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1金属的加热与冷却 1

1.1加热速度的确定 1

1.1.1加热设备的类型及功率的影响 1

1.1.2工件的影响 1

1.1.3加热方式的影响 2

1.2实际生产中加热速度的控制 3

1.3加热温度的选择 4

1.4加热时间的确定 4

1.5加热的物理过程 6

1.5.1工件表面与加热介质的传热过程 6

1.5.2工件内部的热传导过程 9

1.6金属在加热时的氧化 10

1.6.1钢件与炉气间的化学作用 10

1.6.2钢件与氧的相互作用 10

1.6.3钢件表面在炉气中的氧化还原反应 10

1.6.4钢的氧化层组织结构 11

1.6.5减少氧化的方法 12

1.7钢在加热时的脱碳 13

1.7.1加热时的脱碳和增碳平衡 13

1.7.2脱碳层的组织结构 13

1.7.3影响脱碳的因素及防止脱碳的方法 14

1.8加热介质 14

1.8.1可控气氛中无氧化加热 14

1.8.2敞焰少无氧化加热 15

1.8.3真空加热 15

1.8.4防氧化涂层 16

1.8.5熔融浴炉中无氧化加热 16

1.9钢的过热和过烧 16

1.9.1过热 16

1.9.2过烧 16

思考题 17

参考文献 18

2退火与正火 19

2.1退火的种类、目的和定义 19

2.2钢的去应力退火 19

2.3去氢退火 22

2.3.1白点的形成与氢的扩散 22

2.3.2去氢退火工艺 23

2.4钢锭、钢坯的均质化退火 24

2.4.1钢中的液析碳化物及消除 24

2.4.2钢中的带状碳化物及消除 26

2.5完全退火和不完全退火 27

2.6球化退火 28

2.7软化退火 29

2.8钢的正火 30

2.8.1正火的定义 30

2.8.2正火的目的和工艺特点 31

2.8.3正火的种类 32

2.9退火、正火与CCT图的关系 33

2.10退火、正火的缺陷 34

2.10.1过热 34

2.10.2硬度偏高和球化不完全 35

2.10.3氧化、脱碳及脱碳退火 35

2.10.4退火石墨碳和石墨化退火 36

2.10.5组织遗传和混晶 37

思考题 38

参考文献 38

3淬火及回火 39

3.1淬火的定义、目的 39

3.2钢的淬火加热温度 40

3.3工件加热时间的确定 41

3.3.1厚件的热透时间 41

3.3.2中小型零件（薄件）加热时间的计算 42

3.4常用淬火法 43

3.4.1单液淬火 44

3.4.2双液淬火 44

3.4.3预冷淬火 44

3.4.4分级淬火 44

3.4.5等温淬火 45

3.5冷处理 45

3.6淬火冷却介质 46

3.6.1淬火介质的特性 47

3.6.2常用淬火介质 47

3.7钢的淬透性 51

3.7.1淬透性的概念 51

3.7.2影响淬透性的因素 52

3.7.3淬透性的测定 55

3.8淬火工艺的改进和创新 56

3.8.1大型锻件的间隙淬火法 56

3.8.2高铬轴承钢的等温贝氏体淬火 56

3.8.3钢轨全长“淬火” 57

3.8.4高温淬火 57

3.8.5亚温淬火 58

3.9淬火钢的回火 58

3.9.1回火温度 58

3.9.2回火时间及内应力的变化 59

3.9.3稳定化处理 61

3.10淬火钢回火组织的概念 62

3.10.1回火马氏体 62

3.10.2回火托氏体 62

3.10.3回火索氏体 64

3.10.4回火马氏体与回火托氏体的区别 64

思考题 65

参考文献 65

4表面淬火 67

4.1表面淬火的定义、目的和种类 67

4.1.1表面淬火的定义 67

4.1.2表面淬火的目的 67

4.1.3表面淬火的分类 67

4.1.4表面淬火的应用 68

4.2钢在快速加热时的转变 68

4.2.1快速加热改变钢的临界点温度 68

4.2.2快速加热形成的奥氏体成分不均匀 70

4.2.3快速加热获得细小的奥氏体晶粒 70

4.3表面淬火后的组织和性能 71

4.3.1表面淬火的金相组织 71

4.3.2表面淬火后的性能 72

4.4感应加热表面淬火 72

4.4.1感应加热原理 72

4.4.2感应加热中产生的感应电流的特征 73

4.4.3感应加热的物理过程 75

4.4.4感应加热表面淬火工艺 75

4.4.5感应器设计简介 78

4.4.6感应加热表面淬火的特点 81

4.5火焰加热表面淬火 82

4.5.1火焰结构及其特性 82

4.5.2火焰淬火工艺 84

4.5.3影响火焰表面淬火质量的因素 85

4.6其他表面淬火法 85

4.6.1激光加热表面淬火 85

4.6.2电解液加热表面淬火 86

4.6.3电接触加热表面淬火 87

4.6.4电子束加热表面淬火 88

4.6.5太阳能加热表面淬火 89

思考题 90

参考文献 90

5化学热处理 91

5.1化学热处理的目的、种类和定义 91

5.2化学热处理原理 91

5.2.1化学热处理的基本过程 91

5.2.2化学热处理质量控制 95

5.2.3化学热处理渗层的组织特征 97

5.3钢的渗碳 100

5.3.1对渗碳层的技术要求 100

5.3.2气体渗碳 102

5.3.3气体渗碳工艺参数的选择 104

5.3.4其他渗碳方法 107

5.3.5渗碳后的热处理 108

5.3.6渗碳后的组织与性能 108

5.4钢的氮化 111

5.4.1概述 111

5.4.2气体氮化 111

5.4.3气体氮化工艺 115

5.4.4离子氮化 116

5.5碳氮共渗 116

5.5.1碳和氮同时在钢中扩散的特点 117

5.5.2液体碳氮共渗 118

5.5.3气体碳氮共渗 119

5.5.4氮碳共渗（软氮化） 121

5.6渗金属 122

5.6.1固体法渗金属 122

5.6.2液体法渗金属 123

5.7渗硼 123

5.7.1渗硼的方法 123

5.7.2渗硼后的热处理 124

5.7.3渗硼层的组织性能 124

5.8其他化学热处理 125

5.8.1渗硫 125

5.8.2渗硅 126

5.8.3辉光放电离子化学热处理 126

思考题 126

参考文献 126

6热处理变形及控制 127

6.1热处理变形的一般规律 127

6.1.1热歪扭和相变歪扭 127

6.1.2歪扭（翘曲）变形的基本规律 128

6.2热处理时工件体积的变化 130

6.3时效变形 131

6.4热处理变形的原因 133

6.5热处理变形的控制 134

6.5.1材料的选择 134

6.5.2冷却方式的选择 134

6.5.3加热方式 135

6.5.4微畸变淬火 136

6.5.5零件设计应考虑控制变形 136

6.6变形的校正 136

6.6.1冷压校直法 137

6.6.2烧红校直法 137

6.6.3热点校直法 137

6.6.4反击校直法 138

6.6.5淬火校直法 138

6.6.6回火校直法 138

思考题 138

参考文献 139

7热处理开裂及防止方法 140

7.1热处理裂纹的类型 140

7.1.1纵向裂纹 140

7.1.2横向裂纹、弧形裂纹 141

7.1.3表面裂纹和剥离裂纹 141

7.2淬火马氏体显微裂纹 142

7.2.1马氏体显微裂纹的形态 142

7.2.2马氏体显微裂纹形成机理 143

7.2.3显微裂纹对钢力学性能的影响 144

7.3马氏体沿晶裂纹及形成机理 145

7.3.1马氏体沿晶裂纹和断口 145

7.3.2淬火马氏体沿晶断裂机制 145

7.4钢件淬火开裂机理 147

7.4.1马氏体脆性是淬火开裂的主要原因 148

7.4.2宏观内应力是钢件淬裂的应力条件 148

7.5影响钢件淬火开裂的因素及控制措施 149

7.5.1钢材冶金质量的影响 149

7.5.2化学成分的影响 150

7.5.3原始组织的影响 151

7.5.4零件尺寸和形状的影响 152

7.5.5加热不当的影响 153

7.5.6淬火冷却方式的影响 154

思考题 155

参考文献 155

8热处理质量检验及控制 157

8.1热处理质量的重要性 157

8.2热处理质量检测 157

8.2.1活塞销的质量检测及工艺改进 157

8.2.2喷油嘴的质量检测及工艺改进 158

8.2.3钻具的热处理质量检验及缺陷的防止 158

8.2.4液压零件的热处理质量检验 159

8.2.5大锻件的热处理质量检测 159

8.2.6热处理后的金相检验 159

8.2.7热处理后的断口分析 161

8.3零件设计时热处理质量的控制 161

8.3.1材料选择 161

8.3.2合理确定热处理技术要求 161

思考题 162

参考文献 162

附录 各类钢的相变临界点 163