普通高等教育材料专业规划教材 金属热处理原理与工艺PDF电子书下载

第1章 固态相变概论 1

1.1 金属固态相变的主要类型 1

1.1.1 按固态相变类型随外界条件不同而引起的变化分类 1

1.1.2 按原子迁移特征分类 4

1.2 固态相变的主要特点 4

1.2.1 相变驱动力 5

1.2.2 相变阻力 5

1.2.3 位向关系与惯习面 7

1.2.4 晶体缺陷的作用 7

1.2.5 形成过渡相 7

1.3 固态相变的形核 7

1.3.1 均匀形核 7

1.3.2 非均匀形核 8

1.4 固态相变时的晶核长大 9

1.4.1 新相晶核的长大规律 9

1.4.2 新相长大速度 11

思考题 13

第2章 钢加热时奥氏体的形成 14

2.1 奥氏体的组织结构及性能 14

2.1.1 奥氏体的组织与晶体结构 14

2.1.2 奥氏体的性能 15

2.2 奥氏体的形成 15

2.2.1 奥氏体的形成条件 15

2.2.2 奥氏体的形成机理 16

2.3 奥氏体形成动力学 19

2.3.1 共析钢奥氏体等温形成动力学 19

2.3.2 奥氏体等温形成动力学分析 21

2.3.3 影响奥氏体等温转变速度的因素 22

2.3.4 连续加热时奥氏体形成的特征 24

2.4 奥氏体晶粒长大及控制 25

2.4.1 奥氏体晶粒度 25

2.4.2 奥氏体晶粒长大与第二相颗粒的影响 26

2.4.3 影响奥氏体晶粒长大的因素 27

2.5 粗大晶粒的遗传与切断 29

2.5.1 钢在加热时的过热现象 29

2.5.2 粗大奥氏体晶粒的遗传及其控制 29

思考题 31

第3章 钢的过冷奥氏体转变 32

3.1 过冷奥氏体的等温转变图 32

3.1.1 共析钢过冷奥氏体等温转变图 33

3.1.2 影响过冷奥氏体等温转变的因素 34

3.1.3 IT曲线的基本类型 38

3.2 过冷奥氏体的连续冷却转变图 39

3.2.1 过冷奥氏体的连续冷却转变动力学图 40

3.2.2 CT曲线的基本类型 42

3.3 IT曲线与CT曲线的比较和应用 42

3.3.1 IT曲线与CT曲线的比较 42

3.3.2 IT曲线与CT曲线的应用 43

思考题 44

第4章 珠光体转变 45

4.1 珠光体的组织形态与性能 45

4.1.1 珠光体的组织形态 45

4.1.2 珠光体的性能 47

4.2 珠光体的转变过程 48

4.2.1 珠光体转变热力学 48

4.2.2 珠光体转变机理 49

4.2.3 珠光体转变中的位向关系 53

4.3 珠光体转变动力学 54

4.3.1 珠光体形核率及长大速度 54

4.3.2 珠光体等温转变动力学方程 55

4.3.3 影响珠光体转变动力学的因素 55

4.4 先共析转变 58

4.4.1 先共析转变条件和先共析相形态 59

4.4.2 伪共析转变 61

4.5 钢中碳化物的相间析出 61

4.5.1 相间析出产物的形态和性能 61

4.5.2 相间析出条件 63

思考题 65

第5章 马氏体转变 66

5.1 马氏体的晶体结构和转变特点 66

5.1.1 马氏体的晶体结构 66

5.1.2 马氏体的转变特点 69

5.2 马氏体的组织形态和影响因素 72

5.2.1 马氏体的组织形态 72

5.2.2 影响马氏体形态及内部亚结构的因素 76

5.3 马氏体转变晶体学 78

5.4 马氏体转变热力学 81

5.4.1 马氏体相变热力学条件 81

5.4.2 影响Ms点的因素 83

5.5 马氏体转变的动力学 86

5.5.1 变温马氏体转变 86

5.5.2 等温马氏体转变 87

5.5.3 自促发形核与瞬间长大 88

5.5.4 表面转变 89

5.5.5 热弹性马氏体 89

5.6 马氏体的力学性能 90

5.6.1 马氏体的硬度和强度 91

5.6.2 马氏体的塑性和韧性 92

5.6.3 马氏体的相变诱发塑性 94

5.7 奥氏体的稳定化 95

5.7.1 奥氏体的热稳定化 95

5.7.2 奥氏体的机械稳定化 97

5.8 热弹性马氏体与形状记忆效应 97

5.8.1 热弹性马氏体 97

5.8.2 伪弹性与形状记忆效应 98

5.8.3 形状记忆合金应用实例 99

思考题 100

第6章 贝氏体转变 101

6.1 贝氏体的组织形态和亚结构 101

6.1.1 上贝氏体 101

6.1.2 下贝氏体 102

6.1.3 无碳化物贝氏体 103

6.1.4 粒状贝氏体 104

6.1.5 反常贝氏体 105

6.1.6 柱状贝氏体（B柱） 105

6.2 贝氏体转变的特征和晶体学 105

6.2.1 贝氏体转变的特征 105

6.2.2 贝氏体转变的晶体学 106

6.3 贝氏体转变热力学分析 107

6.3.1 贝氏体转变热力学条件 107

6.3.2 Bs点及其与钢成分的关系 108

6.4 贝氏体转变机制 108

6.4.1 贝氏体相变的切变理论 108

6.4.2 贝氏体相变的台阶-扩散理论 110

6.5 贝氏体转变动力学 110

6.6 贝氏体的力学性能 113

6.6.1 贝氏体的强度和硬度 113

6.6.2 贝氏体的塑性和韧性 114

6.7 魏氏组织 116

6.7.1 魏氏组织的形态和特征 116

6.7.2 魏氏组织的形成条件 117

6.7.3 魏氏组织的形成机理 118

6.7.4 魏氏组织的力学性能 118

思考题 118

第7章 钢的回火转变 120

7.1 淬火钢回火时的组织变化 120

7.1.1 马氏体中碳原子的偏聚 121

7.1.2 马氏体的分解 121

7.1.3 残余奥氏体的转变 124

7.1.4 碳化物的转变 126

7.1.5 碳化物球化、聚集长大和α相的回复与再结晶 127

7.1.6 马氏体的回火产物 129

7.2 合金元素对回火的影响 129

7.2.1 提高钢的回火抗力 129

7.2.2 引起二次硬化 130

7.3 淬火钢回火时力学性能的变化 132

7.3.1 硬度的变化 132

7.3.2 其他力学性能的变化 132

7.4 钢的回火脆性 133

7.4.1 低温回火脆性 134

7.4.2 高温回火脆性 135

7.5 非马氏体组织回火时的变化 137

思考题 139

第8章 合金的脱溶沉淀与时效 140

8.1 概述 140

8.1.1 合金的固溶和脱溶沉淀 140

8.1.2 脱溶沉淀的分类 141

8.2 有色合金中的脱溶 141

8.2.1 Al-Cu合金的脱溶沉淀 141

8.2.2 晶体缺陷对时效的影响 145

8.2.3 合金时效后的性能 147

8.3 钢的时效 148

8.3.1 低碳钢的淬火时效 148

8.3.2 低碳钢的形变时效 149

8.3.3 马氏体时效钢的时效 151

思考题 151

第9章 普通热处理 153

9.1 钢的退火与正火 153

9.1.1 钢的退火 153

9.1.2 钢的正火 158

9.1.3 退火、正火后钢的组织和性能 158

9.1.4 退火、正火缺陷 159

9.2 钢的淬火 161

9.2.1 淬火的定义、目的及必要条件 161

9.2.2 淬火介质 161

9.2.3 钢的淬透性 166

9.2.4 淬火工艺 171

9.2.5 等温淬火工艺 174

9.2.6 冷处理 174

9.2.7 淬火冷却方法 175

9.2.8 淬火缺陷与防止 176

9.3 钢的回火 182

9.3.1 回火温度的确定 182

9.3.2 回火时间的确定 185

9.3.3 回火后的冷却 186

9.4 有色金属的热处理 186

9.4.1 退火 186

9.4.2 固溶和时效 186

9.5 淬火工艺的发展及应用 187

9.5.1 奥氏体晶粒超细化 187

9.5.2 控制马氏体组织形态的热处理 188

9.5.3 改善钢中第二相形态的热处理 190

思考题 191

第10章 钢的表面淬火 192

10.1 表面淬火的分类及应用 192

10.1.1 表面淬火的分类 192

10.1.2 表面淬火的应用 193

10.2 感应加热表面淬火 193

10.2.1 感应加热基本原理及特点 193

10.2.2 感应加热时钢的相变特点 194

10.2.3 高频感应加热淬火后的组织与性能 195

10.2.4 高频感应表面淬火工艺的制订 197

10.2.5 表面淬火用钢 199

10.3 火焰加热表面淬火 200

10.3.1 火焰用可燃气体及特性 200

10.3.2 火焰加热表面淬火工艺简介 201

10.3.3 影响火焰加热表面淬火质量的因素 201

10.3.4 火焰淬火的优、缺点 202

10.4 其他表面淬火法 203

10.4.1 电接触加热表面淬火 203

10.4.2 电解液加热表面淬火 203

思考题 204

第11章 钢的化学热处理 205

11.1 化学热处理的一般过程 205

11.1.1 渗剂的分解 205

11.1.2 吸附 206

11.1.3 扩散 206

11.2 钢的渗碳 207

11.2.1 渗碳件的主要技术要求和渗碳用钢 207

11.2.2 固体渗碳 209

11.2.3 液体渗碳 210

11.2.4 气体渗碳 210

11.2.5 渗碳后的热处理 212

11.2.6 渗碳层深度测量 214

11.2.7 渗碳后钢的组织与性能 214

11.2.8 渗碳后的质量检验 217

11.3 钢的渗氮 218

11.3.1 渗氮的特点和分类 218

11.3.2 Fe-N相图和氮化层组织 218

11.3.3 氮化前的热处理 219

11.3.4 气体渗氮原理 220

11.3.5 气体氮化工艺 222

11.3.6 渗氮件的质量检验 223

11.3.7 离子渗氮 224

11.4 钢的碳氮共渗 225

11.4.1 碳和氮同时在钢中扩散的特点 225

11.4.2 中温碳氮共渗工艺 226

11.4.3 低温氮碳共渗工艺（软氮化） 228

11.5 钢的渗硼 229

11.5.1 渗硼层的组织性能 229

11.5.2 渗硼法 229

11.5.3 渗硼前处理和渗硼后热处理 230

11.6 渗金属 230

11.6.1 钢的渗铝 231

11.6.2 钢的渗铬 232

思考题 233

第12章 特种热处理 235

12.1 真空热处理 235

12.1.1 关于真空的基本知识 235

12.1.2 真空热处理的伴生现象及其特异效果 236

12.1.3 真空热处理的应用 238

12.2 形变热处理 242

12.2.1 相变前进行形变的形变热处理 243

12.2.2 相变过程中进行形变 249

12.2.3 相变后进行形变 250

12.3 激光表面热处理 251

12.3.1 激光束表面改性原理 251

12.3.2 激光束表面改性技术及应用 252

思考题 254

第13章 常用热处理炉简介 255

13.1 热处理电阻炉 255

13.1.1 热处理电阻炉的基本类型 255

13.1.2 普通型间隙式箱式电阻炉 256

13.1.3 井式电阻炉 257

13.1.4 台车炉及罩式电阻炉 258

13.2 热处理浴炉 259

13.2.1 浴炉的特性 259

13.2.2 按浴液分类的浴炉 260

13.2.3 按加热方式分类的浴炉 260

13.3 可控气氛热处理炉 261

13.3.1 可控气氛热处理炉的分类 261

13.3.2 可控气氛热处理炉的结构特点 261

13.3.3 密封箱式炉 261

13.3.4 推杆式光亮淬火连续炉 262

13.4 真空热处理炉 263

13.5 表面热处理设备 266

13.5.1 感应加热设备 266

13.5.2 等离子渗氮炉 267

思考题 269

附录A　常用钢临界点、淬火加热温度及Ms点 270

附录B　钢的硬度与强度换算表 274

参考文献 277