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第1章 基础知识 1

1.1基本概念与术语 1

1.1.1金属热处理工艺的基本概念与术语 1

1.1.2热处理工艺材料的基本概念与术语 15

1.2金属热处理分类及代号 18

1.2.1基础分类 18

1.2.2附加分类 19

1.2.3常用热处理工艺及代号 19

1.3元素对金属性能的影响 20

1.3.1合金元素对钢的性能影响 20

1.3.2化学元素对有色金属性能的影响 22

1.4热处理技术要求在零件图样上的表示方法 24

1.4.1热处理技术条件采用的符号表示法 24

1.4.2基本表示方法 24

1.4.3正火、退火及淬火回火（含调质）零件 25

1.4.4表面淬火零件 25

1.4.5渗碳和碳氮共渗零件 27

1.4.6渗氮（氮化）零件 28

1.5合金相图 29

1.5.1铁碳系合金相图 29

1.5.2其他铁基合金相图 32

1.5.3铝基、铜基及钛基合金相图 35

参考文献 37

第2章 金属热处理加热与冷却 39

2.1金属热处理的加热 39

2.1.1简介 39

2.1.2可控气氛热处理 45

2.1.3加热熔盐 77

2.1.4流体床 79

2.1.5真空中的加热 83

2.2金属热处理的冷却 95

2.2.1热处理的各种冷却方式与特点 95

2.2.2热处理用空气冷却器 96

2.2.3淬火冷却介质 99

参考文献 118

第3章 钢铁件的整体热处理 120

3.1钢件的热处理 120

3.1.1钢件的退火与正火 120

3.1.2钢的淬火 133

3.1.3钢的回火 147

3.1.4钢的感应穿透加热调质 157

3.2铸铁的热处理 159

3.2.1简介 159

3.2.2铸铁热处理基础 162

3.2.3灰铸铁的常规热处理 164

3.2.4球墨铸铁的热处理 172

3.2.5白口铸铁的热处理 188

3.2.6可锻铸铁的热处理 192

参考文献 197

第4章 表面加热热处理 199

4.1感应加热表面热处理 199

4.1.1感应加热基本原理 199

4.1.2感应淬火工艺 200

4.1.3超高频脉冲和大功率脉冲感应淬火 213

4.1.4感应淬火件的回火 213

4.1.5高频感应加热表面淬火后的组织与性能 215

4.1.6感应加热表面淬火的常见质量缺陷及返工措施 217

4.2火焰加热表面淬火 219

4.2.1火焰加热淬火的特点 219

4.2.2火焰淬火方法 220

4.2.3火焰喷嘴和燃料气 220

4.2.4火焰淬火工艺规程 221

4.3激光热处理 225

4.3.1激光的原理、特性和加热金属的热学分析 225

4.3.2激光热处理工艺及其优点 227

4.4电子束热处理 230

4.4.1电子束热处理的特点 230

4.4.2电子束加热表面淬火 231

4.4.3电子束表面合金化 232

4.5其他表面热处理 233

4.5.1电解液加热表面淬火 233

4.5.2电接触加热表面淬火 234

4.5.3浴炉加热表面淬火 235

4.5.4灰铸件的表面强化处理工艺 235

参考文献 236

第5章 化学热处理 238

5.1简介 238

5.1.1基本概念 238

5.1.2常用化学热处理方法与作用 238

5.1.3化学热处理的过程与工艺参数 238

5.2钢的渗碳 239

5.2.1渗碳原理 239

5.2.2渗碳工艺 241

5.2.3气体渗碳工艺 245

5.2.4液体渗碳 248

5.2.5固体渗碳 250

5.2.6渗碳后的热处理 252

5.2.7渗碳层的组织和性能 253

5.2.8渗碳件常见缺陷及防止措施 254

5.3钢的渗氮（简称硬氮化） 254

5.3.1简介 254

5.3.2气体渗氮 255

5.3.3离子渗氮（离子氮化） 262

5.3.4渗氮后的组织与性能变化 264

5.4钢的碳氮共渗（以渗碳为主） 266

5.4.1钢的碳氮共渗（以渗碳为主） 266

5.4.2钢的氮碳共渗（软氮化） 272

5.5硫氮共渗、氧氮共渗与硫氮碳共渗 276

5.5.1硫氮共渗 276

5.5.2氧氮共渗 277

5.5.3硫氮碳共渗 277

5.6渗金属热处理 279

5.6.1钢的渗铬 279

5.6.2渗铝 281

5.6.3以渗铝为主的共渗 283

5.6.4渗锌 284

5.6.5渗硅、钛铌、钒、锰 285

5.7钢的渗非金属热处理 286

5.7.1钢的渗硼 286

5.7.2以渗硼为主的共渗与复合渗 290

5.7.3钢的渗硫 291

5.8离子化学热处理 292

5.8.1简介 292

5.8.2离子渗氮 294

5.8.3离子氮碳共渗 303

5.8.4离子渗碳及碳氮共渗 305

5.8.5离子渗硫及含硫介质的多元共渗 308

5.8.6离子渗硼 310

5.8.7离子渗金属 312

参考文献 314

第6章 形变热处理 315

6.1简介 315

6.1.1简化分类法 315

6.1.2热处理阶段性分类法 317

6.2形变热处理强韧化机理与影响因素 320

6.2.1形变热处理强韧化的机理 320

6.2.2影响形变热处理强韧化效果的工艺因素 322

6.3低温形变热处理 323

6.3.1工艺过程 323

6.3.2工艺参数 323

6.3.3钢低温形变热处理的组织变化 326

6.3.4钢低温形变热处理后的力学性能 327

6.3.5等温形变热处理 331

6.4高温形变热处理 333

6.4.1高温形变热处理工艺参数 333

6.4.2钢高温形变淬火的组织变化 335

6.4.3钢高温形变热处理后的力学性能 337

6.4.4钢的锻热淬火 342

6.4.5控制轧制 344

6.4.6非调质钢 345

6.5表面形变热处理 346

6.5.1表面高温形变淬火 346

6.5.2预冷形变表面形变热处理 346

6.6形变化学热处理 348

6.6.1形变对扩散过程的影响 348

6.6.2钢件化学热处理后的冷形变 349

6.6.3钢件化学热处理后的表面高温形变淬火 349

6.6.4钢件晶粒多边化处理后的化学热处理 349

参考文献 350

第7章 铁基粉末冶金、硬质合金与高温合金的热处理 351

7.1铁基合金的热处理 351

7.1.1铁基合金材料 351

7.1.2铁基粉末冶金件的热处理 355

7.1.3铁基粉末冶金件热处理实例与性能 364

7.2粉末高速钢的热处理 368

7.2.1粉末高速钢类别和性能 368

7.2.2热等静压和热挤压粉末高速钢 369

7.3钢结硬质合金的热处理 369

7.3.1钢结硬质合金的热处理工艺 369

7.3.2热处理后钢结硬质合金的组织与性能 372

7.4硬质合金的热处理 376

7.4.1退火 376

7.4.2淬火 377

7.4.3时效硬化 377

7.5高温合金的热处理 378

7.5.1铁基、镍基高温合金的热处理 378

7.5.2钴基高温合金的热处理 379

7.5.3铸造高温合金热处理 380

7.5.4高温合金的退火 381

参考文献 381

第8章 功能合金的热处理 383

8.1磁性合金的热处理 383

8.1.1软磁合金热处理 383

8.1.2永磁合金的热处理 390

8.2膨胀合金的热处理 399

8.2.1低膨胀合金的热处理 399

8.2.2铁磁性定膨胀合金的热处理 401

8.2.3无磁性定膨胀合金的热处理 406

8.2.4高膨胀合金的热处理 409

8.3弹性合金的热处理 411

8.3.1高弹性合金的热处理 411

8.3.2恒弹性合金的热处理 427

8.4形状记忆合金及其定形热处理 433

8.4.1超弹性和形状记忆效应 433

8.4.2钛镍形状记忆合金 434

8.4.3铜基形状记忆合金 440

参考文献 445

第9章 非铁金属的热处理 446

9.1铝和铝合金的热处理 446

9.1.1变形合金铝的热处理 446

9.1.2铸造铝合金热处理 450

9.1.3铝合金的热处理缺陷 456

9.2铜和铜合金的热处理 458

9.2.1简介 458

9.2.2黄铜的热处理 459

9.2.3青铜的热处理 460

9.2.4白铜及其热处理 467

9.3钛及钛合金的热处理 468

9.3.1钛及钛合金的常规热处理工艺 468

9.3.2钛合金热处理的改进工艺 471

9.3.3钛合金热处理后的性能 472

9.4镁合金的热处理 473

9.4.1镁合金的热处理的主要方法 473

9.4.2热处理设备和工艺过程 473

9.4.3镁合金热处理的工艺操作 474

9.4.4热处理缺陷及防止方法 478

9.5贵金属基合金的热处理 478

9.5.1贵金属基合金的热处理的特点 478

9.5.2贵金属基合金的热处理 479

参考文献 486

第10章 典型零件热处理 487

10.1热处理工艺的制定、程序与零件热处理的工艺性 487

10.1.1热处理工艺的制定与程序 487

10.1.2典型热处理的工艺性 492

10.2齿轮的热处理与检验 510

10.2.1齿轮受力状态和失效特征 510

10.2.2齿轮材料 511

10.2.3齿轮的热处理与检验 512

10.2.4球墨铸铁齿轮的热处理 519

10.3轴承的热处理 521

10.3.1轴承钢的热处理 521

10.3.2轴承零件的热处理 523

10.4大型锻件的热处理 539

10.4.1大型锻件的缺陷与锻后热处理 539

10.4.2大型锻件的最终热处理 543

10.5弹簧的热处理与检验 545

10.5.1弹簧的工作条件与性能要求 545

10.5.2弹簧用钢 545

10.5.3弹簧钢的热处理 546

10.6模具的热处理 549

10.6.1冷作模具钢的热处理 549

10.6.2热作模具钢的热处理 550

10.6.3 3Cr2W8V钢制铝合金压铸模的热处理 550

10.7工具钢的热处理 551

10.7.1刃具钢 551

10.7.2低合金工具钢的热处理 552

10.7.3高速钢的热处理 553

10.7.4刀具的热处理 555

10.8量具的热处理 557

10.8.1量具用钢 557

10.8.2量具的热处理 557

10.8.3 GCr15块规的热处理 558

10.9典型调质零件的热处理 558

10.9.1汽车半轴的热处理 558

10.9.2连杆螺栓的热处理 560

10.10活塞销的热处理 560

10.10.1简介 560

10.10.2材料的选用 561

10.10.3活塞销的热处理 561

参考文献 562

第11章 热处理设备和辅助材料 565

11.1热处理电阻炉 565

11.1.1简介 565

11.1.2电阻炉炉体结构 570

11.1.3电阻炉型号与技术参数 572

11.2热处理浴炉、流态床炉与流态粒子炉 577

11.2.1浴炉 577

11.2.2流态床炉的规格与技术数据 582

11.2.3流动粒子炉 584

11.3真空与等离子热处理炉 585

11.3.1真空炉 585

11.3.2等离子热处理炉 592

11.4热处理燃料炉 595

11.4.1简介 595

11.4.2主要炉型、结构与应用 595

11.4.3常用燃料 596

11.4.4燃料炉的技术规格与参数 598

11.5热处理感应加热及火焰加热装置 601

11.5.1感应热处理设备 601

11.5.2火焰表面加热装置 604

11.6表面改性热处理设备 609

11.6.1激光表面热处理装置 609

11.6.2电子束表面改性装置 612

11.7热处理冷却设备 614

11.7.1炉冷设备 614

11.7.2淬火浴槽 614

11.7.3淬火槽 614

11.7.4特殊冷却槽 615

11.8热处理辅助设备与常用材料 616

11.8.1热处理辅助设备 616

11.8.2耐火材料和特性 620

参考文献 621

第12章 热处理质量控制和检验 622

12.1热处理质量控制 622

12.1.1热处理基础条件质量控制 622

12.1.2热处理前的质量控制 626

12.1.3热处理过程中的质量控制 639

12.2热处理质量的检验方法 650

12.2.1化学成分检验 650

12.2.2金属材料宏观组织检验与断口分析 653

12.2.3硬度检验 656

12.2.4金相检验 659

12.2.5无损检测 661

12.2.6裂纹的分析 665

12.3热处理质量检验 666

12.3.1热处理零件必须要检验的项目 666

12.3.2淬火质量检验 668

12.3.3渗碳件质量检验 669

12.3.4碳氮共渗件质量检验 671

12.3.5气体渗氮件质量检验 672

12.3.6氮碳共渗件质量检验 674

12.3.7冷作模具热处理质量检验 676

12.3.8热作模具热处理质量检验 677

12.3.9高速工具钢质量检验 677

12.3.10感应加热热处理件质量检验 683

12.3.11火焰淬火件质量检验 687

12.3.12铸造铝合金铝锭及铸件针孔度检验 687

12.3.13铸造Al-Si系合金变质处理显微组织检验 688

12.3.14 ZL10系铸造铝合金过烧检验 690

12.3.15铍青铜零件热处理质量检验 691

12.3.16渗硼件的热处理质量检验 692

12.3.17钢的热浸镀锌质量检验 693

12.3.18高速钢刀具氧氮共渗的质量检验 693

参考文献 693

第13章 热处理常用特性曲线与参数 695

13.1常用金属材料热处理工艺参考数据 695

13.1.1钢 695

13.1.2高温合金 724

13.2常用钢热处理特性曲线图 729

13.3常用钢的淬透性曲线 833

13.4常用钢回火方程 855

13.5钢的温度色与回火温度色 857

13.5.1钢的温度色 857

13.5.2回火温度色 857

参考文献 857