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第一章 金属材料热处理基础知识 1

第一节 金属学相关知识 1

一、二元相图及杠杆定律 1

二、Fe-Fe3C相图的运用 11

三、金属的实际晶体结构 19

第二节 合金钢和铸铁的牌号、性能及用途 24

一、合金钢 24

二、铸铁 38

第三节 选材的基础知识 42

一、使用性能与选材 42

二、选材与材料工艺性能的关系 44

三、经济性与选材 44

第四节 编制热处理工艺 45

一、编制热处理工艺的原则 45

二、编制热处理工艺的步骤 46

第五节 淬火冷却介质 48

一、传统淬火冷却介质 48

二、新型淬火冷却介质 49

三、淬火冷却介质的选用原则 53

第六节 热处理操作常识 55

一、钢材的火花鉴别 55

二、内热式盐浴炉的加热原理 58

第七节 金属材料热处理基础技能训练 58

训练1 用火花鉴别法分辨碳素钢及合金钢的牌号 58

训练2 配制常用淬火冷却介质 62

训练3 设计与制作内热式盐浴炉起动电极 63

复习思考题 64

第二章 常规热处理 66

第一节 常规热处理基础知识 66

一、奥氏体等温转变图和连续冷却转变图在生产上的运用 66

二、钢的淬火方法 68

三、淬透性及淬硬性 72

四、淬火钢回火的金相组织转变对钢性能的影响 76

第二节 合金元素在钢中的作用 81

一、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 82

二、合金元素对钢热处理的影响 84

三、合金元素对钢性能的影响 87

第三节 常用钢的热处理 91

一、调质钢及其热处理 91

二、弹簧钢及其热处理 96

三、滚动轴承钢及其热处理 101

四、刀具钢及其热处理 105

五、模具钢及其热处理 112

六、量具钢及其热处理 120

第四节 保护气氛热处理及真空热处理 123

一、保护气氛热处理 123

二、真空热处理 130

第五节 常规热处理技能训练 132

训练1 按工艺对高合金钢进行不完全退火操作 132

训练2 对球墨铸铁工件进行退火、正火操作 133

训练3 对合金结构钢进行淬火、回火操作 135

训练4 对拉深、压延后的工件进行再结晶退火操作 137

训练5 双液淬火、预冷淬火、局部淬火、分级淬火及等温淬火操作 138

训练6 对结构钢进行锻造余热淬火操作 146

复习思考题 147

第三章 表面淬火处理 148

第一节 感应淬火工艺参数的选择和感应器的制作方法 148

一、感应淬火的基本原理和特点 148

二、感应淬火工艺参数的选择 150

三、感应器的构造与制作方法 155

四、感应加热电源的种类、特点及应用范围 159

五、感应加热设备的安全操作规程 160

六、淬火机床的使用与维护 161

第二节 火焰淬火 162

一、火焰淬火的基本原理和特点 162

二、火焰淬火的方法 162

三、火焰淬火的设备 162

四、火焰淬火的注意事项 163

五、火焰淬火的操作步骤 164

第三节 接触电阻加热淬火 165

一、接触电阻加热淬火的基本原理 166

二、接触电阻加热淬火的应用举例 166

第四节 表面淬火处理技能训练 167

训练1 淬火冷却介质的供给压力和流量调整 167

训练2 对模数在10以上的大模数齿轮进行感应淬火 168

训练3 按工艺对工件进行感应淬火和火焰淬火操作 169

训练4 在±30℃误差范围内目测800～100℃炉温 173

训练5 对铸铁机床导轨进行表面淬火操作 174

复习思考题 176

第四章 化学热处理 178

第一节 气体渗氮 178

一、渗氮钢 178

二、气体渗氮的基本知识 179

三、气体渗氮工艺 182

四、气体渗氮的工艺流程及特点 185

第二节 离子渗氮 188

一、离子渗氮的基本原理 188

二、离子渗氮的方法 190

第三节 碳氮共渗 191

一、碳氮共渗的基本原理 191

二、气体碳氮共渗 193

第四节 氮碳共渗 194

一、氮碳共渗的基本原理 194

二、气体氮碳共渗 196

第五节 化学热处理技能训练 197

训练1 对离子渗氮工件表面进行清洗及防渗处理 197

训练2 气体渗氮、离子渗氮、碳氮共渗及氮碳共渗工装夹具的制作与选用 199

训练3 氧探头的安装使用与维护保养 200

训练4 进行离子渗氮装炉操作 201

训练5 观测离子渗氮辉光层厚度并调整压力参数及电参数 203

复习思考题 204

第五章 表面清洗、清理与防锈的原理及方法 205

第一节 表面清洗、清理与防锈的相关知识 205

一、真空清洗机的工作原理与操作 205

二、振动光饰设备的工作原理与操作 207

三、电化学抛光的工作原理与操作 208

第二节 发蓝和磷化处理的原理与工艺 214

一、发蓝处理的原理与工艺 214

二、磷化处理的原理与工艺 216

第三节 表面清洗、清理与防锈技能训练 219

训练1 发蓝液、磷化液以及防锈液的配制 219

训练2 常温发蓝处理的基本操作 220

训练3 常用磷化处理的基本操作 222

复习思考题 223

第六章 工件校正的方法及设备 224

第一节 工件畸变的校正原理、方法及去应力的方法 224

一、工件热处理畸变的校正原理及方法 224

二、工件畸变校正后去应力的方法 227

第二节 畸变校正设备 228

一、畸变校正机 228

二、辅助用具 230

第三节 工件校正技能训练 231

训练1 GCr15钢制导轨热处理后的矫直 231

训练2 W18Cr4V钢制圆铣刀片热处理变形的校正 232

复习思考题 233

第七章 热处理质量检测及误差分析 234

第一节 热处理质量检测 234

一、用锉刀检验工件硬度的方法 234

二、JB/T 6050—2006《钢铁热处理零件硬度测试通则》介绍 235

三、碳素钢热处理的金相检验标准 239

四、化学热处理工件硬度及脆性的测定 244

第二节 热处理误差分析 245

一、退火、正火件缺陷产生的原因及补救方法 245

二、调质件缺陷产生的原因及补救方法 246

三、感应淬火件缺陷产生的原因及补救方法 247

第三节 热处理质量检测及误差分析技能训练 249

训练1 销螺栓热处理裂纹分析 249

训练2 销轴感应淬火裂纹分析 250

训练3 用维氏硬度计检测渗碳层、渗氮层和薄板工件的硬度 251

复习思考题 252

第八章 热处理设备的维护与保养 253

第一节 热处理常用加热设备的结构和性能 253

一、热处理电阻炉 253

二、热处理浴炉 263

第二节 筑炉材料 267

一、常用隔热材料及其特点 267

二、金属筑炉材料 269

三、耐火泥 269

四、普通黏土砖 270

第三节 热处理设备的故障分析与排除 270

一、普通箱式电阻炉的故障分析与排除 270

二、电极式盐浴炉的故障分析与排除 277

第四节 热处理设备的维护与保养技能训练 279

训练1 对已损坏的电热元件进行修复和更换 279

训练2 小修炉衬及更换箱式电阻炉、井式电阻炉内的搁丝砖 280

训练3 高频感应加热装置水冷系统的维护 281

训练4 渗灌的补碳和退氮操作 281

训练5 维护与更换炉盖、炉门石棉盘根 282

复习思考题 282

试题库 284

知识要求试题 284

一、判断题 试题 284

答案 328

二、选择题 试题 293

答案 329

技能要求试题 312

一、GCr15钢轴承套圈淬火、回火处理 312

二、Y12钢滚轮碳氮共渗处理 314

三、GCr15钢滑座锻件球化退火处理 315

四、GCr15钢滚珠丝杠热处理 316

五、38CrMoAl钢机筒渗氮处理 317

六、W18Cr4V钢片铣刀热处理 318

七、45钢机床齿条的氮碳共渗处理 319

八、球墨铸铁齿轮的等温淬火处理 320

九、GCr15钢块规的热处理 320

十、20CrMnTi钢半轴齿轮渗碳、淬火处理 321

模拟试卷样例 323

一、判断题 试题 323

答案 330

二、选择题 试题 324

答案 330

参考文献 331