绪论 1
第1章 机械工程材料的性能 3
1.1 概述 3
1.1.1 材料的力学性能 3
1.1.2 金属材料的物理性能和化学性能 4
1.2 强度与塑性 8
1.2.1 强度 8
1.2.2 塑性 10
1.3 硬度 11
1.3.1 布氏硬度 11
1.3.2 洛氏硬度 13
1.3.3 维氏硬度 15
1.4 韧性与疲劳强度 16
1.4.1 韧性 16
1.4.2 疲劳强度 17
1.5 综合练习题 18
第2章 金属和合金的晶体结构与结晶 20
2.1 金属的晶体结构 20
2.1.1 晶体与非晶体 20
2.1.2 晶体结构的基本知识 21
2.2 金属中的晶体缺陷 23
2.2.1 常见晶体缺陷及分类 23
2.2.2 晶体缺陷 24
2.3 纯金属的结晶 25
2.3.1 纯金属的结晶 25
2.3.2 金属的同素异构转变 28
2.4 合金的晶体结构及结晶 29
2.4.1 合金的基本概念 29
2.4.2 合金的晶体结构 30
2.4.3 合金的结晶 31
2.5 综合练习题 32
第3章 铁碳合金相图 34
3.1 铁碳合金的基本组织 34
3.2 铁碳合金相图分析 35
3.2.1 Fe-Fe3C相图分析 36
3.2.2 铁碳合金的分类 38
3.2.3 典型铁碳合金的结晶过程分析 38
3.3 铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系 43
3.3.1 含碳量对平衡组织的影响 43
3.3.2 含碳量对力学性能的影响 44
3.4 铁碳合金相图的应用 45
3.4.1 选材方面的应用 45
3.4.2 加工工艺方面的应用 46
3.5 综合练习题 47
第4章 钢的热处理 49
4.1 概述 49
4.1.1 非合金（碳）钢的缺陷 49
4.1.2 热处理的分类 50
4.1.3 热处理的工艺过程 51
4.2 钢铁材料的热处理 51
4.2.1 钢的热处理原理 51
4.2.2 钢的奥氏体形成 51
4.2.3 奥氏体晶粒长大及其影响因素 53
4.3 钢在冷却时的转变 54
4.3.1 奥氏体的等温转变 55
4.3.2 过冷奥氏体的连续冷却转变 57
4.4 钢的退火与正火 59
4.4.1 退火 59
4.4.2 正火 62
4.4.3 正火与退火的区别 62
4.5 钢的淬火与回火 63
4.5.1 钢的淬火 63
4.5.2 淬透性与淬硬性 68
4.5.3 钢的回火 70
4.5.4 淬火、回火零件分类和表面硬度的误差范围 73
4.6 钢的表面淬火 75
4.6.1 感应加热表面淬火 75
4.6.2 火焰加热表面淬火 76
4.6.3 激光加热表面淬火 77
4.7 钢的化学热处理 77
4.7.1 化学热处理的作用 78
4.7.2 化学热处理的优点 78
4.7.3 化学热处理的基本过程 78
4.7.4 渗碳 78
4.7.5 渗氮 80
4.7.6 碳氮共渗 81
4.8 钢的热处理新技术 82
4.8.1 气相沉积 82
4.8.2 可控气氛热处理 82
4.8.3 真空热处理 83
4.8.4 形变热处理 84
4.8.5 激光热处理 84
4.8.6 电子束热处理 85
4.9 综合练习题 85
第5章 工业用钢 88
5.1 钢的分类与编号 88
5.1.1 钢的分类 88
5.1.2 钢的编号 90
5.2 钢铁中常见元素存在的影响 91
5.3 非合金钢 93
5.3.1 普通非合金结构钢 93
5.3.2 优质非合金结构钢 94
5.3.3 非合金工具钢 96
5.4 低合金钢 97
5.4.1 低合金高强度结构钢 98
5.4.2 低合金耐候钢 99
5.4.3 低合金专业用钢 99
5.4.4 易切削结构钢 99
5.5 合金钢 101
5.5.1 合金结构钢 101
5.5.2 合金工具钢 109
5.6 铸钢 119
5.6.1 铸钢的分类 119
5.6.2 铸钢的性能特点 120
5.7 特殊性能钢 120
5.7.1 不锈钢 120
5.7.2 耐热钢 124
5.7.3 耐磨钢 127
5.8 金属腐蚀及防护 128
5.8.1 金属的腐蚀 129
5.8.2 防止金属腐蚀的方法 130
5.9 综合练习题 131
第6章 铸铁 135
6.1 概述 135
6.2 铸铁的分类及石墨化影响因素 135
6.2.1 铸铁的分类 135
6.2.2 铸铁的石墨化及其影响因素 137
6.3 灰铸铁 140
6.3.1 灰铸铁的成分、组织、性能特点和用途 140
6.3.2 灰铸铁的牌号及用途 141
6.3.3 热处理 143
6.4 球墨铸铁 144
6.4.1 球墨铸铁的化学成分、组织和性能 144
6.4.2 球墨铸铁的牌号及用途 145
6.4.3 球墨铸铁的热处理 145
6.5 可锻铸铁 147
6.5.1 可锻铸铁的化学成分、组织和性能 147
6.5.2 可锻铸铁的牌号及用途 148
6.6 蠕墨铸铁 149
6.6.1 蠕墨铸铁的化学成分、组织和性能 149
6.6.2 蠕墨铸铁的牌号及用途 149
6.7 合金铸铁 150
6.7.1 耐磨铸铁 150
6.7.2 耐热铸铁 151
6.7.3 耐蚀铸铁 152
6.8 综合练习题 152
第7章 有色金属 154
7.1 概述 154
7.2 铝及铝合金 155
7.2.1 工业纯铝 155
7.2.2 铝合金的分类 155
7.2.3 铝合金的热处理 156
7.2.4 变形铝合金 157
7.2.5 铸造铝合金 160
7.3 铜及铜合金 163
7.3.1 工业纯铜 164
7.3.2 黄铜 164
7.3.3 青铜 166
7.3.4 白铜 169
7.4 钛及钛合金 170
7.4.1 纯钛 170
7.4.2 钛合金 171
7.5 轴承合金 172
7.5.1 对轴承合金性能的要求 172
7.5.2 轴承合金的组织 172
7.5.3 常用的轴承合金 173
7.6 镁及镁合金 176
7.7 锌及锌合金 177
7.8 粉末冶金材料 178
7.8.1 概述 178
7.8.2 材料的工艺性能 178
7.8.3 材料的优越性能 179
7.8.4 硬质合金 180
7.9 综合练习题 182
第8章 非金属材料 185
8.1 高分子材料 185
8.1.1 概述 185
8.1.2 塑料 186
8.1.3 橡胶 190
8.1.4 胶黏剂 194
8.2 陶瓷材料 195
8.2.1 陶瓷的分类 196
8.2.2 陶瓷的组成及性能特点 196
8.2.3 常用工业陶瓷 197
8.3 复合材料 199
8.3.1 复合材料的分类 199
8.3.2 复合材料的性能 200
8.3.3 常用复合材料 201
8.3.4 新技术复合材料 202
8.4 综合练习题 203
第9章 新型材料 205
9.1 概述 205
9.2 纳米材料 205
9.2.1 概述 205
9.2.2 纳米材料的性能 206
9.2.3 纳米材料的制备与应用 208
9.3 超导材料 209
9.3.1 概述 209
9.3.2 超导材料的特性 209
9.3.3 超导材料的分类 210
9.3.4 超导材料的应用 211
9.4 形状记忆合金材料 212
9.4.1 概述 212
9.4.2 形状记忆合金 212
9.4.3 形状记忆效应 213
9.4.4 形状记忆合金的分类及应用 213
9.5 非晶态合金材料 214
9.5.1 概述 214
9.5.2 非晶态合金的性能特点 215
9.5.3 非晶态合金的制备与应用 215
9.5.4 微晶合金 216
9.6 磁性材料 216
9.6.1 概述 216
9.6.2 磁性材料的分类与应用 216
9.7 综合练习题 218
第10章 机械工程材料的选用 219
10.1 机械零件的失效分析 219
10.1.1 零件失效的概念 219
10.1.2 零件的失效形式 219
10.1.3 零件失效的原因 220
10.2 机械零件的选材原则 221
10.2.1 材料的使用性能 223
10.2.2 材料的工艺性能 223
10.2.3 材料的经济性能 224
10.3 典型零件的选材实例 224
10.3.1 齿轮零件的选材 224
10.3.2 轴类零件的选材 226
10.3.3 箱体类零件的选材 229
10.4 综合练习题 230
附录 其他新型材料 232
附1 生物医用材料 232
1.1 概述 232
1.2 生物医用材料的分类 232
1.3 生物医用材料的应用 232
附2 生态环境材料 234
2.1 概述 234
2.2 生态环境材料的研究 234
2.3 生态环境材料的可持续发展 235
附3 纺织新材料 235
3.1 概述 235
3.2 超细纤维 235
3.3 蜘蛛丝纤维 236
3.4 超柔软纤维 237
3.5 超蓬松材料 237
3.6 功能性纤维 237
附4 电子信息材料 238
4.1 概述 238
4.2 电子信息材料的分类 238
4.3 电子信息材料的应用和发展趋势 238
附5 新能源材料 239
5.1 概述 239
5.2 氢能 240
5.3 太阳能 240
5.4 核能材料 241
5.5 风能 241
5.6 海洋能 242
5.7 生物质能 244
5.8 地热能 246
5.9 水能 246
5.10 可燃冰 247
5.11 煤层气 247
5.12 微生物 248
附6 已问世的10种未来材料 248
参考文献 254