圖書簡介
本書根據高等工業學校機械工程材料及物理化學課程教學指導小組制定的機械工程材料課程教學大綱和教學基本要求編寫。闡述了工程材料的結構、組織、性能及其影響因素等工程材料的基本理論和基本規律；介紹了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、複合材料等常用工程材料以及它們的套用等基本知識；討論了機械零件的失效與選材等內容。
本教材可作為高等院校機類專業學生用書，也可供報考機械類專業研究生的考生和有關工程技術人員學習、參考。
本教材為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。
本教材課程2005年被評為國家級精品課程，並榮獲2004年度北京市高等教育教學成果二等獎。
與本書相配的《工程材料習題與輔導（第5版）》及與本書相配的《工程材料教師參考書(第5版)》、《工程材料多媒體教案(第5版)》也已經由清華大學出版社出版。
目 錄
緒論1
0.1 中華民族對材料發展的重大貢獻1
0.2 材料的結合鍵4
0.3 工程材料的分類8第1章 材料的結構與性能特點10
1.1 金屬材料的結構與組織10
1.1.1 純金屬的晶體結構10
1.1.2 合金的晶體結構21
1.1.3 金屬材料的組織24
1.2 金屬材料的性能特點26
1.2.1 金屬材料的工藝性能26
1.2.2 金屬材料的力學性能28
1.2.3 金屬材料的理化性能33
1.3 高分子材料的結構與性能特點36
1.3.1 高分子材料的結構37
1.3.2 高分子材料的性能特點41
1.4 陶瓷材料的結構與性能特點47
1.4.1 陶瓷材料的結構47
1.4.2 陶瓷材料的性能特點52第2章 金屬材料組織和性能的控制56
2.1 純金屬的結晶56
2.1.1 純金屬的結晶56
2.1.2 同素異構轉變59
2.1.3 鑄錠的結構59
2.1.4 結晶理論的工程套用61
2.2 合金的結晶63
2.2.1 二元合金的結晶64
2.2.2 合金的性能與相圖的關係70
2.2.3 鐵碳合金的結晶71
2.3 金屬的塑性加工85
2.3.1 金屬的塑性變形86
2.3.2 金屬的再結晶90
2.3.3 塑性變形和再結晶的工程套用92
2.4 鋼的熱處理94
2.4.1 鋼在加熱時的轉變94
2.4.2 鋼在冷卻時的轉變97
2.4.3 鋼的普通熱處理104
2.4.4 鋼的表面熱處理112
2.4.5 鋼的化學熱處理114
2.4.6 其他熱處理技術118
2.4.7 計算機技術在熱處理中的套用121
2.4.8 熱處理的工程套用122
2.5 鋼的合金化122
2.5.1 合金元素與鐵、碳的作用122
2.5.2 合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響124
2.5.3 合金元素對鋼熱處理的影響125
2.5.4 合金元素對鋼的工藝性能的影響127
2.5.5 合金元素對鋼的性能的影響128
2.5.6 合金化的工程套用129
2.6 表面技術129
2.6.1 電刷鍍129
2.6.2 熱噴塗技術131
2.6.3 氣相沉積技術133
2.6.4 雷射表面改性136第3章 金屬材料138
3.1 碳鋼138
3.1.1 碳鋼的成分和分類138
3.1.2 碳鋼的牌號及用途139
3.2 合金鋼143
3.2.1 概述143
3.2.2 合金結構鋼144
3.2.3 合金工具鋼159
3.2.4 特殊性能鋼169
3.3 鑄鋼與鑄鐵179
3.3.1 鑄鋼179
3.3.2 鑄鐵182
3.4 有色金屬及其合金195
3.4.1 鋁及鋁合金195
3.4.2 銅及銅合金204
3.4.3 鈦及鈦合金213
3.4.4 鎂及鎂合金217
3.4.5 鎳及鎳合金217
3.4.6 軸承合金221第4章 高分子材料225
4.1 工程塑膠225
4.1.1 塑膠的組成225
4.1.2 塑膠的分類226
4.1.3 常用工程塑膠227
4.2 合成纖維234
4.2.1 合成纖維的生產方法234
4.2.2 常用合成纖維236
4.3 合成橡膠238
4.3.1 合成橡膠的分類和橡膠製品的組成238
4.3.2 常用合成橡膠239第5章 陶瓷材料242
5.1 普通陶瓷242
5.1.1 普通日用陶瓷242
5.1.2 普通工業陶瓷243
5.2 特種陶瓷244
5.2.1 氧化物陶瓷244
5.2.2 碳化物陶瓷245
5.2.3 硼化物陶瓷247
5.2.4 氮化物陶瓷247第6章 複合材料250
6.1 複合材料的複合原則251
6.1.1 纖維增強複合材料的複合原則251
6.1.2 顆粒增強複合材料的複合原則252
6.2 複合材料的性能特點253
6.2.1 比強度和比模量253
6.2.2 抗疲勞性能和抗斷裂性能253
6.2.3 高溫性能254
6.2.4 減摩、耐磨、減振性能254
6.2.5 其他特殊性能254
6.3 非金屬基複合材料255
6.3.1 聚合物基複合材料255
6.3.2 陶瓷基複合材料257
6.3.3 碳基複合材料258
6.4 金屬基複合材料259
6.4.1 金屬陶瓷259
6.4.2 纖維增強金屬基複合材料260
6.4.3 細粒和晶須增強金屬基複合材料260第7章 功能材料及新材料262
7.1 電功能材料262
7.1.1 金屬導電材料262
7.1.2 金屬電接點材料263
7.1.3 電阻材料264
7.1.4 導電高分子材料264
7.1.5 超導材料265
7.2 磁功能材料267
7.2.1 軟磁材料267
7.2.2 永磁材料267
7.2.3 信息磁材料268
7.3 熱功能材料269
7.3.1 膨脹材料269
7.3.2 形狀記憶材料270
7.3.3 測溫材料272
7.4 光功能材料272
7.4.1 光學材料272
7.4.2 固體雷射器材料272
7.4.3 信息顯示材料273
7.4.4 光纖274
7.5 隱形材料及智慧型材料274
7.6 納米材料274
7.6.1 納米材料及其特性275
7.6.2 碳納米材料275
7.6.3 納米陶瓷材料276
7.6.4 納米複合材料277第8章 零件失效分析與選材原則278
8.1 機械零件的失效278
8.1.1 畸變失效278
8.1.2 斷裂失效281
8.1.3 磨損失效284
8.1.4 腐蝕失效285
8.2 機械零件失效分析286
8.2.1 零件失效基本原因286
8.2.2 零件失效分析286
8.3 機械零件選材原則289
8.3.1 使用性能原則289
8.3.2 工藝性能原則290
8.3.3 經濟及環境友好性原則292第9章 典型工件的選材及工藝路線設計293
9.1 齒輪選材293
9.1.1 齒輪的工作條件293
9.1.2 齒輪的失效形式293
9.1.3 齒輪材料的性能要求294
9.1.4 齒輪類零件的選材294
9.1.5 典型齒輪選材舉例294
9.2 軸類零件選材297
9.2.1 軸類零件的工作條件297
9.2.2 軸類零件的失效方式298
9.2.3 軸類零件材料的性能要求298
9.2.4 軸類零件的選材298
9.2.5 典型軸的選材299
9.3 彈簧選材301
9.3.1 彈簧的工作條件302
9.3.2 彈簧的失效形式302
9.3.3 彈簧材料的性能要求302
9.3.4 彈簧的選材302
9.3.5 典型彈簧選材303
9.4 刃具選材304
9.4.1 刃具的工作條件304
9.4.2 刃具的失效形式304
9.4.3 刃具材料的性能要求304
9.4.4 刃具的選材304
9.4.5 刃具選材舉例305第10章 工程材料的套用307
10.1 汽車用材307
10.1.1 汽車用金屬材料307
10.1.2 汽車用塑膠312
10.1.3 汽車用橡膠314
10.1.4 汽車用陶瓷材料314
10.1.5 汽車新材料發展趨勢315
10.2 工具機用材315
10.2.1 機身、底座用材315
10.2.2 齒輪用材316
10.2.3 軸類零件用材316
10.2.4 螺紋聯接件用材317
10.2.5 螺旋傳動件用材317
10.2.6 蝸輪、蝸桿傳動用材317
10.2.7 滑動軸承材料318
10.2.8 滾動軸承用材319
10.3 儀器儀表用材319
10.3.1 殼體材料319
10.3.2 軸類零件用材320
10.3.3 凸輪用材320
10.3.4 齒輪用材320
10.3.5 蝸輪、蝸桿用材320
10.3.6 微型機電系統用材320
10.4 熱能設備用材321
10.4.1 鍋爐主要部件用鋼321
10.4.2 汽輪機主要零部件用鋼322
10.4.3 發電機轉子用材324
10.5 化工設備用材325
10.5.1 化工設備用鋼325
10.5.2 化工設備用有色金屬及其合金328
10.5.3 非金屬材料329
10.5.4 複合材料329
10.6 航空太空飛行器用材330
10.6.1 超高強度鋼330
10.6.2 輕金屬及其合金331
10.6.3 高溫金屬結構材料333
10.6.4 先進金屬基及無機非金屬基複合材料334
10.6.5 先進聚合物基複合材料335
10.6.6 先進功能材料335附錄1 金屬材料室溫拉伸試驗方法新、舊國家標準性能名稱和符號對照表336附錄2 金屬熱處理工藝的分類及代號(摘自GB/T 12603-2005)337附錄3 常用鋼的臨界點341附錄4 鋼鐵及合金牌號統一數字代號體系(摘自GB/T 17616-1998)342附錄5 國內外常用鋼號對照表343附錄6 常用鋁及鋁合金狀態代號、說明與套用(摘自GB/T 16475-1996)345附錄7 若干物理量單位換算表346附錄8 工程材料常用辭彙表347參考文獻351
