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第四章 工具钢及其热处理 1

第一节 刃具钢的特点及分类 1

第二节 碳素工具钢的热处理 4

2-1 碳素工具钢热处理的特点 4

2-2 T12A制小型板牙(m<1)的热处理工艺 4

2-3 碳素工具钢的热处理质量分析 6

第三节 合金工具钢的热处理 6

3-1 合金工具钢及其热处理的特点 6

3-2 9SiCr圆板牙的热处理 6

3-3 合金工具钢热处理质量分析 10

第四节 高速钢的热处理 12

4-1 高速钢的特点与分类 12

4-2 W18Cr4V的热处理 13

一、高速钢的退火工艺 14

1.W18Cr4V的局部相图及铸态组织 14

2.碳化物不均匀性及高速钢的锻造 15

3.高速钢的退火工艺 18

4.高速钢退火生产经验 19

二、高速钢的淬火工艺 20

1.合金元素的作用 20

2.高速钢的淬火加热 23

3.高速钢的淬火冷却 29

三、高速钢的回火工艺 32

四、高速钢的表面处理 35

1.高速钢的软氮化处理 36

2.高速钢的氰化处理 37

3.高速钢的硫氮共渗 37

4.高速钢的蒸汽处理 38

五、高速钢热处理的设备与技术安全 39

4-3 高速钢热处理缺陷分析与防止方法 43

一、硬度不足 43

二、脆性 45

三、腐蚀麻点 45

四、变形与开裂 45

第五节 高速钢刀具热处理规范的制定 47

第六节 铸造高速钢的介绍 50

第七节 高速钢新材料、新工艺简介 51

第八节 模具的特点及对材料、热处理的要求 54

第九节 冷作模具钢的热处理 56

9-1 Cr12型钢材料介绍 56

9-2 Cr12型冷作模的热处理工艺 56

一、Cr12型钢的退火工艺 57

二、Cr12型钢的淬火回火工艺 57

9-3 其他冷作模具钢的热处理 61

第十节 热作模具钢的热处理 62

10-1 5CrNiMo钢材料介绍 62

10-2 5CrNiMo钢的预备热处理 63

10-3 5CrNiMo钢的最后热处理 63

10-4 热锻模的燕尾处理 65

10-5 其他热作模具钢的热处理 66

第十一节 模具钢的表面处理介绍 67

第十二节 模具热处理的质量分析 71

12-1 模具的脱碳 71

12-2 模具的表面腐蚀 72

12-3 模具的过热与过烧 72

12-4 模具的变形与开裂 73

一、模具钢材对变形的影响 73

二、模具形状对变形的影响 74

三、原始组织对变形的影响 76

四、机械加工对变形的影响 77

五、热处理工艺对变形的影响 77

第十三节 量具的特点及对材料、热处理的要求 78

第十四节 量具钢的热处理 79

第十五节 工具夹的热处理 81

第五章 不锈钢及其热处理 83

第一节 概论 83

1-1 不锈钢在航空上的应用 83

1-2 金属腐蚀的基本概念和提高金属耐蚀性的途径 84

1-3 不锈钢成分和组织的基本特征 86

1-4 不锈钢的分类和它们的基本特点 87

1-5 我国不锈钢的发展和符合我国资源的不锈钢系统 88

第二节 马氏体不锈钢及其热处理 89

2-1 马氏体不锈钢的基本成分和组织 89

2-2 碳对Cr13型马氏体不锈钢机械性能、耐腐蚀性能和工艺性能的影响 91

2-3 Cr13型不锈钢的热处理 93

一、某发动机后轴承座和封严圈的工作条件和工艺流程 93

二、Cr13型不锈钢的热处理 94

1.锻造后的退火 94

2.冲压或深拉过程中的中间退火 95

3.焊接后退火 96

4.淬火 96

5.回火 98

2-4 镍对马氏体不锈钢组织和性能的影响及Cr17Ni2马氏体不锈钢 100

一、镍在马氏体不锈钢中的作用 100

二、Cr17Ni2不锈钢的热处理 101

三、Cr17Ni2不锈钢的缺点 102

2-5 钨、钼、钒对Cr13型不锈钢性能的影响及1Cr11Ni2W2MoV(ЭИ961，F61)马氏体不锈钢 102

一、1Cr11Ni2W2MoV钢的成分 102

二、1Cr11Ni2W2MoV钢的工艺性 105

三、1Cr11Ni2W2MoV钢的热处理工艺对性能的影响 105

1.1Cr11Ni2W2MoV钢制零件的工艺流程 105

2.1Cr11Ni2W2MoV钢的退火 106

3.1Cr11Ni2W2MoV钢的淬火 107

4.1Cr11Ni2W2MoV钢的回火 107

四、1Cr11Ni2W2MoV钢的形变热处理-锻造淬火法 113

1.形变热处理的基本概念 113

2.变形温度、保温时间和变形量对1Cr11Ni2W2MoV A钢机械性能的影响 114

3.对形变热处理本质的粗浅解释 115

4.形变热处理强化效果的遗传性和它在生产中的应用 116

2-6 钛、铝、铜、铌对马氏体不锈钢的工艺、组织、性能的影响和马氏体析出硬化型不锈钢 117

一、马氏体析出硬化型不锈钢的合金化原则 119

二、？的热处理和机械性能 119

三、马氏体析出硬化型不锈钢的优缺点 123

第三节 奥氏体型不锈钢及其热处理 123

3-1 奥氏体基体的获得——碳、铬、镍对基体组织的影响 124

3-2 奥氏体不锈钢的冶炼、加工和焊接特点 125

3-3 奥氏体不锈钢晶间腐蚀现象、原因、预防措施和检验方法 128

一、奥氏体不锈钢晶间腐蚀的现象和原因 128

二、预防晶间腐蚀的方法和措施 130

1.降低含碳量 130

2.加入能形成稳定碳化物的合金元素 130

3.用奥氏体+铁素体复相不锈钢代替奥氏体单相不锈钢 131

4.热处理工艺与晶间腐蚀 132

三、晶间腐蚀倾向的检验方法 133

3-4 18-8钢的耐蚀性和含铜、钼的奥氏体不锈钢 135

3-5 奥氏体不锈钢的热处理(以18-8为典型) 137

一、固溶处理 137

二、消除应力退火 139

3-6 奥氏体不锈钢中镍的代用问题和铬-锰-氮奥氏体不锈钢 139

一、问题的提出 139

二、锰、氮对奥氏体形成的影响 140

3-7 奥氏体不锈钢的优缺点和正确选用 143

一、从机械性能的观点来选用 143

二、从工艺性能的观点来选用 143

三、从耐腐蚀性能的观点来选用 143

第四节 过渡型不锈钢(半奥氏体析出硬化型不锈钢)及其热处理 144

4-1 过渡型不锈钢的提出和基本特点 144

4-2 化学成分对PH15-7Mo钢组织和性能的影响 145

一、合金元素对PH15-7Mo钢固溶状态马氏体开始转变点Ms的影响 146

二、合金元素对PH15-7Mo钢调整热处理后马氏体并始转变点M？的影响 148

三、合金元素对PH15-7Mo钢δ——铁素体含量的影响 148

四、钼、铝含量对PH15-7Mo钢性能的影响 150

4-3 热处理对PH15-7Mo钢组织和性能的影响 150

一、不同固溶温度和时间对PH15-7Mo钢组织和性能的影响 151

二、不同调整温度和冷却速度对PH15-7Mo钢马氏体相变的影响 152

三、PH15-7Mo钢奥氏体的稳定化及其对性能的影响 153

四、时效温度、时间和时效次数对PH15-7Mo钢组织和性能的影响 154

五、PH15-7Mo钢的热处理流程 155

4-4 过渡型不锈钢的冶炼、加工和焊接特点 156

4-5 过渡型不锈钢的优缺点和它的用途 157

第六章 耐热钢、耐热合金及其热处理 158

第一节 概论 158

1-1 涡轮喷气发动机主要零部件的工作条件 158

一、喷气发动机主要零部件的工作温度 158

二、喷气发动机主要零部件的机械载荷 159

三、高温气流作用下发动机主要零部件的氧化和腐蚀 159

1-2 涡轮喷气发动机对材料的要求 159

1-3 高温合金方面的两条路线斗争 160

1-4 耐热合金的高温性能 162

一、热稳定性(或热安定性) 162

二、热强性(或耐热性) 166

1-5 耐热钢、耐热合金的分类和用途 172

第二节 以α-Fe为基的耐热钢及其热处理 173

2-1 珠光体耐热钢在长期工作过程中的组织转变、性能变化以及对钢化学成分的要求 174

一、珠光体的球化和碳化物的聚集 174

二、钢的石墨化 177

三、合金元素在各相间的再分配 177

四、热脆性 180

2-2 热处理对珠光体耐热钢组织和性能的影响 181

2-3 珠光体耐热钢的热稳定性 183

第三节 奥氏体耐热钢及其热处理 184

3-1 GH36的合金化特点 186

3-2 GH36的热处理特点 191

3-3 GH135(808)的合金化特点 195

一、以金属间化合物为强化相的奥氏体耐热钢的固溶强化 195

二、析出硬化元素铝、钛对合金性能的影响 198

三、晶界的强化和微量硼、铈对合金性能的影响 200

3-4 GH135的热处理和性能 202

3-5 提高涡轮盘材料疲劳强度的方法和途径 209

一、金属和合金的组织结构对疲劳强度的影响 209

二、表面状态对疲劳强度的影响和GH135的喷丸处理 212

3-6 铁基高温合金的冶炼和加工性能 214

第四节 固溶强化的镍基耐热合金及其热处理 217

4-1 纯镍的基本性质 217

4-2 燃烧室的工作条件和对材料的要求 218

4-3 固溶强化镍基合金的合金化特点 219

4-4 固溶强化镍基合金的热处理特点 223

4-5 固溶强化镍基合金板材的表面处理 228

第五节 时效硬化的变形镍基耐热合金及其热处理 229

5-1 涡轮叶片的工作条件和对材料的要求 230

5-2 时效硬化变形镍基合金的合金化特点 230

一、铝、钛在时效硬化镍基合金中的作用 232

二、硼、铈等微量元素在镍基合金中的作用 236

5-3 时效硬化变形镍基合金的热处理特点 238

一、一次淬火温度和时间对GH49合金组织和性能的影响 239

二、时效规范对GH49合金组织和性能的影响 241

5-4 时效硬化变形镍基合金的冶炼特点和冶金质量问题 247

第六节 铸造镍基耐热合金及其热处理 251

6-1 铸造镍基合金合金化的特点和它的组织稳定性 251

6-2 铸造镍基合金的成分偏析和它的显微组织特点 259

6-3 铸造镍基合金的热处理特点 261

第七章 合金元素在钢中的作用 263

第一节 合金元素对铁碳状态图的影响 263

第二节 合金元素对钢在加热时的影响 266

2-1 合金元素对奥氏体形成的影响 267

2-2 合金元素对残余碳化物溶解的影响 267

2-3 合金元素对奥氏体均匀化的影响 267

2-4 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响 267

第三节 合金元素对钢在冷却时的影响 269

3-1 合金元素对珠光体转变的影响 269

3-2 合金元素对贝氏体转变的影响 271

3-3 合金元素对马氏体转变的影响 271

第四节 合金元素对钢淬透性的影响 275

第五节 合金元素对回火过程的影响 279

5-1 合金元素对马氏体分解的影响 280

5-2 合金元素对碳化物的形成、转变和长大的影响 281

5-3 合金元素对残余奥氏体分解的影响 283

5-4 合金元素对基体α-Fe再结晶的影响 284

第六节 合金元素对钢的机械性能的影响 285

6-1 合金元素对结构钢在退火状态下机械性能的影响 287

6-2 合金元素对结构钢在常化状态下机械性能的影响 288

6-3 合金元素对钢在淬火回火后机械性能的影响 290

一、合金元素对低温回火钢机械性能的影响 291

二、合金元素对高温回火钢机械性能的影响 292

第七节 合金元素对钢回火脆性的影响 294