緒論  1
一、中華民族對材料發展史的重大貢獻1
二、工程材料的分類3

章金屬材料的性能  5
節金屬的工藝性能5
一、熱加工工藝性能5
二、冷加工工藝性能7
第二節金屬材料的力學性能8
一、強度9
二、塑性13
三、硬度13
四、衝擊韌性18
五、疲勞強度19
六、蠕變與松弛20
第三節金屬材料的理化性能21
一、金屬材料的物理性能21
二、金屬材料的化學性能22
習題23

第二章金屬材料組織與鐵碳合金  24
節金屬的晶體結構24
一、晶體與非晶體24
二、純金屬的晶體結構及常見類型25
第二節純金屬的結晶28
一、冷卻曲線與過冷度28
二、純金屬的結晶過程29
三、晶粒的大小及其控制30
四、金屬的同素異構轉變32
第三節合金組織33
一、合金的基本概念33
二、合金的晶體結構34
三、合金的結晶36
第四節鐵碳合金37
一、鐵碳合金的基本組織37
二、鐵碳合金相圖40
習題51

第三章鋼的熱處理與表面改性  52
節熱處理概述52
一、定義52
二、熱處理的特點53
三、熱處理的目的53
四、熱處理的分類53
第二節鋼的熱處理原理54
一、鋼在加熱時的組織轉變54
二、鋼在冷卻時的組織轉變57
第三節鋼的普通熱處理61
一、退火61
二、正火62
三、淬火63
四、回火66
第四節鋼的表面改性處理68
一、表面熱處理68
二、其他表面技術71
習題73

第四章碳鋼  74
素對鋼性能的影響74
第二節碳鋼的分類75
一、按含碳量分類76
二、按鋼的質量等級分類76
三、按鋼的用途分類76
四、其他分類方法77
第三節碳鋼的牌號及用途78
一、碳素結構鋼78
二、優質碳素結構鋼78
三、碳素工具鋼80
習題81

第五章合金鋼  82
節概述82
一素對鋼性能的影響82
二、合金鋼的分類83
三、合金鋼的牌號表示方法84
第二節合金結構鋼85
一、低合金結構鋼85
二、合金滲碳鋼89
三、合金調質鋼90
四、合金彈簧鋼91
五、滾動軸承鋼92
第三節合金工具鋼93
一、合金刃具鋼94
二、合金模具鋼95
三、合金量具鋼98
第四節特殊性能鋼99
一、不鏽鋼99
二、耐熱鋼102
三、耐磨鋼103
習題104

第六章鑄鐵與鑄鋼  106
節鑄鐵的石墨化及分類106
一、鑄鐵的石墨化及其影響因素106
二、鑄鐵的分類107
第二節常用鑄鐵109
一、灰鑄鐵109
二、球墨鑄鐵112
三、蠕墨鑄鐵114
四、可鍛鑄鐵115
第三節合金鑄鐵118
一、耐磨鑄鐵118
二、耐熱鑄鐵118
三、耐蝕鑄鐵119
第四節鑄鋼120
一、碳素鑄鋼120
二、合金鑄鋼121
三、鑄鋼在工程中的應用實例123
習題123

第七章有色金屬  124
節鋁及鋁合金124
一、純鋁125
二、鋁合金126
第二節銅及銅合金128
一、純銅128
二、銅合金129
第三節鈦及鈦合金134
一、純鈦135
二、鈦合金135
第四節滑動軸承合金137
一、軸承合金的性能要求及組織特征138
二、銅基軸承合金140
三、鋁基軸承合金141
第五節其他有色金屬及含油軸承141
一、鎳及鎳合金141
二、鋅及鋅合金142
三、含油軸承143
四、硬質合金143
習題144

第八章其他工程材料  145
節高分子材料145
一、概述145
二、工程塑料146
三、合成橡膠150
四、合成纖維153
五、膠黏劑155
第二節陶瓷材料156
一、概述156
二、普通陶瓷與特種陶瓷158
第三節復合材料160
一、概述160
二、常用復合材料162
【拓展材料】我國化工新材料的發展與應用164
習題166

第九章工程材料的選用  167
節選材的原則與方法167
一、機械零件的失效167
二、選材的一般原則170
三、選材的一般程序173
第二節熱處理應用173
一、熱處理與切削加工性的關繫174
二、零件熱處理的工序位置175
三、熱處理技術條件的標注175
四、熱處理零件的變形和開裂176
第三節典型工件的選材及應用176
一、齒輪選材176
二、軸類零件選材178
三、化工設備用材179
四、機床用材180
五、汽車用材181
習題182

附錄  183
附錄Ⅰ金屬熱處理工藝分類及代號（摘自 GB/T 12603—2005）183
附錄Ⅱ黑色金屬硬度與強度換算表（摘自 GB/T 1172—1999）186
附錄Ⅲ常用鋼的臨界點187
附錄Ⅳ鋼材的塗色標記188

參考文獻  189

工程材料課程是職業院校機械類專業的一門技術基礎課。該課程理論性較強，與生產實際有著密切聯繫。本書主要供機械類專業學生使用，重點在於闡明常用工程材料的組織結構、性能和應用，為職業崗位實踐工作打下基礎。
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本書由山東化工技師學院和山東化工職業學院聯合編寫，孔磊磊主編，劉凱、馮耀利任副主編，任洪梅、董營、劉娟、郭桂旭參與編寫，徐廷國、劉海東主審。
在編寫過程中，我們參閱了有關教材、著作和其他文獻，並得到了相關院校的大力支持，在此對有關專家、學者、文獻作者和相關院校表示衷心感謝。
由於編者水平有限，書中不足之處敬請讀者批評指正。

編者
2023年3月