绪论 1
第1章 工程材料的性能 2
1.1 静载荷时材料的力学性能 2
1.1.1 强度、刚度和塑性 2
1.1.2 硬度 4
1.2 动载荷时材料的力学性能 6
1.2.1 冲击韧性 6
1.2.2 疲劳抗力 7
1.3 材料的物理、化学及工艺性能 7
1.3.1 物理性能 7
1.3.2 化学性能 8
1.3.3 工艺性能 8
思考题 9
第2章 金属材料基础知识 10
2.1 金属的组织结构与结晶 10
2.1.1 金属的晶体结构和组织 10
2.1.2 金属的结晶 12
2.2 合金的相结构与结晶 13
2.2.1 合金的基本概念 13
2.2.2 合金的相结构与组织 14
2.2.3 合金的结晶 15
2.3 金属的塑性变形和强化 18
2.3.1 金属的塑性变形 18
2.3.2 金属的强化 20
思考题 21
第3章 铁碳合金 23
3.1 铁碳合金的基本相 23
3.1.1 纯铁的同素异晶转变 23
3.1.2 铁碳合金的基本相 23
3.2 铁碳合金状态图 24
3.2.1 Fe-Fe3C状态图概述 25
3.2.2 碳钢的结晶过程与组织转变 26
3.2.3 白口铸铁结晶过程简介 28
3.2.4 铁碳合金的性能以及状态图的应用 28
3.3 非合金钢（碳钢） 29
3.3.1 钢材生产过程 30
3.3.2 杂质对碳钢性能的影响 30
3.3.3 碳钢的分类、牌号和用途 31
思考题 35
第4章 钢的热处理 36
4.1 钢热处理时组织转变 36
4.1.1 钢加热时奥氏体的形成 36
4.1.2 奥氏体冷却时的组织转变 38
4.2 钢的退火与正火 43
4.2.1 钢的退火 43
4.2.2 钢的正火 46
4.2.3 退火与正火的应用 46
4.3 钢的淬火与回火 47
4.3.1 钢的淬火 47
4.3.2 淬火钢的回火 50
4.3.3 淬火钢的冷处理 52
4.3.4 钢的淬硬性与淬透性 52
4.4 钢的表面热处理与化学热处理 54
4.4.1 表面热处理 54
4.4.2 化学热处理 56
4.5 钢的热处理缺陷及淬火件的结构工艺性 59
4.5.1 常见的热处理缺陷 59
4.5.2 淬火件的结构工艺性 60
4.6 热处理技术条件与工序位置 61
4.6.1 热处理技术条件 61
4.6.2 热处理工序位置安排 62
思考题 65
第5章 合金钢 69
5.1 合金元素在钢中的作用 69
5.1.1 固溶强化铁素体 69
5.1.2 形成合金碳化物 70
5.1.3 细化奥氏体晶粒 70
5.1.4 稳定奥氏体 70
5.1.5 阻碍马氏体分解 71
5.2 合金钢的分类和牌号表示方法 73
5.2.1 合金钢的分类 73
5.2.2 合金钢的牌号表示法 73
5.3 合金结构钢 74
5.3.1 机器用合金结构钢 74
5.3.2 工程用合金结构钢 82
5.4 合金工具钢 83
5.4.1 合金刃具钢 83
5.4.2 高速工具钢 84
5.4.3 合金模具钢 87
5.5 特殊性能钢 90
5.5.1 不锈钢 90
5.5.2 高锰耐磨钢 92
5.5.3 耐热钢 93
思考题 93
第6章 铸铁 95
6.1 铸铁的分类及碳的石墨化 95
6.1.1 铸铁的分类 95
6.1.2 铸铁中碳的石墨化 95
6.2 灰铸铁 97
6.2.1 灰铸铁的成分、组织与性能 97
6.2.2 灰铸铁的牌号与应用 98
6.2.3 灰铸铁的热处理 98
6.3 球墨铸铁 99
6.3.1 球墨铸铁的成分、组织与性能 99
6.3.2 球墨铸铁的牌号和应用 100
6.3.3 球墨铸铁的热处理 100
6.4 其他铸铁 101
6.4.1 可锻铸铁 101
6.4.2 蠕墨铸铁 102
6.4.3 合金铸铁 103
思考题 104
第7章 非铁金属材料及金属的表面处理 105
7.1 铝及铝合金 105
7.1.1 工业纯铝 105
7.1.2 铝合金 105
7.2 铜及铜合金 110
7.2.1 工业纯铜 110
7.2.2 铜合金 110
7.3 钛及钛合金 113
7.3.1 工业纯钛 113
7.3.2 钛合金 113
7.4 轴承合金 115
7.4.1 轴承合金的性能和组织特点 115
7.4.2 常用轴承合金 115
7.5 粉末冶金材料 117
7.5.1 硬质合金 117
7.5.2 其他粉末冶金材料 119
7.6 金属的表面处理 119
7.6.1 金属表面强化处理 119
7.6.2 金属表面防腐处理 122
7.6.3 金属表面装饰处理 123
思考题 124
第8章 非金属材料与复合材料 125
8.1 高分子材料的基础知识 125
8.1.1 高分子化合物的概念 125
8.1.2 分子链的结构、特性与化学反应 125
8.1.3 高分子材料的力学状态 126
8.1.4 高分子材料的分类 127
8.2 高分子材料 127
8.2.1 塑料 127
8.2.2 橡胶 129
8.2.3 合成胶粘剂 130
8.3 陶瓷 131
8.3.1 陶瓷的分类与组成 131
8.3.2 常用工业陶瓷 132
8.4 复合材料 133
8.4.1 复合材料的组成与分类 133
8.4.2 复合材料的特性 133
8.4.3 常用复合材料 134
思考题 134
第9章 工程材料的选用 135
9.1 零件的失效 135
9.1.1 失效及其形式 135
9.1.2 失效的原因 136
9.2 选材的原则、步骤及方法 136
9.2.1 选材的原则 136
9.2.2 选材的步骤及方法 137
9.3 常用机械零件的选材 140
9.3.1 齿轮类零件的选材 140
9.3.2 轴类零件的选材 142
9.3.3 弹簧类零件的选材 144
9.3.4 其他典型机械零件的选材 146
9.4 典型工模具的选材 148
9.4.1 典型刀具的选材 148
9.4.2 量具的选材 149
9.4.3 典型模具的选材 150
思考题 155
附录 157
附录Ⅰ 黑色金属硬度及强度的换算表 157
附录Ⅱ 常用钢的热处理规范 160
附录Ⅲ 热处理技术条件用的符号 162
附录Ⅳ 常用钢的临界淬透直径 163
附录Ⅴ 接触疲劳强度与表面硬度、材料、热处理的关系 164
附录Ⅵ 典型冷作模具及热作模具用钢 165
参考文献 169