| 1 材料と機械設計・ものづくり 1 |
| 1.1 なぜ機械工学に材料が必要なのか 1 |
| 1.2 自然の教えと先人の知恵に学ぶ 4 |
| 自然の教え |
| 先人の知恵:日本刀の不思議 |
| 1.3 機械設計と材料技術 7 |
| 物質から材料へ |
| 材料から機械部品・装置へ |
| 機械技術者としての心構え |
| 1.4 まとめ 10 |
| 2 材料の基本特性 12 |
| 2.1 材料の機械的性質と評価法 12 |
| 弾性係数とポアソン比 |
| 強度と延性・脆性 |
| 靭性 |
| 硬さ |
| 疲労 |
| 2.2 材料強度・合成と機械設計 18 |
| 降伏条件と破壊 |
| 延性破壊および脆性破壊とエネルギー吸収 |
| 軽量化材料と剛性強度設計 |
| 負荷－強度モデルと安全率 |
| 2.3 疲労・破壊・腐食と材料の信頼・安全設計 21 |
| S-N曲線 |
| 疲労限度線図 |
| 疲労限度と引張強さ |
| 疲労限度におよぼす各種効果 |
| 許容応力と安全率 |
| 2.4 まとめ 27 |
| 3 金属材料の基礎 29 |
| 3.1 金属の特色とその結合方式 32 |
| 自由電子による金属結合 |
| 金属結合によるその特性 |
| 3.2 金属の結晶構造 31 |
| 代表的結晶構造 |
| 結晶内の面および方向の表示法 |
| 単結晶と多結晶 |
| 合金の結晶構造 |
| 3.3 結晶の格子欠陥 36 |
| 格子欠陥 |
| 空孔 |
| すべりとせん断応力 |
| 転位の種類と働き |
| 金属の強化機構 |
| 3.4 結晶中の原子の拡散 47 |
| 金属材料の焼きなまし |
| 拡散 |
| 拡散機構 |
| 3.5 状態図 50 |
| 平衡状態図 |
| 相律 |
| てこの法則 |
| ミクロ組織 |
| 理論状態図の作成法（共通接線作図法） |
| 自由エネルギー計算による2元系状態図の作成 |
| 3.6 状態図と組織の関係 55 |
| 全率固溶系 |
| 共晶系 |
| 包晶系 |
| 共析および包析 |
| 金属間化合物が出現する場合の状態図 |
| 3.7 まとめ 61 |
| 4 鉄鋼材料 I：鉄鋼基礎 64 |
| 4.1 鉄鋼材料の製造法：鉄と鋼およびその違い 64 |
| 鉄鋼製造工程 |
| 銑鉄と高炉製造法 |
| 鋼の製造：錬鉄時代 |
| 鋼の製造：転炉・平炉製鋼法 |
| 現代の製鋼法 |
| 4.2 鉄鋼の性質と熱処理：柔らかく、硬く 75 |
| 純鉄の性質 |
| 鉄の塑性挙動 |
| 鉄の降伏現象 |
| ひずみ時効 |
| 4.3 鉄鋼の熱処理：変態の秘密 80 |
| Fe-C系平衡状態図 |
| 恒温変態線図（TTT線図） |
| パーライト変態 |
| ベイナイト変態 |
| マルテンサイト変態 |
| 連続冷却変態線図（CCT線図） |
| 鉄鋼材料の強化 |
| 変態と日本刀の金属組織 |
| 4.4 まとめ 91 |
| 5 鉄鋼材料 II：構造用鋼 94 |
| 5.1 一般構造用鋼：やすくて丈夫 94 |
| 一般構造用圧延鋼材（SS材） |
| 溶接構造用圧延鋼材（SM材） |
| 高強度構造用鋼 |
| 薄鋼材 |
| 5.2 機構構造用炭素鋼・合金鋼：重要な自動車部品 100 |
| いろいろな機械構造用鋼 |
| 機械構造用炭素鋼 |
| 機械構造用合金鋼 |
| ポロン（添加）鋼 |
| 冷間鍛造用鋼 |
| 快削鋼 |
| 非調質鋼 |
| 5.3 表面改質 108 |
| 高周波焼入れ |
| 浸炭焼入れ |
| 窒化 |
| 5.4 まとめ 110 |
| 6 鉄鋼材料 III：軸受鋼・工具鋼および鋳鉄 113 |
| 6.1 軸受鋼：機械のかなめ 113 |
| 6.2 工具鋼：金属を削る鋼 115 |
| 炭素工具鋼 |
| 合金工具鋼 |
| 高速度工具鋼 |
| 工具鋼と炭化物 |
| 工具鋼のコーティング |
| 6.3 鋳鉄：古くて新しい鉄 119 |
| 鋳鉄の特徴 |
| ねずみ鋳鉄（片状黒鉛鋳鉄） |
| 白鋳鉄 |
| 球状黒鉛鋳鉄 |
| 6.4 まとめ 125 |
| 7 鉄鋼材料 IV：ステンレス鋼・高合金鋼 127 |
| 7.1 ステンレス鋼：錆びず美しい 127 |
| ステンレス鋼の種類 |
| ステンレス鋼の耐食性 |
| マルテンサイト系 |
| フェライト系 |
| オーステナイト系 |
| オーステナイト・フェライト系（二相）ステンレス鋼 |
| 析出硬化型ステンレス鋼 |
| 7.2 耐食・耐熱鋼：腐食や熱に強い 133 |
| 耐熱鋼 |
| フェライト系耐熱鋼 |
| オーステナイト系耐熱鋼 |
| シェフラーの組織図 |
| 7.3 高合金鋼：航空宇宙から半導体まで 137 |
| NiおよびNiを含む合金 |
| 高強度化を実現するための合金 |
| 7.4 まとめ 141 |
| 8 非鉄金属材料 I：アルミニウム 143 |
| 8.1 アルミニウムの概要：アルミ缶から航空機・自動車へ 143 |
| アルミニウムの誕生 |
| アルミニウムの性質 |
| アルミニウム需要量の推移 |
| 8.2 アルミニウム合金の種類 145 |
| 展伸用アルミニウム合金 |
| 鋳造用アルミニウム合金 |
| 8.3 アルミニウム合金の代表的使われ方 151 |
| 住宅用サッシ |
| アルミニウム缶 |
| 航空機用アルミニウム合金 |
| 鉄道車両用アルミニウム合金 |
| 自動車用アルミニウム合金 |
| 8.4 まとめ 158 |
| 9 非鉄金属材料 II：チタン, マグネシウムほか 160 |
| 9.1 チタン:航空・宇宙材料の主役 160 |
| チタンの概要 |
| 用途と材料 |
| 純チタン |
| 構造用チタン合金 |
| 機能性チタン合金 |
| 9.2 マグネシウム:21世紀の新材料 167 |
| マグネシウムの概要 |
| 化学的特性 |
| 力学的特性 |
| マグネシウム合金の用途 |
| 9.3 金,銀,銅,特殊金属 170 |
| 貴金属とその合金 |
| 金およびその合金 |
| 銀およびその合金 |
| 特殊金属 |
| 9.4 まとめ 175 |
| 10 非金属材料 177 |
| 10.1 セラミック材料 177 |
| セラミックスおよびファインセラミックス |
| セラミックスの特徴 |
| 製造法 |
| 機械構造用セラミックス |
| 機械的・熱的性質 |
| 10.2 プラスチック材料 185 |
| プラスチックの発展と経緯 |
| プラスチックと金属:材料の科学 |
| 構造の違う多彩なプラスチック |
| 代表的な熱可塑性プラスチックの性質 |
| 各種プラスチック材料の力学的強度と耐熱性 |
| 製品と加工法 |
| 10.3 複合材料 193 |
| 複合材料の概要 |
| 繊維強化プラスチック材料の分類 |
| 強化理論 |
| 繊維強化プラスチック材料の成形 |
| 繊維強化プラスチック材料のこれからの課題 |
| 10.4 基礎材料 201 |
| 石材 |
| セメント |
| ガラス |
| 皮・ゴム・木材 |
| 10.5 まとめ 205 |
| 11 機能性材料 208 |
| 11.1 金属間化合物と非晶質合金 208 |
| 金属間化合物 |
| 非晶質合金 |
| 11.2 力学系機能材料 210 |
| 形状記憶合金 |
| 可塑性合金 |
| 制振材料 |
| 11.3 電機系機能材料 213 |
| 超伝導材料 |
| 半導体 |
| 導電性ポリマー |
| 11.4 磁気系機能材料 214 |
| 軟磁性材料 |
| 硬磁性材料 |
| 磁気センサー |
| 11.5 熱・光電系機能材料 217 |
| 温度センサー |
| 光センサー |
| 11.6 力学・電気系機能材料・圧電素子 217 |
| 11.7 化学系機能材料・水素吸蔵合金 218 |
| 11.8 まとめ 219 |
| 12 機械材料の選び方 220 |
| 12.1 機械設計における材料選び 220 |
| 機械材料選定の基本 |
| 材料とその加工法を考えた機械設計 |
| 12.2 鉄鋼材料の選び方 224 |
| SS材とSC材はどこが違うのか |
| 鋼材の焼入焼戻しの注意点 |
| 表面改質の活用 |
| 焼ならし |
| 焼なまし |
| 溶接による鋼材の靱性低下・割れ |
| 遅れ破壊の危険性 |
| 部品機能に対応した鋼材特製の生かし方 |
| 12.3 鋳鉄の選び方 230 |
| 12.4 焼結合金の選び方 231 |
| 12.5 非金属の選び方 231 |
| セラミックスの選び方 |
| プラスチックの選び方 |
| 12.6 環境・リサイクルからの材料の選び方 232 |
| 自動車材料の環境・リサイクルへの取組み |
| リサイクルが容易な設計 |
| 環境負荷物質の低減 |
| 12.7 まとめ 235 |
| 演習問題略解 237 |
| 索引 241 |
