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绪论1

第1章 工程材料的力学性能4

1.1 材料的强度与塑性4

1.1.1 强度5

1.1.2 塑性6

1.2 材料的硬度7

1.2.1 布氏硬度（Brinell hardness）7

1.2.2 洛氏硬度（Rockwell hardness）7

1.2.3 维氏硬度（Vickers hardness）8

1.3 材料的冲击韧性9

1.4 疲劳强度10

1.5 材料的断裂韧性（cracking toughness）10

思考题12

第2章 金属材料的基础知识13

2.1 金属的晶体结构13

2.1.1 晶体与非晶体13

2.1.2 金属的晶体结构13

2.1.3 金属的同素异构转变15

2.1.4 实际金属的晶体结构16

2.2 纯金属的结晶19

2.2.1 金属结晶的基本概念19

2.2.2 金属的冷却曲线和过冷现象19

2.2.3 纯金属的结晶过程20

2.2.4 金属晶粒的大小与控制21

2.2.5 金属的铸锭组织22

2.3 合金的相结构23

2.3.1 合金的基本概念23

2.3.2 合金的相结构24

2.4 合金的结晶25

2.4.1 二元合金相图的基本知识25

2.4.2 二元相图的基本类型27

2.4.3 相图与合金性能的关系29

2.5 铁碳合金相图30

2.5.1 铁碳合金的基本相和组织30

2.5.2 铁碳合金相图分析31

2.5.3 铁碳合金的成分、组织和性能的变化规律37

2.5.4 铁碳合金相图的应用39

思考题39

第3章 钢的热处理41

3.1 钢在加热时的组织转变41

3.1.1 奥氏体形成的基本过程42

3.1.2 影响奥氏体形成的因素42

3.1.3 影响奥氏体晶粒大小的因素43

3.2 钢在冷却时的组织转变43

3.2.1 过冷奥氏体的等温转变曲线44

3.2.2 影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素46

3.2.3 过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能47

3.2.4 过冷奥氏体的连续冷却转变54

3.3 钢的退火与正火56

3.3.1 退火和正火的定义、目的及分类57

3.3.2 退火和正火操作及其应用58

3.4 钢的淬火60

3.4.1 钢的淬火工艺60

3.4.2 常用淬火方法62

3.4.3 钢的淬透性（hardenability）64

3.4.4 钢的淬硬性67

3.5 钢的回火68

3.5.1 淬火钢在回火时的转变68

3.5.2 回火种类及应用70

3.5.3 回火脆性71

3.6 钢的表面淬火和化学热处理71

3.6.1 钢的表面淬火72

3.6.2 钢的化学热处理73

3.7 钢的热处理新技术79

3.7.1 可控气氛热处理和真空热处理79

3.7.2 形变热处理（ausforming）80

3.8 表面热处理新技术81

3.8.1 热喷涂技术82

3.8.2 气相沉积技术82

3.8.3 三束表面改性技术83

思考题84

第4章 金属材料86

4.1 工业用钢86

4.1.1 碳钢中的常存杂质及对性能的影响87

4.1.2 合金元素在钢中的作用87

4.1.3 钢的牌号90

4.1.4 结构钢91

4.1.5 工具钢97

4.1.6 特殊性能钢102

4.2 铸铁108

4.2.1 铸铁的石墨化过程108

4.2.2 铸铁的分类及牌号111

4.2.3 常用铸铁112

4.2.4 合金铸铁120

4.3 有色金属及其合金121

4.3.1 铝及铝合金122

4.3.2 铜及铜合金126

4.3.3 钛（titanium）及钛合金131

思考题132

第5章 铸造成形技术134

5.1 铸造成形基本原理134

5.1.1 充型能力134

5.1.2 铸件的凝固方式136

5.1.3 铸造合金的收缩136

5.1.4 铸造应力及铸件的变形和裂纹139

5.1.5 铸件常见缺陷141

5.2 铸造成形方法142

5.2.1 砂型铸造工艺142

5.2.2 特种铸造144

5.2.3 铸造方法的选择147

5.3 铸件的结构设计148

思考题152

第6章 锻压成形技术153

6.1 锻压成形的基本原理154

6.1.1 金属塑性变形的实质154

6.1.2 塑性变形对金属组织结构和性能的影响155

6.1.3 金属的锻造性能158

6.2 锻造成形技术159

6.2.1 自由锻160

6.2.2 模锻161

6.3 冲压成形技术162

6.3.1 板料冲压基本工序163

6.3.2 冲压模具166

6.4 塑性加工零件的结构工艺性167

6.4.1 自由锻件的结构工艺性167

6.4.2 冲压件结构工艺性168

6.5 其他塑性成形技术171

6.5.1 挤压成形171

6.5.2 轧制成形172

6.5.3 拉拔成形173

6.6 塑性加工技术新进展174

思考题176

第7章 焊接成形技术177

7.1 熔化焊成形基本原理177

7.1.1 焊接电弧178

7.1.2 焊接接头的组织和性能179

7.1.3 焊接应力和变形181

7.2 常用焊接成形方法183

7.2.1 手工电弧焊183

7.2.2 其他焊接方法187

7.3 常用金属材料的焊接192

7.3.1 金属材料的焊接性192

7.3.2 常用金属材料的焊接193

7.4 焊接工艺及结构设计195

7.5 焊接缺陷与焊接质量检验196

思考题198

第8章 非金属材料及其成形技术199

8.1 高分子材料及其成形技术199

8.1.1 高分子材料的基本概念199

8.1.2 工程塑料及其成形技术202

8.1.3 橡胶材料及其成形技术204

8.2 陶瓷材料及其成形技术205

8.2.1 陶瓷的分类与性能205

8.2.2 常用工业陶瓷206

8.2.3 陶瓷材料的成形技术207

8.3 复合材料及其成形技术208

思考题209

第9章 金属零件的失效、选材及加工工艺的选择210

9.1 零件的失效分析210

9.1.1 零件失效的概念和形式210

9.1.2 机械零件失效的原因211

9.1.3 失效分析的一般过程211

9.2 选材的一般原则212

9.2.1 选用材料的一般原则212

9.2.2 选材的方法与步骤213

9.3 典型零件的选材与工艺215

9.3.1 齿轮类与轴类零件的选材分析215

9.3.2 典型零件的选材实例216

思考题217

参考文献218