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本书主要介绍了材料的性能，材料的结构与结晶，材料的成分、组织与性能之间的关系及其变化规律，阐述了强化材料的几种手段（控制结晶、塑性变形、热处理和合金化）的基本原理，系统介绍了工程材料的分类及常用牌号、合理选择材料、正确设计热处理方案等基本知识。通过对本书知识内容的学习，读者能较系统地掌握与工程材料相关的知识与技能，从而为专业学习和技术应用打下基础。本书适合高等院校机械类和近机械类专业的学生作为技术基础课教材，也可供工程技术人员参考。

绪论(1)

0.1材料与材料科学(1)

0.2工程材料的分类(3)

0.3工程材料的应用与发展(4)

0.4课程目的和基本要求(7)

思考题(8)

第1章材料的性能(9)

1.1材料的力学性能(9)

1.1.1静载下材料的力学性能(9)

1.1.2动载下材料的力学性能(15)

1.2材料的物理和化学性能(17)

1.3材料的工艺性能(19)

思考题(20)

本章参考文献(21)

第2章材料的晶体结构与结晶(22)

2.1晶体结构的基本知识(22)

2.1.1晶体的基本概念(22)

2.1.2纯金属的晶体结构(23)

2.1.3立方晶系中的晶向与晶面(27)

2.2实际金属的晶体结构和缺陷(29)

2.2.1多晶体结构(29)

2.2.2晶体中的缺陷(30)

2.3纯金属的结晶(32)

2.3.1结晶时的过冷现象(32)

2.3.2金属结晶的热力学条件(33)

2.3.3金属结晶的结构条件(33)

2.3.4金属结晶的过程(34)

2.4晶粒的长大及大小控制(35)

2.4.1晶粒的长大(35)

2.4.2晶粒大小的控制(36)

2.5铸锭的宏观组织及其形成机理(37)

思考题(38)

本章参考文献(38)

第3章合金的结晶与二元相图(39)

3.1合金的相结构(39)

3.1.1固溶体(40)

3.1.2金属间化合物(41)

3.2二元合金相图和合金的结晶(42)

3.2.1二元合金相图的建立(43)

3.2.2匀晶相图及其合金的结晶(45)

3.2.3共晶相图及其合金的结晶(46)

3.2.4包晶相图及其合金的结晶(48)

3.3铁碳合金相图(50)

3.3.1铁碳合金的组元及基体相(50)

3.3.2铁碳合金相图(53)

3.3.3铁碳合金的平衡结晶过程及组织(55)

3.4含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响(62)

3.5钢中杂质元素对钢性能的影响(65)

3.6铁碳合金相图的应用(66)

思考题(67)

本章参考文献(67)

目录工程材料及应用第4章金属的塑性变形与强化(68)

4.1金属的塑性变形(68)

4.1.1单晶体金属的塑性变形(68)

4.1.2多晶体金属的塑性变形(72)

4.1.3塑性变形对组织和性能的影响(73)

4.2冷塑性变形金属加热时组织和性能的变化(75)

4.2.1回复(75)

4.2.2再结晶(76)

4.2.3晶粒长大(77)

4.3金属的热加工(78)

4.3.1金属的热加工和冷加工(78)

4.3.2热加工对金属组织与性能的影响(78)

4.4金属材料的强韧化(80)

4.4.1强度与塑性、韧性的匹配(80)

4.4.2钢的强度提高（强化）(81)

4.4.3钢的韧性提升(81)

4.5金属塑性变形的应用(82)

思考题(83)

本章参考文献(83)

第5章钢的热处理(85)

5.1概述(85)

5.2钢在加热时的组织转变(86)

5.2.1奥氏体形成的基本过程(86)

5.2.2影响奥氏体形成与晶粒长大的因素(87)

5.3钢在冷却时的组织转变(89)

5.3.1过冷奥氏体的等温冷却转变(89)

5.3.2过冷奥氏体等温转变产物的组织与性能(90)

5.3.3过冷奥氏体的连续冷却转变(97)

5.4钢的普通热处理(98)

5.4.1钢的退火(99)

5.4.2钢的正火(101)

5.4.3钢的淬火(101)

5.4.4钢的回火(106)

5.4.5钢的热处理缺陷及防治办法(110)

5.4.6金属焊接接头的组织及性能(111)

5.5钢的表面热处理(112)

5.5.1表面淬火(113)

5.5.2化学热处理(114)

5.5.3表面淬火和化学热处理工艺的选择(119)

5.6实用表面工程技术(120)

5.6.1表面形变强化(120)

5.6.2热喷涂(121)

5.6.3表面氧化(123)

5.6.4电刷镀(125)

5.6.5气相沉积技术(131)

5.6.6激光表面改性(134)

5.7热处理新技术应用(136)

5.7.1形变热处理(136)

5.7.2真空热处理(138)

5.7.3可控气氛热处理(139)

5.8热处理与机械设计制造的关系(142)

5.8.1热处理工序(142)

5.8.2热处理零件的结构工艺性(142)

5.8.3热处理与金属切削加工性能之间的关系(143)

5.8.4机械零件的热处理技术条件(145)

思考题(147)

本章参考文献(148)

第6章工业用钢(149)

6.1钢的分类与牌号(149)

6.1.1钢的分类(149)

6.1.2钢的编号方法(150)

6.2钢的主要成分及其对组织和性能的影响(151)

6.2.1钢的主要成分(151)

6.2.2合金元素对钢的组织和性能的影响(152)

6.3结构钢(155)

6.3.1碳素结构钢(155)

6.3.2低合金高强度结构钢(156)

6.3.3渗碳钢(159)

6.3.4调质钢(161)

6.3.5弹簧钢(163)

6.3.6滚动轴承钢(165)

6.4工具钢(166)

6.4.1碳素工具钢(166)

6.4.2合金工具钢(167)

6.4.3高速工具钢(172)

6.5特殊性能钢(174)

6.5.1不锈钢(175)

6.5.2耐热钢(179)

6.5.3耐磨钢(182)

思考题(184)

本章参考文献(185)

第7章铸铁(186)

7.1铸铁及其石墨化(186)

7.1.1FeFe3C和FeG铁碳合金双重相图(186)

7.1.2铸铁的石墨化过程(186)

7.1.3影响石墨化的主要因素(188)

7.2灰铸铁(189)

7.2.1灰铸铁的化学成分及组织(189)

7.2.2灰铸铁的牌号、性能及用途(189)

7.2.3灰铸铁的热处理(190)

7.3可锻铸铁(191)

7.3.1可锻铸铁的化学成分及组织(191)

7.3.2可锻铸铁的牌号、性能及用途(191)

7.4球墨铸铁(193)

7.4.1球墨铸铁的化学成分及组织(193)

7.4.2球墨铸铁的牌号、性能及用途(193)

7.4.3球墨铸铁的热处理(194)

7.5蠕墨铸铁(195)

7.5.1蠕墨铸铁的化学成分及组织(195)

7.5.2蠕墨铸铁的牌号、性能及用途(195)

7.6合金铸铁(196)

7.6.1耐热合金铸铁(196)

7.6.2耐蚀合金铸铁(196)

7.6.3耐磨合金铸铁(197)

7.7铸铁的应用与选材(197)

思考题(198)

本章参考文献(199)

第8章非铁金属及其合金(200)

8.1铝及铝合金(200)

8.1.1工业纯铝(200)

8.1.2铝合金(201)

8.2铜及铜合金(206)

8.2.1工业纯铜(207)

8.2.2铜合金(207)

8.3钛及钛合金(211)

8.3.1工业纯钛(211)

8.3.2钛合金(211)

8.4铸造轴承合金(212)

8.4.1铸造轴承合金的特性(213)

8.4.2常用铸造轴承合金(213)

8.5非铁金属材料的应用(214)

8.5.1纯铝及铝合金材料的应用(214)

8.5.2纯铜及铜合金材料的应用(215)

8.5.3纯钛及钛合金材料的应用(216)

思考题(216)

本章参考文献(217)

第9章高分子材料(218)

9.1概述(218)

9.1.1高分子材料的定义与组成(218)

9.1.2高分子材料的分类(218)

9.1.3高分子材料的性能特点与优点(220)

9.2常用高分子材料(221)

9.2.1塑料(221)

9.2.2橡胶(223)

9.2.3合成纤维(224)

9.2.4胶黏剂(225)

9.3高分子材料的典型应用(225)

9.3.1高分子材料在航空航天领域的应用(225)

9.3.2高分子材料在建筑领域的应用(226)

9.3.3高分子材料在农业领域的应用(226)

思考题(227)

本章参考文献(227)

第10章陶瓷材料(228)

10.1概述(228)

10.1.1陶瓷材料的分类(228)

10.1.2陶瓷材料的结构与性能(229)

10.2常用工程结构陶瓷材料(230)

10.2.1普通陶瓷(230)

10.2.2特种陶瓷(231)

10.3陶瓷材料的应用(232)

思考题(234)

本章参考文献(234)

第11章复合材料(235)

11.1复合材料及其性能特点(235)

11.1.1基本概念(235)

11.1.2复合材料的组成和分类(235)

11.1.3复合材料的性能特点(236)

11.2增强材料及其增强机制(237)

11.2.1常用增强材料(237)

11.2.2复合材料的增强机理(238)

11.3复合材料的应用(239)

11.3.1纤维增强聚合物基复合材料(239)

11.3.2纤维增强金属基复合材料(240)

11.3.3纤维增强陶瓷基复合材料(241)

11.3.4粒子增强复合材料(242)

思考题(242)

本章参考文献(243)

第12章工程材料的选用(244)

12.1机械零件的失效形式及失效分析(244)

12.1.1材料失效的概念(244)

12.1.2材料的失效形式(244)

12.1.3材料失效的原因(247)

12.1.4材料失效分析的方法(249)

12.2机械零件选材的原则和方法(250)

12.2.1选材的原则(250)

12.2.2选材的方法(252)

12.3典型零件的选材分析(253)

思考题(258)

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编辑推荐

1、本书为新形态教材，全书配套资源以二维码的形式在书中呈现，读者可通过手机客户端注册查阅相关配套资源。2合高等工科院校机械类和近机械类专业学生作为技术基础课的知识学习内容，也可供工程技术人员使用。主要介绍了材料的性能、材料的结构与结晶、材料的成分、组织与性能之间的关系及其变化规律，阐述了强化材料的几种手段（控制结晶、塑性变形、热处理和合金化）的基本原理，系统介绍了工程材料的分类及常用牌号、合理选择材料、正确设计热处理方案等基本知识。通过对本书知识内容的学习，使读者能较系统的掌握工程材料应用知识与技能，从而为专业学习和技术应用打下基础。3课件索取方式：邮箱:jixie_hustp@163.com;微信公众号：华中机械。

前言

工程材料课程是机械类专业（机械工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机械电子工程、车辆工程、汽车服务工程、能源与动力工程、测控技术与仪器、工业工程等专业）和近机械类专业（包装工程、自动化、电气工程及自动化等专业）的技术基础课。随着科学技术的发展和社会的进步，在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的材料及材料加工方面的问题，这就要求工程技术人员必须掌握必要的材料科学与材料工程知识，具备正确选择材料及其加工方法、合理安排加工工艺路线的能力。为了使高等工科院校机械类专业学生较扎实地掌握工程材料应用的基础知识与技能，作者编写了《工程材料及应用》一书。全书包括绪论，材料的性能，晶体结构与结晶，二元合金及铁碳相图，金属的塑性变形与强化，钢的热处理，工业用钢的结构性能，高分子材料、陶瓷材料和复合材料的性能特点及应用等。本书由武汉华夏理工学院李爱农，武汉科技大学城市学院刘钰如担任主编，由武汉科技大学城市学院王华敏，华北电力大学科技学院李振纲，浙江大学宁波理工学院李继强，武汉华夏理工学院张琳琅，武汉科技大学城市学院徐文，武汉华夏理工学院常万顺担任副主编。具体分工如下：绪论、第5章（钢的热处理）由李爱农编写，第1章（材料的性能）由王华敏编写，第2章（材料的晶体结构与结晶）由徐文编写，第3章（合金的结晶与二元相图）由刘钰如编写，第4章（ 金属的塑性变形与强化）、第9章（高分子材料）、第10章（陶瓷材料）和第11章（复合材料）由李继强编写，第6章（工业用钢）由李振纲编写，第7章（铸铁）、第8章（非铁金属及其合金）由张琳琅编写，第12章（工程材料的选用）由常万顺编写。本书由李爱农统稿，由武汉华夏理工学院余世浩教授担任主审。在本书编写过程中，参考和引用了一些已出版图书和期刊中的有关内容，在此，编者对所引用文献的原作者及所有付出辛勤劳动的人员表示衷心的感谢！本书所含数字资源由东北师范大学理想软件股份有限公司提供，感谢相关工作人员的支持和付出。由于编者水平有限，书中难免会存在疏漏与不足之处，请广大读者不吝赐教，我们将不胜感激！若有具体反馈意见请联系华中科技大学出版社余伯仲编辑。联系电话：02781339688。电子邮箱：bzyu158@163.com。