验报告要求 159
思考题与练习题 159
一、纯铝的性质、代号和用途 160
二、铝合金的分类 160
§10-1铝及铝合金 160
第十章非铁金属及其合金 160
三、铝合金的热处理——淬火与时效 161
四、形变铝合金 162
五、铸造铝合金 165
§10-2铜及铜合金 166
一、纯铜 166
二、铜合金 166
§10-3滑动轴承合金 171
一、对轴承合金性能和组织的要求 171
三、常用的轴承合金 172
二、轴承合金的组织 172
思考题与练习题 175
第十一章粉末冶金材料 176
§11-1 概述 176
一、粉末冶金工艺简介 176
二、粉末冶金的特点与应用 176
§11-2粉末冶金减摩材料 177
一、含油轴承材料 177
二、金属塑料减摩材料 178
§11-3粉末冶金铁基结构材料 178
§11-4硬质合金 179
一、硬质合金的特点 179
二、硬质合金的分类 179
三、硬质合金的用途 180
思考题与练习题 182
§12-1 高分子化合物的基本知识 183
一、基本概念 183
第十二章非金属材料 183
二、高分子化合物的合成 184
三、高分子材料的分类与命名 185
§12-2工程塑料 186
一、塑料的组成及分类 186
二、工程塑料的性能 188
三、常用工程塑料 188
四、塑料的成型 191
五、塑料制品的加工 192
六、工程塑料的选用 193
§12-3 橡胶 195
一、橡胶的组成 195
二、橡胶的性能 196
三、常用橡胶及其性能 197
§12-4 陶瓷 198
一、陶瓷的性能 198
二、常用陶瓷材料及其应用 199
一、复合材料的分类 200
二、复合材料的性能 200
§12-5复合材料 200
三、常用复合材料及其应用 201
思考题与练习题 202
第十三章 典型零件和工具的选材及工 203
艺路线分析 203
§13-1选用材料的一般原则 203
一、材料的使用性能 203
二、材料的工艺性能 205
一、变形失效 207
二、断裂失效 207
§13-2零件和工具的失效方式 207
三、材料的经济性 207
三、表面损伤失效 208
§13-热处理的技术条件、工序位置和结构工艺性 209
一、热处理的技术条件 209
二、热处理工序的合理安排 211
三、热处理零件的结构工艺性 212
四、热处理与切削加工性的关系 213
一、齿轮 214
§13-4典型零件的选材及工艺分析 214
二、轴类 216
§13-5典型工具的选材及工艺分析 218
一、刃具——手用丝锥 218
二、模具——冷变形模具 219
§13-6 习题课 222
一、生产实例 222
二、习题 226
思考题与练习题 226
附表一压痕直径与布氏硬度对照表 228
附表 228
附表二维氏硬度换算表（载荷5kgf） 232
附表三黑色金属硬度及强度换算表 234
（GB1172—74） 234
附表四 常用结构钢退火及正火工艺规范 237
附表五 常用工具钢退火与正火工艺规范 238
附表六 常用钢材回火温度与硬度对照表 239
附表七国内外常用钢钢号对照表 240