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第1章 钢铁热处理基本知识 1

1. 1晶体结构 1

1. 1. 1金属常见的晶格类型 1

1. 1.2实际金属的晶体结构 4

1. 1.3合金的相结构 8

1.1.4纯金属的结晶 10

1.2二元相图与杠杆原理 11

1.2.1二元相图类型与分析 11

1.2.2杠杆原理 13

1.2.3二元相图的运用 14

1.3铁碳相图 14

1.3. 1铁碳相图分析 15

1.3.2钢的结晶转变及室温平衡组织 18

1.3.3铸铁的结晶转变及室温平衡组织 19

1.3.4铁碳相图的实际运用价值 22

1.4多元合金相图 23

1.4.1多元合金相图简介 23

1.4.2典型多元合金相图 25

1.5钢的组织转变类型 28

1.6钢在加热时的组织转变 29

1.6. 1钢的实际相变点 29

1.6.2钢加热奥氏体组织转变 29

1.6.3珠光体类平衡组织向奥氏体等温转变 29

1.6.4珠光体类平衡组织向奥氏体连续转变 33

1.6.5马氏体向奥氏体转变 33

1.7钢在冷却时的组织转变 35

1.7. 1珠光体转变 35

1.7.2先共析转变和伪共析转变 36

1.7.3马氏体转变 38

1.7.4贝氏体转变 40

1.8钢在冷却时的过冷奥氏体转变图 42

1.8. 1过冷奥氏体等温转变图基本类型 43

1.8.2过冷奥氏体连续转变图基本类型 43

1.9改性过冷奥氏体连续转变图 44

1.10淬透性试验与淬透性曲线 45

1.11过冷奥氏体转变图评估淬透性的运用 47

1.12合金元素在钢中的作用及分布 48

1.12.1合金元素在钢中的作用 48

1.12.2合金元素在钢中的分布 49

第2章热处理工艺与设计 51

2.1金属加热与控制 51

2.1.1加热规范的一般原则 51

2.1.2加热介质 59

2.2钢的退火与正火 61

2.2.1退火 61

2.2.2钢的正火 64

2.2.3退火、正火工艺的选择与应用 66

2.2.4退火、正火工艺的质量控制 67

2.3钢的整体淬火与回火 70

2.3.1淬火工件的分类 71

2.3.2淬火冷却介质 71

2.3.3钢的淬透性与淬硬性的运用 73

2.3.4淬火工艺规范及分类 83

2.3.5回火类型及工艺规范要点 87

2.3.6冷处理 89

2.4化学热处理 91

2.4.1化学热处理常用渗剂及辅助材料 91

2.4.2化学热处理的基本过程 92

2.4.3渗碳 93

2.4.4渗氮 111

2.4.5碳氮共渗 124

2.4.6氮碳共渗 126

2.4.7渗硼 128

2.4.8渗金属 130

2.4.9少无氧化热处理 135

2.5感应热处理 136

2.5.1感应加热基本知识 136

2.5.2感应加热工艺参数确定步骤 139

2.5.3感应淬火电参数调整 147

2.5.4感应器设计与制造 147

2.6火焰热处理 153

2.6.1火焰淬火简介 153

2.6.2常用火焰喷射工具 154

2.6.3火焰淬火工艺 156

2.7真空热处理 158

2.7.1真空热处理的加热特点 158

2.7.2真空热处理工艺方法 160

2.8流态床热处理 165

第3章热处理常见缺陷及预防措施 169

3.1原材料缺陷 169

3.1.1钢材的外观缺陷 169

3.1.2钢材的显微组织缺陷 169

3.2热处理应力 169

3.2.1热处理应力的类型 170

3.2.2热应力和组织应力的特点 177

3.2.3影响钢件淬火应力的主要因素 177

3.2.4淬火应力的作用与预防 178

3.3热处理加热缺陷 180

3.4热处理冷却缺陷 183

3.4.1硬度及淬硬层深度达不到要求 183

3.4.2热处理变形 184

3.4.3热处理裂纹 188

3.5表面热处理缺陷 190

3.5.1渗碳常见缺陷 190

3.5.2渗氮常见缺陷 193

3.5.3感应淬火常见缺陷 195

3.6热处理件力学性能缺陷 197

3.6.1抗拉强度缺陷 197

3.6.2疲劳强度不合格 197

第4章热处理常规设备及工装 200

4.1电阻炉常用炉衬材料 200

4.1.1耐火材料 200

4.1.2保温材料 202

4.1.3高温节能涂料 203

4.1.4炉衬材料的设计 203

4.2耐热钢及其选用 206

4.3常规热处理炉的使用及维护 208

4.3.1电阻炉 208

4.3.2真空炉 217

4.3.3可控气氛密封多用炉 221

4.3.4连续炉 224

4.4冷却及辅助设备 226

4.5热处理工装及设计 229

4.5.1工装设计程序 229

4.5.2工夹具强度计算 230

4.6热处理参数控制仪表 233

4.6.1热电偶 233

4.6.2氧探头 235

4.6.3氢探头 235

第5章常用钢热处理工艺与实践 237

5.1结构钢的热处理 237

5.1.1调质钢及其热处理 237

5.1.2渗碳钢及其热处理 241

5.1.3弹簧钢及其热处理 243

5.1.4轴承钢及其热处理 247

5.2工具钢的热处理 257

5.2.1量具钢及其热处理 257

5.2.2模具钢及其热处理 257

5.2.3高速工具钢及其热处理 262

5.3不锈钢及耐热钢的热处理 264

5.3.1不锈钢及其热处理 264

5.3.2耐热钢及其热处理 273

第6章铸件热处理工艺及实践 275

6.1铸铁热处理 275

6.1.1铸铁的石墨化与组织转变 276

6.1.2灰铸铁热处理 279

6.1.3可锻铸铁热处理 284

6.1.4球墨铸铁热处理 287

6.1.5抗磨白口铸铁热处理 292

6.2铸钢热处理 294

6.2.1常用铸钢热处理工艺及特点 295

6.2.2耐磨钢热处理工艺及特点 297

第7章非铁金属材料热处理工艺及实践 299

7.1非铁金属材料热处理工艺类型 299

7.1.1退火 299

7.1.2固溶处理（淬火） 300

7.1.3时效 301

7.2铝合金的热处理 301

7.2.1铝合金的热处理状态标记 301

7.2.2铸造铝合金的热处理 303

7.2.3变形铝合金的热处理 306

7.2.4铝合金热处理缺陷 310

7.3铜及铜合金的热处理 310

7.3.1加工铜及铜合金的热处理 310

7.3.2铸造铜合金的热处理 312

7.3.3铜及铜合金热处理保护气氛 314

7.4钛及钛合金的热处理 315

7.4.1常用钛及钛合金的热处理类型 315

7.4.2钛及钛合金的热处理工艺规范 316

7.5镁合金的热处理 319

7.5.1常用镁合金的热处理类型 319

7.5.2镁合金的热处理工艺规范 319

第8章热处理与其他加工工艺之间的关系 323

8.1热处理与铸造 323

8.1.1铸锭组织形成 323

8.1.2铸造缺陷对热处理的影响 324

8.1.3铸件热处理 324

8.2热处理与锻造 324

8.2.1锻造 324

8.2.2金属塑性变形与组织 325

8.2.3锻造缺陷对热处理的影响 325

8.2.4锻造余热退火与正火 328

8.2.5锻造余热淬火 329

8.2.6锻造余热等温淬火 330

8.2.7其他热处理方法 331

8.3热处理与焊接 331

8.3.1焊接后热处理的目的 331

8.3.2常用钢材焊后热处理工艺规范 332

8.4热处理与机械加工 333

8.4.1显微组织与可加工性 333

8.4.2电火花线切割与热处理 334

8.4.3加工余量的确定 335

8.4.4磨削裂纹 337

8.5热处理工序在工艺路线中的安排 337

8.6热处理辅助工序 338

第9章热处理质量检验 340

9.1热处理质量的检验项目及要求 340

9.1.1一般机械零件的热处理质量检验规程 340

9.1.2退火件及正火件的质量检验项目及要求 341

9.1.3淬火与回火件的质量检验项目及要求 342

9.1.4感应淬火件的质量检验项目及要求 344

9.1.5火焰淬火件的质量检验项目及要求 345

9.1.6渗碳和碳氮共渗件的质量检验项目及要求 346

9.1.7渗氮件的质量检验项目及要求 347

9.1.8渗硼件的质量检验项目及要求 350

9.1.9渗金属工件的质量检验项目及要求 350

9.2硬度检验 351

9.2.1布氏硬度 351

9.2.2洛氏硬度 355

9.2.3维氏硬度 356

9.2.4努氏硬度 358

9.2.5肖氏硬度 358

9.2.6里氏硬度 360

9.2.7硬度的锉刀检验方法 360

9.3金相检验 362

9.4无损检测 366

9.4.1磁粉检测 366

9.4.2渗透检测 370

9.4.3超声波检测 371

9.5钢的火花鉴别 371

附录 377

附录A热处理相关标准目录 377

附录B优质碳素结构钢和合金结构钢的热处理工艺参数 380

附录C弹簧钢的热处理工艺参数 390

附录D轴承用钢的热处理工艺参数 393

附录E工具钢的热处理工艺参数 393

附录F不锈钢和耐热钢的热处理工艺参数 402

附录G各种钢的硬度与强度换算关系 408

参考文献 412