钢的热处理 原理和工艺PDF电子书下载

第一章 金属固态相变概论 1

1-1 金属固态相变的主要类型 1

一、平衡转变 1

二、不平衡转变 2

1-2 金属固态相变的主要特点 3

一、相界面 3

二、两相问的晶体学关系 (取向关系与惯习面) 4

三、应变能 5

四、晶体缺陷的作用 5

五、形成过渡相 5

1-3 固态相变时的形核 6

一、均匀形核 6

二、非均匀形核 7

1-4 固态相变时的晶核长大 7

一、新相长大机理 7

二、新相长大速度 9

1-5 固态相变动力学 11

复习思考题 12

参考文献 12

第二章 钢的加热转变 13

2-1 奥氏体的形成 13

一、奥氏体的性能 13

二、奥氏体形成的条件 14

2-2 奥氏体形成的机理 15

一、珠光体类组织向奥氏体的转变 15

二、马氏体向奥氏体的转变 20

2-3 奥氏体形成的动力学 21

一、奥氏体等温形成动力学 21

二、连续加热时奥氏体形成动力学 23

三、奥氏体形成动力学的理论处理 24

四、影响奥氏体形成速度的因素 26

2-4 奥氏体晶粒的长大及其控制 28

一、研究奥氏体晶粒长大的必要性 28

二、晶粒度的概念 28

三、奥氏体晶粒长大的特点 30

四、影响奥氏体晶粒长大的因素 30

五、奥氏体晶粒大小的控制及其在生产中的应用 36

六、粗大奥氏体晶粒的遗传及其阻断 37

复习思考题 38

参考文献 39

第三章 珠光体转变与钢的退火和正火 40

3-1 钢的冷却转变概述 40

一、IT图 40

二、CT图 42

3-2 珠光体的组织和性能 42

一、珠光体的组织形态和晶体学 42

二、珠光体的机械性能 46

3-3 珠光体转变机理 47

一、一般概述 47

二、珠光体转变的领先相 48

三、珠光体的长大方式 49

3-4 珠光体转变的动力学 51

一、珠光体转变动力学的特点 51

二、珠光体转变动力学研究 51

三、影响珠光体转变动力学的其它因素 55

3-5 先共析转变 58

一、发生先共析转变的条件 58

二、先共析相的形态 59

3-6 合金钢中其它类型的奥氏体高温分解转变 61

一、特殊碳化物珠光体 61

二、纤维状碳化物与铁素体的聚合体 61

三、相间沉淀组织 62

四、合金元素对特殊碳化物形态的影响 64

五、高温区直接转变产物的机械性能 66

3-7 钢的退火和正火 66

一、钢的退火 66

二、钢的正火 70

三、小结 71

复习思考题 72

参考文献 73

第四章 马氏体转变 75

4-1 马氏体的晶体结构和转变特点 75

一、马氏体的晶体结构 75

二、马氏体转变的特点 77

4-2 马氏体转变的切变模型 82

一、Bain模型 82

二、K-S模型 83

三、G-T模型 83

四、K(kelly)-N(Nutting)-V(Venables)模型 86

4-3 马氏体的组织形态 86

一、马氏体的形态 86

二、影响马氏体形态和内部亚结构的因素 92

4-4 马氏体转变的热力学分析 93

一、马氏体转变的驱动力 93

二、Ms点的物理意义 93

三、影响Ms点的因素 94

4-5 马氏体转变的动力学 97

一、马氏体转变的形核 97

二、马氏体转变动力学的类型 98

4-6 马氏体的机械性能 101

一、马氏体的硬度和强度 101

二、马氏体的塑性和韧性 103

三、马氏体的相变诱发塑性 105

4-7 奥氏体的稳定化 106

一、奥氏体的稳定化现象 106

二、奥氏体的热稳定化 106

三、奥氏体的机械稳定化 108

四、奥氏体稳定化规律在生产中的应用 109

4-8 热弹性马氏体与形状记忆效应 110

一、热弹性马氏体 110

二、热弹性马氏体的伪弹性行为 111

三、形状记忆效应 111

复习思考题 114

参考文献 114

第五章 贝氏体转变 116

5-1 贝氏体的组织形态和亚结构 116

一、上贝氏体 116

二、下贝氏体 118

三、其它各类贝氏体 120

5-2 贝氏体转变的特点和晶体学 123

一、贝氏体转变的特点 123

二、贝氏体转变的晶体学 123

5-3 贝氏体转变过程及其热力学分析 124

一、贝氏体转变过程 124

二、贝氏体转变的热力学分析 126

5-4 贝氏体转变机理概述 127

一、切变机理 127

二、台阶机理 130

5-5 贝氏体转变的动力学 131

一、贝氏体转变动力学的特点 131

二、贝氏体等温转变动力学图 132

三、影响贝氏体转变动力学的因素 134

5-6 贝氏体的机械性能 137

一、贝氏体的强度 137

二、贝氏体的韧性 139

5-7 魏氏组织 142

一、魏氏组织的形态和基本特征 142

二、魏氏铁素体的形成条件和转变机理 143

三、魏氏铁素体对钢机械性能的影响 144

复习思考题 145

参考文献 145

第六章 钢的过冷奥氏体转变图 148

6-1 IT图 148

一、IT图的建立 148

二、影响IT图的因素 149

三、IT图的基本类型 153

6-2 CT图 154

一、CT图的建立 155

二、CT图的分析 157

三、CT图的基本类型 157

6-3 IT图与CT图的比较和应用 159

一、IT图与CT图的比较 159

二、IT图和CT图的应用 160

复习思考题 163

参考文献 164

第七章 钢的淬火 165

7-1 淬火方法及工艺参数的确定 165

一、各种淬火方法 165

二、淬火工艺参数的确定 167

三、等温淬火工艺 169

四、冷处理 170

7-2 淬火介质 171

一、淬火介质的分类 171

二、有物态变化的淬火介质 172

三、无物态变化的淬火介质 175

四、其它新型淬火介质简介 176

7-3 钢的淬透性 177

一、淬透性的意义 177

二、淬透性的确定方法 179

三、淬透性曲线的应用 181

7-4 淬火缺陷及其防止 185

一、淬火内应力 185

二、淬火变形 187

三、淬火开裂 191

四、减少淬火变形和防止淬火开裂的措施 193

五、其它淬火缺陷及其防止 194

7-5 淬火工艺的新发展 195

一、奥氏体晶粒的超细化处理 195

二、碳化物的超细化处理 197

三、控制马氏体、贝氏体组织形态及其组成的淬火 197

四、使钢中保留适当数量塑性第二相的淬火 198

复习思考题 200

参考文献 200

第八章 回火转变与钢的回火 202

8-1 淬火钢在回火时的组织变化 202

一、碳原子的重新分布——时效阶段(100℃以下) 202

二、过渡碳化物(ε/η或ε′)的析出——回火第一阶段(100～200℃) 206

三、残余奥氏体的分解——回火第二阶段(200～300℃) 207

四、过渡碳化物(ε/η或ε′)转变为Fe3C——回火第三阶段(200～350℃) 210

五、Fe3C的粗化和球化，以及等轴铁素体晶粒的形成——回火第四阶段(350℃以上) 211

8-2 淬火钢回火后机械性能的变化 213

8-3 合金元素对回火的影响 214

一、提高钢的回火抗力 214

二、引起二次硬化 217

8-4 回火脆化现象 219

一、回火马氏体脆性(TME) 220

二、回火脆性(TE) 222

8-5 回火工艺 227

一、回火温度的确定 228

二、回火时间的确定 229

复习思考题 231

参考文献 232

第九章 钢的化学热处理 235

9-1 化学热处理概述 235

9-2 钢的渗碳 235

一、渗碳原理(以气体渗碳为例) 236

二、气体渗碳工艺 241

三、固体和液体渗碳简介 242

四、渗碳后的热处理 243

五、渗碳层深度的测量 245

六、渗碳热处理的常见缺陷 245

七、渗碳后钢的机械性能 246

9-3 钢的氮化 249

一、氮化的特点和分类 249

二、铁-氮相图和纯铁氮化层的组织 249

三、气体氮化原理 250

四、氮化前的热处理 254

五、气体氮化工艺 255

六、氮化零件的检验和常见缺陷 257

七、离子氮化 259

八、软氮化 262

9-4 钢的碳氮共渗 264

一、概述 264

二、高温碳氮共渗原理和工艺 264

三、渗层的组织和性能 266

9-5 钢的渗硼 266

9-6 钢的渗铝 270

一、渗铝后钢的性能特点及应用 270

二、渗铝工艺原理 271

三、渗层组织和性能 271

复习思考题 273

参考文献 273

第十章 特种热处理 275

10-1 表面热处理 275

一、感应加热表面热处理 275

二、激光热处理 282

10-2 真空热处理 284

一、关于真空的基本知识 284

二、真空热处理的特异效果和伴生现象 285

三、真空热处理的应用 288

10-3 形变热处理 292

一、形变热处理的分类和应用 292

二、形变热处理强韧化的机理 297

三、影响形变热处理强韧化效果的工艺因素 298

10-4 钢的时效 300

一、时效过程的一般原理 300

二、影响时效的因素 301

三、低碳钢的形变时效 302

四、马氏体时效钢的时效 303

复习思考题 304

参考文献 304

附录 306

附录一 常用钢临界点、淬火加热温度及Ms点 306

附录二 钢的硬度与强度换算表 310

附录三 常用物理单位换算系数 311