1化学元素 1
1.1化学元素周期表 1
1.2金属晶体原子位置、原型、结构符号、空间群标记和点阵参数 2
2金属的晶体结构 3
2.1金属的一般特征 3
2.2金属的原子晶体结构 4
2.3原子晶面的表示方法 6
2.4金属的晶体点阵缺陷 6
2.5晶体中的原子扩散 10
3钢的热处理基础 13
3.1 Fe-Fe3 C合金相图及其应用 13
3.2合金元素对钢铁组织和性能的影响 17
3.2.1 Fe-C合金相图与热处理温度的关系 17
3.2.2合金元素的影响 18
3.3钢在各种状态下的组织 23
3.3.1奥氏体 23
3.3.2铁素体 23
3.3.3珠光体 24
3.3.4贝氏体 24
3.3.5先共析铁素体和渗碳体 25
3.3.6马氏体和回火马氏体 25
3.3.7回火索氏体和托氏体 26
3.4钢在加热过程中的组织转变 26
3.4.1珠光体-奥氏体转变 26
3.4.2铁素体-珠光体向奥氏体的等温转变 27
3.4.3连续加热时的奥氏体形成过程 30
3.4.4钢加热时的奥氏体晶粒长大 31
3.4.5钢的晶粒度对性能的影响 32
3.4.6奥氏体晶粒度的显示和测定 33
3.4.7过热和过烧 33
3.4.8氧化和脱碳 34
3.5钢的过冷奥氏体转变 42
3.5.1过冷奥氏体等温转变图 42
3.5.2奥氏体连续冷却转变图 43
3.5.3钢的淬透性和奥氏体连续冷却转变图的关系 44
3.6钢的淬透性 46
3.6.1概述 46
3.6.2 Grossmann的淬透性概念 46
3.6.3钢淬透性测定方法 48
3.6.4淬透性曲线的应用 50
3.6.5低淬透性钢 60
3.7钢件热处理残留应力和畸变 62
3.7.1概论 62
3.7.2整体热处理残留应力 62
3.7.3表面淬火的残留应力 64
3.7.4化学热处理的残留应力 65
3.7.5残留应力的调整和消除 66
3.7.6热处理畸变 68
4热处理设备 71
4.1热处理设备术语 71
4.2对热处理设备的基本要求 76
4.3热处理设备分类 77
4.4热处理加热炉的标准编号 78
4.5热处理设备发展方向 78
4.5.1清洁的热处理设备 79
4.5.2精密的热处理设备 79
4.5.3节能的热处理设备 80
4.5.4质量的自动控制 80
5热处理工艺材料 82
5.1热处理工艺材料术语 82
5.2热处理工艺材料类别 85
5.3热处理的加热介质 86
5.3.1制备气氛的原料气 87
5.3.2热处理加热用盐 87
5.3.3流动粒子 90
5.3.4回火油 91
5.4热处理淬冷介质 91
5.4.1淬火油 92
5.4.2聚合物淬火介质 97
5.5热处理渗剂 103
5.5.1渗碳剂 103
5.5.2碳氮共渗剂 103
5.5.3渗硼剂 104
5.5.4渗金属剂 104
5.6防氧化脱碳涂料 105
5.7不锈钢箔 105
5.8防渗涂料 105
5.9表面处理剂 105
5.10辅助材料 106
5.10.1清洗剂 106
5.10.2防锈剂 107
5.10.3干燥剂和吸收剂 107
5.10.4催化剂 107
6热处理工艺和术语 109
6.1热处理工艺分类和代号 109
6.1.1基础分类 109
6.1.2附加分类与代号 109
6.2金属热处理工艺术语 111
7钢件的整体热处理 124
7.1钢件的正火与退火 124
7.1.1正火与退火工艺分类及代号 124
7.1.2正火与退火工艺 124
7.2钢件的淬火与回火 133
7.2.1一般淬火与回火 133
7.2.2锻造余热淬火与回火 144
8钢件的表面热处理 148
8.1感应加热表面热处理 148
8.2火焰加热表面淬火 188
8.3接触电阻加热表面淬火 194
8.4电解液加热表面淬火 195
8.5盐浴加热表面淬火 195
9钢件的化学热处理 196
9.1原子扩散 196
9.1.1基本规律 196
9.1.2碳在钢中的扩散 196
9.1.3氮在钢中的扩散 197
9.2钢的低温化学热处理 198
9.2.1气体渗氮 198
9.2.2离子渗氮 205
9.2.3气体氮碳共渗 208
9.2.4盐浴硫氮碳共渗 212
9.2.5渗锌 215
9.2.6钢件低温化学热处理的渗层组织和性能 216
9.3钢的高温化学热处理 219
9.3.1渗碳和碳氮共渗 219
9.3.2渗硼 229
9.3.3渗金属 234
9.3.4钢铁件热浸铝和渗铝 238
10钢的少无氧化热处理 245
10.1可控气氛热处理 245
10.1.1钢在气体介质中加热时的行为 245
10.1.2钢在可控气氛中实现无氧化加热的原理 246
10.1.3碳势控制原理 246
10.1.4可控气氛的制备和应用 248
10.1.5可控气氛热处理设备 257
10.2真空热处理 260
10.2.1金属在真空中加热时的行为 261
10.2.2金属在真空中的加热速度 262
10.2.3金属在真空中加热后的冷却 263
10.2.4真空热处理工艺 264
10.2.5真空热处理设备 266
10.2.6真空热处理和真空技术术语及实用数据 269
10.3盐浴热处理 274
10.3.1热处理加热和冷却用盐 274
10.3.2钢在盐浴中加热时的行为 275
10.3.3钢在盐浴中的冷却 277
10.3.4盐浴热处理炉 277
10.4流态床加热热处理 278
10.5其他少无氧化加热方法 280
10.5.1装箱加热 280
10.5.2调整燃料炉的燃烧系数 280
10.5.3保护涂料 281
10.5.4包装热处理 281
11等离子体热处理 282
11.1等离子体热处理基础 282
11.1.1等离子体 282
11.1.2低压气体放电 282
11.2等离子体化学热处理 287
11.2.1等离子体化学热处理的基本原理 287
11.2.2等离子体化学热处理设备 290
11.2.3等离子体化学热处理工艺 292
11.3等离子体基离子注入技术 299
11.3.1等离子体基离子注入技术的基本原理 299
11.3.2等离子体基离子注入技术的工作模式 299
11.3.3等离子体基离子注入技术的特点 301
11.3.4离子注入技术改善表面性能的机理 301
11.3.5等离子体基离子注入技术的应用 302
参考文献 302
12超硬化合物层的离子沉积法 303
12.1真空溅射法 304
12.2离子镀渗法 307
12.3其他镀渗方法 308
13高密度能加热表面热处理 309
13.1高频电脉冲感应淬火 309
13.2激光热处理 309
13.3电子束热处理 315
13.4离子注入合金化 317
14淬火钢的冷处理 319
14.1淬火钢组织中的残留奥氏体 319
14.1.1残留奥氏体产生的原因 319
14.1.2影响残留奥氏体量的因素 319
14.1.3残留奥氏体对钢性能的影响 320
14.2奥氏体的稳定化 321
14.3钢的冰冷和深冷处理 321
14.3.1冷处理工艺 321
14.3.2冰冷和深冷处理注意事项 321
14.4淬火钢冷处理后的性能变化 322
14.5冷处理设备 322
14.5.1冰冷保温罐 322
14.5.2冷却循环空气的热交换器 322
14.5.3液氮蒸发式深冷处理设备 323
14.5.4和制冷机连通的容器 323
14.6展望 323
14.6.1美国冷处理和深冷处理行业现状 323
14.6.2冷处理和深冷处理在其他方面的应用 324
14.6.3深冷处理技术展望 324
参考文献 324
15铸铁的热处理 325
15.1铸铁的分类和应用 325
15.2铸铁热处理基础 329
15.2.1 Fe-C-Si三元相图 330
15.2.2铸铁的共析温度范围及其影响因素 330
15.2.3加热时的组织转变 330
15.2.4冷却时的组织转变 332
15.3白口铸铁的热处理 337
15.3.1去应力退火 337
15.3.2淬火与回火 337
15.3.3等温淬火 338
15.4灰铸铁的热处理 338
15.4.1退火 338
15.4.2正火 340
15.4.3淬火与回火 341
15.5球墨铸铁的热处理 342
15.5.1退火 342
15.5.2正火 345
15.5.3淬火与回火 347
15.5.4等温淬火 351
15.6可锻铸铁的热处理 352
15.6.1白心可锻铸铁的热处理 352
15.6.2黑心可锻铸铁的热处理 352
15.6.3珠光体可锻铸铁的热处理 353
15.6.4球墨可锻铸铁的热处理 355
16非铁合金的热处理 358
16.1铜和铜合金的热处理 358
16.2铝和铝合金的热处理 364
16.3钛和钛合金的热处理 375
16.4镁和镁合金的热处理 380
16.5镍和镍合金的热处理 384
17粉末冶金件的热处理 385
17.1粉末冶金方法和适用范围 385
17.2铁基粉末冶金件的热处理 388
17.2.1铁基粉末冶金材料的分类 389
17.2.2铁基粉末冶金件的应用 389
17.2.3铁基粉末冶金件的热处理 390
17.3钢结硬质合金的热处理 397
17.3.1钢结硬质合金的特点、牌号、性能和用途 397
17.3.2钢结硬质合金的热处理 398
17.3.3钢结硬质合金的组织与性能 400
17.4粉末高速钢的热处理 401
17.4.1粉末高速钢的类别和性能 401
17.4.2粉末高速钢的热处理工艺 402
17.5硬质合金的热处理 402
17.5.1硬质合金的分类和用途 403
17.5.2硬质合金的热处理工艺 404
18机器零件的热处理 407
18.1齿轮的热处理 407
18.1.1齿轮的服役条件和失效形式 407
18.1.2齿轮用钢及技术要求 407
18.1.3齿轮的调质处理 411
18.1.4齿轮的表面淬火 412
18.1.5齿轮的渗碳和碳氮共渗 420
18.1.6齿轮的渗氮和氮碳共渗 426
18.1.7减少齿轮热处理畸变的措施 430
18.2滚动轴承零件的热处理 430
18.2.1滚动轴承零件的服役条件和失效形式 430
18.2.2滚动轴承材料 431
18.2.3铬钢轴承零件的热处理 437
18.2.4渗碳钢制轴承零件的热处理 448
18.2.5中碳合金钢轴承零件的热处理 449
18.2.6微型轴承零件的热处理 449
18.2.7耐蚀轴承零件的热处理 451
18.2.8耐高温轴承零件的热处理 451
18.2.9 08、 10钢冲压成形轴承零件的热处理 454
18.3弹簧的热处理 455
18.3.1弹簧的服役条件和失效方式 455
18.3.2弹簧用材料 456
18.3.3弹簧的一般热处理 458
18.3.4弹簧的其他强化处理 463
18.3.5弹簧的稳定化处理 463
18.3.6耐蚀、耐热弹簧的热处理 464
18.4紧固件的热处理 467
18.4.1螺纹紧固件的热处理 467
18.4.2垫圈、挡圈、销和铆钉的热处理 473
18.5汽车、拖拉机及柴油机零件的热处理 475
18.5.1活塞环的热处理 475
18.5.2活塞销的热处理 477
18.5.3连杆的热处理 479
18.5.4曲轴的热处理 481
18.5.5凸轮轴的热处理 484
18.5.6气门挺杆的热处理 486
18.5.7排气阀的热处理 490
18.5.8半轴的热处理 491
18.5.9喷油泵柱塞副和喷油嘴偶件的热处理 494
18.5.10履带板的热处理 498
18.6金属切削机床零件的热处理 498
18.6.1机床导轨的热处理 498
18.6.2机床主轴的热处理 504
18.6.3机床丝杠的热处理 505
18.6.4机床铸件的热稳定化处理 508
18.6.5其他机床零件的热处理 509
18.7大型锻件的热处理 515
18.7.1大型锻件的材料和技术要求 515
18.7.2大型锻件的锻后热处理 515
18.7.3大型锻件的最终热处理 522
18.7.4大型锻件的其他热处理工艺 530
18.8轧辊的热处理 531
18.8.1热轧辊的热处理 531
18.8.2冷轧工作辊的热处理 531
18.8.3支承辊的热处理 535
18.9切削工具的热处理 537
18.9.1服役条件和失效形式 537
18.9.2切削工具用钢及技术要求 537
18.9.3工具用钢的热处理 539
18.9.4工具用钢热处理后的金相组织 545
18.9.5工具热处理举例 550
18.10模具的热处理 553
18.10.1冷作模具的热处理 553
18.10.2热作模具的热处理 561
18.10.3塑料模具的热处理 565
18.10.4提高模具性能和寿命的热处理方法 569
18.10.5模具热处理畸变与控制 572
18.11量具的热处理 577
18.11.1量具用钢及要求 577
18.11.2量具的热处理工艺 578
18.11.3量具的热处理举例 580
18.12液压元件、零件的热处理 584
18.13自行车零件的热处理 593
18.14手表零件的热处理 595
18.15轻纺机零件的热处理 600
18.15.1家用缝纫机零件的热处理 600
18.15.2工业用缝纫机零件的热处理 605
18.15.3纺织机械零件的热处理 609
18.16农机具零件的热处理 613
18.16.1农机具零件的失效形式与性能要求 613
18.16.2耕作机械典型零件的热处理 616
18.16.3其他农机具零件的热处理 620
18.17常用五金和木工工具的热处理 624
19金属和合金的化学成分分析 626
19.1化学分析法 626
19.2火花鉴别法 633
19.3光谱分析法 636
19.4微区分析 636
20金属材料缺陷的宏观和低倍检验 639
20.1常见的低倍缺陷特征 639
20.2低倍检验的一般方法 640
20.3硫、磷元素偏析的检验方法 640
21断口分析 641
21.1断口分析的用途 641
21.2样品的切取和制备 641
21.3常用的断口分析方法 641
21.4断口低倍观察分析 642
21.5断口的微观观察分析 644
21.6典型断口形貌特征 645
22显微组织检验 648
22.1光学显微镜分析方法 648
22.2定量金相分析方法 653
22.3晶粒度测定方法 655
22.4高温和低温金相分析方法 657
22.5电子显微镜分析方法 657
22.6钢铁零件典型热处理显微组织与缺陷的金相特征 658
23力学性能测试方法 661
23.1硬度 661
23.2拉伸 684
23.3压缩、弯曲和扭转 686
23.4冲击 687
23.5疲劳 688
23.6断裂韧度 691
23.7蠕变和持久强度 693
23.8摩擦磨损 695
24热处理质量的无损检测 698
24.1磁粉检测 698
24.2涡流检测 702
24.3渗透检测 703
24.4超声波检测 707
24.5 X射线和γ射线检测 711
25内应力测定 721
25.1应力释放法 721
25.2 X射线法 721
25.3磁性法 723
25.4超声波法 724
25.5深层应力分布测量 724
26耐蚀性能测试 725
26.1工程上常见的腐蚀类型 725
26.2腐蚀速率评定方法 725
26.3均匀腐蚀试验 726
26.4点腐蚀试验 726
26.5晶间腐蚀试验 727
26.6缝隙腐蚀试验 727
26.7应力腐蚀开裂试验 728
26.8大气腐蚀与高温氧化 729
27热处理质量控制 730
27.1热处理质量控制的目的及主要内容 730
27.2热处理质量控制体系 730
27.3产品设计中的热处理质量控制 732
27.4工艺设计中的热处理质量控制 732
27.5原材料质量控制 736
27.6热处理工序的过程质量控制 736
27.7热处理质量检验控制 740
27.8操作者技能和责任质量控制 741
27.9热处理质量控制中的统计技术 741
27.10热处理产品质量的信息化控制 743
27.11热处理质量控制要求（JB/T 10175—2008） 745
27.12热处理炉有效加热区测定方法（GB/T 9452—2003） 749
参考文献 756
28温度测量传感器和测温仪表 757
28.1温度传感器 757
28.1.1热电偶和补偿导线 757
28.1.2热电阻 765
28.1.3半导体温度计 765
28.1.4玻璃温度计 766
28.1.5压力温度计 766
28.1.6双金属温度计 766
28.2温度显示与调节仪表 766
28.2.1动圈式显示与调节仪表 766
28.2.2电子自动平衡式温度显示与调节仪表 767
28.2.3力矩电动机式温度指示调节仪 768
28.3数字式温度显示调节仪表 768
28.3.1 WMNK系列数字调节仪 768
28.3.2 XTM系列显示调节仪 768
28.3.3智能调节仪 769
28.4其他温度显示仪表 771
28.4.1全辐射温度计 771
28.4.2光学高温计 771
28.4.3光电高温计 773
28.5温度控制执行器 774
28.5.1电阻炉控温执行器 774
28.5.2燃料炉控温执行器 777
29热处理的节能 780
29.1热处理的节能潜力 780
29.2节能的热处理工艺 781
29.2.1不均匀奥氏体化淬火 781
29.2.2节能的加热时间计算 782
29.2.3提高炉温的快速加热 783
29.2.4渗层深度的斟酌 783
29.2.5降低淬火加热温度 783
29.2.6低温化学热处理 784
29.2.7化学热处理催渗 785
29.2.8高温渗碳 786
29.2.9以局部加热代替整体加热 788
29.2.10简化或取消热处理工序 789
29.2.11余热利用 789
29.3节能的热处理设备 790
29.3.1热处理设备的节能途径 790
29.3.2合理选择能源 790
29.3.3合理选择炉型 791
29.3.4减少炉壁散热和炉衬蓄热 791
29.3.5优化燃烧过程 792
29.3.6充分利用余热 792
29.3.7料盘、料筐、夹具轻量化 794
29.3.8热能多项综合利用的渗碳淬火、回火生产线 794
29.3.9气体燃料的热化学重整 794
29.4节能的管理措施 795
参考文献 795
30热处理生产的安全技术 797
30.1热处理生产中的危险因素 797
30.1.1易燃物质 797
30.1.2易爆物质 799
30.1.3毒性物质 801
30.1.4高压电 802
30.1.5炽热物体及腐蚀性物质 803
30.1.6制冷剂 804
30.1.7坠落物体或迸出物 804
30.2热处理生产中的有害因素 804
30.2.1热辐射 804
30.2.2电磁辐射 805
30.2.3噪声 805
30.2.4粉尘 806
30.2.5有害气体 807
30.3热处理生产作业环境 809
30.3.1作业环境 809
30.3.2车间卫生 809
30.3.3作业场地空气中有害物质的最高允许浓度 809
30.3.4噪声控制 809
30.3.5照度标准及应急照明 809
30.3.6设备间的距离 809
30.3.7车间通道、安全标志和报警装置 810
30.4生产物料和剩余物料 810
30.4.1生产物料 810
30.4.2剩余物料 810
30.5生产装置及其安全措施 811
30.5.1电阻炉 811
30.5.2燃烧炉 812
30.5.3盐浴炉和流动粒子炉 814
30.5.4感应加热装置 816
30.5.5离子化学热处理设备 817
30.5.6激光和电子束的热处理装置 817
30.5.7淬火及回火油槽 817
30.5.8火焰淬火装置 818
30.5.9可控气氛的制备和可控气氛炉 820
30.5.10冷处理设备 821
30.5.11清洗设备 822
30.5.12喷砂、喷丸和高压水清理设备 822
30.5.13酸浸设备 822
30.5.14校直机 823
30.5.15炉用构件、料盘和夹具 823
30.6热处理工艺安全作业 824
30.6.1一般要求 824
30.6.2表面热处理 824
30.6.3化学热处理 825
30.6.4盐浴热处理 825
30.6.5真空热处理 826
30.7安全、卫生防护技术措施 826
30.7.1基本要求 826
30.7.2四防 827
31热处理生产环境及污染处理 828
31.1热处理生产的污染源 828
31.1.1煤的燃烧 828
31.1.2油、煤气、液化气和天然气的燃烧 828
31.1.3液态工艺材料的蒸发 828
31.1.4喷砂粉尘 828
31.1.5生产剩余物料排放对水体的影响 829
31.1.6废渣 829
31.1.7噪声 829
31.1.8电磁辐射 829
31.2热处理有害废物排放的限值 829
31.2.1三废排放规定 829
31.2.2空气中有害物质的限值 831
31.3热处理温室气体的排放 832
31.4有害有毒废弃物的无害化处理 832
31.4.1有害废弃物的判定 832
31.4.2有害盐渣的无害化处理 833
32常用数据资料 835
32.1化学元素的物理化学性质 835
32.2常见无机化合物的物理化学性质 839
32.3常见有机化合物的物理化学性质 842
32.4钢中碳化物的结构和性质 843
32.5金属氧化物的性质和结构 844
32.6钢牌号表示方法 845
32.6.1总则 845
32.6.2碳素结构钢 845
32.6.3优质碳素结构钢 846
32.6.4碳素工具钢 846
32.6.5易切削钢 846
32.6.6合金结构钢 846
32.6.7合金工模具钢、高速钢 846
32.6.8高碳轴承钢 846
32.6.9铸钢 846
32.7常用钢的化学成分 847
32.8常用钢的力学性能 878
32.9常用钢铁材料的物理性质 882
32.10世界各国钢牌号对照 883
32.11铸铁的分类、代号、化学成分和性能 893
32.11.1分类 893
32.11.2灰铸铁 893
32.11.3球墨铸铁 893
32.11.4蠕墨铸铁 894
32.11.5可锻铸铁 894
32.11.6抗磨白口铸铁 894
32.11.7高硅耐蚀铸铁 896
32.11.8耐热铸铁 896
32.12非铁金属和合金的分类、代号、化学成分和性能 897
32.12.1说明及代号 897
32.12.2非铁金属和合金的化学成分和性能 899
32.13非铁金属和合金的热物理性质 907
32.14钢的过冷奥氏体等温转变图 909
32.15钢的奥氏体连续冷却转变图 926
32.16钢的淬透性曲线 940
32.17淬火钢在不同温度回火后的力学性能曲线 965
32.18各国结构用钢牌号对照 995
32.18.1碳素结构钢牌号近似对照 995
32.18.2各国工具钢牌号对照 1002
32.18.3各国不锈钢和耐热钢牌号对照 1004
32.18.4各国铸铁牌号对照 1011
32.19常用单位换算 1014
32.19.1常用物理量单位换算 1014
32.19.2硬度换算 1023
32.19.3冲击值换算 1028
32.19.4气体中水分、湿度、露点间的关系 1031
32.19.5摄氏温度与华氏温度换算 1031
32.20热处理标准目录 1036
32.21美国与热处理行业有关的环境-安全法令 1039
32.22热处理常用符号 1041
32.23常用物理量法定计量单位 1043
32.24与热处理有关的国际组织、术语、法规、标准的缩写和代号 1048