第1章 材料的力学性能 1
第1节 概述 1
第2节 材料的力学性能指标 1
一、强度和塑性 1
二、硬度指标 4
三、韧性指标 6
四、材料的疲劳强度（疲劳极限） 7
第2章 金属材料基础知识 10
第1节 金属的理想晶体结构 10
一、晶体与非晶体 10
二、晶体结构的基本概念 11
三、常见的金属晶格类型 12
第2节 金属晶体的实际构造 13
一、实际金属的多晶体组织特征 13
二、实际金属在构造上存在的缺陷 13
第3节 纯金属的结晶过程 15
一、纯金属的结晶过程及规律 15
二、晶核的生成与长大 17
三、金属凝固后晶粒大小及控制 18
第4节 铸锭组织 18
一、表面细晶粒层 19
二、柱状晶粒层 19
三、中心等轴晶粒层 19
第3章 二元合金相图 21
第1节 合金的结构和组织 21
一、合金的“相” 21
二、合金相结构的类型 22
三、合金的组织类型 24
第2节 二元合金相图 24
一、合金的结晶特点及相图概念 24
二、二元合金相图的建立及识读 25
三、几种典型的二元合金相图 27
第3节 合金的性能与相图之间关系 29
一、合金使用性能与相图的关系 29
二、合金铸造性能与相图关系 29
三、热处理可能性与合金相图关系 30
第4节 铁碳合金相图 31
一、Fe-Fe3C相图分析 31
二、典型铁碳合金的结晶过程分析 34
三、铁碳合金的成分—平衡组织—性能之间的关系 39
四、铁碳相图的应用 41
第5节 碳钢 42
一、常存杂质元素对碳钢性能的影响 43
二、碳钢的分类 43
三、碳钢的编号、性能和用途 44
第4章 钢的热处理 52
第1节 钢在加热时的组织转变 52
一、奥氏体的形成 53
二、奥氏体晶粒大小及影响因素 53
第2节 钢在冷却时的组织转变 53
一、过冷奥氏体的等温冷却转变 54
二、过冷奥氏体的连续转变 56
第3节 钢的热处理工艺 57
一、钢的退火和正火 57
二、钢的淬火 59
三、钢的回火 62
第4节 钢的表面热处理 64
一、钢的表面淬火 64
二、钢的化学热处理 66
第5节 其他热处理工艺简介 69
一、可控气氛热处理 69
二、真空热处理 69
三、形变热处理 69
四、激光热处理 70
第6节 热处理零件的结构工艺性 70
一、常见热处理缺陷 70
二、热处理零件的结构工艺性 71
第5章 合金钢 76
第1节 概述 76
一、合金钢的分类 76
二、合金钢的编号 76
第2节 合金元素在钢中的作用 77
一、合金元素在钢中的存在形式 77
二、合金元素对Fe3C相图的影响 77
三、合金元素对钢的性能的影响 78
第3节 合金结构钢 82
一、低合金结构钢 82
二、合金渗碳钢 83
三、合金调质钢 83
四、合金弹簧钢 84
五、滚动轴承钢 85
六、超高强度钢 86
第4节 合金工具钢 87
一、合金刃具钢 87
二、合金模具钢 90
第5节 特殊性能钢 93
一、不锈钢 93
二、耐热钢 94
第6章 铸铁 99
第1节 铸铁的石墨化 99
一、铁碳合金双重相图 99
二、铸铁的石墨化 101
三、影响石墨化的因素 101
第2节 灰铸铁 102
一、灰铸铁的成分、组织和性能 102
二、灰铸铁的孕育处理 103
三、灰铸铁的牌号与应用 104
四、灰铸铁的热处理 105
第3节 球墨铸铁 106
一、球墨铸铁的生产工艺 106
二、球墨铸铁的成分、组织和性能 106
三、球墨铸铁的牌号与应用 108
四、球墨铸铁的热处理 108
第4节 其他铸铁 110
一、可锻铸铁 110
二、蠕墨铸铁 111
三、合金铸铁 112
第7章 有色金属及粉末冶金材料 115
第1节 铝及铝合金 115
一、铝及铝合金的性能特点 116
二、工业纯铝 116
三、铝合金 116
第2节 铜及铜合金 120
一、工业纯铜 121
二、铜合金 121
第3节 轴承合金 125
一、滑动轴承的性能与组织特征 125
二、常用轴承合金、牌号及应用 126
第4节 粉末冶金材料 127
一、硬质合金 127
二、粉末冶金减摩材料 129
三、粉末冶金摩擦材料 130
四、粉末冶金铁基结构材料 130
第8章 非金属材料 132
第1节 高分子材料 132
一、工程塑料 132
二、橡胶 136
第2节 陶瓷材料 139
第3节 复合材料 141
第9章 机械零件的选择 144
第1节 机械零件的失效与分析 144
一、零件的失效 144
二、零件的失效分析 144
第2节 工程材料选择的基本原则 147
一、选材的力学性能原则 148
二、选材的工艺性能原则 149
三、选材的经济性原则 149
第10章 典型零件及工具的选材分析 151
第1节 典型零件及工具的选材 151
一、机械零件选材的基本过程 151
二、典型零件的选材及工艺路线分析 151
三、典型工具的选材及工艺路线分析 155
第2节 工程材料的应用举例 159
一、汽车零件用材 159
二、机床零件用材 160
三、仪器仪表用材 161
附录 164
附录一 《工程材料与热处理》实验指导书 164
实验一 布氏硬度试验 164
实验二 洛氏硬度试验 167
实验三 金相实验 170
附录二 硬度换算表 172