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目录 1

前言 1

1　热处理基本数据 1

1.1 化学元素和金属元素的物理化学性质 1

1.2　各种常见化合物的物理化学性质 1

1.3　热处理术语 1

1.4　热处理专业现行标准 29

1.5　钢号表示方法 31

1.6　常用钢的化学成分 35

1.7　常用钢的力学性能 72

1.8　钢铁材料的物理性质 77

1.9 世界各国钢号对照 81

1.10　铸铁的分类、代号、化学成分和性能 94

1.11 非铁金属和合金的分类、代号、化学成分和性能 99

1.12　钢的过冷奥氏体等温转变曲线 122

1.13　钢的奥氏体连续冷却转变曲线 158

1.14 钢的改型连续冷却转变曲线 184

1.15　钢的淬透性曲线 228

1.16　淬火钢在不同温度回火后的力学性能曲线 290

2　热处理基本原理 360

2.1 Fe-Fe3C合金相图及其应用 360

2.2 合金元素对钢铁组织和性能的影响 366

2.2.1　Fe-C相图与热处理温度的关系 367

2.2.2　合金元素的影响 367

2.3.1 奥氏体 378

2.3　钢在各种状态下的组织 378

2.3.2　铁素体 379

2.3.3　珠光体 379

2.3.4 贝氏体 380

2.3.5　先共析铁素体和渗碳体 381

2.3.6　马氏体 381

2.3.7 回火马氏体和马氏体回火转变 382

2.4　钢的过冷奥氏体转变 382

2.4.1　过冷奥氏体等温转变图 382

2.4.2　奥氏体连续冷却转变图 385

2.4.3　钢的淬透性和奥氏体连续冷却转变图的关系 385

2.5.2　正火 389

2.5.1　退火 389

2.5　钢的热处理基本工艺 389

2.5.3　淬火 390

2.5.4　回火 397

2.6　表面热处理 398

2.6.1　感应加热表面热处理 398

2.6.2　火焰加热表面淬火 400

2.7　钢的化学热处理 404

2.7.1　渗碳 404

2.7.2　渗氮 404

2.7.3　碳氮共渗 404

2.7.4　氮碳共渗 404

2.7.6　渗硼和碳氮硼共渗 405

2.7.5　渗硫、硫氮共渗和硫碳氮共渗 405

2.7.7　渗金属 406

2.8　离子热处理 413

2.8.1　离子渗氮 413

2.8.2　离子渗碳 415

2.9　超硬化合物层的离子沉积法 415

2.9.1　真空溅射法 415

2.9.2　离子镀渗法 416

2.9.3　其它镀渗法 416

2.10　高密度能加热表面热处理 417

2.10.1　高频脉冲加热淬火 417

2.10.2　激光热处理 417

2.10.4　离子注入合金化 418

2.10.3　电子束热处理 418

2.11 铸铁固态相变特征和常温下的组织 419

2.11.1 固态相变特征 419

2.11.2　铸铁显微组织 422

2.12　铸铁热处理基本工艺 423

2.12.1　灰铸铁的热处理 423

2.12.2　可锻铸铁的热处理 424

2.12.3　球墨铸铁的热处理 424

2.13　非铁合金的热处理 426

2.13.1　铜和铜合金的热处理 426

2.13.2　铝和铝合金的热处理 427

2.13.3　钛合金的热处理 431

2.13.4　镁合金的热处理 463

2.13.5　镍和镍合金的热处理 472

3　典型零件的热处理 478

3.1 齿轮的热处理 478

3.1.1　齿轮用钢及技术要求 478

3.1.2　齿轮的调质热处理 483

3.1.3　齿轮的表面淬火 484

3.1.4　齿轮的渗碳和碳氮共渗 494

3.1.5　齿轮的渗氮和氮碳共渗 502

3.2　滚动轴承零件的热处理 508

3.2.1　铬钢轴承零件的热处理 508

3.2.2　渗碳钢制轴承零件的热处理 522

3.2.4　微型轴承零件热处理 524

3.2.3　中碳合金钢轴承零件的热处理 524

3.2.5　耐腐蚀轴承零件的热处理 527

3.2.6　耐高温轴承零件的热处理 528

3.2.7　08、10钢冲压成形轴承零件的热处理 528

3.3　弹簧的热处理 531

3.3.1　弹簧的一般热处理 531

3.3.2　弹簧的其它强化处理 540

3.3.3　弹簧的稳定化处理 540

3.3.4　耐热弹簧的热处理 541

3.4 紧固件的热处理 542

3.4.1　螺纹紧固件的热处理 542

3.4.2　弹簧垫圈和销的热处理 546

3.5.1　活塞环的热处理 550

3.5 汽车、拖拉机及柴油机零件的热处理 550

3.5.2　活塞销的热处理 553

3.5.3　连杆的热处理 555

3.5.4　曲轴的热处理 558

3.5.5　凸轮轴的热处理 562

3.5.6　气门挺杆的热处理 565

3.5.7　排气阀的热处理 569

3.5.8　半轴的热处理 571

3.5.9　油泵柱塞副和喷油嘴偶件的热处理 575

3.5.10　履带板的热处理 577

3.6.1　机床导轨的热处理 578

3.6　金属切削机床零件的热处理 578

3.6.2　机床主轴的热处理 583

3.6.3　机床丝杠的热处理 583

3.6.4　机床铸件稳定化处理 588

3.6.5　其他机床零件的热处理 589

3.7　大型锻件的热处理 594

3.7.1　大型锻件的锻后热处理 594

3.7.2　大型锻件的最终热处理 598

3.7.3　大型锻件的其他热处理工艺 611

3.8　轧辊的热处理 611

3.8.1　热轧辊的热处理 611

3.8.2　冷轧工作辊的热处理 612

3.8.3　支承辊的热处理 618

3.9.1 工具用钢 624

3.9　工具的热处理 624

3.9.2　碳钢、合金钢工具的热处理 625

3.9.3　高速钢工具的热处理 630

3.9.4　工具热处理举例 636

3.10　模具的热处理 642

3.10.1 冷作模具的热处理 642

3.10.2　热作模具的热处理 650

3.10.3　成型模具的热处理 656

3.10.4　模具的热处理变形 658

3.10.5　模具热处理常见缺陷、产生的原因及防止措施 661

3.11 量具的热处理 665

3.11.1 量具用钢及要求 665

3.10.6　模具的强韧化处理和表面强化 665

3.11.2　量具的热处理工艺 667

3.11.3　量具的热处理举例 675

3.12　液压元件的零件热处理 675

3.13 自行车零件热处理 681

3.14　手表零件的热处理 684

4　热处理质量检测与质量控制 689

4.1 零件材料的化学成分分析 689

4.1.1　化学分析法 689

4.1.2　火花鉴别法 699

4.1.3　光谱分析法 705

4.1.4　看谱镜法 706

4.2　原材料缺陷的低倍检验 711

4.2.1 常见的低倍缺陷特征 711

4.2.2　低倍检验的一般方法 713

4.2.3　硫、磷元素偏析的检验方法 714

4.3　断口分析 715

4.3.1 断口分析的用途 715

4.3.2　断口样品的切取和制备 716

4.3.3　常用的断口分析方法 717

4.3.4　典型断口形貌特征 718

4.4　显微组织检验 721

4.4.1　光学显微镜分析方法 722

4.4.2　定量金相分析方法 731

4.4.3　晶粒度测定方法 735

4.4.4　高温和低温金相分析方法 737

4.4.5　电子显微镜分析方法 740

4.4.6　钢铁零件典型热处理显微组织与缺陷的金相特征 742

4.5　力学性能测试方法 747

4.5.1　硬度 747

4.5.2　拉伸 778

4.5.3　压缩、弯曲和扭转 782

4.5.4 冲击 784

4.5.5　疲劳 787

4.5.6　断裂韧度 789

4.6　热处理质量的无损检测 793

4.6.1　磁粉探伤 793

4.6.2　涡流探伤 801

4.6.3　渗透法探伤 802

4.6.4　超声波探伤 811

4.6.5　X射线探伤 819

4.7　内应力测定 829

4.7.1　应力释放法 829

4.7.2　X射线法 829

4.7.3　磁性法 830

4.7.4　深层应力分布测量 834

4.8　耐腐蚀性能测试 834

4.8.1　工程上常见的腐蚀类型 834

4.8.2　腐蚀速率评定方法 834

4.8.3　均匀腐蚀试验 836

4.8.4　点腐蚀 837

4.8.5　晶间腐蚀 839

4.8.6　缝隙腐蚀 840

4.8.7　应力腐蚀开裂 841

4.8.8　大气腐蚀与高温氧化 843

4.9　热处理质量控制 844

4.9.1　热处理质量控制的目的及主要内容 844

4.9.2　热处理质量控制体系 844

4.9.3　产品设计中的热处理质量控制 845

4.9.4　工艺设计中的热处理质量控制 848

4.9.5　原材料质量控制 853

4.9.6　热处理工序的过程质量控制 853

4.9.7　热处理质量检验控制 854

4.9.8　操作者技能和责任质量控制 854

4.9.9　统计技术在热处理质量控制中的应用 854

参考文献 858