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第1章 金属材料基础知识 1

1.1 金属晶体结构 1

1.1.1 晶体结构的基本概念 1

1.1.2 合金的基础知识 3

1.1.3 铁的同素异构转变 7

1.1.4 金属的扩散 7

1.2 铁碳相图 9

1.3 金属材料的分类和牌号表示方法 13

1.3.1 金属材料的分类 13

1.3.2 钢铁材料的牌号表示方法 14

1.3.3 有色金属材料牌号表示方法 20

第2章 热处理常用名词术语 24

2.1 热处理类型的名词术语 24

2.2 热处理气氛的名词术语 25

2.3 热处理工艺性能的术语 26

2.4 热处理工艺类型的术语 27

2.5 化学热处理类型的名词术语 30

2.6 金属学与组织的名词术语 32

第3章 钢的热处理原理 36

3.1 钢在加热过程中的转变 36

3.1.1 奥氏体的形成和长大 36

3.1.2 奥氏体的晶粒度及其作用 37

3.1.3 影响奥氏体长大的因素 39

3.2 钢的过冷奥氏体组织转变 40

3.2.1 过冷奥氏体的等温转变 41

3.2.2 奥氏体在连续冷却时的转变 44

3.3 钢的回火组织转变 45

第4章 钢铁件的整体基本热处理工艺 47

4.1 概述 47

4.2 钢的退火和正火 48

4.3 钢的淬火和回火 55

4.3.1 钢的淬火 55

4.3.2 钢的回火 65

4.4 冷处理 68

4.5 淬火方法与淬火冷却介质 70

4.5.1 淬火方法 72

4.5.2 冷却介质 77

第5章 钢铁件的表面热处理 83

5.1 概述 83

5.2 感应淬火 83

5.2.1 感应加热基础 84

5.2.2 感应淬火工艺 86

5.2.3 感应淬火常见缺陷分析与对策 92

5.3 火焰淬火 93

5.3.1 火焰淬火的作用 93

5.3.2 火焰加热的方式与影响因素 94

5.3.3 火焰淬火常见缺陷分析与对策 99

5.4 接触电阻加热淬火 100

5.4.1 接触电阻加热原理 100

5.4.2 技术要求与操作守则 101

5.5 电解液加热表面淬火 102

5.5.1 电解液加热原理 102

5.5.2 技术要求与操作守则 103

5.6 盐浴加热表面淬火 103

5.6.1 加热原理与特点 103

5.6.2 盐浴加热表面淬火的应用 104

5.7 高能束表面热处理 105

5.7.1 激光淬火 105

5.7.2 电子束热处理 106

5.7.3 电火花表面热处理 108

5.7.4 离子注入 110

第6章 钢铁件的化学热处理 112

6.1 概述 112

6.2 渗碳与碳氮共渗 117

6.2.1 渗碳 117

6.2.2 碳氮共渗 124

6.3 渗氮与氮碳共渗 130

6.3.1 渗氮 130

6.3.2 氮碳共渗 135

6.3.3 各种渗氮与氮碳共渗的特点 142

6.4 渗硫、硫氮共渗和硫氮碳共渗 142

6.4.1 渗硫 142

6.4.2 硫氮共渗 143

6.4.3 硫氮碳共渗 144

6.5 渗硼 146

6.6 渗金属 152

6.6.1 渗铬 153

6.6.2 渗钒 156

6.6.3　TD法渗钒、渗铌和渗铬 156

6.6.4 渗铝 158

第7章 常用钢的热处理 161

7.1 调质钢的热处理 161

7.2 弹簧钢的热处理 163

7.3 轴承钢的热处理 165

7.4 工具钢的热处理 169

7.4.1 刃具钢的热处理 169

7.4.2 模具钢的热处理 176

7.4.3 量具钢的热处理 181

7.5 不锈钢与耐热钢的热处理 183

7.5.1 不锈钢的热处理 183

7.5.2 耐热钢的热处理 185

7.6 铸钢的热处理 188

第8章 常用铸铁的热处理 192

8.1 铸铁的热处理特点 192

8.2 灰铸铁的热处理 193

8.3 可锻铸铁的热处理 198

8.4 球墨铸铁的热处理 201

8.5 铸铁热处理常见缺陷及对策 206

第9章 常用有色金属材料的热处理 208

9.1 概述 208

9.2 铜及铜合金的热处理 209

9.3 铝合金的热处理 214

9.4 镁合金的热处理 221

9.5 钛及钛合金的热处理 224

第10章 可控气氛热处理 226

10.1 可控气氛热处理的作用 226

10.2 可控气氛与可控气氛热处理炉 226

10.2.1 可控气氛及其控制 226

10.2.2 可控气氛热处理炉 237

10.3 可控气氛炉热处理工艺 243

10.3.1 可控气氛密封箱式周期炉的热处理工艺 243

10.3.2 可控气氛推杆炉的热处理工艺 245

10.3.3 可控气氛井式渗碳炉的工艺制订 246

10.3.4 可控气氛密封箱式周期炉的热处理工艺设备 246

第11章 典型零件的热处理 248

11.1 齿轮的热处理 248

11.1.1 变速器齿轮的热处理 248

11.1.2 车床拨叉齿轮的热处理 250

11.2 轴承零件的热处理 251

11.2.1 滚动轴承内、外套圈的热处理 251

11.2.2 特大型轴承零件的热处理 256

11.3 弹簧的热处理 260

11.3.1 φ45mm大直径热卷50CrVA阀门弹簧的热处理 260

11.3.2 铁路机车、车辆螺旋弹簧的热处理 262

11.4 标准件的热处理 263

11.4.1 螺栓、螺母的热处理 263

11.4.2 高强度螺栓（连杆螺栓）的热处理 266

11.5 汽车、拖拉机等零件的热处理 268

11.5.1 活塞环的热处理 268

11.5.2 活塞销的热处理 270

11.5.3 曲轴的热处理 273

11.5.4 连杆的热处理 278

11.5.5 气门的热处理 280

11.5.6 凸轮轴的热处理 285

11.5.7 气门挺杆的热处理 289

11.5.8 汽车半轴的热处理 296

11.6 刀具的热处理 299

11.6.1 丝锥的热处理 299

11.6.2 圆板牙的热处理 302

11.6.3 钻头、铰刀的热处理 304

11.6.4 滚刀和锯片铣刀的热处理 308

11.7 量具的热处理 311

11.7.1 游标卡尺尺身等的热处理 311

11.7.2 量块的热处理 313

11.8 模具的热处理 315

11.8.1 电动机硅钢片冲孔冲裁模的热处理 315

11.8.2 滚丝轮的热处理 318

11.8.3 3Cr2W8V钢6in活扳手热锻模的热处理 320

11.8.4 汽车连杆热锻模的热处理 321

11.8.5 3Cr2W8V钢热挤压凸模的热处理 323

11.9 机床零件的热处理 325

11.9.1 车床主轴的热处理 325

11.9.2 丝杠的热处理 326

11.10 农机具零件的热处理 328

11.10.1 犁铧和犁壁的热处理 328

11.10.2 收割机刀片的热处理 331

第12章 热处理质量控制 334

12.1 概述 334

12.2 热处理氧化与脱碳的防止措施 336

12.2.1 加热设备与加热介质 336

12.2.2 加热过程中的氧化与脱碳及其防止方法 338

12.3 热处理变形与裂纹的防止措施 341

12.3.1 热处理变形及其防止措施 341

12.3.2 热处理裂纹及其防止措施 351

12.4 确保力学性能的措施 358

12.5 热处理质量检验项目及要求 363

12.5.1 一般机械零件热处理质量检验规程 363

12.5.2 退火及正火件的质量检验项目及要求 364

12.5.3 淬火与回火件的质量检验项目及要求 366

12.5.4 感应淬火件的质量检验项目及要求 367

12.5.5 火焰淬火件的质量检验项目及要求 368

12.5.6 渗碳和碳氮共渗件的质量检验项目及要求 369

12.5.7 渗氮件的质量检验项目及要求 370

12.5.8 渗硼件的质量检验项目及要求 373

12.5.9 渗金属件的质量检验项目及要求 373

第13章 热处理工艺装备与安全操作技术 374

13.1 热处理设备概述 374

13.2 热处理加热设备 376

13.2.1 热处理加热设备分类 376

13.2.2 电阻炉 377

13.2.3 燃料炉 388

13.2.4 流动粒子炉 391

13.2.5 可控气氛多用炉 394

13.2.6 真空炉 394

13.3 感应加热设备 398

13.4 辅助设备 401

13.4.1 冷却设备 401

13.4.2 清洗设备 404

13.4.3 表面清理设备 406

13.4.4 校直设备 413

13.4.5 运输与起重设备 417

13.5 各种控温仪表 418

13.5.1 一次仪表 418

13.5.2 二次仪表（温度显示与调节仪表） 421

13.6 常见工艺装备 426

13.6.1 通用工艺装备 427

13.6.2 专用工艺装备的应用 427

13.6.3 常用零件热处理的吊装方法 433

13.7 热处理安全生产要求 435

第14章 其他热处理技术 441

14.1 真空热处理 441

14.2 形变热处理 449

14.3 激光热处理 456

14.4 复合热处理 461

附录 466

附录A 常用钢的临界温度 466

附录B 优质碳素结构钢和合金结构钢的热处理工艺参数 471

附录C 弹簧钢的热处理工艺参数 481

附录D 轴承用钢的热处理工艺参数 484

附录E 工具钢的热处理工艺参数 485

附录F 不锈钢和耐热钢的热处理工艺参数 493

附录G 金属布氏硬度（HBW）数值表 498

附录H 压痕对角线长度与维氏硬度值（HV10）对照表 500

参考文献 506