緒論

第1章 工程材料的分類與性能

1.1 工程材料的分類

1.1.1 金屬材料

1.1.2 高分子材料

1.1.3 陶瓷材料

1.1.4 復合材料

1.2 工程材料的性能

1.2.1 物理性能

1.2.2 化學性能

1.2.3 力學性能

1.2.4 工藝性能

小結

習題

第2章 金屬的晶體結構與結晶

2.1 金屬的晶體結構

2.1.1 晶體的結構

2.1.2 常見金屬的晶格類型

2.2 合金的晶體結構

2.2.1 基本概念

2.2.2 合金的相結構

2.3 實際金屬的晶體結構

2.4 純金屬的結晶與同素異晶轉變

2.4.1 冷卻曲線與過冷度

2.4.2 金屬的結晶過程

2.4.3 金屬結晶後的晶粒大小

2.4.4 金屬的同素異構現像

小結

習題

第3章 鐵碳合金

3.1 鐵碳合金基本組織

3.1.1 純鐵的同素異構轉變

3.1.2 鐵碳合金的基本組織

3.2 鐵碳合金狀態圖

3.2.1 鐵碳合金相圖及分析

3.2.2 鐵碳合金的分類

3.3 典型鐵碳合金結晶過程分析

3.3.1 共析鋼的結晶過程

3.3.2 亞共析鋼的結晶過程

3.3.3 過共析鋼的結晶過程

3.3.4 共晶白口鑄鐵的結晶過程

3.3.5 亞共晶白口鑄鐵的結晶過程

3.3.6 過共晶白口鑄鐵的結晶過程

3.4 鐵碳合金中碳的質量分數對性能的影響

3.4.1 碳的質量分數對鐵碳合金力學性能的影響

3.4.2 碳的質量分數對工藝性能的影響

3.5 鐵碳合金相圖的應用

3.5.1 在選材方面的應用

3.5.2 在鑄造方面的應用

3.5.3 在鍛造、軋制方面的應用

3.5.4 在熱處理方面的應用

小結

習題

第4章 鋼的熱處理

4.1 概述

4.2 鋼在加熱時的轉變

4.2.1 鋼臨界轉變溫度

4.2.2 鋼在加熱時的組織轉變

4.3 鋼在冷卻時的組織轉變

4.3.1 過冷奧氏體的等溫轉變圖

4.3.2 過冷奧氏體在連續冷卻條件下的轉變

4.4 退火與正火

4.4.1 鋼的退火

4.4.2 鋼的正火

4.5 淬火

4.5.1 淬火溫度的選擇

4.5.2 保溫時間

4.5.3 淬火冷卻介質

4.5.4 常用淬火方法

4.5.5 鋼的淬透性

4.5.6 淬火缺陷及其防止措施

4.6 回火

4.6.1 鋼在回火時組織和性能的變化

4.6.2 回火方法及其應用

4.7 其他熱處理工藝

4.7.1 鋼的表面淬火

4.7.2 鋼的化學熱處理

小結

習題

第5章 非合金鋼（碳鋼）

5.1 鋼中素及其影響

5.1.1 錳的影響

5.1.2 硅的影響

5.1.3 硫的影響

5.1.4 磷的影響

5.1.5 非金屬雜質的影響

5.2 非合金鋼（碳鋼）的分類

5.2.1 按非合金鋼的碳的質量分數分類

5.2.2 按非合金鋼主要質量等級和主要性能或使用特性分類

5.2.3 按非合金鋼的用途分類

5.3 非合金鋼（碳鋼）的牌號及用途

5.3.1 普通碳素結構鋼

5.3.2 優質碳素結構鋼

5.3.3 碳素工具鋼

5.3.4 鑄造碳鋼

小結

習題

第6章 鑄鐵

6.1 鑄鐵及其石墨化過程

6.1.1 鑄鐵冷卻和加熱時的石墨化過程

6.1.2 影響鑄鐵石墨化的因素

6.2 鑄鐵的分類

6.2.1 按碳存在的形式分類

6.2.2 按石墨的形態分類

6.2.3 按化學成分分類

6.3 普通灰鑄鐵

6.3.1 灰鑄鐵的化學成分、顯微組織和性能

6.3.2 灰鑄鐵的孕育處理（變質處理）

6.3.3 灰鑄鐵的牌號及用途

6.3.4 灰鑄鐵的熱處理

6.4 球墨鑄鐵

6.4.1 球墨鑄鐵的化學成分

6.4.2 球墨鑄鐵的組織和性能

6.4.3 球墨鑄鐵的牌號和用途

6.4.4 球墨鑄鐵的熱處理

6.5 可鍛鑄鐵及蠕墨鑄鐵

6.5.1 可鍛鑄鐵

6.5.2 蠕墨鑄鐵

6.6 合金鑄鐵

6.6.1 耐熱鑄鐵

6.6.2 耐磨鑄鐵

6.6.3 耐蝕鑄鐵

小結

習題

第7章 低合金鋼與合金鋼

7.1 概述

7.2 合金鋼的分類與牌號

7.2.1 合金鋼的分類

7.2.2 合金鋼牌號表示方法

7.3素在鋼中的作用

7.3.1素在鋼中的存在形式及作用

7.3.2素對鋼的熱處理和力學性能的影響

7.4 低合金鋼

7.4.1 低合金高強度結構鋼

7.4.2 易切削結構鋼

7.4.3 低合金耐候鋼

7.5 機械合金結構鋼

7.5.1 合金滲碳鋼

7.5.2 合金調質鋼

7.5.3 合金彈簧鋼

7.5.4 超高強度鋼

7.5.5 滾動軸承鋼

小結

習題

第8章 工具鋼、硬質合金及特殊性能鋼

8.1 工具鋼的分類及編號

8.1.1 工具鋼的分類

8.1.2 工具鋼的編號

8.2 刃具鋼

8.2.1 刃具鋼的性能要求

8.2.2 碳素刃具鋼

8.2.3 低合金刃具鋼

8.2.4 高速鋼

8.3 模具鋼

8.3.1 冷作模具鋼

8.3.2 熱作模具鋼

8.4 量具鋼

8.4.1 量具鋼的性能要求

8.4.2 常用量具用鋼

8.4.3 量具鋼的熱處理特點

8.5 硬質合金

8.5.1 硬質合金生產簡介

8.5.2 硬質合金的性能特點

8.5.3 常用硬質合金

8.5.4 鋼結硬質合金

8.6 特殊性能鋼

8.6.1 不鏽鋼

8.6.2 耐熱鋼

小結

習題

第9章 有色金屬材料

9.1 概述

9.2 鋁及其合金

9.2.1 純鋁

9.2.2 鋁合金

9.2.3 鋁合金的熱處理

9.3 銅及其合金

9.3.1 純銅

9.3.2 銅合金

9.4 鈦及其合金

9.4.1 純鈦

9.4.2 鈦合金

9.4.3 鈦合金的熱處理

9.5 滑動軸承合金

9.5.1 對軸承合金性能的要求

9.5.2 滑動軸承的性能和組織

9.5.3 常用滑動軸承合金

小結

習題

第10章 非金屬材料及復合材料

10.1 概述

10.2 塑料和橡膠

10.2.1 塑料

10.2.2 橡膠

10.2.3 膠黏劑

10.3 陶瓷材料

10.3.1 陶瓷材料的類型和特點

10.3.2 常用陶瓷材料

10.3.3 常用陶瓷材料的性能、特點及用途

10.4 復合材料

10.4.1 復合材料的概念

10.4.2 復合材料的特點

10.4.3 常用復合材料的種類

10.4.4 纖維增強復合材料

小結

習題

第11章 幾種新材料的發展簡介

11.1 概述

11.2 新型高溫材料

11.2.1 鐵基高溫合金

11.2.2 鎳基高溫合金

11.2.3 高溫陶瓷材料

11.3 超導材料

11.3.1 超導材料分類

11.3.2 超導材料的應用

11.4 納米材料

11.4.1 納米材料的定義及分類

11.4.2 納米材料的結構與性能

11.4.3 納米材料的應用

11.5 其他新材料

小結

習題

第12章 機械零件的選材與工藝分析

12.1 選材的一般原則

12.1.1 材料的使用性能--選材的主要依據

12.1.2 材料的工藝性能

12.1.3 材料的經濟性能

12.2 零件的失效

12.2.1 機械零件失效的方式

12.2.2 機械零件失效的原因

12.2.3 零件失效分析的方法步驟

12.3 典型零件的選材及應用實例

12.3.1 機床零件的選材分析

12.3.2 拖拉機及汽車零件的選材分析

12.3.3 典型零件的選材實例

小結

習題

參考文獻

   
金屬材料與熱處理是機械類、近機械類專業重要的專業基礎課。為了適應材料科學與制造技術發展的需求，針對高等職業教育技能型人纔的培養目標，編者從機械專業工程技術人員的實際生產要求出發，在總結高職院校機械類專業教學改革經驗的基礎上編寫了本書。


    本書主要有以下特點：

   
(1)注重在理論知識、素質、能力、技能等方面對學生進行全面的培養，基礎理論以“實用、夠用”為原則，強調知識的實際運用和實踐訓練；


   
(2)注重吸取現有相關教材的優點，充實新知識、新工藝、新技術等內容，簡化過多的理論介紹，以拓寬學生的專業知識面；

   
(3)突出職業技術教育特色，做到圖解直觀形像，力求做到理論深入淺出，內容重點突出，文字通俗易懂，理論聯繫實際，加強學生實踐技能和綜合應用能力的培養；


    (4)注重文字敘述精煉，通俗易懂，總結歸納提綱挈領；

   
(5)每章配備復習思考題，引導學生積極思考，形成師生相互交流與研討的氣氛，培養學生觀察、探索、分析以及應用理論知識的能力。

   
根據各高職高專院校機械類、近機械類專業對各章節內容要求的不同，學時數安排的不同，在選用本書作為教材時，可根據具體情況對各章節的內容加以取舍和調整。


   
本書由張毅主編，參加編寫工作的還有甘肅畜牧工程職業技術學院劉孜文、巨江瀾、王祎纔。本書由蘭州職業技術學院王技德教授主審。

    在本書的編寫過程中，得到了有關專家、學者的支持和幫助，在此一並表示誠摯的感謝。

    由於編者水平有限，本書難免有疏漏和不妥之處，敬請讀者指正。

編者

2012年2月