本书包括4个部分：金属学基础、热处理原理与工艺、金属材料和其他常用工程材料。其中，第1～4章属于金属学基础，包括材料的结构、凝固、合金相图及塑性变形，旨在为读者建立材料的成分、组织结构、性能和加工应用之间的密切关系奠定理论基础；第5章属于热处理原理与工艺，主要介绍钢的强化、改性和表面技术的应用；第6～8章包括工业用钢、铸铁、有色金属及其合金，主要介绍了各种常用金属材料的成分、结构、性能特点及应用，同时还介绍了金属材料几种典型的成型工艺方法及选择；第9章为其他常用工程材料，主要介绍了高分子材料、陶瓷材料及复合材料的成分、结构、应用等方面的知识，目的在于强化基础，拓宽知识面。
本书可作为高等院校非材料专业的机械类和近机类专业教材，亦可供机械设计和生产部门工程技术人员阅读参考。

第1章 金属的晶体结构与结晶
1.1 金属的晶体结构
1.1.1 晶体与非晶体
1.1.2 晶格与晶胞
1.1.3 典型的金属晶体结构
1.1.4 典型晶格的配位数和致密度
1.1.5 晶面指数和晶向指数
1.1.6 晶体的各向异性
1.2 实际金属的晶体结构
1.2.1 多晶体结构和亚结构
1.2.2 实际金全属晶体缺陷
1.3 金属的结晶与铸锭组织
1.3.1 结晶基础
1.3.2 结晶过程
1.3.3 晶粒大小及控制方法
1.3.4 金属铸锭组织
习题
第2章 合金的相结构与二元合金相图
2.1 合金的相结构
2.1.1 固溶体
2.1.2 中间相
2.2 相图的基本知识
2.2.1 相图的表示方法
2.2.2 相图的建立
2.2.3 相律与杠杆定律
2.3 匀晶相图
2.3.1 相图分析
2.3.2 固溶体合金的平衡凝固
2.3.3 固溶体合全的非平衡凝固
2.4 二元共晶相图
2.4.1 相图分析
2.4.2 共晶系合金的平衡凝固
2.4.3 共晶系合金的非平衡凝固
2.5 二元包晶相图
2.5.1 相图分析
2.5.2 包晶系合金的平衡凝固
2.5.3 包晶系合金的非平衡凝固
2.6 其他类型的二元合金相图
2.6.1 其他具有恒温转变特征的相图
2.6.2 组元间形成化合物的相图
2.7 二元合金相图的分析和应用
2.7.1 二元合金相图的几何规律
2.7.2 二元合金相图的分析
2.7.3 二元合金相图的应用
习题
第3章 铁碳合金相图
3.1 铁碳合金的基本相
3.1.1 铁素体
3.1.2 奥氏体
3.1.3 渗碳体
3.2 铁碳合金相图分析
3.2.1 特性点
3.2.2 特性线
3.2.3 三条重要的转变水平线
3.2.4 特性区
3.3 铁碳合金平衡结晶分析
3.3.1 铁碳合金的分类
3.3.2 典型合金的冷却过程分析
3.4 铁碳合金相图的应用
3.4.1 Fe-Fe3C相图在选材上的应用
3.4.2 Fe-FegC相图在制订热加工工艺方面的应用
3.4.3 Fe-FegC相图的局限性
习题
第4章 金属材料的塑性变形与再结晶
4.1 金属材料的塑性变形特征
4.1.1 金属材料变形特性
4.1.2 单晶体金属的塑性变形
4.1.3 多晶体金属的塑性变形
4.1.4 合金的塑性变形
4.2 塑性变形对组织和性能的影响
4.2.1 显微组织的变化
4.2.2 塑性变形对金属性能的影响
4.2.3 残余应力
4.3 回复与再结晶
4.3.1 回复
4.3.2 再结晶
4.3.3 晶粒长大
4.3.4 影响再结晶后晶粒大小的因素
4.4 金属材料的热加工
4.4.1 热加工与冷加工的区别
4.4.2 热加工对材料的组织和性能的影响
习题
第5章 钢的热处理
5.1 概述
5.2 钢在加热时的转变
5.2.1 奥氏体的形成过程
5.2.2 影响奥氏体形成速度的因素
5.2.3 奥氏体晶粒的长大及其影响因素
5.3 过冷奥氏体的转变产物及性能
5.3.1 珠光体类型组织转变
5.3.2 贝氏体类型组织转变
5.3.3 马氏体类型组织转变
5.4 过冷奥氏体转变曲线图
5.4.1 过冷奥氏体等温转变曲线图
5.4.2 过冷奥氏体连续冷却转变曲线图
5.5 钢的退火和正火
5.5.1 退火和正火的定义、目的和分类
5.5.2 退火和正火操作及其应用
5.6 钢的淬火
5.6.1 淬火的定义和目的
5.6.2 淬火温度的选择
5.6.3 淬火介质
5.6.4 常用的淬火方法
5.6.5 钢的淬透性
5.6.6 几种淬火新工艺的发展及应用
5.6.7 淬火缺陷
5.7 钢的回火
5.7.1 回火的目的
5.7.2 淬火钢在回火时的转变
5.7.3 回火的种类
5.8 钢的表面淬火
5.8.1 感应加热表面淬火
5.8.2 火焰加热表面淬火
5.9 钢的化学热处理
5.9.1 钢的渗碳
5.9.2 钢的渗氮
习题
第6章 工业用钢
6.1 概述
6.2 碳钢及其牌号
6.2.1 常见元素对碳钢性能的影响
6.2.2 碳钢的分类
6.2.3 碳钢的牌号、性能和用途
6.3 钢中合金元素的作用
6.3.1 合金元素在钢中的分布
6.3.2 合金元素在钢中的作用
6.3.3 合金元素对Fe-FegC相图的影响
6.3.4 合金元素对热处理工艺的影响
6.4 合金结构钢
6.4.1 低合金高强度结构钢
6.4.2 渗碳钢
6.4.3 渗氮钢
6.4.4 调质钢
6.4.5 弹簧钢
6.4.6 轴承钢
6.5 合金工具钢
6.5.1 刃具钢
6.5.2 模具钢
6.5.3 量具钢
6.6 特殊性能钢
6.6.1 不锈钢
6.6.2 耐热钢
6.6.3 耐磨钢
6.6.4 易切削钢
习题
第7章 铸铁
7.1 概述
7.1.1 铸铁的化学成分及性能特点
7.1.2 铸铁的石墨化及其影响因素
7.1.3 铸铁的分类
7.2 灰铸铁
7.2.1 灰铸铁的化学成分与组织
7.2.2 灰铸铁的变