本教材简明介绍了工程材料科学基础，系统讲解了金属材料（黑色金属材料——钢铁、合金钢以及有色金属材料）、无机非金属材料（陶瓷材料、功能玻璃）、高分子材料这三大类工程材料的组织结构和性能、材料的成型工艺及其组织结构控制、材料制备技术与工程应用等内容。每章后都有习题；所有的基本概念都给出中英文索引，附于每章的最后，同时还给出参考文献。
本教材作为融媒体教材，增加了微课、网课等内容；同时，为帮助学生思考、复习、巩固所学知识，各章之后均附有学生自我练习题，即以二维码形式，学生线上自主答题、自动判卷的新形态教学模式。本书可作为高等院校机械工程及自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程、车辆工程、能源与动力工程、过程装备与控制工程等专业教材使用，也可供从事工程材料等相关技术人员阅读。

绪论
第一节工程材料的范畴与特点
一、工程材料的范畴
二、几类主要工程材料的基本特点
第二节工程材料的发展
一、金属材料发展简况
二、无机非金属材料发展简况
三、高分子材料发展简况
第三节工程材料的核心要素
一、核心要素及其主要内涵
二、核心要素之间相互关系
参考文献
名词索引
第一篇工程材料科学基础
第一章材料的组织结构和基本性能
第一节材料的基本结构与性能
一、材料的原子结合键及对应材料的基本性能
二、晶体与非晶体
第二节晶体结构
一、晶胞和空间点阵
二、晶向指数与晶面指数
三、材料的若干典型晶体结构
第三节实际材料的微观结构
一、材料微观结构的一般特征
二、实际材料中的基本组织结构单元
第四节材料中常见的相
一、固溶体
二、金属间化合物
三、陶瓷相
四、聚合物
第五节非平衡态结构材料
一、非晶态材料
二、纳米晶材料
第六节工程材料的基本性能
一、原子间结合力与结合能
二、原子的结合能与材料性能的关系
三、材料的性能与组织结构的关系
参考文献
名词索引
习题
第二章材料成型的基本原理
第一节结晶
一、晶体凝固的热力学条件
二、形核
三、晶体长大
四、晶粒大小的控制
第二节非晶凝固
一、非晶凝固的热力学
二、非晶凝固的动力学与非晶形成能力
三、非晶的制备方法
第三节塑性变形的基本理论
一、单晶体的塑性变形
二、多晶体的塑性变形
三、非晶的塑性变形
第四节回复和再结晶
一、回复
二、再结晶
三、晶粒长大
参考文献
名词索引
习题
第三章材料成型工艺与组织结构控制
第一节金属材料的液态成型
一、金属材料的液态成型及其基本特点
二、铸锭三晶区的形成
三、铸造性能和铸造成型方法与基本特点
四、铸件缺陷及变形开裂
第二节金属的塑性成型方法和基本特点
一、塑性成型方法
二、塑性成型对材料组织结构的影响
第三节粉末冶金
参考文献
名词索引
习题
第四章二元相图
第一节相图基本原理
一、相图的基本概念
二、相图的测定方法
三、相律
四、杠杆定律
第二节匀晶相图
一、相图分析
二、平衡结晶过程分析
三、不平衡结晶过程分析
第三节共晶相图
一、相图分析
二、典型合金的平衡结晶过程
三、不平衡结晶及其组织
第四节包晶相图
一、相图分析
二、典型合金的平衡结晶过程
第五节形成稳定化合物的相图
第六节实际相图分析
一、铁碳合金的组元及基本相
二、FeFe3C相图分析
三、典型成分的铁碳合金的平衡组织
四、含碳量对铁碳合金平衡组织与性能的影响
参考文献
名词索引
习题
第二篇金属材料
第五章钢铁材料与热处理
第一节铁碳合金
一、碳钢
二、铸铁
第二节钢的热处理原理
一、钢在加热时的组织转变
二、钢在冷却时的组织转变
第三节钢的普通热处理
一、钢的退火
二、钢的正火
三、钢的淬火
四、钢的回火
五、铸铁的热处理
六、其他热处理工艺简介
第四节表面热处理和材料表面工程
一、表面淬火
二、化学热处理
三、材料现代表面工程技术简介
参考文献
名词索引
习题
第六章合金钢
第一节钢中合金元素的作用
一、合金元素对铁碳相图的影响
二、合金元素对热处理过程的影响
三、合金元素对钢的力学性能的影响
第二节合金钢的分类与编号
一、合金钢的分类
二、合金钢的编号
第三节工程结构钢
一、低合金高强度结构钢
二、超级钢
三、高锰钢
第四节机械结构钢
一、渗碳钢
二、调质钢
三、弹簧钢
第五节轴承钢
第六节合金工具钢
一、刃具钢
二、模具钢
第七节不锈钢
一、马氏体型不锈钢
二、奥氏体型不锈钢
三、铁素体型不锈钢
第八节耐热钢及高温合金
一、抗氧化钢
二、热强钢
三、高温合金
参考文献
名词索引
习题
第七章有色金属及合金
第一节铝及其合金
一、铝
二、铝合金的合金化原理及分类
三、常用铝合金及其组织和性能
第二节铜及其合金
一、铜
二、铜合金的合金化原理及分类、制备工艺
三、常用的铜合金及其组织和性能
四、新型铜合金及其性能
第三节镁及其合金
一、镁
二、镁合金的合金化原理、分类及制备技术
三、常用镁合金及其组织和性能
第四节钛及其合金
一、钛
二、钛合金的合金化原理、分类及制备技术
三、常用钛合金及其组织与性能
四、医用超弹性β钛合金
第五节轴承合金
一、轴承合金的分类及制备技术
二、常用轴承合金及组织和性能
参考文献
名词索引
习题
第三篇无机非金属材料
第八章陶瓷材料
第一节陶瓷材料的基本组成与分类
一、基本组成与组织结构
二、分类
第二节陶瓷材料的性能
一、力学性能
二、化学性能
三、热学性能
第三节陶瓷材料制造工艺
一、坯料制备
二、成型
三、烧结
第四节工程用陶瓷材料
一、氧化铝陶瓷
二、氧化锆陶瓷
三、氮化硅陶瓷
四、碳化硅陶瓷
五、碳化硼陶瓷
第五节金属陶瓷
一、金属陶瓷的特性
二、金属陶瓷的设计和制备
三、金属陶瓷材料及应用
参考文献
名词索引
习题
第九章功能玻璃
第一节功能玻璃概述
一、功能玻璃的分类
二、功能玻璃的组成与结构
第二节光功能玻璃
一、玻璃的光学现象
二、光学纤维
三、激光玻璃
四、非线性光学玻璃
五、调光玻璃
第三节热功能玻璃
一、低熔点玻璃
二、热膨胀玻璃
三、隔热玻璃
第四节电、磁功能玻璃
一、玻璃的电学和磁学性能
二、电致变色玻璃
三、快离子导体玻璃
四、电磁屏蔽玻璃
第五节机械功能玻璃
一、玻璃的力学性能
二、高弹性模量玻璃
三、退火玻璃和钢化玻璃
四、可机械加工微晶玻璃
第六节其他功能玻璃
一、生物功能玻璃
二、化学功能玻璃
参考文献
名词索引
习题
第四篇高分子材料
第十章高分子材料
第一节高分子材料的基础知识
一、高分子材料的基本概念
二、高聚物的结构与组成
三、高聚物的聚集态结构
四、高聚物的力学状态
五、高分子材料的化学反应
第二节塑料
一、塑料的组成
二、塑料的分类
三、工程塑料的性能特点
四、工程塑料的主要品种
五、塑料增强复合材料
六、塑料的成型加工
第三节橡胶
一、橡胶的组成
二、常用橡胶品种
三、橡胶制品的成型加工
第四节胶黏剂
一、胶黏剂的组成与分类
二、常用胶黏剂品种
三、黏接工艺
第五节涂料
一、涂料的组成和分类
二、常用涂料品种
三、涂料施工方法
参考文献
名词索引
习题