金属热处理缺陷分析及案例 第2版PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 热处理缺陷及分类 1

1.2 热处理缺陷分析方法 4

第2章 热处理裂纹 8

2.1 热处理裂纹的一般概念 8

2.2 加热不当形成的裂纹 9

2.2.1 升温速度过快引起的裂纹 9

2.2.2 表面增碳或脱碳引起的裂纹 10

2.2.3 过热或过烧引起的裂纹 10

2.2.4 在含氢气氛中加热引起的氢致裂纹 11

2.3 金属零件的淬火裂纹 13

2.3.1 马氏体的显微裂纹 13

2.3.2 淬火裂纹 14

2.4 影响淬火裂纹形成的因素 21

2.4.1 冶金因素的影响 21

2.4.2 零件尺寸和结构的影响 25

2.4.3 工艺因素的影响 27

2.5 预防淬火裂纹的方法 29

2.5.1 正确进行产品设计 29

2.5.2 合理安排工艺路线 35

2.5.3 确定合理的加热参数 36

2.5.4 选定合适的淬火方法 41

2.5.5 淬火介质的选择 47

2.5.6 防止淬火裂纹的其他措施 51

2.6 其他热处理裂纹 51

2.6.1 回火裂纹 51

2.6.2 冷处理裂纹 52

2.6.3 时效裂纹 53

2.6.4 磨削裂纹 53

2.6.5 电镀裂纹 55

第3章 热处理变形 56

3.1 工件热处理的尺寸变化 56

3.2 工件热处理的形状畸变 59

3.3 热处理变形的一般规律 60

3.3.1 淬火变形的趋势 60

3.3.2 影响热处理变形的因素 62

3.3.3 化学热处理工件的变形 71

3.4 热处理变形的校正 75

3.4.1 机械校正法 75

3.4.2 热处理校正法 75

第4章 残留内应力 77

4.1 热处理内应力 77

4.1.1 热应力 77

4.1.2 组织应力 78

4.1.3 热处理工件的残留应力分布及影响因素 78

4.1.4 表面淬火工件的残留应力 80

4.1.5 化学热处理工件的残留应力 82

4.2 残留应力对力学性能的影响 83

4.2.1 残留应力与硬度 84

4.2.2 残留应力与磨损 84

4.2.3 残留应力与疲劳 86

4.2.4 残留应力与腐蚀 92

4.2.5 残留应力与电镀 92

4.3 残留应力的调整和消除 93

第5章 组织不合格 96

5.1 热处理与组织、性能的关系 96

5.2 氧化与脱碳 99

5.2.1 氧化 99

5.2.2 脱碳 100

5.2.3 防止和减轻氧化脱碳的措施 101

5.3 过热与过烧 102

5.3.1 过热 102

5.3.2 过烧 105

5.4 低、中碳钢预备热处理球化体级别不合格 106

5.5 感应加热淬火组织缺陷 107

5.6 渗碳组织缺陷 109

5.6.1 表层碳化物过多、呈大块状或网状分布 109

5.6.2 残留奥氏体量过多 111

5.6.3 马氏体粗大 111

5.6.4 内氧化 112

5.6.5 黑色组织 114

5.7 渗氮组织缺陷 116

5.7.1 渗前原始组织中铁素体过多、回火索氏体组织粗大 116

5.7.2 化合物层疏松 117

5.7.3 针状组织 119

5.7.4 网状和脉状氮化物 119

5.8 渗硼组织缺陷 120

5.8.1 渗硼层的非正常组织 120

5.8.2 渗硼层存在较多孔洞 121

第6章 力学性能不合格 122

6.1 热处理和硬度 122

6.1.1 软点 123

6.1.2 硬度不足 123

6.1.3 高频感应加热淬火和渗碳工件的软点和硬度不足 124

6.2 拉伸性能和疲劳强度不合格 124

6.2.1 拉伸性能不合格 125

6.2.2 疲劳性能不合格 126

6.3 耐腐蚀性能不良 129

6.3.1 热处理对晶间腐蚀和点腐蚀性能的影响 130

6.3.2 热处理对应力腐蚀开裂的影响 132

6.4 持久蠕变性能不合格 132

6.4.1 高温合金热处理与持久蠕变性能 133

6.4.2 高温蠕变脆性 137

6.5 非铁金属合金力学性能不合格 138

第7章 脆性 140

7.1 回火脆性 140

7.1.1 第一类回火脆性 140

7.1.2 第二类回火脆性 142

7.2 低温脆性 146

7.2.1 低温脆性的评定 146

7.2.2 钢的成分和组织对低温脆性断裂的影响 147

7.3 氢脆性 151

7.3.1 氢脆及其分类 151

7.3.2 钢的成分和组织对氢脆的影响 152

7.4 σ脆性 153

7.4.1 σ相的性质及其对性能的影响 153

7.4.2 钢的成分、热处理与σ相的形成 153

7.5 电镀脆性 154

7.5.1 电镀脆性的影响因素 154

7.5.2 防止电镀脆性的措施 155

7.6 渗层脆性 155

7.6.1 渗氮层脆性 155

7.6.2 渗硼层脆性 156

第8章 其他热处理缺陷 158

8.1 化学热处理和表面热处理特殊缺陷 158

8.1.1 渗碳硬化层深度不合格 159

8.1.2 渗氮硬化层深度不合格 160

8.1.3 渗硼、渗铝硬化层深度不合格 161

8.1.4 感应加热淬火硬化层深度不合格 161

8.1.5 火焰加热淬火硬化层深度不合格 162

8.2 真空热处理和保护气氛热处理缺陷 162

8.2.1 表面不光亮和氧化色 163

8.2.2 表面增碳或增氮 164

8.2.3 真空热处理表面合金元素贫化与粘连 167

8.2.4 保护气氛热处理氢脆 169

8.3 非铁金属合金热处理缺陷 171

8.3.1 铝合金热处理缺陷 171

8.3.2 镁合金热处理缺陷 172

8.3.3 钛合金热处理缺陷 173

8.3.4 铜合金热处理缺陷 174

8.3.5 高温合金热处理缺陷 174

第9章 热处理缺陷预防与全面质量控制 177

9.1 热处理全面质量控制的概念 177

9.2 基础条件控制 178

9.2.1 环境条件控制 178

9.2.2 设备与仪表控制 181

9.2.3 人员素质和管理水平 192

9.3 热处理前质量控制 198

9.3.1 热处理零件设计的质量控制 198

9.3.2 原材料质量控制 205

9.3.3 热处理前各工序质量控制 209

9.4 热处理中质量控制 215

9.4.1 待处理件的核查 215

9.4.2 预备热处理质量控制 216

9.4.3 淬火回火质量控制 221

9.4.4 表面热处理与化学热处理的质量控制 230

9.5 热处理后质量控制 240

9.5.1 后处理质量控制 240

9.5.2 完善质量服务工作 244

9.5.3 重视环境保护和技术安全工作 244

第10章 热处理缺陷分析案例 248

10.1 热处理裂纹 248

10.1.1 汽车半轴淬火开裂与疲劳断裂的分析及防止措施 248

10.1.2 45钢工件在易裂尺寸范围开裂的分析及防止措施 251

10.1.3 本体淬火裂纹的分析及防止措施 252

10.1.4 三硝水-空气双液淬火裂纹的分析及防止措施 254

10.1.5 绞肉机孔板淬火工艺的改进 256

10.1.6 高碳钢及轴承钢零件淬火裂纹的分析及防止措施 257

10.1.7 机床活塞超音频感应加热淬火裂纹的分析及防止措施 260

10.1.8 汽车转向节中频感应加热淬火裂纹的分析及防止措施 262

10.1.9 大型工件热处理过程中内裂的分析及防止措施 265

10.1.10 高速钢焊接工具裂纹的分析及防止措施 271

10.1.11 石油钻杆接头表面开裂原因分析 274

10.1.12 高碳低合金冷作模具钢开裂原因分析 277

10.1.13 45A钢卡爪淬火开裂原因分析 280

10.1.14 高碳马氏体钢球淬火开裂原因分析 284

10.1.15 42CrMo钢高强度螺母裂纹分析 288

10.1.16 销轴淬火裂纹的产生及预防措施 291

10.2 热处理变形 294

10.2.1 曲线齿锥齿轮热处理变形的分析及防止措施 294

10.2.2 无压淬火减少曲线齿锥齿轮平面翘曲变形 297

10.2.3 齿轮淬火变形的分析及防止措施 300

10.2.4 锥齿轮花键孔变形的分析及防止措施 303

10.2.5 汽车稳定杆淬火工艺的改进 304

10.2.6 工字卡规热处理变形的分析及防止措施 305

10.2.7 利用热应力预弯曲减少上导轨淬火变形 308

10.2.8 碟形刀片的防止变形热处理 310

10.2.9 65Mn弹簧片热处理变形的分析及防止措施 312

10.2.10 空心辊中频感应加热表面淬火变形的分析及防止措施 313

10.2.11 气体氮碳共渗零件变形的分析及防止措施 317

10.2.12 大型渗碳齿轮圈热处理畸变及控制 319

10.2.13 高速柴油机曲轴渗氮畸变规律与控制措施 322

10.2.14 活塞环的渗氮变形与控制 327

10.2.15 半联轴器渗碳淬火畸变的分析及改进措施 330

10.2.16 控制氮碳共渗零件变形的措施 332

10.2.17 50CrV钢针热处理工艺 335

10.2.18 传动轴凸缘内孔收缩产生的原因及改进方法 337

10.2.19 主减齿轮渗碳淬火畸变的控制 339

10.3 残留内应力 342

10.3.1 T10A模具线切割开裂的分析及防止措施 342

10.3.2 大型冷冲模具热处理缺陷分析及改进措施 343

10.3.3 热处理工艺对零件表面组织及磨削裂纹的影响 344

10.3.4 大直径曲轴热处理后的残留应力研究 349

10.3.5 CrWMn钢模具炸裂原因分析 352

10.4 组织不良 355

10.4.1 木工锯条热处理残品的挽救措施 355

10.4.2 气体渗碳件的补修工艺 357

10.4.3 高频感应加热淬火构件低应力疲劳脆断的分析及防止措施 360

10.4.4 20钢板冷冲压产生裂纹的原因及解决方法 362

10.4.5 20CrMnTi钢预备热处理组织缺陷分析 364

10.4.6 45钢渣浆泵主轴早期疲劳断裂分析 366

10.4.7 桥间差速器壳输入花键轴失效分析 370

10.4.8 钻机制动毂裂纹失效分析和改进 373

10.4.9 Cr12MoV钢旋压成形轮早期断裂失效原因分析 378

10.4.10 Q235钢波形护栏室温脆断原因分析 382

10.4.11 斜齿轮早期断裂的原因分析 386

10.4.12 40Cr钢活塞开裂原因分析 389

10.4.13 W18Cr4V钢拉刀断裂分析 392

10.4.14 碳氮共渗离合器主轴的疲劳断裂 395

10.4.15 通用汽油机曲轴断裂分析 399

10.4.16 27SiMnMoV钢渗碳针阀体断裂失效分析 402

10.5 力学性能不合格 405

10.5.1 20MnV钢圆环链质量分析 405

10.5.2 15Cr钢活塞销淬火工艺的改进 408

10.5.3 游标卡尺测尺热处理新工艺 409

10.5.4 球墨铸铁底座退火工艺的改进 411

10.5.5 冷作模具失效分析及改进措施 413

10.5.6 叉车半轴中频感应加热淬火质量分析与工艺改进 416

10.5.7 曲轴气体渗氮后表面硬度偏低的挽救措施 418

10.5.8 65Mn钢爪型接地弹簧垫圈热处理工艺改进 420

10.5.9 16MnCr5钢软化退火工艺 421

10.5.10 中碳铬钼钒钢调质热处理力学性能不足的原因分析及对策 425

10.6 脆性 429

10.6.1 高强度钢甲醇裂解气保护热处理氢脆 429

10.6.2 20CrMnTi钢齿轮碳氮共渗中的氢脆 433

10.6.3 渗碳齿轮通氨淬火的氢脆现象 437

10.6.4 Z10硅钢片的脆化与防止 440

10.6.5 25Cr2Mo1V钢高温紧固螺栓脆化及恢复热处理 442

10.6.6 65Mn钢垫片开裂失效分析 445

10.6.7 阀体开裂原因分析 448

10.6.8 弹性薄壁紧固件产生脆性断裂的原因分析及防止措施 452

10.6.9 液压缸断裂分析 456

10.6.10 扭力轴断裂原因分析 459

10.7 其他热处理缺陷 463

10.7.1 汽车渗碳零件失效分析 463

10.7.2 1Cr18Ni9Ti钢桔皮状表面的探讨 469

10.7.3 EQ1060变速器总成二轴断裂失效分析 471

10.7.4 踏板式摩托车后轮输出轴断裂失效分析 473

10.7.5 5805防锈铝预绞丝断裂失效分析 479

10.7.6 Q-52-51型摩托车车轮开裂原因分析 482

10.7.7 控制1J79合金磁性能的新工艺 485

10.7.8 GH2132高温合金热处理后硬度低的原因分析 487

参考文献 490