绪论 1
0.1中华民族对材料发展的重大贡献 1
0.2材料的结合键 4
0.3工程材料的分类 8
第1章 材料的结构与性能特点 10
1.1金属材料的结构与组织 10
1.1.1纯金属的晶体结构 10
1.1.2合金的晶体结构 21
1.1.3金属材料的组织 24
1.2金属材料的性能特点 26
1.2.1金属材料的工艺性能 26
1.2.2金属材料的力学性能 28
1.2.3金属材料的理化性能 33
1.3高分子材料的结构与性能特点 36
1.3.1高分子材料的结构 37
1.3.2高分子材料的性能特点 41
1.4陶瓷材料的结构与性能特点 47
1.4.1陶瓷材料的结构 47
1.4.2陶瓷材料的性能特点 52
第2章 金属材料组织和性能的控制 56
2.1纯金属的结晶 56
2.1.1纯金属的结晶 56
2.1.2同素异构转变 59
2.1.3铸锭的结构 59
2.1.4结晶理论的工程应用 61
2.2合金的结晶 63
2.2.1二元合金的结晶 64
2.2.2合金的性能与相图的关系 70
2.2.3铁碳合金的结晶 71
2.3金属的塑性加工 85
2.3.1金属的塑性变形 86
2.3.2金属的再结晶 90
2.3.3塑性变形和再结晶的工程应用 92
2.4钢的热处理 94
2.4.1钢在加热时的转变 94
2.4.2钢在冷却时的转变 97
2.4.3钢的普通热处理 104
2.4.4钢的表面热处理 112
2.4.5钢的化学热处理 114
2.4.6其他热处理技术 118
2.4.7计算机技术在热处理中的应用 121
2.4.8热处理的工程应用 122
2.5钢的合金化 122
2.5.1合金元素与铁、碳的作用 122
2.5.2合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 124
2.5.3合金元素对钢热处理的影响 125
2.5.4合金元素对钢的工艺性能的影响 127
2.5.5合金元素对钢的性能的影响 128
2.5.6合金化的工程应用 129
2.6表面技术 129
2.6.1电刷镀 129
2.6.2热喷涂技术 131
2.6.3气相沉积技术 133
2.6.4激光表面改性 136
第3章 金属材料 138
3.1碳钢 138
3.1.1碳钢的成分和分类 138
3.1.2碳钢的牌号及用途 139
3.2合金钢 143
3.2.1概述 143
3.2.2合金结构钢 144
3.2.3合金工具钢 159
3.2.4特殊性能钢 169
3.3铸钢与铸铁 179
3.3.1铸钢 179
3.3.2铸铁 182
3.4有色金属及其合金 195
3.4.1铝及铝合金 195
3.4.2铜及铜合金 204
3.4.3钛及钛合金 213
3.4.4镁及镁合金 217
3.4.5镍及镍合金 217
3.4.6轴承合金 221
第4章 高分子材料 225
4.1工程塑料 225
4.1.1塑料的组成 225
4.1.2塑料的分类 226
4.1.3常用工程塑料 227
4.2合成纤维 234
4.2.1合成纤维的生产方法 234
4.2.2常用合成纤维 236
4.3合成橡胶 238
4.3.1合成橡胶的分类和橡胶制品的组成 238
4.3.2常用合成橡胶 239
第5章 陶瓷材料 242
5.1普通陶瓷 242
5.1.1普通日用陶瓷 242
5.1.2普通工业陶瓷 243
5.2特种陶瓷 244
5.2.1氧化物陶瓷 244
5.2.2碳化物陶瓷 245
5.2.3硼化物陶瓷 247
5.2.4氮化物陶瓷 247
第6章 复合材料 250
6.1复合材料的复合原则 251
6.1.1纤维增强复合材料的复合原则 251
6.1.2颗粒增强复合材料的复合原则 252
6.2复合材料的性能特点 253
6.2.1 比强度和比模量 253
6.2.2抗疲劳性能和抗断裂性能 253
6.2.3高温性能 254
6.2.4减摩、耐磨、减振性能 254
6.2.5其他特殊性能 254
6.3非金属基复合材料 255
6.3.1聚合物基复合材料 255
6.3.2陶瓷基复合材料 257
6.3.3碳基复合材料 258
6.4金属基复合材料 259
6.4.1金属陶瓷 259
6.4.2纤维增强金属基复合材料 260
6.4.3细粒和晶须增强金属基复合材料 260
第7章 功能材料及新材料 262
7.1电功能材料 262
7.1.1金属导电材料 262
7.1.2金属电接点材料 263
7.1.3电阻材料 264
7.1.4导电高分子材料 264
7.1.5超导材料 265
7.2磁功能材料 267
7.2.1软磁材料 267
7.2.2永磁材料 267
7.2.3信息磁材料 268
7.3热功能材料 269
7.3.1膨胀材料 269
7.3.2形状记忆材料 270
7.3.3测温材料 272
7.4光功能材料 272
7.4.1光学材料 272
7.4.2固体激光器材料 272
7.4.3信息显示材料 273
7.4.4光纤 274
7.5隐形材料及智能材料 274
7.6纳米材料 274
7.6.1纳米材料及其特性 275
7.6.2碳纳米材料 275
7.6.3纳米陶瓷材料 276
7.6.4纳米复合材料 277
第8章 零件失效分析与选材原则 278
8.1机械零件的失效 278
8.1.1畸变失效 278
8.1.2断裂失效 281
8.1.3磨损失效 284
8.1.4腐蚀失效 285
8.2机械零件失效分析 286
8.2.1零件失效基本原因 286
8.2.2零件失效分析 286
8.3机械零件选材原则 289
8.3.1使用性能原则 289
8.3.2工艺性能原则 290
8.3.3经济及环境友好性原则 292
第9章 典型工件的选材及工艺路线设计 293
9.1齿轮选材 293
9.1.1齿轮的工作条件 293
9.1.2齿轮的失效形式 293
9.1.3齿轮材料的性能要求 294
9.1.4齿轮类零件的选材 294
9.1.5典型齿轮选材举例 294
9.2轴类零件选材 297
9.2.1轴类零件的工作条件 297
9.2.2轴类零件的失效方式 298
9.2.3轴类零件材料的性能要求 298
9.2.4轴类零件的选材 298
9.2.5典型轴的选材 299
9.3弹簧选材 301
9.3.1弹簧的工作条件 302
9.3.2弹簧的失效形式 302
9.3.3弹簧材料的性能要求 302
9.3.4弹簧的选材 302
9.3.5典型弹簧选材 303
9.4刃具选材 304
9.4.1刃具的工作条件 304
9.4.2刃具的失效形式 304
9.4.3刃具材料的性能要求 304
9.4.4刃具的选材 304
9.4.5刃具选材举例 305
第10章 工程材料的应用 307
10.1汽车用材 307
10.1.1汽车用金属材料 307
10.1.2汽车用塑料 312
10.1.3汽车用橡胶 314
10.1.4汽车用陶瓷材料 314
10.1.5汽车新材料发展趋势 315
10.2机床用材 315
10.2.1机身、底座用材 315
10.2.2齿轮用材 316
10.2.3轴类零件用材 316
10.2.4螺纹联接件用材 317
10.2.5螺旋传动件用材 317
10.2.6蜗轮、蜗杆传动用材 317
10.2.7滑动轴承材料 318
10.2.8滚动轴承用材 319
10.3仪器仪表用材 319
10.3.1壳体材料 319
10.3.2轴类零件用材 320
10.3.3凸轮用材 320
10.3.4齿轮用材 320
10.3.5蜗轮、蜗杆用材 320
10.3.6微型机电系统用材 320
10.4热能设备用材 321
10.4.1锅炉主要部件用钢 321
10.4.2汽轮机主要零部件用钢 322
10.4.3发电机转子用材 324
10.5化工设备用材 325
10.5.1化工设备用钢 325
10.5.2化工设备用有色金属及其合金 328
10.5.3非金属材料 329
10.5.4复合材料 329
10.6航空航天器用材 330
10.6.1超高强度钢 330
10.6.2轻金属及其合金 331
10.6.3高温金属结构材料 333
10.6.4先进金属基及无机非金属基复合材料 334
10.6.5先进聚合物基复合材料 335
10.6.6先进功能材料 335
附录1金属材料室温拉伸试验方法新、旧国家标准性能名称和符号对照表 336
附录2金属热处理工艺的分类及代号（摘自GB/T 12603—2005） 337
附录3常用钢的临界点 341
附录4钢铁及合金牌号统一数字代号体系（摘自GB/T 17616—1998） 342
附录5国内外常用钢号对照表 343
附录6常用铝及铝合金状态代号、说明与应用（摘自GB/T 16475—1996） 345
附录7若干物理量单位换算表 346
附录8工程材料常用词汇表 347
参考文献 351