第1章 金属的结构与性能 1
1.1 金属的晶体结构 1
1.1.1 晶体的概念 1
1.1.2 金属的晶体结构 2
1.1.3 晶体结构缺陷 7
1.2 合金的晶体结构 10
1.2.1 固溶体 11
1.2.2 金属化合物 14
1.3 金属材料的性能 17
1.3.1 金属材料的力学性能 18
1.3.2 金属材料的工艺性能 26
小结 28
本章习题 29
第2章 金属的结晶 30
2.1 纯金属的结晶与铸锭 30
2.1.1 纯金属的结晶 30
2.1.2 铸锭组织 35
2.2 合金的结晶 37
2.2.1 二元合金相图的建立 37
2.2.2 匀晶相图 40
2.2.3 二元共晶相图 41
2.2.4 二元包晶相图 44
2.2.5 其他常用的二元合金相图简介 46
2.3 结晶理论的应用实例 48
2.3.1 单晶制备 48
2.4 二元相图的应用 49
2.3.2 区域熔炼 49
本章习题 51
小结 51
第3章 铁碳合金 53
3.1 铁碳合金的组元及基本相 53
3.1.1 纯铁 53
3.1.2 碳与渗碳体 55
3.2 Fe-Fe3C相图分析 56
3.2.1 相图中的点、线、区及其意义 56
3.2.2 包晶转变（水平线HJB） 57
3.2.3 共晶转变（水平线ECF） 58
3.2.4 共析转变（PSK线） 58
3.2.5 Fe-Fe3C相图中三条重要的特征线 59
3.3.1 工业纯铁（含碳量小于0.0218％） 60
3.3 铁碳合金平衡结晶过程及组织 60
3.3.2 共析钢（含碳量为0.77％） 61
3.3.3 亚共析钢（含碳量0.0218％～0.77％） 62
3.3.4 过共析钢（含碳量为0.77％～2.11％） 63
3.3.5 共晶白口铸铁（含碳量为4.3％） 64
3.3.6 亚共晶白口铸铁（含碳量为2.11％～4.3％） 65
3.3.7 过共晶白口铸铁（含碳量为4.3％～6.69％） 66
3.4 铁碳合金的成分—组织—性能之间的关系 67
3.4.1 含碳量对平衡组织的影响 67
3.4.2 含碳量对力学性能的影响 68
3.4.3 含碳量对工艺性能的影响 69
3.5.1 Fe-Fe3C相图的应用 70
3.5 Fe-Fe3C相图的应用 70
小结 71
3.5.2 应用铁碳合金相图应注意的问题 71
本章习题 72
第4章 金属的塑性变形与再结晶 73
4.1 单晶体的塑性变形 73
4.1.1 滑移变形 73
4.1.2 孪生变形 75
4.2 多晶体的塑性变形 76
4.3 金属的塑性变形对其组织和性能的影响 77
4.4.1 回复 79
4.4.2 再结晶 79
4.4 回复和再结晶 79
4.4.3 晶粒长大 81
4.5 金属材料的热加工与控制 81
小结 86
本章习题 87
第5章 钢的热处理原理 88
5.1 钢在加热时的转变 88
5.1.1 转变温度 88
5.1.2 奥氏体的形成 89
5.1.3 影响奥氏体转变速度的因素 90
5.1.4 奥氏体的晶粒度及其影响因素 92
5.2 钢在冷却时的转变 93
5.2.1 过冷奥氏体的等温转变 94
5.2.2 过冷奥氏体连续冷却转变曲线 104
5.2.3 过冷奥氏体转变曲线的应用 106
小结 107
本章习题 107
第6章 钢的热处理工艺 108
6.1 钢的普通热处理 108
6.1.1 退火 108
6.1.2 正火 110
6.1.3 淬火 110
6.1.4 回火 116
6.2 钢的表面热处理 118
6.2.1 感应加热表面热处理 118
6.2.2 火焰加热表面热处理 120
6.3.1 渗碳 121
6.3 钢的化学热处理 121
6.3.2 氮化 123
6.3.3 碳氮共渗（稀土催渗） 124
6.4 钢的热处理新技术 124
6.4.1 可控气氛热处理 125
6.4.2 真空热处理 125
6.4.3 离子渗扩热处理 126
6.4.4 形变热处理 127
6.4.5 表面技术 129
小结 130
本章习题 130
7.1.1 钢材的分类 132
7.1 概述 132
第7章 工业用钢 132
7.1.2 钢的编号 133
7.2 工业用钢中合金元素的作用 133
7.2.1 合金元素对钢组成相的影响 134
7.2.2 合金元素对钢组织转变的影响 135
7.3 碳素钢 136
7.3.1 碳素结构钢 136
7.3.2 碳素工具钢 138
7.4 合金结构钢 138
7.4.1 低合金高强度钢 138
7.4.2 渗碳钢 140
7.4.3 合金调质钢 141
7.4.4 弹簧钢 143
7.4.5 滚珠轴承钢 145
7.5 合金工具钢 146
7.5.1 合金刃具钢 147
7.5.2 合金模具钢 151
7.5.3 合金量具钢 152
7.6 特殊性能钢及合金 153
7.6.1 不锈钢 153
7.6.2 耐热钢及合金 155
小结 157
本章习题 157
8.1 概述 159
8.1.1 铸铁的特点和分类 159
第8章 铸铁 159
8.1.2 铸铁的石墨化 161
8.2 常用铸铁 166
8.2.1 灰铸铁 166
8.2.2 球墨铸铁 171
8.2.3 蠕墨铸铁 177
8.2.4 可锻铸铁 178
8.2.5 特殊性能铸铁 179
小结 180
本章习题 181
9.1 铝及铝合金 182
9.1.1 工业纯铝 182
第9章 有色金属及其合金 182
9.1.2 铝的合金化及铝合金的分类 183
9.1.3 铝合金的热处理 184
9.1.4 形变铝合金 185
9.1.5 铸造铝合金 187
9.2 铜及其合金 189
9.2.1 纯铜 190
9.2.2 铜的合金化 190
9.2.3 黄铜 190
9.2.4 青铜 193
9.2.5 白铜 195
9.2.6 选择铜合金的原则 195
9.3 镁及其合金 197
9.3.1 概述 197
9.3.2 变形镁合金 198
9.3.3 铸造镁合金 199
9.4 钛及钛合金 200
9.4.1 钛及其合金的特性 200
9.4.2 常用钛合金 202
9.5 滑动轴承合金 203
9.5.1 锡基轴承合金 204
9.5.2 铅基轴承合金 205
9.5.3 铜基轴承合金 205
9.5.4 铝-石墨复合材料 205
小结 205
本章习题 206
10.1 复合材料 207
第10章 材料研究新进展 207
10.1.1 复合材料的定义及其分类 208
10.1.2 复合材料中各组元的基本作用 209
10.1.3 复合材料的特性 210
10.1.4 复合材料的复合机理 211
10.1.5 复合材料的应用 213
10.1.6 复合材料的发展 215
10.2 功能材料 217
10.2.1 形状记忆合金 217
10.2.2 超导材料 219
10.2.3 储氢材料 223
10.2.4 非晶态合金 227
10.2.5 智能材料 230
10.2.6 梯度功能材料 232
10.3 纳米材料 234
10.3.1 纳米材料的分类 235
10.3.2 纳米材料的特性 235
10.3.3 纳米材料的应用 238
小结 239
本章习题 240
第11章 机械零件的失效与分析 241
11.1 机械零件的失效与分析 241
11.1.1 机械零件的失效形式 241
11.1.2 机械零件的失效原因 242
11.1.3 失效分析的一般方法 243
11.2.1 选材的力学性能原则 244
11.2 工程材料选择的基本原则 244
11.2.2 选材的工艺性能原则 245
11.2.3 选料的经济性原则 246
11.3 齿轮、轴等工件的选材及工艺路线分析 246
11.3.1 齿轮类零件 246
11.3.2 轴类零件 247
11.3.3 箱体类零件 248
11.4 工程材料的应用举例 249
11.4.1 汽车零件用材 249
11.4.2 机床零件用材 249
11.4.3 仪器仪表用材 251
小结 251
本章习题 252
参考文献 253