本书根据教育部高等学校工科基础课程教学指导委员会于2019年颁布的《高等学校工科基础课程教学基本要求》，并吸取多年课程改革成果与实践经验编写而成，以工程材料的化学成分、组织结构、工艺、性能与应用的基本理论及其相互关系为主线，简化了工程材料的基本理论，突出了工程材料的性能及其在工程实践中的应用。

本书共12章，包括绪论、工程材料的性能、材料的结构与组织、金属材料的塑性变形与强化、钢的热处理、工业用钢、铸铁材料、有色金属材料、非金属材料、复合材料、新型工程材料、工程材料的选用。每章都附有适量的思考题，附录部分节选了工程实践中常用的相关资料，可供读者学习和应用时参考。

本书可作为普通高等学校机械类和近机械类专业的教材，也可供有关工程技术人员学习、参考。

前言

第0章绪论1

0*1材料概述1

0*2材料与机械工程2

0*3本课程的内容、学习目的和要求2

*1章工程材料的性能4

1*1材料的力学性能4

1*1*1材料的静载力学性能4

1*1*2材料的动态力学性能9

1*1*3材料的高、低温性能12

1*2材料的物理性能和化学性能13

1*2*1材料的物理性能13

1*2*2材料的化学性能14

1*3材料的工艺性能15

思考题16

*2章材料的结构与组织17

2*1材料的结构17

2*1*1晶体结构的基本概念17

2*1*2常见的晶体结构类型18

2*1*3实际晶体与缺陷21

2*2金属的凝固与结晶组织24

2*2*1金属的结晶24

2*2*2金属的结构与组织27

2*3铁碳合金36

2*3*1纯铁与铁碳合金中的相37

2*3*2铁碳合金相图39

2*3*3铁碳合金成分、组织与性能的

关系及应用46

思考题49

第3章金属材料的塑性变形与强化50

3*1单晶体的塑性变形50

3*1*1滑移51

3*1*2孪生53

3*2多晶体的塑性变形54

3*3塑性变形对材料组织与性能的影响55

3*3*1冷塑性变形对金属组织与

性能的影响55

3*3*2冷塑性变形金属加热时的组织与

性能变化57

3*3*3金属的热加工60

3*4金属材料的强化机制61

思考题62

第4章钢的热处理63

4*1钢的热处理概述63

4*2钢在加热和冷却时的组织转变64

4*2*1钢在加热时的组织转变64

4*2*2钢的冷却及组织转变68

4*3钢的普通热处理77

4*3*1钢的退火与正火77

4*3*2钢的淬火79

4*3*3钢的淬透性和淬硬性82

4*3*4钢的回火84

4*4钢的表面热处理87

4*4*1钢的表面淬火87

4*4*2钢的化学热处理90

4*4*3钢的激光热处理94

4*5钢的热处理新工艺95

4*5*1深冷处理95

4*5*2可控气氛热处理96

4*5*3真空热处理97

4*5*4形变热处理98

4*5*5计算机控制热处理99

4*5*6高能表面热处理100

4*6钢的热处理缺陷与防止100

思考题103

第5章工业用钢105

5*1钢的分类与牌号107

5*1*1钢的分类107

5*1*2钢材的分类108

5*1*3钢的牌号110

5*2钢的主要成分及其对组织和

性能的影响111

5*2*1碳钢的主要成分及其对组织和

性能的影响111

5*2*2合金钢的主要成分及其对组织和

性能的影响113

5*3常用结构钢120

5*3*1工程结构用钢121

5*3*2机械结构用钢125

5*4常用工模具钢138

5*4*1刃具模具用非合金钢139

5*4*2刃具用合金钢141

5*4*3模具用合金钢148

5*4*4量具用合金钢152

5*5特殊性能钢152

5*5*1不锈钢153

5*5*2耐热钢156

5*5*3耐磨钢159

5*5*4低温用钢159

思考题160

第6章铸铁材料161

6*1铸铁的石墨化161

6*2铸铁的分类163

6*3常用铸铁164

6*3*1灰铸铁165

6*3*2可锻铸铁168

6*3*3球墨铸铁170

6*3*4蠕墨铸铁173

6*4合金铸铁174

6*4*1耐磨铸铁174

6*4*2耐热铸铁175

6*4*3耐蚀铸铁175

思考题176

第7章有色金属材料177

7*1铝及其合金177

7*1*1纯铝177

7*1*2铝合金178

7*1*3铝合金热处理180

7*2铜及其合金182

7*2*1纯铜182

7*2*2铜合金183

7*2*3铜合金热处理185

7*3轴承合金187

7*4其他有色金属及其合金189

7*4*1钛及其合金189

7*4*2镁及其合金190

7*4*3锌及其合金191

思考题192

第8章非金属材料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陶瓷材料的结构和性能210

8*2*3陶瓷的生产工艺与粉末

冶金211

8*2*4常用陶瓷材料213

思考题218

第9章复合材料219

9*1复合材料的组成和分类220

9*2增强材料及复合增强原理221

9*2*1增强材料221

9*2*2复合增强原理223

9*3常用复合材料223

9*3*1树脂基复合材料223

9*3*2金属基复合材料226

9*3*3陶瓷基复合材料228

9*3*4其他类型复合材料228

思考题229

*10章新型工程材料230

10*1梯度功能材料230

10*1*1梯度功能材料的制备231

10*1*2梯度功能材料的应用232

10*2纳米材料232

10*2*1纳米材料的制备233

10*2*2常见纳米材料及其应用234

10*3形状记忆合金235

10*4非晶态合金236

10*5阻尼合金237

10*6未来新型工程材料的发展237

思考题238

*11章工程材料的选用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选用材料的一般原则241

11*3材料选择的一般过程242

11*4典型零件的选材及工艺分析243

11*4*1轴类零件243

11*4*2齿轮类零件246

11*4*3箱体类零件248

11*4*4外壳类零件250

11*4*5弹簧类零件250

11*4*6材料选择趋势251

思考题252

附录常用力学性能符号及

铝合金*号253

参考文献257