本书为工科类及综合类院校的机械类、近机类及近材料类专业的专业基础课教材。主要讲述材料科学与工程的基础知识、工程材料学的专业知识以及各种工程材料的特点与应用，即介绍材料的成分、结构、组织与性能之间的关系以及材料的设计、选用、制造、加工、应用等相关知识。具体内容包括材料的力学性能、金属的晶体结构与缺陷、金属的结晶与二元相图、金属的塑性变形及再结晶、钢的热处理、工业用钢、铸铁、有色金属及其合金、高分子材料、陶瓷材料、复合材料以及工程材料的选用。 本书的目的是使学生掌握在特定应用环境下正确选择材料所需要的基础知识和专业知识，即弄清楚材料性质——材料内部结构、材料的内部形态——加工工艺与服役环境下材料的使用性能之间的关系，并使其初步具备根据零件工作条件和失效方式合理地选择与使用材料,正确制定零件的冷、热加工工艺路线的能力。

前言
绪论1
第1章材料的力学性能7
1.1材料在静载下的力学性能7
1.1.1拉伸试验7
1.1.2硬度试验9
1.2材料在动载下的力学性能11
1.2.1冲击试验11
1.2.2材料的疲劳13
1.3应力强度因子和断裂韧度14
1.3.1应力强度因子14
1.3.2断裂韧度15
思考题与习题15
第2章 金属的晶体结构与缺陷17
2.1材料的结合方式17
2.1.1离子键17
2.1.2共价键18
2.1.3金属键18
2.1.4分子键（范德华键）19
2.2晶体结构的基本概念20
2.2.1晶体与非晶体20
2.2.2晶格与晶胞20
2.2.3立方晶系的晶面和晶向表示方法21
2.3纯金属的晶体结构23
2.3.1常见的金属晶体结构23
2.3.2描述晶胞的指标24
2.3.3金属晶格的密排面和密排方向25
2.4金属的实际结构与晶体缺陷27
2.4.1点缺陷27
2.4.2线缺陷27
2.4.3面缺陷29
2.5合金的相结构30
2.5.1固溶体30
2.5.2金属化合物（中间相）32
思考题与习题33
第3章 金属的结晶与二元相图36
3.1纯金属的结晶36
3.1.1结晶的热力学条件36
3.1.2纯金属的结晶过程37
3.1.3结晶后晶粒的大小及控制38
3.1.4金属铸锭（铸件）的宏观组织及控制39
3.2合金的结晶41
3.2.1相图的基本知识41
3.2.2匀晶相图43
3.2.3共晶相图44
3.2.4包晶相图48
3.2.5其他类型的二元合金相图50
3.2.6二元相图的分析方法53
3.2.7相图与金属性能之间的关系53
3.3铁碳合金的结晶54
3.3.1铁碳合金的基本相55
3.3.2铁碳相图分析56
3.3.3铁碳合金平衡结晶过程58
3.3.4碳对铁碳合金的组织与性能的影响62
思考题与习题63
第4章 金属的塑性变形及再结晶67
4.1金属的塑性变形67
4.1.1单晶体的塑性变形67
4.1.2多晶体的塑性变形71
4.1.3塑性变形对金属组织和性能的影响73
4.2冷变形金属在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76
4.2.4再结晶退火后的晶粒度76
4.2.5金属的热加工78
思考题与习题79
第5章 钢的热处理82
5.1热处理概述82
5.1.1热处理的分类82
5.1.2钢的临界温度82
5.2钢在加热时的组织转变83
5.2.1奥氏体的形成83
5.2.2奥氏体的晶粒大小及控制84
5.3钢在冷却时的组织转变86
5.3.1过冷奥氏体的等温转变图和连续冷却转变图86
5.3.2珠光体转变90
5.3.3马氏体转变91
5.3.4贝氏体转变93
5.4钢的普通热处理95
5.4.1钢的退火与正火95
5.4.2钢的淬火97
5.4.3钢的回火99
5.5钢的表面热处理103
5.5.1钢的表面淬火103
5.5.2钢的化学热处理104
5.5.3几种常用的表面热处理工艺比较108
思考题与习题109
第6章 工业用钢111
6.1合金元素在钢中的作用111
6.1.1合金元素与铁和碳的相互作用111
6.1.2合金元素在钢中的存在形式113
6.1.3合金元素对钢的相变的影响113
6.2钢的分类与编号114
6.2.1钢的分类114
6.2.2钢的牌号115
6.3结构钢116
6.3.1普通碳素结构钢116
6.3.2优质碳素结构钢118
6.3.3低合金高强度结构钢119
6.3.4渗碳钢121
6.3.5调质钢123
6.3.6弹簧钢124
6.3.7滚动轴承钢127
6.3.8耐磨钢128
6.4工具钢129
6.4.1刃具钢129
6.4.2模具钢134
6.5特殊性能钢136
6.5.1不锈钢136
6.5.2耐热钢138
思考题与习题141
第7章 铸铁144
7.1概述144
7.1.1铸铁的特点144
7.1.2铸铁的分类145
7.1.3铸铁的石墨化及其影响因素145
7.2常用普通铸铁147
7.2.1灰铸铁147
7.2.2可锻铸铁148
7.2.3球墨铸铁150
7.2.4蠕墨铸铁152
7.3合金铸铁153
7.3.1耐热铸铁153
7.3.2耐磨铸铁153
7.3.3耐蚀铸铁154
思考题与习题154
第8章 有色金属及其合金157
8.1铝及铝合金157
8.1.1纯铝的基本特性157
8.1.2铝的合金化及分类158
8.1.3铝合金的时效强化158
8.1.4铝合金的细化组织强化160
8.1.5各类铝合金简介161
8.2铜及铜合金163
8.2.1工业纯铜的基本特性163
8.2.2铜的合金化及分类164
8.2.3各类铜合金简介164
8.3钛及钛合金168
8.3.1纯钛的基本特性168
8.3.2钛的合金化及热处理原理170
8.3.3钛合金类型、牌号及应用172
思考题与习题173
第9章 高分子材料175
9.1概述175
9.1.1高分子材料分类175
9.1.2高分子材料的命名176
9.1.3高分子材料的力学状态176
9.1.4常用高分子材料的化学反应177
9.2常用高分子材料178
9.2.1工程塑料178
9.2.2橡胶185
9.2.3合成纤维189
9.2.4合成胶粘剂189
9.2.5涂料190
思考题与习题191
第10章 陶瓷材料194
10.1概述194
10.1.1陶瓷材料的特点195
10.1.2陶瓷的分类195
10.1.3陶瓷的制造工艺196
10.2常用工程结构陶瓷材料197
10.2.1普通陶瓷197
10.2.2特种陶瓷197
10.3金属陶瓷201
10.3.1粉末冶金方法及其应用201
10.3.2硬质合金202
思考题与习题204
第11章 复合材料206
11.1概述206
11.1.1复合材料的概念206
11.1.2复合材料的分类206
11.1.3复合材料的命名208
11.2复合材料的增强机制及性能208
11.2.1复合材料的增强机制208
11.2.2复合材料的性能特点210
11.3常用的复合材料212
11.3.1纤维增强复合材料212
11.3.2叠层复合材料216
11.3.3粒子增强复合材料216
思考题与习题217
第12章 工程材料的选用219
12.1材料选用时要考虑的因素219
12.1.1使用性能因素219
12.1.2工艺性能因素220
12.1.3经济性因素220
12.1.4环境因素220
12.2材料的选用内容及方法221
12.2.1材料的选用内容221
12.2.2材料的选用方法221
12.3典型零件的材料选用举例223
12.3.1金属材料的选用举例223
12.3.2高分子材料的选用举例225
思考题与习题225
参考文献227