热处理手册 第4卷 热处理质量控制和检验 第4版PDF电子书下载

第1章　热处理质量管理 1

1.1　概论 1

1.1.1　质量管理和质量保证基本术语 1

1.1.2　现代质量管理特点 1

1.1.3　热处理质量管理和质量管理体系 2

1.1.4　热处理技术标准化与质量管理 3

1.2　产品设计中的热处理质量控制 3

1.2.1　材料选择 3

1.2.2　热处理技术要求的确定 6

1.3　热处理工艺设计中的质量控制 7

1.3.1　热处理工艺流程及规范的优化设计 7

1.3.2　热处理技术文件的制订 8

1.3.3　热处理工艺设计中的经济分析 11

1.3.4　设计中的评审与更改 11

1.4　采购质量 12

1.4.1　制订采购与委托服务文件 12

1.4.2　选择合格的供货或委托单位 12

1.4.3　签订质量保证协议 12

1.4.4　采购品或委托热处理零件的质量验收 12

1.5　原材料质量管理 12

1.6　热处理工艺过程中的质量管理 14

1.6.1　待处理工件的核查 14

1.6.2　建立工序管理点，进行工序控制 14

1.6.3　车间作业环境管理 15

1.6.4　车间设备管理 16

1.6.5　车间节能管理 17

1.6.6　工艺材料管理 17

1.7　热处理质量检验 17

1.7.1　质量检验工作的职能 17

1.7.2　质量检验方式 18

1.7.3　常用热处理质量检验方法 18

1.7.4　热处理检测设备的检定和管理 19

1.8　不合格品的控制与纠正措施 19

1.9　热处理后的质量服务 20

1.10　热处理质量改进 20

1.11　质量成本 20

1.11.1　核算质量成本的必要性 21

1.11.2　质量成本构成 21

1.11.3　质量成本构成比例及质量成本分析 21

1.12　人员培训 22

1.12.1　人员培训形式 22

1.12.2　培训内容 22

1.12.3　资格 22

1.13　计算机在质量管理中的应用 22

1.13.1　热处理工艺过程的控制 22

1.13.2　质量检验 24

1.13.3　质量档案及质量信息检索 25

1.13.4　工序质量分析 25

1.13.5　计算机信息集成化技术的应用 25

1.14　数理统计方法在热处理质量管理中的应用 31

1.14.1　热处理统计过程控制 31

1.14.2　数理统计方法用于热处理质量改进 32

参考文献 33

第2章　热处理过程中的质量控制 34

2.1 待热处理工件的核查或验收 34

2.1.1　原始资料 34

2.1.2　待热处理件的外观、形状及尺寸要求 35

2.2　加热质量控制 35

2.2.1　热处理的炉温控制 35

2.2.2　热处理加热介质控制 40

2.2.3　正确选择加热参数 42

2.2.4　加热缺陷及其控制 43

2.3　正火与退火质量控制 43

2.3.1　加热设备 43

2.3.2　工件装炉 43

2.3.3　冷却速度控制 44

2.3.4　质量检验 44

2.3.5　正火与退火缺陷及其控制 45

2.4　淬火与回火质量控制 45

2.4.1　加热设备 45

2.4.2　淬火介质及淬火槽 45

2.4.3　淬火操作 48

2.4.4　回火操作 49

2.4.5　淬火、回火后的附属工序 49

2.4.6　质量检验 49

2.4.7　淬火、回火质量缺陷及其控制 50

2.5　感应加热与火焰加热表面淬火质量控制 58

2.5.1　感应加热表面淬火质量控制 58

2.5.2　火焰加热表面淬火质量控制 60

2.6　化学热处理质量控制 62

2.6.1 渗碳和碳氮共渗质量控制 62

2.6.2　渗氮质量控制 66

2.6.3　渗硼质量控制 69

2.6.4　渗金属质量控制 71

参考文献 74

第3章　材料化学成分的检验 75

3.1　钢的火花检验 75

3.1.1　火花的形成及结构 75

3.1.2　检验设备与操作 76

3.1.3　钢的成分与火花特征 76

3.2　光谱分析 82

3.2.1　原子吸收光谱分析 82

3.2.2　原子荧光光谱分析 83

3.2.3　原子发射光谱分析 83

3.2.4　X射线荧光光谱分析 84

3.2.5　红外光谱分析 84

3.3　微区化学成分分析 85

3.3.1 透射电镜中的能谱与能量损失谱 85

3.3.2　俄歇电子能谱分析 86

3.3.3　光电子能谱分析 87

3.3.4　探针显微分析 88

3.3.5　穆斯堡尔谱分析 92

参考文献 93

第4章　宏观组织检验及断口分析 94

4.1　宏观检验 94

4.1.1　钢的酸蚀检验 94

4.1.2　印痕法检验 99

4.1.3　液体渗透着色法 100

4.2　断口分析 102

4.2.1　断口试样的选择 102

4.2.2　断口试样的清洗 105

4.2.3　断口试样的保存 107

4.3　宏观断口分析 107

4.3.1　断裂分类 107

4.3.2　各类断口形貌特征 109

4.3.3　裂纹源位置及裂纹扩展方向的判别 112

4.4　显微断口分析 113

4.4.1　显微断口分析方法 113

4.4.2　断口显微形貌特征 114

4.4.3　断口显微形貌与显微组织的关系 116

4.4.4　断口的典型显微形貌特征举例 118

4.5　失效分析 121

4.5.1 失效 121

4.5.2　失效分析的目的 122

4.5.3　失效分析方法 123

参考文献 125

第5章　显微组织分析与检验 126

5.1　金相试样的制备 126

5.1.1　取样 126

5.1.2　制样 126

5.1.3　显微组织的显示 131

5.2　光学显微镜及电子显微镜在显微分析中的应用 133

5.2.1　光学显微镜 133

5.2.2　电子显微镜 138

5.3　定量金相方法 143

5.3.1　定量金相的标准符号及基本公式 143

5.3.2　测量方法 143

5.3.3　定量金相数据的统计分析 145

5.3.4　常用显微组织参数测定举例 146

5.3.5　图像分析仪 150

5.4　彩色金相技术 151

5.4.1　彩色成像的基本原理 151

5.4.2　干涉膜形成方法 151

5.4.3　彩色显微摄影的特点与要求 153

5.4.4　彩色金相在显微检验中的应用 154

5.5　典型工程合金的显微组织检验技术 158

5.5.1　结构钢与工具钢 158

5.5.2　钢中非金属夹杂物的显微检验 166

5.5.3　铸铁 170

5.5.4　不锈钢和奥氏体锰钢 172

5.5.5　非铁合金 174

5.5.6　粉末冶金材料与硬质合金 180

5.6　热处理质量及缺陷组织检验 181

5.6.1　偏析与带状组织 182

5.6.2　过热与过烧 183

5.6.3　脱碳 185

5.6.4　表面硬化层深度的测定 186

5.6.5　表面渗金属（或涂覆处理）的显微检验 188

参考文献 190

第6章　力学性能试验 192

6.1　硬度试验 192

6.1.1　硬度试验的意义及分类 192

6.1.2　布氏硬度试验 192

6.1.3　洛氏硬度试验 197

6.1.4　维氏硬度和努氏硬度试验 201

6.1.5　肖氏硬度试验 211

6.1.6　莫氏硬度试验 212

6.1.7　理氏硬度试验 213

6.1.8　硬度与强度及各种硬度之间的换算关系 214

6.2　静拉伸试验 219

6.2.1　静拉伸试验的特点与意义 219

6.2.2　试样 219

6.2.3　拉伸试验机 220

6.2.4　应力—应变曲线及其力学性能指标 222

6.2.5　正应力—应变曲线 225

6.2.6　缺口拉伸与缺口偏斜拉伸试验 226

6.2.7　低温拉伸试验 227

6.2.8　拉伸试样断口分析 227

6.2.9　几种常用钢材的静拉伸数据 229

6.2.10　影响拉伸试验性能数据的主要因素 229

6.2.11　拉伸试验中的计算机控制 230

6.3　压缩、弯曲及扭转试验 230

6.3.1　压缩试验 230

6.3.2　弯曲试验 231

6.3.3　静扭转试验 232

6.3.4　剪切试验 234

6.4　冲击试验 235

6.4.1　冲击试验的意义 235

6.4.2　冲击试验与冲击试验机 235

6.4.3　冲击试验的应用 237

6.4.4　几种接近实际服役条件的冲击试验 241

6.5　断裂韧度试验 245

6.5.1　断裂过程和断裂力学的一般概念 245

6.5.2　应力强度因子K和平面应变断裂韧度KIC 246

6.5.3　裂纹尖端张开位移CTOD和J积分 252

6.5.4　断裂韧度测试技术 255

6.6　疲劳试验 258

6.6.1　疲劳失效特点 258

6.6.2　疲劳性能指标 259

6.6.3　常用结构钢、球墨铸铁及热处理后的疲劳特性 266

6.6.4　多次冲击抗力试验 268

6.6.5　疲劳裂纹萌生与扩展的性能 270

6.6.6　疲劳试验技术 273

6.6.7　疲劳试验机 276

6.7　磨损试验 278

6.7.1　磨损分类 278

6.7.2　磨损试验机 283

6.7.3　磨损量的测量及表示方法 285

6.8　高温力学性能试验 285

6.8.1　高温蠕变 285

6.8.2　松弛稳定性 289

6.8.3　其他高温力学性能 292

参考文献 295

第7章　无损检测 296

7.1 内部缺陷检测 296

7.1.1　X射线与γ射线检测技术 296

7.1.2　超声波检测 309

7.1.3　声发射检测 328

7.2　表面及近表面缺陷检测 331

7.2.1　磁力检测 331

7.2.2　涡流检测 338

7.3　表面缺陷的检测 342

7.3.1　渗透检测原理、方法、分类及应用 342

7.3.2　渗透检测剂及设备 344

7.3.3　对比试块 346

7.3.4　渗透检测基本步骤和渗透剂显示特征 347

7.4　材质与热处理质量的无损检测 348

7.4.1　硬度的无损检测 348

7.4.2　表面硬化层深度的无损检测 351

7.4.3　力学性能、显微组织的无损检测 354

7.4.4　混料分选 356

7.5　红外检测与微波检测 358

7.5.1　红外检测 358

7.5.2　微波检测 360

参考文献 361

第8章　残留应力的测定 362

8.1　概述 362

8.1.1　残留应力的分类 362

8.1.2　残留应力与质量控制的关系 362

8.2　残留应力的产生 364

8.2.1　残留应力产生的根本原因 364

8.2.2　热处理淬火时的残留应力 364

8.2.3　表面淬火的残留应力 366

8.2.4　表面化学热处理的残留应力 367

8.2.5　表面强化的残留应力 368

8.3　残留应力的测定 369

8.3.1　残留应力的特点及测试方法 369

8.3.2　常用残留应力测试方法 369

8.3.3　X射线应力测定法 374

参考文献 391

第9章　合金相分析及相变过程测试 392

9.1　合金相分析方法 392

9.1.1　X射线衍射分析 392

9.1.2　电子衍射法 395

9.1.3　中子衍射法 399

9.1.4　低能电子衍射 400

9.1.5　场离子显微分析 402

9.2　相变过程测量 403

9.2.1　相变点测定 403

9.2.2　奥氏体等温转变图与奥氏体连续冷却转变图的建立方法 408

9.3　钢中残留奥氏体测定 412

9.3.1　金相法测定残留奥氏体 412

9.3.2　磁性法测定残留奥氏体 413

9.3.3　X射线衍射法测定残留奥氏体 414

9.4　其他物理方法简介 415

9.4.1　内耗法 415

9.4.2　正电子湮没技术 417

9.4.3　穆斯堡尔谱仪 418

9.4.4　核磁共振法 420

参考文献 422

第10章　金属腐蚀与防护试验 423

10.1　概述 423

10.1.1　金属腐蚀定义与分类 423

10.1.2　金属的氧化 423

10.1.3　电化学腐蚀 425

10.1.4　影响金属腐蚀的因素 429

10.1.5　金属腐蚀试验及评定方法 434

10.2　全面腐蚀试验 435

10.2.1　液态金属及熔盐腐蚀 435

10.2.2　高温氧化 436

10.3　局部腐蚀 438

10.3.1　点蚀 438

10.3.2　缝隙腐蚀 440

10.3.3　电偶腐蚀 440

10.3.4　晶间腐蚀 441

10.4　金属在不同环境介质中的腐蚀 445

10.4.1　大气腐蚀 445

10.4.2　淡水中的腐蚀 447

10.5　应力作用下的腐蚀破坏 448

10.5.1　应力腐蚀断裂 448

10.5.2　腐蚀疲劳 453

10.5.3　氢致损伤 455

10.6　防腐蚀技术 458

10.6.1　合理选择与使用材料 458

10.6.2　表面防护 459

10.6.3　缓蚀剂 461

10.6.4　电化学防腐蚀 463

参考文献 464

第11章　热处理常用数据 465

11.1　常用物理化学数据 465

11.1.1　元素周期表 465

11.1.2　常见碳化物和金属间化合物点阵结构 468

11.1.3　元素的物理和化学性质 468

11.1.4　常用无机化合物的物理化学性质 468

11.1.5　常用有机化合物的物理化学性质 484

11.1.6　元素饱和蒸气压对应的温度 491

11.1.7　氧化物饱和蒸气压对应的温度 492

11.1.8　钢的温度色 493

11.1.9　回火温度色 493

11.2　常用金属材料牌号、化学成分、力学性能和物理性能 493

11.2.1　钢 493

11.2.2　铸钢 557

11.2.3　合金材料 561

11.3　常用金属材料热处理工艺参考数据 605

11.3.1　钢 605

11.3.2　高温合金 642

11.4　常用钢热处理工艺参考曲线 648

11.4.1　常用钢奥氏体等温转变图 648

11.4.2　常用钢奥氏体连续冷却转变图 684

11.4.3　常用钢改型连续冷却转变图 719

11.4.4　常用钢的淬透性曲线 750

11.5　常用钢的回火曲线和方程 775

11.5.1　常用钢的回火曲线 775

11.5.2　常用钢的回火方程 816

11.6　金属相关表示方法 819

11.6.1　钢铁及合金统一数字代号 819

11.6.2　钢铁产品名称、用途、特性和工艺方法表示符号 824

11.6.3　钢产品标记代号 825

11.6.4　变形铝及铝合金状态代号 826

11.7　近代材料分析方法概要 827

11.8　常用标准 848

11.8.1 我国标准代号、含义及热处理相关标准 848

11.8.2　国外标准代号、含义及热处理相关标准 858

参考文献 867

附录 868

附录A　法定计量单位 868

附录B　常用物理量的法定计量单位 869

附录C　常用物理量单位换算 875

附录D　拉伸性能指标名称和符号对照 882