绪论 1
0．1 工程材料的分类 1
0．1．1 金属材料 1
0．1．2 非金属材料 2
0．1．3 复合材料 2
0．2 本课程的教学目的和要求 2
0．2．1 学习目的 2
0．2．2 要求 3
第1章 钢的冶炼、浇注、成型工艺及钢材的质量控制 4
1．1 钢的冶炼 5
1．1．1 炼铁 5
1．1．2 炼钢 6
1．2 钢的浇注 6
1．2．1 模铸法 7
1．2．2 连铸法 7
1．3 钢的成型 7
1．3．1 钢材的概念 7
1．3．2 钢材的生产 7
1．4 钢材的质量检验 8
1．4．1 化学成分分析 9
1．4．2 组织分析 11
1．4．3 零件的无损探伤 12
第2章 金属材料的力学性能 15
2．1 静载荷作用下的力学性能 15
2．1．1 强度与塑性 15
2．1．2 硬度 17
2．1．3 刚度 21
2．2 在动载荷作用下的力学性能 21
2．2．1 冲击韧性和断裂韧性 21
2．2．2 疲劳 24
2．3 金属材料的高温蠕变现象 25
2．4 金属材料的工艺性能 26
第3章 金属及其合金的固态结构 28
3．1 金属与合金 28
3．2 纯金属的晶体结构 28
3．2．1 晶胞、晶系和点阵类型 29
3．2．2 晶面指数和晶向指数 30
3。2．3 典型的金属晶体结构 34
3．2．4 金属的同素异晶转变 36
3．3 实际金属的晶体结构 36
3．3．1 实际金属的多晶体结构 36
3．3．2 实际金属的晶体缺陷 37
3．3．3 晶界的特性 41
3．4 合金的结构类型 41
3．4．1 固溶体 41
3．4．2 金属化合物（或中间相） 44
第4章 金属及其合金的结晶 48
4．1 结晶过程概述 48
4．1．1 金属结晶过程特征 48
4．1．2 形核与长大 50
4．2 晶粒大小及控制 53
4．2．1 晶粒度对金属材料性能的影响 53
4．2．2 细化晶粒的措施 53
4．3 铸锭的结晶（凝固）组织 55
4．3．1 铸锭的一般组织 55
4．3．2 影响铸锭柱状晶形成的因素 55
4．3．3 改善铸锭组织的方法 56
第5章 金属材料的塑性变形 57
5．1 金属的塑性变形 57
5．1．1 单晶体的塑性变形 58
5．1．2 多晶体的塑性变形 59
5．2 塑性变形对金属组织和性能的影响 59
5．2．1 塑性变形对金属组织的影响 59
5．2．2 塑性变形对金属性能的影响 61
5．3 冷塑性变形金属在加热时的变化 62
5．3．1 回复 63
5．3．2 再结晶 63
5．3．3 晶粒长大 63
5．4 热塑性变形对金属组织和性能的影响 64
5．4．1 金属材料的冷热加工的区别 65
5．4．2 热塑性变形对金属组织和性能的影响 65
第6章 二元合金相图 68
6．1 相图的表示和测定方法 68
6．1．1 二元合金相图的表示法 68
6．1．2 二元合金相图的测定方法 69
6．2 平衡相的定量法则—杠杆定律 70
6．2．1 直线规则 70
6．2．2 杠杆定律 70
6．3 二元合金相图 71
6．3．1 二元匀晶相图 71
6．3．2 二元共晶相图 73
6．3．3 不平衡结晶 78
6．3．4 包晶相图 80
6．3．5 其他类型的二元相图 82
6．3．6 二元合金相图的基本类型及特征 84
6．3．7 二元相图的规律和分析方法 85
6．4 合金的性能与成分的关系 87
6．4．1 合金的机械性能、物理性能与成分的关系 87
6．4．2 合金的工艺性能与成分的关系 88
第7章 铁－碳合金相图 90
7．1 铁－碳合金中的的组元和基本相 90
7．1．1 铁的同素异晶转变 90
7．1．2 铁－碳合金中的基本相 90
7．2 铁－碳合金相图的分析 93
7．2．1 铁－碳合金相图中的特性点 93
7．2．2 碳合金相图中的特性线 93
7．2．3 铁碳合金相图中的相区 95
7．3 铁－碳合金的平衡结晶和室温组织 95
7．3．1 铁－碳合金的分类 95
7．3．2 铁－碳合金的平衡结晶和室温组织 95
7．3．3 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响 103
7．3．4 铁－碳合金相图应用 105
第8章 钢的热处理 108
8．1 概述 108
8．1．1 热处理基本概念及分类 108
8．1．2 热处理设备分类 109
8．2 钢在加热时的组织转变 109
8．2．1 相变温度 110
8．2．2 奥氏体（共析钢）的形成过程 110
8．2．3 奥氏体的晶粒大小及其影响因素 111
8．2．4 热处理加热的一般原则 112
8．3 钢在冷却时的组织转变 114
8．3．1 共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线 114
8．3．2 共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线 118
8．4 常见的热处理缺陷 121
8．4．1 欠热、过热与过烧 121
8．4．2 氧化与脱碳 121
8．4．3 变形与开裂 121
8．5 钢的热处理工艺 122
8．5．1 退火与正火 122
8．5．2 正火 124
8．5．3 退火、正火的热处理缺陷 125
8．5．4 钢的淬火 126
8．5．5 钢的回火 133
8．6 钢的表面热处理 136
8．6．1 表面淬火 136
8．6．2 化学热处理 139
8．7 其他热处理简介 143
8．7．1 真空热处理 143
8．7．2 形变热处理 144
8．7．3 高能量密度表面热处理 144
8．7．4 表面改性技术 146
8．8 热处理工艺的制订 148
8．8．1 热处理零件结构的工艺性 148
8．8．2 热处理工序位置的安排 149
8．8．3 应用举例 150
第9章 非合金钢（碳钢）与铸铁 153
9．1 非合金钢（碳钢）的分类及编号 153
9．1．1 分类 153
9．1．2 常用碳素钢的牌号表示方法 154
9．1．3 常存元素对非合金钢组织和性能的影响 154
9．2 碳素结构钢 155
9．2．1 普通碳素结构钢 155
9．2．2 优质碳素结构钢 156
9．3 低合金高强度结构钢 159
9．3．1 低合金高强度结构钢的成分特点 159
9．3．2 低合金高强度结构钢的牌号、性能及用途 160
9．4 碳素工具钢 161
9．4．1 特点 161
9．4．2 牌号与性能 161
9．5 铸钢 162
9．5．1 铸造碳钢 163
9．6 铸铁 164
9．6．1 铸铁的石墨化和分类 165
9．6．2 常用的铸铁 168
9．6．3 灰铸铁 168
9．6．4 球墨铸铁 172
9．6．5 蠕墨铸铁 175
9．6．6 可锻铸铁 177
9．6．7 合金铸铁 179
第10章 合金钢 183
10．1 钢的合金化原理 183
10．1．1 合金元素在钢中存在形式 183
10．1．2 合金元素在钢中的作用 184
10．2 合金钢的分类及产品牌号表示 191
10．2．1 钢产品分类 192
10．2．2 钢铁及合金统一数字代号体系牌号简介 197
10．3 合金结构钢 200
10．3．1 调质钢 201
10．3．2 非调质钢 205
10．3．3 易削钢 205
10．3．4 弹簧钢 207
10．3．5 渗碳钢 211
10．3．6 滚动轴承钢 214
10．4 合金工具钢 217
10．4．1 刃具钢 217
10．4．2 量具钢 223
10．4．3 模具钢 224
10．5 特殊性能钢 231
10．5．1 不锈钢 231
10．5．2 耐热钢 237
10．5．3 耐磨钢 238
第11章 金属材料的选用原则和热处理工艺应用 242
11．1 选材的原则 242
11．1．1 使用性原则 242
11．1．2 工艺性原则 245
11．1．3 经济性原则 246
11．1．4 零件的失效分析 247
11．2 热处理的应用 247
11．2．1 热处理方案的选择 247
11．2．2 热处理在工序中的位置 248
11．2．3 生产过程中常用的热处理工艺 248
11．2．4 零件热处理的技术条件标准 249
11．3 典型零件的选材与热处理 251
11．3．1 齿轮类零件选材与热处理应用 251
11．3．2 轴类零件选材与热处理应用 254
第12章 有色金属及其合金 260
12．1 铝与铝合金 260
12．1．1 工业纯铝 260
12．1．2 铝合金 261
12．1．3 变形铝合金 264
12．1．4 铸造铝合金 268
12．2 铜及其合金 272
12．2．1 工业纯铜 272
12．2．2 铜合金 272
12．2．3 黄铜 273
12．2．4 青铜 275
12．3 钛及钛合金 276
12．3．1 纯钛 276
12．3．2 钛合金 276
12．3．3 钛合金的性能 277
12．3．4 钛合金的热处理 278
12．4 镁及镁合金 278
12．4．1 镁合金 278
12．4．2 变形镁合金 279
12．4．3 铸造镁合金 280
12．4．4 镁合金的热处理 281
12．5 轴承合金 282
12．5．1 对滑动轴承合金性能的要求 282
12．5．2 常用滑动轴承合金 283
第13章 金属功能材料和复合材料简介 286
13．1 金属功能材料 286
13．1．1 磁性合金 286
13．1．2 热膨胀、弹性与减振合金 287
13．2 复合材料 289
13．2．1 复合材料的分类 290
13．2．2 金属基复合材料的工程性能和应用 291
第14章 非金属材料简介 293
14．1 高分子材料 293
14．1．1 塑料 294
14．1．2 橡胶 296
14．2 陶瓷 298
14．2．1 陶瓷的分类 298
14．2．2 陶瓷的性能 298
14．2．3 常用的陶瓷材料 299
参考文献 300