本书为高职高专教材，是按照教育部高职高专教育专业人才的培养目标和规格、应具有的知识与能力结构和素质要求，依据冶金行业高等院校“十一五”教材建设规划和“工程材料基础”课程教学大纲，在总结近年来的教学经验并征求相关企业技术人员意见的基础上编写而成的。本书内容以钢铁材料为主，兼顾其他工程材料。主要介绍了它们的性能与成分、组织、结构以及加工工艺之间的关系；钢铁材料与非铁金属材料的热处理基本原理和常用方法等内容。

本书适用于高等职业教育三年制或五年制的机械制造、冶金技术、材料成型和热能动力专业及相关专业的教学，理论教学课时数52～60。主要内容包括：金属材料的性能与成分、组织、结构以及加工工艺之间的关系；钢铁材料与非铁金属材料的热处理基本原理和常用方法；常用金属材料，如铸铁、非合金钢、合金钢、非铁金属及合金的分类、编号、成分、组织、结构、性能和用途及选用原则；非金属材料的性能和用途。

本书也可供工程技术人员和高级技术工人参考。

绪论

1 金属材料的力学性能

 1.1 强度和塑性

1.1.1 强度

1.1.2 塑性

 1.2 硬度

1.2.1 布氏硬度

1.2.2 洛氏硬度

1.2.3 维氏硬度

 1.3 冲击韧性

 1.4 金属疲劳的概念

2 金属的晶体结构与结晶

 2.1 纯金属的晶体结构

2.1.1 晶体与非晶体

2.1.2 晶体结构的基本知识

2.1.3 常见金属的晶格类型

 2.2 金属的实际晶体结构

2.2.1 单晶体与多晶体

2.2.2 晶体中的缺陷

 2.3 纯金属结晶

2.3.1 纯金属的冷却曲线和过冷现象

2.3.2 金属的结晶过程

2.3.3 晶粒大小对金属力学性能的影响

2.3.4 细化晶粒的方法

 2.4 金属的同素异晶转变

 习题 

3 二元合金相图

 3.1 合金的基本概念

 3.2 合金的结构

3.2.1 固溶体

3.2.2 金属化合物

 3.3 二元合金相图

3.3.1 二元合金相图的建立

3.3.2 匀晶相图

3.3.3 共晶相图

3.3.4 共析相图

 习题 

4 铁碳合金相图

 4.1 铁碳合金的基本相

4.1.1 铁素体 

4.1.2 奥氏体

4.1.3 渗碳体

4.1.4 珠光体

4.1.5 莱氏体

 4.2 铁碳合金相图分析

4.2.1 铁碳合金相图分析

4.2.2 钢的结晶过程及组织转变 

4.2.3 生铁的结晶过程及组织转变

 4.3 合金成分、组织、性能之间的关系和铁碳合金相图的应用

4.3.1 碳含量对铁碳合金中平衡组织的影响

4.3.2 碳含量对铁碳合金力学性能的影响

4.3.3 铁碳合金相图在生产实践中的应用

 习题 

5 非合金钢

 5.1 钢铁生产

5.1.1 炼铁

5.1.2 炼钢

5.1.3 钢材的生产

 5.2 杂质元素对非合金钢性能的影响

5.2.1 碳对钢性能的影响

5.2.2 杂质元素对钢性能的影响

 5.3 非合金钢的分类、牌号与应用

5.3.1 非合金钢的分类

5.3.2 碳素结构钢

5.3.3 碳素工具钢

5.3.4 碳素铸钢

 习题

6 钢的热处理

 6.1 钢在加热时的转变

6.1.1 奥氏体的形成

6.1.2 加热温度对钢热处理后性能的影响

 6.2 过冷奥氏体在冷却时的转变

6.2.1 奥氏体的等温冷却转变

6.2.2 奥氏体在连续冷却时的转变

6.2.3 影响C曲线位置和临界冷却速度的因素

 6.3 钢的退火与正火

6.3.1 钢的退火

6.3.2 钢的正火

6.3.3 退火与正火的应用

 6.4 钢的淬火与回火

6.4.1 淬火与回火的目的

6.4.2 淬火钢的组织与性能

6.4.3 淬火工艺

6.4.4 淬火钢的回火

6.4.5 淬火回火的应用举例

 6.5 钢的淬透性

6.5.1 淬透性的概念

6.5.2 影响钢淬透性的主要因素

6.5.3 淬透性的实际应用

 6.6 钢的表面淬火

6.6.1 钢的感应加热表面淬火

6.6.2 火焰加热表面淬火法

 6.7 化学热处理

6.7.1 钢的渗碳

6.7.2 钢的氮化

6.7.3 其他化学热处理简介

 习题 

7 铸铁

 7.1 铸铁的石墨化及影响因素

7.1.1 铸铁的分类

7.1.2 石墨在铸铁中的作用

7.1.3 铸铁的石墨化及影响因素

 7.2 灰铸铁

7.2.1 灰铸铁的成分、组织及性能

7.2.2 灰铸铁的牌号及用途

7.2.3 灰铸铁的孕育处理

7.2.4 灰铸铁的热处理

 7.3 球墨铸铁

7.3.1 球墨铸铁的化学成分、组织和性能

7.3.2 球墨铸铁的热处理

7.3.3 球墨铸铁的牌号及应用

 7.4 可锻铸铁

7.4.1 可锻铸铁的生产

7.4.2 可锻铸铁的成分、组织及性能

7.4.3 可锻铸铁的牌号及应用

 7.5 蠕墨铸铁

 7.6 合金铸铁

7.6.1 耐磨铸铁

7.6.2 耐热铸铁

7.6.3 耐蚀铸铁

 习题

8 合金钢

 8.1 合金钢的分类和牌号表示方法

8.1.1 合金钢的分类

8.1.2 我国合金钢牌号表示方法

 8.2 合金元素在钢中的作用

8.2.1 合金元素与铁和碳的作用

8.2.2 合金元素对钢热处理组织转变的影响

 8.3 合金结构钢

8.3.1 普通低合金结构钢

8.3.2 合金渗碳钢

8.3.3 合金调质钢

8.3.4 合金弹簧钢

8.3.5 滚动轴承钢

 8.4 合金工具钢

8.4.1 合金工具钢

8.4.2 高速工具钢

 8.5 特殊性能钢

8.5.1 不锈钢

8.5.2 其他特殊钢简介

 习题

9 电厂用耐热钢

 9.1 金属材料的高温力学性能

9.1.1 金属的高温力学性能

9.1.2 钢在高温下的氧化和腐蚀

9.1.3 钢在高温下的组织变化

 9.2 锅炉主要零部件用钢及事故分析

9.2.1 锅炉管道用钢

9.2.2 锅炉汽包用钢

9.2.3 锅炉吹灰器及固定零件用钢

 9.3 汽轮机主要部件用钢及事故分析

9.3.1 汽轮机叶片用钢及事故分析

9.3.2 汽轮机转子用钢及事故分析

9.3.3 汽轮机静子用钢铁材料及事故分析

9.3.4 螺栓用钢及断裂事故分析

 习题

10 非铁金属及其合金

 10.1 铝及铝合金

10.1.1 铝及铝合金的性能特点

10.1.2 铝及铝合金的分类和编号

10.1.3 铝合金的热处理

10.1.4 形变铝合金

10.1.5 铸造铝合金

 10.2 铜及铜合金

10.2.1 工业纯铜

10.2.2 黄铜

10.2.3 青铜

 10.3 滑动轴承合金

10.3.1 对轴承合金性能和组织的要求

10.3.2 轴承合金的组织特征

10.3.3 常用的轴承合金

 10.4 粉末冶金与硬质合金

10.4.1 粉末冶金的基本原理和主要过程

10.4.2 粉末冶金的特点与应用

10.4.3 硬质合金的生产简介

10.4.4 硬质合金的分类、牌号和成分

10.4.5 硬质合金的主要性能与应用

10.4.6 钢结硬质合金

 习题 

11 非金属材料

 11.1 高分子化合物

11.1.1 高分子化合物的基本概念

11.1.2 工程塑料

11.1.3 橡胶

11.1.4 胶黏剂

 11.2 陶瓷

11.2.1 陶瓷的分类

11.2.2 陶瓷的组成及性能特点

11.2.3 常用工业陶瓷

 11.3 复合材料

11.3.1 复合材料的分类及性能特点

11.3.2 常用复合材料

 11.4 其他新型材料

11.4.1 高温材料

11.4.2 形状记忆材料

11.4.3 非晶态材料

11.4.4 超导材料

11.4.5 纳米材料

 习题 

附录 压痕直径与布氏硬度值对照表

参考文献