本書根據教育部高等學校工科基礎課程教學指導委員會於2019年頒布的《高等學校工科基礎課程教學基本要求》，並吸取多年課程改革成果與實踐經驗編寫而成，以工程材料的化學成分、組織結構、工藝、性能與應用的基本理論及其相互關繫為主線，簡化了工程材料的基本理論，突出了工程材料的性能及其在工程實踐中的應用。

本書共12章，包括緒論、工程材料的性能、材料的結構與組織、金屬材料的塑性變形與強化、鋼的熱處理、工業用鋼、鑄鐵材料、有色金屬材料、非金屬材料、復合材料、新型工程材料、工程材料的選用。每章都附有適量的思考題，附錄部分節選了工程實踐中常用的相關資料，可供讀者學習和應用時參考。

本書可作為普通高等學校機械類和近機械類專業的教材，也可供有關工程技術人員學習、參考。

前言

第0章緒論1

0*1材料概述1

0*2材料與機械工程2

0*3本課程的內容、學習目的和要求2

*1章工程材料的性能4

1*1材料的力學性能4

1*1*1材料的靜載力學性能4

1*1*2材料的動態力學性能9

1*1*3材料的高、低溫性能12

1*2材料的物理性能和化學性能13

1*2*1材料的物理性能13

1*2*2材料的化學性能14

1*3材料的工藝性能15

思考題16

*2章材料的結構與組織17

2*1材料的結構17

2*1*1晶體結構的基本概念17

2*1*2常見的晶體結構類型18

2*1*3實際晶體與缺陷21

2*2金屬的凝固與結晶組織24

2*2*1金屬的結晶24

2*2*2金屬的結構與組織27

2*3鐵碳合金36

2*3*1純鐵與鐵碳合金中的相37

2*3*2鐵碳合金相圖39

2*3*3鐵碳合金成分、組織與性能的

關繫及應用46

思考題49

第3章金屬材料的塑性變形與強化50

3*1單晶體的塑性變形50

3*1*1滑移51

3*1*2孿生53

3*2多晶體的塑性變形54

3*3塑性變形對材料組織與性能的影響55

3*3*1冷塑性變形對金屬組織與

性能的影響55

3*3*2冷塑性變形金屬加熱時的組織與

性能變化57

3*3*3金屬的熱加工60

3*4金屬材料的強化機制61

思考題62

第4章鋼的熱處理63

4*1鋼的熱處理概述63

4*2鋼在加熱和冷卻時的組織轉變64

4*2*1鋼在加熱時的組織轉變64

4*2*2鋼的冷卻及組織轉變68

4*3鋼的普通熱處理77

4*3*1鋼的退火與正火77

4*3*2鋼的淬火79

4*3*3鋼的淬透性和淬硬性82

4*3*4鋼的回火84

4*4鋼的表面熱處理87

4*4*1鋼的表面淬火87

4*4*2鋼的化學熱處理90

4*4*3鋼的激光熱處理94

4*5鋼的熱處理新工藝95

4*5*1深冷處理95

4*5*2可控氣氛熱處理96

4*5*3真空熱處理97

4*5*4形變熱處理98

4*5*5計算機控制熱處理99

4*5*6高能表面熱處理100

4*6鋼的熱處理缺陷與防止100

思考題103

第5章工業用鋼105

5*1鋼的分類與牌號107

5*1*1鋼的分類107

5*1*2鋼材的分類108

5*1*3鋼的牌號110

5*2鋼的主要成分及其對組織和

性能的影響111

5*2*1碳鋼的主要成分及其對組織和

性能的影響111

5*2*2合金鋼的主要成分及其對組織和

性能的影響113

5*3常用結構鋼120

5*3*1工程結構用鋼121

5*3*2機械結構用鋼125

5*4常用工模具鋼138

5*4*1刃具模具用非合金鋼139

5*4*2刃具用合金鋼141

5*4*3模具用合金鋼148

5*4*4量具用合金鋼152

5*5特殊性能鋼152

5*5*1不鏽鋼153

5*5*2耐熱鋼156

5*5*3耐磨鋼159

5*5*4低溫用鋼159

思考題160

第6章鑄鐵材料161

6*1鑄鐵的石墨化161

6*2鑄鐵的分類163

6*3常用鑄鐵164

6*3*1灰鑄鐵165

6*3*2可鍛鑄鐵168

6*3*3球墨鑄鐵170

6*3*4蠕墨鑄鐵173

6*4合金鑄鐵174

6*4*1耐磨鑄鐵174

6*4*2耐熱鑄鐵175

6*4*3耐蝕鑄鐵175

思考題176

第7章有色金屬材料177

7*1鋁及其合金177

7*1*1純鋁177

7*1*2鋁合金178

7*1*3鋁合金熱處理180

7*2銅及其合金182

7*2*1純銅182

7*2*2銅合金183

7*2*3銅合金熱處理185

7*3軸承合金187

7*4其他有色金屬及其合金189

7*4*1鈦及其合金189

7*4*2鎂及其合金190

7*4*3鋅及其合金191

思考題192

第8章非金屬材料193

8*1高分子材料193

8*1*1概述193

8*1*2常用高分子材料195

8*2陶瓷材料209

8*2*1概述209

8*2*2陶瓷材料的結構和性能210

8*2*3陶瓷的生產工藝與粉末

冶金211

8*2*4常用陶瓷材料213

思考題218

第9章復合材料219

9*1復合材料的組成和分類220

9*2增強材料及復合增強原理221

9*2*1增強材料221

9*2*2復合增強原理223

9*3常用復合材料223

9*3*1樹脂基復合材料223

9*3*2金屬基復合材料226

9*3*3陶瓷基復合材料228

9*3*4其他類型復合材料228

思考題229

*10章新型工程材料230

10*1梯度功能材料230

10*1*1梯度功能材料的制備231

10*1*2梯度功能材料的應用232

10*2納米材料232

10*2*1納米材料的制備233

10*2*2常見納米材料及其應用234

10*3形狀記憶合金235

10*4非晶態合金236

10*5阻尼合金237

10*6未來新型工程材料的發展237

思考題238

*11章工程材料的選用239

11*1零件失效分析239

11*1*1零件失效的基本形式239

11*1*2零件失效的原因240

11*2選用材料的一般原則241

11*3材料選擇的一般過程242

11*4典型零件的選材及工藝分析243

11*4*1軸類零件243

11*4*2齒輪類零件246

11*4*3箱體類零件248

11*4*4外殼類零件250

11*4*5彈簧類零件250

11*4*6材料選擇趨勢251

思考題252

附錄常用力學性能符號及

鋁合金*號253

參考文獻257