热处理原理与工艺PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2热处理发展简介及研究内容 2

1.2.1热处理的发展历史 2

1.2.2热处理的研究对象 3

1.2.3金属热处理方法及工艺 5

1.3热处理典型相变举例 6

1.3.1平衡相变 6

1.3.2非平衡相变 7

1.4固态相变的分类 7

1.4.1按热力学分类 7

1.4.2按相变方式分类 9

1.4.3按原子迁移方式分类 9

1.5固态相变的一般特征 10

1.5.1固态相变的驱动力和阻力 10

1.5.2相界面 11

1.5.3新相的形状 12

1.5.4新相与母相的位向关系和惯习面 13

1.5.5固态相变的其它特点 13

1.6固态相变的形核和长大 14

1.6.1均匀形核 14

1.6.2非均匀形核 15

1.6.3晶核的长大 15

习题 17

参考文献 17

第2章 钢在高温加热时的奥氏体转变 18

2.1奥氏体及其特点 18

2.1.1奥氏体定义 18

2.1.2奥氏体晶体结构 19

2.1.3奥氏体的性能 21

2.2钢的奥氏体等温转变 21

2.2.1奥氏体转变热力学 21

2.2.2奥氏体转变机制 22

2.2.3奥氏体转变动力学 26

2.2.4奥氏体转变的影响因素 29

2.3钢中奥氏体的连续加热转变 31

2.3.1连续加热转变动力学图 31

2.3.2连续加热转变特点 31

2.4奥氏体晶粒长大及控制 32

2.4.1奥氏体晶粒度 32

2.4.2奥氏体晶粒长大机理与控制方法 33

2.5非平衡组织加热的奥氏体转变 38

2.5.1针状奥氏体与颗粒状奥氏体 38

2.5.2非平衡组织加热转变的影响因素 39

2.5.3组织遗传现象及控制 41

习题 42

参考文献 43

第3章 钢的过冷奥氏体转变及热处理概述 44

3.1过冷奥氏体的转变类型 44

3.1.1珠光体转变 44

3.1.2贝氏体转变 45

3.1.3马氏体转变 45

3.2过冷奥氏体等温转变 45

3.2.1过冷奥氏体等温转变动力学图 45

3.2.2过冷奥氏体等温转变动力学图的基本形式 47

3.2.3影响过冷奥氏体等温转变的因素 49

3.3过冷奥氏体连续冷却转变 54

3.3.1过冷奥氏体连续冷却转变动力学图 55

3.3.2 CCT图与TTT图的比较 58

3.3.3钢的临界冷却速度 59

3.3.4过冷奥氏体转变图的应用 60

3.4常规热处理方法 63

3.4.1退火 63

3.4.2正火 64

3.4.3淬火 65

3.4.4回火 66

习题 67

参考文献 67

第4章 珠光体与钢的退火 69

4.1珠光体组织 69

4.1.1珠光体的定义 69

4.1.2珠光体的组织形态 69

4.1.3珠光体晶体学 71

4.2珠光体转变过程 72

4.2.1珠光体转变热力学 72

4.2.2片状珠光体的形成机制 73

4.2.3粒状珠光体的形成机制 75

4.2.4亚（过）共析钢珠光体转变 77

4.3珠光体转变动力学 82

4.3.1珠光体的形核率及长大速度 82

4.3.2珠光体等温转变动力学图 83

4.3.3 CCT图中的珠光体转变 84

4.3.4珠光体转变的影响因素 85

4.4珠光体的力学性能 87

4.4.1共析成分珠光体的力学性能 88

4.4.2亚（过）共析钢的珠光体转变产物的力学性能 90

4.5珠光体的应用 91

4.5.1派登处理 91

4.5.2钢中碳化物的相间沉淀 92

习题 97

参考文献 97

第5章 马氏体与钢的淬火 99

5.1马氏体的晶体学 99

5.1.1马氏体的晶体结构 99

5.1.2马氏体的取向关系和惯习面 101

5.2马氏体的类型及组织形态 102

5.2.1板条状马氏体 102

5.2.2针状（透镜片状）马氏体 103

5.2.3蝶状马氏体 104

5.2.4薄板状马氏体 105

5.2.5密排六方马氏体 105

5.3马氏体转变的主要特点 107

5.3.1表面浮凸与界面共格 107

5.3.2马氏体转变的无扩散性 108

5.3.3非恒温转变与转变的不完全性 109

5.3.4马氏体转变的可逆性 110

5.4马氏体转变机理 110

5.4.1马氏体转变热力学 110

5.4.2马氏体转变动力学特点 115

5.4.3马氏体的形核与长大 120

5.5淬火时的奥氏体稳定化 124

5.5.1热稳定化 124

5.5.2力学（机械）稳定化 127

5.5.3化学稳定化 127

5.5.4相致稳定化 127

5.5.5奥氏体稳定化的工程应用 127

5.6淬火马氏体的性能及其应用 128

5.6.1马氏体的硬度、强度与钢的强化 128

5.6.2马氏体的塑性、韧性与钢的韧化 130

5.6.3马氏体中的显微裂纹 131

5.6.4超弹性与形状记忆效应 132

5.6.5马氏体的物理性能与功能应用 134

习题 134

参考文献 134

第6章 贝氏体与钢的中温转变 137

6.1贝氏体的组织结构和晶体学特征 137

6.1.1贝氏体的定义和分类 137

6.1.2贝氏体的显微组织特征 139

6.1.3贝氏体铁素体的精细结构 143

6.2贝氏体的相变机制 145

6.2.1贝氏体相变的切变理论 145

6.2.2贝氏体相变的台阶-扩散理论 147

6.3贝氏体相变动力学 147

6.3.1贝氏体等温转变动力学 148

6.3.2贝氏体连续冷却转变动力学 150

6.4贝氏体的力学性能与应用 151

6.4.1贝氏体的强度和硬度 151

6.4.2贝氏体的塑性和韧性 153

6.4.3贝氏体组织的应用 154

习题 155

参考文献 156

第7章 钢的回火转变 157

7.1淬火碳钢在回火过程中的组织变化 157

7.1.1马氏体中碳原子的偏聚 158

7.1.2马氏体的分解 158

7.1.3残留奥氏体转变 161

7.1.4碳化物类型的变化 162

7.1.5碳化物的聚集长大 166

7.1.6基体α相状态的变化 167

7.2影响回火转变的因素 170

7.2.1合金元素 170

7.2.2回火温度与回火后的组织 173

7.3淬火钢回火时力学性能的变化 175

7.3.1硬度和强度的变化 175

7.3.2塑性和韧性的变化 176

7.3.3钢的回火脆性 176

7.4非马氏体组织的回火 180

7.4.1非马氏体组织及其回火转变 180

7.4.2回火产物与奥氏体直接分解产物的性能比较 181

习题 181

参考文献 182

第8章合金的脱溶沉淀与时效 183

8.1合金的时效过程 183

8.1.1合金时效过程的热力学 184

8.1.2时效过程 185

8.2合金时效动力学及其影响因素 189

8.2.1合金时效时脱溶沉淀过程的等温动力学图 189

8.2.2影响合金时效动力学的因素 190

8.3时效后的微观组织 192

8.3.1时效过程中的析出类型及其微观组织 192

8.3.2时效过程中微观组织的变化 194

8.4合金时效过程中性能的变化 195

8.4.1时效硬化曲线及影响时效硬化的因素 195

8.4.2时效硬化机理 198

8.5调幅分解 200

8.5.1调幅分解的过程 200

8.5.2调幅分解的组织与性能 202

8.6典型合金的时效相变 203

8.6.1马氏体时效钢的时效 203

8.6.2铝合金的类型及时效过程 205

8.6.3镁合金中的相变 207

8.6.4钛合金中的相变 209

8.6.5铜合金中的相变 212

习题 214

参考文献 215

第9章 常规热处理 216

9.1钢的退火与正火 216

9.1.1完全退火与不完全退火 216

9.1.2球化退火 218

9.1.3均匀化退火 221

9.1.4去应力退火与再结晶退火 222

9.1.5正火及其应用 222

9.2钢的淬火 224

9.2.1淬火分类 225

9.2.2钢的淬透性 225

9.2.3淬火介质 231

9.2.4淬火工艺 234

9.2.5淬火缺陷与防止 238

9.3钢的回火 242

9.3.1低温回火与应用 242

9.3.2中温回火与应用 242

9.3.3高温回火与应用 243

9.3.4回火时间的确定 244

9.3.5回火后的冷却 245

9.4有色金属的热处理 245

9.4.1退火 246

9.4.2固溶时效 246

习题 247

参考文献 247

第10章 表面热处理及热处理新工艺 249

10.1表面热处理 249

10.1.1高频感应淬火 249

10.1.2激光表面处理 255

10.1.3火焰表面处理 257

10.2形变热处理 260

10.2.1高温形变热处理 260

10.2.2低温形变热处理 263

10.2.3控轧控冷 265

10.3其它热处理 266

10.3.1真空热处理 266

10.3.2淬火-分配（Q-P）工艺 271

10.3.3亚共析钢的亚温淬火 272

10.3.4超细化热处理（循环热处理） 273

习题 273

参考文献 274

第11章 化学热处理 275

11.1化学热处理分类及基本过程 275

11.2表面渗碳 276

11.2.1渗碳的目的、分类及应用 276

11.2.2渗碳剂及渗碳化学反应 277

11.2.3典型的气体渗碳方法简介 278

11.2.4渗碳工艺过程 279

11.2.5渗碳后钢的组织与性能 282

11.2.6渗碳缺陷及控制 285

11.3表面渗氮 287

11.3.1渗氮的特点 287

11.3.2钢的渗氮原理 287

11.3.3钢的气体渗氮工艺过程 288

11.3.4渗氮工艺方法 291

11.3.5渗氮层的组织和性能 293

11.3.6合金元素对渗氮层组织和性能的影响 294

11.3.7离子渗氮 294

11.4表面碳氮共渗 295

11.4.1碳氮共渗介质的热分解反应及相互作用 295

11.4.2中温气体碳氮共渗 296

11.4.3氮碳共渗（软氮化） 297

11.5渗硼 298

11.5.1渗硼层的组织 298

11.5.2渗硼层的性能 298

11.5.3常用渗硼方法 299

11.5.4渗硼前处理和渗硼后热处理 299

11.6表面渗金属 300

11.6.1固体法渗金属 300

11.6.2液体法渗金属 300

11.6.3气体法渗金属 301

习题 302

参考文献 302

第12章 常用热处理炉简介 303

12.1热处理电阻炉 303

12.1.1热处理电阻炉的基本类型 304

12.1.2箱式电阻炉 305

12.1.3井式电阻炉 306

12.1.4台车式炉及罩式炉 307

12.2热处理浴炉 308

12.2.1热处理浴炉的特点 308

12.2.2热处理浴炉的分类 309

12.3可控气氛热处理炉 310

12.3.1可控气氛热处理炉的分类 310

12.3.2可控气氛热处理炉的结构特点 310

12.3.3密封箱式炉 311

12.3.4推杆式光亮淬火连续炉 312

12.4真空热处理炉 313

12.5表面热处理设备 316

12.5.1感应加热设备 316

12.5.2离子渗氮炉 318

12.5.3激光表面改性设备 319

习题 320

参考文献 321