金属热处理缺陷分析及案例PDF电子书下载

第1章 概论 1

第2章 热处理裂纹 7

1 热处理裂纹的一般概念 7

2加热不当形成的裂纹 9

2．1升温速度过快引起的裂纹 9

2．2表面增碳或脱碳引起的裂纹 10

2．3过热或过烧引起的裂纹 11

2．4在含氢气氛中加热引起的氢致裂纹 12

3 金属零件的淬火裂纹 14

3．1马氏体的显微裂纹 14

3．2淬火裂纹 16

3．2．1纵向裂纹 18

3．2．2横向裂纹（弧形裂纹） 20

3．2．3网状裂纹 22

3．2．4剥离裂纹 25

3．2．5应力集中裂纹 26

3．2．6过热淬火裂纹 27

4 影响淬火裂纹形成的因素 27

4．1冶金因素的影响 28

4．1．1钢件的冶金质量 28

4．1．2钢件的化学成分 31

4．1．3原始组织的影响 32

4．2零件尺寸和结构的影响 33

4．3工艺因素的影响 36

4．3．1加热因素的影响 37

4．3．2冷却因素的影响 38

5 预防淬火裂纹的方法 40

5．1正确进行产品设计 40

5．1．1材料选择 40

5．1．2零件的结构设计 42

5．1．3热处理技术条件 43

5．2合理安排工艺路线 50

5．3．1加热介质 52

5．3恰当确定加热参数 52

5．3．2加热速度 53

5．3．3加热温度 54

5．3．4保温时间 56

5．4选定合适的淬火方法 60

5．5淬火介质的选择 70

5．5．1淬火介质的冷却能力 70

5．5．2淬火介质特点与选择 73

5．6防止淬火裂纹的其他措施 76

6其他热处理裂纹 77

6．1回火裂纹 77

6．2冷处理裂纹 78

6．3时效裂纹 79

6．4磨削裂纹 79

6．5电镀裂纹 82

第3章 热处理变形 84

1 工件热处理的尺寸变化 85

2 工件热处理的形状畸变 89

3．1 淬火变形的趋势 90

3 热处理变形的一般规律 90

3．2影响热处理变形的因素 92

3．2．1化学成分对热处理变形的影响 92

3．2．2原始组织和热应力状态对热处理变形的影响 97

3．2．3工件几何形状对热处理变形的影响 100

3．2．4工艺参数对热处理变形的影响 101

3．2．5时效与冷处理对热处理变形的影响 106

3．3．1渗碳工件的变形 109

3．3化学热处理工件的变形 109

3．3．2渗氮工件的变形 114

4热处理变形的校正 116

4．1机械校正法 116

4．2热处理校正法 116

第4章 残余内应力 119

1 热处理内应力 119

1．1热应力 119

1．2组织应力 121

1．3热处理工件的残余应力分布及影响因素 122

1．4表面淬火工作的残余应力 124

1．5化学热处理工件的残余应力 128

2残余应力对力学性能的影响 129

2．1残余应力与硬度 129

2．2残余应力与磨损 130

2．3残余应力与疲劳 133

2．3．1残余压应力提高工件的疲劳强度 133

2．3．2残余应力对疲劳强度影响的机理 137

2．4残余应力与腐蚀 141

2．5残余应力与电镀 142

3残余应力的调整和消除 143

3．1热处理对消除残余应力的作用 144

3．1．1消除应力退火 144

3．1．2回火与残余应力的去除 145

1 热处理与组织、性能的关系 147

第5章 组织不合格 147

2 氧化与脱碳 150

2．1氧化 150

2．2脱碳 151

2．3防止和减轻氧化脱碳的措施 153

3过热与过烧 155

3．1过热 155

4 低、中碳钢预备热处理球化体级别不合格 160

3．2过烧 160

5 渗碳组织缺陷 161

5．1表层碳化物过多，呈大块状或网状分布 162

5．2残余奥氏体量过多 163

5．3马氏体粗大 164

5．4内氧化 164

5．5黑色组织 166

5．5．1黑色点状组织 167

5．5．2黑色网状组织 169

6．1渗前原始组织中铁素体过多、回火索氏体组织粗大 170

6 渗氮组织缺陷 170

5．5．3托氏体黑色网带组织 170

6．2化合物层疏松 172

6．3针状组织 173

6．4网状和脉状氮化物 174

7 渗硼组织缺陷 175

7．1渗硼层的非正常组织 175

7．2硼化层较多孔洞 177

第6章 力学性能不合格 178

1 热处理和硬度 178

1．1软点 179

1．2硬度不足 180

1．3高频淬火和渗碳工件的软点和硬度不足 181

2 拉伸性能和疲劳强度不合格 182

2．1拉伸性能不合格 182

2．2疲劳性能不合格 183

2．2．1淬火不充分的影响 183

2．2．2渗碳层内氧化的影响 184

2．2．4渗碳层中过量残余奥氏体的影响 185

2．2．3碳氮共渗渗层中黑色组织的影响 185

2．2．5渗碳层中网状和大块状碳化物的影响 186

2．2．6脱碳的影响 187

3耐腐蚀性能不良 188

3．1热处理对晶间腐蚀和点腐蚀性能的影响 190

3．2热处理对应力腐蚀开裂的影响 193

4 持久蠕变性能不合格 194

4．1．2高温合金热处理对持久蠕变性能的影响 195

4．1高温合金热处理与持久蠕变性能 195

4．1．1高温合金中的常见相 195

4．2高温蠕变脆性 200

5非铁金属合金力学性能不合格 202

第7章 脆性 206

1回火脆性 206

1．1第一类回火脆性 207

1．1．1第一类回火脆性机理 208

1．1．2第一类回火脆性的抑制和防止 209

1．2第二类回火脆性 210

1．2．1影响第二类回火脆性的因素 211

1．2．2第二类回火脆性机理 213

1．2．3第二类回火脆性的抑制和防止 214

2低温脆性 216

2．1低温脆性的评定 216

2．2钢的成分和组织对低温脆性断裂的影响 217

2．2．1合金元素和杂质的影响 218

2．2．2组织的影响 219

3氢脆性 222

3．1氢脆及其分类 222

3．2钢的成分和组织对氢脆的影响 223

4σ脆性 225

4．1σ相的性质及其对性能的影响 225

4．2钢的成分、热处理与σ相的形成 226

5．1电镀脆性的影响因素 227

5电镀脆性 227

5．2防止电镀脆性的措施 228

6渗层脆性 229

6．1渗氮层脆性 229

6．2渗硼层脆性 230

第8章 其他热处理缺陷 232

1 化学热处理和表面热处理特殊缺陷 232

1．1渗碳硬化层深度不合格 233

1．2渗氮硬化层深度不合格 236

1．3渗硼、渗铝硬化层深度不合格 237

1．4感应加热淬火硬化层深度不合格 237

1．5火焰加热淬火硬化层深度不合格 238

2直空热处理和保护热处理缺陷 239

2．1直空热处理表面合金元素贫化与粘连 239

2．2表面不光亮和氧化色 242

2．3表面增碳或增氮 244

3有色金属合金热处理缺陷 245

3．1铝合金热处理缺陷 246

3．2镁合金热处理缺陷 248

3．3钛合金热处理缺陷 249

3．4铜合金热处理缺陷 249

3．5高温合金热处理缺陷 251

第9章 热处理缺陷预防与全面质量控制 254

1 热处理全面质量控制的概念 254

2 基础条件控制 255

2．1 环境条件控制 255

2．1．1厂房 255

2．1．2温度 258

2．1．3照明与噪声 260

2．2设备与仪表控制 261

2．2．1 热处理炉的炉温均匀性及分类 261

2．2．2热处理炉气氛控制 263

2．2．3冷却设备控制 267

2．2．4检验设备控制 270

2．2．5温度仪表及控制系统 271

2．2．6气氛仪表及控制系统 274

2．3．1人员素质 277

2．3．2质量管理 277

2．3人员素质和管理水平 277

3 热处理前质量控制 281

3．1热处理零件设计的质量控制 281

3．1．1材料选择 281

3．1．2热处理技术要求的确定和标注 285

3．1．3热处理零件结构形状设计 291

3．2．1零件原材料质量控制 293

3．2原材料质量控制 293

3．2．2热处理工艺材料质量控制 298

3．3热处理前各工序质量控制 302

3．3．1锻造质量控制 302

3．3．2铸造质量控制 308

3．3．3焊接质量控制 309

3．3．4机械加工质量控制 311

4热处理中质量控制 312

4．1待处理件的核查 313

4．2预备热处理质量控制 314

4．3最终热处理质量控制 322

4．3．1工艺控制 322

4．3．2设备选择与槽液控制 333

4．3．3生产操作控制 334

4．3．4质量要求与检验 335

4．4表面热处理与化学热处理的质量控制 336

4．4．1工艺方法选择 337

4．4．2表面淬火质量控制 339

4．4．3渗碳质量控制 342

4．4．4渗氮质量控制 345

4．4．5渗硼质量控制 350

4．4．6渗铝质量控制 352

5热处理后质量控制 353

5．1．1热处理后防锈 354

5．1．2表面强化 354

5．1后处理质量控制 354

5．1．3磨削加工 356

5．1．4电镀 358

5．2完善质量服务工作 360

5．3重视环保技术安全工作 361

5．3．1热处理生产的环境保护 361

5．3．2热处理生产的技术安全 363

1 汽车半轴淬火开裂与疲劳断裂的分析及防止措施 367

第10章 热处理缺陷分析案例 367

2 45钢工件在易裂尺寸范围开裂的分析及防止措施 372

3 本体淬火裂纹的分析及防止措施 374

4 三硝水-空气双液淬火裂纹的分析及防止措施 377

5 绞肉机孔板淬火工艺的改进 380

6 高碳钢及轴承钢零件淬火裂纹的分析及防止措施 382

7 机床活塞超音频淬火裂纹的分析及防止措施 387

8 汽车转向节中频淬火裂纹的分析及防止措施 389

9 大型工件热处理过程中内裂的分析及防止措施 394

10 高速钢焊接工具裂纹的分析及防止措施 403

11曲线齿锥齿轮热处理变形的分析及防止措施 409

12 无压淬火减少曲线齿锥齿轮平面翘曲变形 414

13 齿轮淬火变形的分析及防止措施 419

14 锥齿轮花键孔变形的分析及防止措施 423

15 汽车稳定杆淬火工艺的改进 425

16 工字卡规热处理变形的分析及防止措施 428

17 利用热应力预弯曲减少上导轨淬火变形 433

18 碟形刀片的防止变形热处理 437

19 65Mn弹簧片热处理变形的分析及防止措施 440

20 空心辊中频表面淬火变形的分析及防止措施 442

21 气体氮碳共渗零件变形的分析及防止措施 448

22 T10A模具线切割开裂的分析及防止措施 451

23 大型冷冲模具热处理缺陷分析及改进措施 453

24 热处理工艺对零件表面组织及磨削裂纹的影响 455

25 木工锯条热处理残品的挽救措施 461

26 气体渗碳件的补修工艺 465

27 高频淬火构件低应力疲劳脆断的分析及防止措施 468

28 20钢板冷冲压产生裂纹的原因及解决方法 472

29 20CrMnTi钢预备处理组织缺陷分析 474

30 20MnV钢圆环链质量分析 478

31 15Cr钢活塞销淬火工艺的改进 483

32游标卡尺测尺热处理新工艺 485

33球墨铸铁底座退火工艺的改进 488

34 冷作模具失效分析及改进措施 491

35 叉车半轴中频淬火质量分析与工艺改进 496

36 曲轴气体渗氮后表面硬度偏低的挽救措施 500

37 65Mn钢爪型接地弹簧垫圈热处理工艺改进 503

38 高强度钢甲醇裂解气保护热处理氢脆 505

39 20CrMnTi钢齿轮碳氮共渗中的氢脆 510

40 渗碳齿轮通氨淬火的氢脆现象 516

41 Z10硅钢片的脆化与防止 521

42 25Cr2Mo1V钢高温紧固螺栓脆化及恢复热处理 524

43 汽车渗碳零件失效分析 529

44 1Cr18Ni9Ti钢桔皮状表面的探讨 538

参考文献 542