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第一部分　热处理原理 1

第一章　金属固态相变基础 1

第一节　金属固态相变的主要类型 1

一、按相变过程中原子的运动特点分类 1

二、按平衡状态分类 3

三、按热力学分类 3

第二节　金属固态相变的基本特征 4

一、界面和界面能 4

二、惯习面和新、旧两相间的位向关系 4

三、弹性应变能 5

四、晶体缺陷 6

第三节 固态相变中的形核 6

一、均匀形核 6

二、非均匀形核 7

第四节 固态相变中新相的长大 9

一、新相长大机理 9

二、新相长大速度 11

第五节　综合转变动力学-奥氏体等温转变图 14

第六节　组织粗化 15

一、弥散沉淀相的粗化——奥斯瓦尔德（Ostwald）熟化 15

二、片状和纤维状组织的粗化 15

复习思考题 16

第二章　钢中奥氏体的形成 17

第一节　奥氏体的结构、组织和性能 17

第二节　奥氏体形成的热力学条件 18

第三节　奥氏体的形成机制 19

一、奥氏体晶核的形成 20

二、奥氏体晶核的长大 20

三、渗碳体的溶解和奥氏体的均匀化 21

第四节　奥氏体等温形成动力学 21

一、形核率 21

二、线生长速度 22

三、奥氏体等温形成动力学曲线 23

四、影响奥氏体形成速度的因素 23

第五节　连续加热时奥氏体的形成 25

一、转变在一个温度范围内完成 26

二、转变速度随加热速度增加而增加 26

三、奥氏体成分不均匀性随加热速度增大而增大 27

四、奥氏体起始晶粒大小随加热速度增大而细化 27

第六节　奥氏体晶粒长大及其控制 27

一、奥氏体晶粒度 27

二、影响奥氏体晶粒长大的因素 28

三、钢在加热时的过热现象 30

第七节　非平衡组织加热时奥氏体的形成 31

一、针状奥氏体的形成 31

二、颗粒状奥氏体的形成 32

三、粗大奥氏体晶粒的遗传性及其控制 32

复习思考题 36

第三章　珠光体转变 37

第一节 珠光体的组织形态及晶体学 37

一、珠光体的组织形态 37

二、片状珠光体的晶体学 39

第二节　珠光体转变机制 40

一、珠光体转变的热力学条件 40

二、片状珠光体的形成机制 40

三、粒状珠光体的形成机制 43

第三节　先共析转变和伪共析转变 45

一、先共析转变 45

二、魏氏组织 47

三、伪共析转变 51

第四节　珠光体转变动力学 51

一、珠光体的形核率及长大速度 51

二、珠光体等温转变动力学曲线 52

三、珠光体等温转变动力学图 53

四、影响珠光体转变动力学的因素 54

第五节　珠光体的力学性能 56

一、片状珠光体的力学性能 57

二、粒状珠光体的力学性能 58

三、铁素体＋珠光体的力学性能 59

四、形变珠光体的力学性能 60

第六节　钢中碳化物的相间沉淀 61

一、相间沉淀组织 61

二、相间沉淀机理 62

三、相间沉淀条件 63

四、相间沉淀钢的强化机制及应用 65

复习思考题 66

第四章　马氏体转变 68

第一节　马氏体转变的主要特征 68

一、切变共格性和表面浮凸现象 68

二、无扩散性 69

三、具有特定的位向关系和惯习面 69

四、马氏体的亚结构 70

五、马氏体转变的可逆性 70

第二节 钢中马氏体转变的晶体学 71

一、马氏体的晶体结构 71

二、马氏体转变的经典切变模型 72

第三节　马氏体的组织形态及影响因素 75

一、马氏体的组织形态 75

二、影响马氏体形态及其内部亚结构的因素 78

第四节 马氏体转变的热力学 80

一、马氏体转变的热力学特点 80

二、影响Ms点的因素 80

第五节 马氏体转变的动力学 82

一、变温转变 82

二、等温转变 83

三、爆发式转变 83

四、表面马氏体转变 84

五、奥氏体的热稳定化 84

第六节　马氏体的性能 85

一、马氏体的硬度和强度 85

二、马氏体的韧性 86

三、马氏体的相变塑性 87

四、马氏体的物理性能 88

五、马氏体中的显微裂纹 89

六、超弹性与形状记忆效应 89

复习思考题 92

第五章　贝氏体转变 93

第一节 贝氏体转变特征 93

一、贝氏体的发现 93

二、贝氏体转变的基本特征 93

第二节 贝氏体的组织形态 94

一、上贝氏体 94

二、下贝氏体 96

三、无碳化物贝氏体 99

四、粒状贝氏体 99

五、反常贝氏体 100

六、柱状贝氏体 100

第三节　贝氏体的形成条件 101

一、贝氏体转变热力学 101

二、贝氏体转变动力学 101

三、贝氏体转变时碳的扩散 103

四、影响贝氏体转变动力学的因素 104

五、钢中贝氏体组织的获得 107

第四节　贝氏体的转变机理 107

一、无碳化物贝氏体转变机理 109

二、上贝氏体转变机理 109

三、下贝氏体转变机理 109

四、粒状贝氏体转变机理 109

第五节 贝氏体转变产物的力学性能 109

一、贝氏体的强度与硬度 109

二、贝氏体的韧性 110

三、贝氏体的抗疲劳性能和耐磨性能 111

第六节 贝氏体组织的应用 111

一、贝氏体钢 111

二、奥／贝复合强韧化——贝氏体球墨铸铁 112

三、马／贝复合强韧化 112

四、减小变形开裂 112

复习思考题 112

第六章 钢的过冷奥氏体转变图 113

第一节　过冷奥氏体等温转变图 113

一、过冷奥氏体等温转变图的建立 113

二、奥氏体等温转变图的基本类型及影响因素 115

第二节　过冷奥氏体连续冷却转变图 117

一、过冷奥氏体连续冷却转变图的建立 118

二、冷却速度对转变产物的影响 118

三、连续冷却转变图与等温转变图的比较 120

四、钢的临界冷却速度 120

五、利用等温转变图估计临界冷却速度 122

六、连续冷却过程中冷却速度变化对临界淬火速度的影响 123

第三节　过冷奥氏体转变图的应用 125

一、过冷奥氏体等温转变图的应用 125

二、过冷奥氏体连续冷却转变图的应用 127

复习思考题 129

第七章 过饱和固溶体的脱溶分解 130

第一节　铝合金在时效过程中组织和性能的变化 130

一、Al-Cu合金在时效过程中的硬度变化 130

二、A1-Cu合金在时效过程中的微观组织变化 131

第二节　钢的回火转变 136

一、淬火钢回火时的组织转变 136

二、淬火碳钢回火时力学性能的变化 144

三、合金钢回火时力学性能变化的特点 146

四、回火脆性 147

第三节　调幅分解 149

一、调幅分解的热力学条件 150

二、调幅分解过程 150

三、调幅分解的组织和性能 151

复习思考题 152

第二部分　热处理工艺 153

第八章　钢的退火与正火 153

第一节　钢的退火 153

一、完全退火 153

二、不完全退火 154

三、球化退火 155

四、均匀化退火 156

五、去应力退火及再结晶退火 157

第二节　钢的正火 157

第三节 退火与正火后钢的组织性能及工艺选用 158

一、退火与正火后钢的组织与性能 158

二、退火和正火工艺的选用 158

复习思考题 159

第九章　钢的淬火与回火 160

第一节　钢的淬火与分类 160

第二节　钢的淬透性 161

一、淬透性的基本概念 161

二、淬透性的意义及影响因素 162

三、淬透性评定标准与方法 162

四、淬透性曲线的应用 164

第三节　淬火介质 166

一、淬火介质的分类与要求 166

二、有物态变化的淬火介质 166

三、无物态变化的淬火介质 169

四、其他新型淬火介质 169

第四节　淬火工艺 170

一、淬火加热规程 171

二、淬火冷却方法 173

第五节 回火工艺 174

一、低温回火 174

二、中温回火 175

三、高温回火 175

第六节　钢的表面淬火 176

一、感应加热表面淬火 176

二、激光加热表面淬火 178

第七节　淬火缺陷与防止 180

一、淬火应力 180

二、淬火变形 181

三、淬火开裂 183

四、减少淬火变形和防止淬火开裂的措施 185

五、其他淬火缺陷及防止 186

第八节　淬火工艺的新发展 187

一、奥氏体晶粒的超细化处理 187

二、碳化物的超细化处理 188

三、控制马氏体、贝氏体组织形态及其组成的淬火 188

四、保留适当数量塑性相的淬火 189

五、钢的形变热处理 190

六、真空淬火 192

复习思考题 194

第十章　钢的化学热处理 196

第一节　化学热处理的分类与基本过程 196

一、化学热处理的分类 196

二、化学热处理的基本过程 196

三、渗层的组织结构与形成过程 197

第二节　钢的渗碳 198

一、渗碳原理 198

二、气体渗碳工艺 202

三、固体渗碳 203

四、液体渗碳 204

五、渗碳件的热处理与组织 204

六、渗碳层深度的测量 206

七、渗碳件的常见缺陷 206

第三节　钢的渗氮 208

一、渗氮的特点 208

二、Fe-N相图与纯铁渗氮层的组织 208

三、渗氮原理 209

四、渗氮用钢及渗氮强化机理 210

五、气体渗氮工艺 211

六、渗氮工件的检验和常见缺陷 213

七、离子渗氮 214

第四节　钢的碳氮共渗与软氮化 216

一、碳氮共渗 216

二、软氮化 218

第五节　其他化学热处理 220

一、渗硼 220

二、渗铬 222

三、渗铝 223

复习思考题 224

第三部分　热处理设备 225

第十一章　加热设备 225

第一节　筑炉材料 225

一、耐火材料 225

二、常用的隔热材料 231

三、炉用耐热钢 232

第二节　传热理论 233

一、传导传热 233

二、对流传热 237

三、辐射传热 240

四、综合传热 246

第三节　热处理电阻炉 247

一、热处理电阻炉的结构 248

二、热处理电阻炉的设计步骤 251

三、炉型的选择和炉膛尺寸的确定 253

四、炉体结构设计与材料选择 255

五、电阻炉功率的确定 260

六、电热元件材料及性能 264

七、电热元件的计算 269

八、电热元件的安装 273

九、热处理电阻炉的技术经济指标 275

第四节　热处理浴炉 276

一、热处理浴炉简介 276

二、外热式浴炉 277

三、内热式浴炉 277

四、电极盐浴炉的总体设计 283

五、盐浴炉的电极设计 286

六、盐浴炉抽风装置 288

七、电极盐浴炉的启动 289

第五节　感应加热设备 290

一、感应加热的原理及设备类型 290

二、感应加热的设备类型 291

三、感应加热设备的频率选择 292

复习思考题 294

第十二章　冷却设备 296

第一节　缓冷设备 296

第二节　淬火槽 298

一、淬火槽的基本结构 298

二、非机械化淬火槽 300

三、机械化淬火槽 303

四、淬火槽的设计 304

第三节　淬火介质的循环冷却系统 305

一、集液槽 305

二、过滤器 305

三、泵 306

四、淬火介质冷却器 306

五、淬火介质冷却器的选择及计算 308

第四节　淬火机床 309

一、气动齿轮淬火压床 309

二、轴类淬火机床 309

三、成形淬火机 310

第五节　喷射淬火装置 311

一、喷液淬火装置 311

二、喷气淬火装置 311

三、喷雾淬火装置 311

第六节　冷处理设备 312

一、冷冻剂 312

二、干冰冷处理设备 313

三、液化气体冷处理设备 313

四、冷冻机式冷处理设备 314

复习思考题 315

第十三章 热处理参数测量与控制 316

第一节 热电偶 316

一、热电偶的工作原理 316

二、热电偶的基本定律 317

三、热电偶冷端温度的影响及修正 317

四、热电偶冷端温度的延伸 318

五、热电偶的类别及使用特性 319

六、工业热电偶的结构 320

七、特殊热电偶 320

八、其他测温元件 321

九、热电偶的串、并联测温 323

十、热电偶使用注意事项 323

十一、热电偶的定期检定 323

十二、影响炉温测量准确性的因素 325

第二节 温度显示与调节仪表 326

一、动圈式温度仪表 326

二、直流电位差计 329

三、电子电位差计 330

四、TD、TE系列电子式温度指示调节仪 331

五、XM系列数显仪表 332

六、数字式温度仪表简介 334

七、炉温仪表选用的一般原则 336

第三节　温度的自动控制 337

一、位式调节 337

二、连续式调节 340

第四节　氧势和碳势控制仪 345

一、金属加热时的氧势 345

二、炉气中的碳势 345

三、根据氧势控制碳势原理 347

四、炉气成分测定仪 348

复习思考题 350

参考文献 351