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目 录 2

第一编 钢铁材料的基本知识 2

第一章 钢铁材料的机械性能 2

第一节 概述 2

一 什么是钢铁材料的机械性能 2

二 影响钢铁材料机械性能的因素 2

三 关于工件的失效 3

一 拉伸试验时试样变形和断裂的过程 4

第二 节钢铁材料在静拉伸下的机械性能 4

二 拉伸曲线 5

三 强度指标 7

四 塑性指标 9

第三节 硬度 9

一 布氏硬度 10

二 洛氏硬度 10

三 维氏硬度与显微硬度 12

第四节 冲击韧性 13

一 冲击载荷下材料特性的变化 13

四 硬度的意义 13

二 冲击韧性 14

三 冷脆转化温度 15

四 多冲抗力 16

第五节 疲劳强度 18

一 疲劳断裂的特点 18

二 疲劳强度 20

三 影响疲劳强度的因素 21

第六节 零件的磨损失效 22

一 磨损 23

二 接触疲劳 24

第七节 钢铁材料的基本机械性能指标的简要分析讨论 26

一 设计指标和安全指标 26

二 材料强度与塑性韧性的合理配合问题 27

三 影响实际机件强度的因素 27

四 硬度作为衡量热处理质量标准的不足之处 28

第二章 铁碳合金状态图及钢的编号 30

第一节 纯铁的组织和性能 30

一 纯铁的组织结构 30

二 铁的同素异构转变 31

三 晶体缺陷及原子扩散 32

四 纯铁的机械性能 34

第二节 铁和碳的相互作用及铁碳合金中的相与组织 35

一 铁与碳的相互作用 35

二 钢的固溶强化和沉淀强化 37

三 铁碳合金中的相和组织 38

第三节 铁碳合金状态图 39

一 铁碳合金状态图的一般概念 39

二 典型合金成分组织转变过程的分析 42

三 合金元素对铁碳状态图的影响 45

四 铁碳状态图的指导意义及局限性 46

第四节 退火态碳钢的机械性能与碳量及组织的关系 47

第五节 钢铁材料的分类及编号 49

一 钢铁材料的分类 49

二 碳素钢的编号及用途 49

三 合金钢的编号 51

四 铸钢及铸铁的编号 52

第三章 钢的加热 54

第一节 钢的热处理意义 54

第二 编热处理基本原理 54

第二节 加热时奥氏体组织是怎样形成的？ 55

一 奥氏体形成条件 55

二 奥氏体的形成过程 56

第三节 等温加热时奥氏体形成速度及其影响因素 58

一 温度对奥氏体形成速度的影响 59

二 原始组织对奥氏体形成速度的影响 59

三 化学成分对奥氏体形成速度的影响 60

第四节 在连续加热时奥氏体的形成特点 60

第五节 奥氏体晶粒长大 61

一 奥氏体的起始晶粒 62

二 奥氏体的本质晶粒度 62

三 奥氏体实际晶粒及其影响因素 63

四、过热与过烧 64

第六节 加热温度的选择及加热时间的计算 65

一 加热温度的选择 65

二 加热时间的计算 66

第七节 加热过程中的氧化、脱碳及防止措施 69

一 在气体介质中的氧化脱碳及防止措施 69

二 在液体介质中加热时的氧化脱碳及盐浴脱氧 72

第一节 奥氏体冷却转变 76

第四章 钢的冷却概述 76

一 珠光体型组织 77

二 贝氏体型组织 77

三 马氏体组织 79

第二节 过冷奥氏体的等温转变 80

一 奥氏体等温转变图的建立 80

二 奥氏体等温转变曲线在生产上的应用 82

三 碳钢的奥氏体等温转变图 83

四 合金钢的奥氏体等温转变图 85

五 工艺参数对奥氏体等温转变图的影响 90

第三节 过冷奥氏体的连续冷却转变 91

一 碳钢的过冷奥氏体连续冷却转变图 91

二 合金钢的奥氏体连续冷却转变图 92

第五章 钢的退火和正火 96

第一节 概述 96

第二节 退火和正火的组织转变及性能 99

一 共析钢的珠光体转变 99

二 亚共析钢和过共析钢的珠光体转变 101

三 正火钢的组织转变特点 101

四 退火和正火后钢的性能 102

五 合金元素对珠光体转变的影响 103

第三节 完全退火 104

第四 节球化退火 105

第五节 正火 108

第六节 其它退火工艺 109

一 扩散退火 109

二 等温退火 109

三 低温退火 110

一 钢为什么要进行淬火？ 111

第一节 概述 111

第六章 钢的淬火 111

二 钢的马氏体组织形态与结构 112

三 淬火马氏体的性能 116

第二节 淬火马氏体的形成应具备那些条件，有那些特点和规律？ 118

一 获得淬火马氏体对冷却条件的要求 118

二 淬火马氏体的形成温度 119

三 淬火钢中马氏体转变的不完全性——残余奥氏体 121

四 奥氏体的陈化稳定 125

五 钢中马氏体转变有那些基本特征？ 129

一 钢淬透性的概念 132

第三节 钢的淬透性 132

二 影响钢材淬透性的因素 133

三 钢的淬透性测定及表示方法 135

四 钢的淬透性意义及淬火层深度的选择 137

五 淬火层中的非马氏体组织对机械性能的影响 140

第四节 淬火方法和淬火介质 141

一 选择淬火介质和淬火方法的根据是什么？ 141

二 单液淬火法及淬火介质 143

三 双液淬火法及淬火介质 147

四 分级淬火法及淬火介质 148

第七章 贝氏体淬火 150

第一节 什么是贝氏体淬火？ 150

第二节 贝氏体组织形态与性能 150

一 贝氏体组织形态及形成过程 150

二 贝氏体的强度和韧性 155

第三节 贝氏体淬火的热处理工艺问题 156

第四节 贝氏体淬火在生产上的应用 157

第一节 回火的目的 160

第二节 淬火钢在回火过程中的组织形态的变化 160

第八章 钢的回火 160

一 位错马氏体回火中的组织变化 161

二 高碳孪晶马氏体回火中的组织变化 164

第三节 合金元素对淬火钢回火时组织转变的影响 168

第四节 淬火钢回火时的机械性能变化 170

一 回火对淬火钢硬度的影响 170

二 淬火回火钢的强度和塑性 171

三 淬火回火钢的韧性的变化规律 173

五 非马氏体组织在回火时的性能变化 175

四 回火对断裂韧性K10的影响 175

第五节 钢的回火工艺 177

一 回火温度的确定 178

二 回火时间的确定 180

三 回火时的加热与冷却速度 180

第六节 其他回火工艺 181

一 快速回火 181

二 自回火 182

三 时效处理 182

一 连杆螺栓的工作条件与性能要求 183

第一节 典型调质件的工作条件与性能要求 183

第九章 调质钢的热处理 183

第三编 热处理工艺 183

二 汽车半轴的工作条件与性能要求 184

第二节 调质钢的机械性能 185

一 调质处理对获得优良的综合机械性能的必要性 185

二 合金元素对调质钢机械性能的影响 186

第三节 调质钢的淬透性 188

一 为什么要考虑钢的淬透性 188

二 一般调质件对淬火后的硬度、组织及淬硬层深度的要求 189

第四节 调质用钢简介 190

一 碳素调质钢 191

二 合金元素在调质钢中的作用 192

三 常用合金调质钢 193

第五节 典型调质件的热处理工艺分析 193

一 连杆螺栓的热处理工艺 193

二 汽车半轴的热处理工艺 197

第六节 调质钢的热处理工艺问题 197

一 调质钢的预先热处理 199

二 防白点热处理 200

三 淬火工艺问题 201

四 回火脆性 206

五 调质处理的其他应用 207

第七节 提高调质钢件的使用寿命的某些途径 207

一 根据多冲理论，适当降低回火温度，提高使用强度水平 208

二 低碳马氏体在生产实际中的应用 208

第十章 弹簧钢的热处理 211

第一节 汽车钢板弹簧的热处理 211

一 汽车钢板弹簧的服役条件与失效形式 211

二 对钢板弹簧典型用钢60Si2Mn钢成分的分析 212

三 60Si2Mn钢制板簧典型热处理工艺及质量要求 214

四 影响汽车钢板弹簧使用寿命的主要因素及提高寿命的措施 216

第二节 螺旋弹簧的热处理 220

一 螺旋弹簧的受力情况及失效形式 220

二 螺旋弹簧的类型 220

三 50CrVA钢制阀弹簧的热处理 221

四 冷卷后再经低温去应力处理的螺旋弹簧 222

第三节 弹簧钢的性能要求、成分与热处理特点及应用范围 223

一 弹簧钢的性能要求 224

二 常用弹簧钢的化学成分及热处理 224

三 无铬新弹簧钢 227

第一节 滚动轴承的工作条件、失效方式以及对性能的要求 229

第十一章 滚动轴承钢的热处理 229

第二节 滚动轴承用钢 230

一 铬轴承钢的成分及用途 231

二 轴承钢中主要元素的作用 232

三 冶金质量对轴承钢性能的影响 233

第三节 滚动轴承典型零件的热处理 236

一 预先热处理 237

二 最后热处理 241

一 淬火软点 248

第四节 轴承零件常见的热处理缺陷 248

二 加热不足与过热 249

第十二章 钢的化学热处理 250

第一节 钢的渗碳 251

一 概述 251

二 渗碳的基本原理 255

三 气体渗碳 257

四 固体渗碳 276

五 渗碳零件的热处理 279

六 渗碳零件的常见缺陷及质量检验 282

七 渗碳用钢简介 284

第二节 钢的氮化 290

一 概述………………………………………………………（290）） 292

二 氮化用钢简介 292

三 氮化零件的工艺路线及工艺分析 293

四 氮化层的组织分析 297

五 氮化层的质量检验 300

六 缩短氮化周期的方法 302

一 气体氮碳共渗的特点 303

第三节 钢的碳氮共渗 303

二 气体碳氮共渗用的介质 304

三 气体碳氮共渗的工艺特点 305

四 碳氮共渗后的组织与性能 309

第四节 钢的软氮化 311

一 软氮化的特点 311

二 软氮化的简单原理 312

三 软氮化的工艺 313

四 软氮化后的组织和性能 314

一 渗硼方法 315

五 软氮化的应用 315

第五节 钢的渗硼 315

二 渗硼层组织和性能 317

三 渗硼后热处理 318

四 渗硼在生产中应用 318

第十三章 感应加热表面热处理 319

第一节 概述 319

第二节 感应加热原理简述 320

一 为什么能实现感应表面加热？ 320

二 感应电流在导体中透入深度的概念及影响因素 321

三 感应加热相变特点 322

第三节 感应加热表面淬火层的组织、性能与残余应力 324

一 表面淬火层的组织分析 324

二 感应表面淬火零件的机械性能 327

三 感应加热表面淬火后的残余应力 330

第四节 感应加热表面淬火工艺及选择 330

一 确定零件的技术要求 333

二 加热温度的选择 334

三 设备频率的选择 335

四 功率的计算 339

五 感应加热方法及工艺操作 342

六 感应加热后的冷却方法 343

七 感应淬火后的回火 344

第五节 感应器的结构和设计 345

一 设计感应器的理论依据 346

二 感应器的分类及结构设计要求 347

三 感应器的结构及基本尺寸的确定 347

四 导磁体的应用及屏蔽问题 352

五 高、中频感应器例举 354

一 对工模具钢的性能要求 357

第十四章 工模具钢的热处理 357

第一节 概述 357

二 工模具钢的分类 358

三 工模具钢的锻造 364

四 工模具钢的热处理特点 364

第二节 典型刃具的热处理 368

一 刃具的工作条件、性能要求及材料选用 368

二 T12A钢丝锥（M12）的热处理 368

一 合金元素在高速钢中的作用 371

第三节 高速钢刀具的热处理 371

二 高速钢的锻造和退火 373

三 高速钢的淬火 374

四 高速钢的回火 379

第四节 典型冷变形模具的热处理 381

一 冷变形模具的工作条件、性能要求及材料选用 381

二 CrWMn钢铁板冲模的热处理 383

三 高碳高铬钢硅钢片冲裁模的热处理 386

四 W6Mo5Cr4V2钢冷挤压模具的热处理 390

一 成型模具的工作条件、性能要求及材料选用 394

第五节 成型模具的热处理 394

二 9Mn2V钢胶木模的热处理 395

第六节 热变形模具的热处理 397

一 热变形模具的工作条件及性能要求 397

二 热锻模的热处理 398

三 压铸模的热处理 402

第七节 热处理时的变形、开裂及防止措施 407

一 热处理时的内应力 407

二 热处理时的变形 409

三 热处理时形成的裂纹 418

四 控制变形及防止开裂的若干措施 419

第十五章 铸铁材料及热处理 424

第一节 概述 424

一 什么叫铸铁？和钢有什么区别？ 424

二 铸铁的分类以及在工业生产中的应用 426

第二节 铸铁组织的形成规律 428

一 铁一碳相图 428

二 影响铸铁组织的因素 430

一 灰铸铁 432

第三节 常用铸铁材料 432

二 可锻铸铁 438

三 球墨铸铁 441

第四节 球墨铸铁的热处理 444

一 高温石墨化处理 444

二 低温石墨化退火 447

三 正火处理 449

四 球墨铸铁的调质 457

五 等温淬火 461