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第1章 钢的热处理原理 1

1.1 概述 1

1.1.1 金属热处理工艺简介 1

1.1.2 热处理的作用 2

1.1.3 热处理与相图 2

1.1.4 钢的临界温度 3

1.2 钢在加热时的转变 4

1.2.1 共析钢的奥氏体形成过程 4

1.2.2 非共析钢的奥氏体形成过程 6

1.2.3 影响奥氏体形成的因素 6

1.2.4 奥氏体晶粒度及其影响因素 7

1.2.5 过热与过烧 10

1.3 钢在冷却时的转变 10

1.3.1 概述 10

1.3.2 过冷奥氏体等温转变曲线（C—曲线） 10

1.3.3 影响过冷奥氏体等温转变的因素 11

1.3.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线 15

1.3.5 过冷奥氏体转变图的应用 17

1.4 珠光体相变 18

1.4.1 珠光体分类 18

1.4.2 珠光体的形成机理 20

1.4.3 亚（过）共析钢的珠光体转变 23

1.4.4 影响珠光体转变的因素 24

1.5 马氏体相变 24

1.5.1 马氏体相变的基本特征 24

1.5.2 马氏体的形态及其亚结构 26

1.5.3 马氏体相变的开始和停止 29

1.5.4 奥氏体的稳定化 30

1.5.5 马氏体的力学性质 32

1.5.6 马氏体的应用 34

1.6 贝氏体相变 35

1.6.1 贝氏体的形貌及其亚结构 35

1.6.2 贝氏体的力学性能 37

1.6.3 贝氏体的形成机理 38

1.7 马氏体回火转变 39

1.7.1 马氏体的分解 39

1.7.2 残余奥氏体转变 42

1.7.3 淬火钢回火时力学性能的变化 43

习题 45

第2章 钢的热处理工艺 46

2.1 钢的普通热处理 46

2.1.1 退火 46

2.1.2 正火 49

2.1.3 淬火 50

2.1.4 回火 61

2.2 钢的表面热处理 63

2.2.1 感应加热表面热处理 64

2.2.2 火焰加热表面热处理 66

2.3 钢的化学热处理 66

2.3.1 渗碳 67

2.3.2 渗氮 70

2.3.3 碳氮共渗 73

2.4 钢的热处理新技术 73

2.4.1 可控气氛热处理 73

2.4.2 真空热处理 74

2.4.3 离子渗扩热处理 74

2.4.4 形变热处理 75

2.4.5 环保型热处理技术 75

2.4.6 激光热处理 76

2.4.7 气相沉积 76

习题 77

第3章 钢的合金化 79

3.1 合金元素和铁的作用 79

3.1.1 钢中的杂质元素 79

3.1.2 合金元素 80

3.1.3 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 83

3.2 合金元素对钢的热处理的影响 85

3.2.1 合金元素对奥氏体化的影响 85

3.2.2 合金元素对过冷奥氏体的影响 86

3.2.3 合金元素对淬火钢的回火的影响 91

3.3 钢的微合金化 93

3.3.1 微合金钢的强化机制 93

3.3.2 铌、钒、钛微合金化元素的特性及作用 94

3.3.3 控制轧制与控制冷却技术 96

3.4 合金元素对钢工艺性的影响 97

3.4.1 热处理工艺性 97

3.4.2 成型加工性 98

3.5 钢的分类及牌号 100

3.5.1 钢的分类 100

3.5.2 钢的牌号 100

3.5.3 钢铁及合金牌号统一数字代号体系 104

习题 105

第4章 结构钢 106

4.1 工程结构钢 106

4.1.1 工程结构钢的基本要求 106

4.1.2 低合金高强度结构钢的合金化 106

4.1.3 铁素体—珠光体钢 109

4.1.4 微珠光体低合金高强度钢 113

4.1.5 针状铁素体型钢、低碳贝氏体型钢和双相钢 114

4.1.6 低合金高强度钢发展趋势 117

4.2 机器零件用钢 117

4.2.1 概述 118

4.2.2 整体强化态钢 120

4.2.3 表面强化态钢 135

4.2.4 高锰钢 138

4.2.5 零件材料选择基本原则 140

习题 142

第5章 工具钢和模具钢 143

5.1 概述 143

5.1.1 工具钢的成分与性能特点 144

5.1.2 工具钢的热加工及热处理 145

5.1.3 典型工具钢及其应用 145

5.2 刃具钢 146

5.2.1 刃具钢的工作条件及性能要求 146

5.2.2 碳素刃具钢 147

5.2.3 合金刃具钢 148

5.2.4 高速钢 149

5.3 模具钢 156

5.3.1 冷作模具钢 156

5.3.2 热作模具钢 160

5.3.3 塑料模具钢 163

5.3.4 表面硬化技术在模具钢中的应用 163

5.4 量具用钢 164

5.4.1 量具的工作条件及性能要求 164

5.4.2 常用量具用钢 164

5.4.3 量具钢的热处理 165

习题 166

第6章 不锈钢 167

6.1 铁素体不锈钢 167

6.1.1 铁素体不锈钢的化学成分及分类 167

6.1.2 铁素体不锈钢的脆性 168

6.1.3 铁素体不锈钢的热处理 170

6.1.4 铁素体不锈钢的特性和应用 170

6.2 马氏体不锈钢 171

6.2.1 马氏体不锈钢的化学成分 171

6.2.2 马氏体不锈钢的热处理 172

6.2.3 马氏体不锈钢的应用 174

6.3 奥氏体不锈钢 174

6.3.1 奥氏体不锈钢的化学成分及平衡组织 174

6.3.2 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀和应力腐蚀 175

6.3.3 奥氏体不锈钢的热处理 177

6.3.4 铬锰不锈钢及铬镍锰奥氏体不锈钢 178

6.4 双相不锈钢 179

6.4.1 铁素体—奥氏体双相不锈钢 179

6.4.2 奥氏体—马氏体双相不锈钢 180

习题 181

第7章 耐热钢 182

7.1 对耐热钢的性能要求 182

7.1.1 金属的抗氧化性 182

7.1.2 金属的高温力学性能与强化 183

7.2 热强钢 185

7.2.1 钢的热强性 185

7.2.2 珠光体型热强钢 186

7.2.3 马氏体耐热钢 188

7.2.4 奥氏体耐热钢 189

7.3 抗氧化钢 189

7.3.1 铁素体抗氧化钢 189

7.3.2 奥氏体抗氧化钢 190

习题 190

第8章 铸铁 191

8.1 概述 191

8.1.1 铸铁的特点和分类 191

8.1.2 铸铁的石墨化 192

8.2 灰铸铁 197

8.2.1 灰铸铁的片状石墨形态 197

8.2.2 灰铸铁的化学成分和组织特征 198

8.2.3 灰铸铁的牌号 199

8.2.4 灰铸铁的性能 199

8.2.5 灰铸铁的孕育处理 200

8.2.6 灰铸铁的热处理 201

8.3 球墨铸铁 201

8.3.1 球墨铸铁的化学成分和组织特征 202

8.3.2 球墨铸铁的球化处理与孕育处理 203

8.3.3 球墨铸铁的牌号、性能与用途 204

8.3.4 球墨铸铁的热处理 205

8.4 蠕墨铸铁 207

8.4.1 蠕墨铸铁的化学成分和组织特征 207

8.4.2 蠕墨铸铁的牌号、性能特点及用途 207

8.5 可锻铸铁 208

8.5.1 可锻铸铁的化学成分和组织特征 208

8.5.2 可锻铸铁的牌号、性能特点及用途 209

8.5.3 可锻铸铁的石墨化退火 210

8.6 合金铸铁 210

8.6.1 耐磨铸铁 211

8.6.2 耐热铸铁 212

8.6.3 耐腐蚀铸铁 212

习题 213

第9章 铝及其合金 214

9.1 纯铝 214

9.2 铝合金的分类 215

9.3 铝合金的强化 216

9.3.1 固溶强化 216

9.3.2 时效强化 217

9.3.3 过剩相强化 218

9.3.4 细化组织强化 219

9.3.5 加工强化 219

9.4 变形铝合金 219

9.4.1 防锈铝合金 220

9.4.2 硬铝合金 221

9.4.3 超硬铝合金 221

9.4.4 锻铝合金 222

9.4.5 Al-Li合金 223

9.5 铸造铝合金 223

9.5.1 Al-Si系铸造铝合金 224

9.5.2 Al-Cu系铸造铝合金 225

9.5.3 Al-Mg系铸造铝合金 225

9.5.4 Al-Zn系铸造铝合金 226

习题 226

第10章 镁及其合金 227

10.1 镁合金的特点和分类 227

10.1.1 镁合金的特点 227

10.1.2 镁合金的分类 227

10.2 变形镁合金 228

10.2.1 Mg-Mn系合金 228

10.2.2 Mg-Zn-Zr系合金 229

10.2.3 Mg-RE系合金 230

10.2.4 Mg-Li系合金 231

10.3 铸造镁合金 232

10.3.1 Mg-Zn系合金 232

10.3.2 Mg-Al系合金 233

10.3.3 Mg-RE系合金 234

10.3.4 其他镁合金 234

10.4 特种镁合金 235

10.4.1 耐热镁合金 235

10.4.2 耐蚀镁合金 235

10.4.3 阻燃镁合金 235

10.4.4 高强高韧镁合金 236

10.5 镁及其合金的应用 236

习题 237

第11章 钛及其合金 238

11.1 钛及其合金的特性 238

11.1.1 纯钛的性能 238

11.1.2 钛的合金化 238

11.1.3 钛合金的主要特性 239

11.2 常用钛合金 239

11.2.1 α型钛合金 240

11.2.2 β型钛合金 240

11.2.3 α＋β型钛合金 240

11.3 钛合金的热处理 241

11.4 钛合金的用途 242

11.5 新型钛合金 242

习题 243

第12章 铜及其合金 245

12.1 紫铜 245

12.1.1 紫铜的性能 245

12.1.2 紫铜的杂质 245

12.1.3 紫铜的分类 246

12.2 铜的合金化 246

12.3 黄铜 247

12.3.1 黄铜的性能与成分之间的关系 247

12.3.2 黄铜的牌号、分类及用途 248

12.4 青铜 250

12.4.1 锡青铜 251

12.4.2 铍青铜 252

12.4.3 其他青铜 253

12.5 白铜 253

12.6 铜合金的热处理 254

12.6.1 铜合金的去应力退火处理 254

12.6.2 铍青铜的时效处理 254

12.6.3 铜合金的淬火回火 254

习题 255

第13章 滑动轴承合金和锌合金 256

13.1 滑动轴承合金 256

13.1.1 滑动轴承对材料的要求及材料 256

13.1.2 锡基轴承合金 256

13.1.3 铅基轴承合金 257

13.1.4 铜基轴承合金 257

13.2 锌合金 257

13.2.1 锌合金的特点 257

13.2.2 锌合金的分类 258

13.2.3 锌合金成分控制 259

习题 259

参考文献 260