| 1. 機械材料とその製造プロセス |
| 1.1 機械材料とは 1 |
| 1.2 加工熱処理による合金薄板の製造プロセス 4 |
| 1.3 加工熱処理による合金管の製造プロセス 6 |
| 1.4 鋳造による部品の製造プロセス 7 |
| 1.5 鍛造法による部品の製造プロセス 9 |
| 1.6 本書で機械材料を学ぶにあたって 10 |
| 演習問題 10 |
| 2. 結晶構造 |
| 2.1 原子と原子間力 11 |
| 2.2 物質の結晶構造の分類 12 |
| 2.3 純金属の結晶構造 14 |
| 2.4 原子の充てん率 17 |
| 2.5 立方晶のミラー指数 20 |
| 2.5.1 点の表し方 20 |
| 2.5.2 方向の表し方 21 |
| 2.5.3 面の表し方 21 |
| 2.5.4 立方晶におけるミラー指数の間の関係 23 |
| 2.6 六方晶における指数付け 24 |
| 2.6.1 面の表し方 24 |
| 2.6.2 方向の表し方 25 |
| 2.7 回折現象と結晶構造解析 26 |
| 2.7.1 ブラッグの法則とX線回折 27 |
| 2.7.2 背面反射ラウエ法 27 |
| 演習問題 29 |
| 3. 格子欠陥 |
| 3.1 0（零）次元的格子欠陥 30 |
| 3.1.1 原子空孔 30 |
| 3.1.2 格子間原子 31 |
| 3.1.3 不純物原子 31 |
| 3.2 1次元的格子欠陥 32 |
| 3.3 2次元的格子欠陥 32 |
| 3.3.1 結晶粒界 33 |
| 3.3.2 積層欠陥 36 |
| 3.3.3 表面 36 |
| 3.3.4 界面 36 |
| 3.4 3次元的格子欠陥 36 |
| 3.5 合金の結晶構造 37 |
| 3.5.1 固溶体 37 |
| 3.5.2 金属間化合物 40 |
| 演習問題 41 |
| 4. 拡散 |
| 4.1 拡散する原子 42 |
| 4.2 体拡散（格子拡散）の素過程 43 |
| 4.2.1 フィックの第1法則 43 |
| 4.2.2 フィックの第2法則 44 |
| 4.2.3 拡散の機構 46 |
| 4.3 応用例 49 |
| 4.4 拡散の原子論的検討 52 |
| 4.5 相互拡散とカーケンドール効果 54 |
| 4.6 侵入型原子の拡散挙動 55 |
| 演習問題 55 |
| 5. 熱力学と相変化 |
| 5.1 系，相，状態変数の定義 57 |
| 5.2 熱力学の基本法則 59 |
| 5.2.1 熱力学の第1法則 59 |
| 5.2.2 熱力学の第2法則 59 |
| 5.2.3 熱力学の第3法則 61 |
| 5.3 平衡状態，自由エネルギー 61 |
| 5.4 平衡状態図と相律 63 |
| 5.4.1 置換型固溶体の自由エネルギー 63 |
| 5.4.2 相律 64 |
| 5.5 金属の凝固と凝固後の組織 65 |
| 5.5.1 純金属の凝固温度と核形成 65 |
| 5.5.2 金属および合金の凝固組織 68 |
| 演習問題 69 |
| 6. 平衡状態図 |
| 6.1 2元系合金の平衡状態図における基本的事項 70 |
| 6.2 全率固溶型 72 |
| 6.3 共晶型 76 |
| 6.3.1 固体状態でまったく溶けあわない場合の共晶型 76 |
| 6.3.2 固体状態で一部溶けあう場合の共晶型 79 |
| 6.4 共析型 82 |
| 6.5 包晶型 83 |
| 6.6 包析型 86 |
| 6.7 非平衡凝固過程 86 |
| 演習問題 88 |
| 7. 転位と材料強度 |
| 7.1 応力-ひずみ曲線 90 |
| 7.1.1 公称応力-公称ひずみ曲線 90 |
| 7.1.2 真応力と真ひずみ 93 |
| 7.2 すべり変形の結晶学 95 |
| 7.3 単結晶金属におけるすべりの幾何学（シュミットの法則） 97 |
| 7.3.1 シュミットの法則 97 |
| 7.3.2 単結晶の応力-ひずみ曲線 98 |
| 7.4 双晶変形 99 |
| 7.5 金属の理想強度と転位 100 |
| 7.6 転位における原子配列 102 |
| 7.6.1 刃状転位 103 |
| 7.6.2 らせん転位 104 |
| 7.6.3 混合転位 105 |
| 7.6.4 刃状転位，らせん転位および混合転位の差異 106 |
| 7.7 交差すべり 107 |
| 7.8 転位密度 107 |
| 7.9 バーガース・ベクトル 108 |
| 7.9.1 バーガース回路 108 |
| 7.9.2 バーガース・ベクトルの基本的性質 109 |
| 7.10 転位の周りの応力場 110 |
| 7.11 転位に働く力 111 |
| 7.12 転位の自己エネルギー 111 |
| 7.13 すべり運動（パイエルス応力） 113 |
| 7.14 部分転位とその性質 113 |
| 7.15 ローマーの不動転位とローマー-コットレルの不動転位 116 |
| 7.16 非保存運動 118 |
| 7.17 転位間にはたらく力 119 |
| 7.18 転位の増殖 120 |
| 7.19 転位の交切とジョグの形成 122 |
| 7.20 転位と溶質原子の相互作用 123 |
| 7.21 加工硬化と加工軟化 124 |
| 演習問題 125 |
| 8. 材料の強化方法 |
| 8.1 加工硬化と回復・再結晶 128 |
| 8.1.1 転位密度と加工硬化 128 |
| 8.1.2 結晶構造と加工硬化率 129 |
| 8.1.3 バウシンガ効果 130 |
| 8.1.4 回復と再結晶 131 |
| 8.2 結晶粒の微細化 132 |
| 8.3 固溶強化 135 |
| 8.3.1 溶質原子の濃度と固溶強化との関係 136 |
| 8.3.2 低炭素鋼の降伏点現象 137 |
| 8.4 析出強化 138 |
| 8.4.1 析出現象 138 |
| 8.4.2 オストワルド成長 140 |
| 8.4.3 析出物と転位との相互作用（転位が粒子を切る場合） 143 |
| 8.4.4 析出物と転位との相互作用（転位が粒子を切らない場合） 145 |
| 8.5 複合強化 146 |
| 演習問題 147 |
| 9. 材料評価法 |
| 9.1 引張試験・圧縮試験 150 |
| 9.2 硬さ試験 151 |
| 9.3 疲労試験 153 |
| 9.3.1 疲労とは 153 |
| 9.3.2 疲労試験 156 |
| 9.4 クリープ 156 |
| 9.4.1 高温環境と負荷 156 |
| 9.4.2 クリープ試験 158 |
| 9.4.3 クリープ速度の温度と応力依存性 159 |
| 9.4.4 拡散クリープ 161 |
| 9.4.5 べき乗則クリープ 162 |
| 9.4.6 変形機構領域図 163 |
| 9.5 衝撃試験 164 |
| 9.6 摩耗試験 165 |
| 9.6.1 摩耗機構 165 |
| 9.6.2 摩耗試験 166 |
| 演習問題 168 |
| 10. 材料各論 |
| 10.1 鉄鋼材料 169 |
| 10.1.1 鉄-炭素状態図 169 |
| 10.1.2 鋼の冷却（徐冷）に伴う組織変化 171 |
| 10.1.3 鋼の急冷に伴う組織変化（マルテンサイト変態） 173 |
| 10.1.4 焼戻しマルテンサイト 176 |
| 10.1.5 鋼の恒温変態線図，連続冷却変態線図とベイナイト組織 176 |
| 10.1.6 鋼の分類 179 |
| 10.1.7 ステンレス鋼 182 |
| 10.1.8 耐熱鋼 183 |
| 10.1.9 鋼の表面処理 184 |
| 10.1.10 鋼の磁性 186 |
| 10.2 アルミニウムおよびアルミニウム合金 187 |
| 10.2.1 アルミニウムの特徴と製造方法 187 |
| 10.2.2 アルミニウム合金 188 |
| 10.2.3 アルミニウム合金の時効析出 188 |
| 10.2.4 展伸用アルミニウム合金 190 |
| 10.2.5 鋳造用アルミニウム合金 190 |
| 10.2.6 アルミニウム合金の調質 191 |
| 10.3 銅および銅合金 192 |
| 10.3.1 工業的純銅 193 |
| 10.3.2 黄銅 194 |
| 10.3.3 青銅 195 |
| 10.3.4 Cu-Ni合金 196 |
| 10.3.5 析出硬化型銅合金 196 |
| 10.4 チタンおよびチタン合金 198 |
| 10.4.1 α型チタン合金 198 |
| 10.4.2 β型チタン合金 199 |
| 10.4.3 α＋β型チタン合金 199 |
| 10.4.4 形状記憶合金 200 |
| 10.4.5 生体材料 202 |
| 10.5 マグネシウムおよびマグネシウム合金 202 |
| 10.5.1 マグネシウム合金 203 |
| 10.5.2 鋳造用マグネシウム合金 204 |
| 10.5.3 展伸用マグネシウム合金 205 |
| 10.6 アモルファスおよび準結晶 205 |
| 10.6.1 アモルファス状態 205 |
| 10.6.2 アモルファス金属の製造方法 206 |
| 10.6.3 準結晶 207 |
| 10.7 金属間化合物 208 |
| 10.7.1 金属間化合物の化学量論的組成 209 |
| 10.7.2 金属間化合物における転位 210 |
| 10.7.3 機能材料としての金属間化合物 211 |
| 10.8 複合材料 212 |
| 演習問題 214 |
| 参考文献 215 |
| 索引 216 |
| 1. 機械材料とその製造プロセス |
| 1.1 機械材料とは 1 |
| 1.2 加工熱処理による合金薄板の製造プロセス 4 |
| 1.3 加工熱処理による合金管の製造プロセス 6 |
| 1.4 鋳造による部品の製造プロセス 7 |
| 1.5 鍛造法による部品の製造プロセス 9 |
