第1章 工具用钢概述 1
1.1 刀具用钢 2
1.1.1 碳素工具钢 3
1.1.2 合金工具钢 9
1.1.3 高速工具钢 11
1.1.4 钢结硬质合金 25
1.2 模具用钢 29
1.2.1 热作模具钢 29
1.2.2 冷作模具钢 32
1.2.3 塑料模具钢 34
1.2.4 玻璃模具钢 38
1.3 其他工具用钢 38
1.3.1 量具用钢 38
1.3.2 夹具用钢 39
1.3.3 五金工具和木工工具用钢 40
1.3.4 农机具用钢 40
1.3.5 耐冲击工具用钢 41
1.3.6 园林工具用钢 41
第2章 工具用钢的加热与冷却 42
2.1 工具用钢的加热 42
2.1.1 加热方式 42
2.1.2 加热时间的计算 43
2.1.3 盐浴加热 44
2.1.4 真空加热 45
2.2 工具用钢的淬火冷却介质 46
2.2.1 水及无机物水溶液淬火冷却介质 46
2.2.2 聚合物水溶液淬火冷却介质 48
2.2.3 淬火油 51
2.2.4 分级淬火、等温淬火用盐浴或碱浴 53
2.2.5 气体淬火冷却介质 53
2.2.6 流态床淬火冷却介质 54
2.2.7 浆状淬火冷却介质 55
2.2.8 用金属板散热冷却淬火 55
第3章 工具的表面强化 56
3.1 渗碳及碳氮共渗 56
3.1.1 钢的渗碳 57
3.1.2 钢的碳氮共渗 73
3.2 钢的渗氮 77
3.2.1 铁氮相图 78
3.2.2 气体渗氮 79
3.2.3 离子渗氮 82
3.2.4 其他渗氮方法 83
3.2.5 渗氮工艺发展动向 84
3.3 渗铬及铬钒共渗 85
3.3.1 渗铬 85
3.3.2 铬钒共渗 88
3.4 盐浴渗铌 89
3.5 渗硼 89
3.5.1 固体渗硼 90
3.5.2 盐浴渗硼 92
3.5.3 气体渗硼 93
3.5.4 电解渗硼 94
3.5.5 其他渗硼法 95
3.6 以渗硼为主的共渗及复合渗 95
3.6.1 硼氮共渗 95
3.6.2 硼铝共渗 96
3.6.3 硼硅共渗 97
3.6.4 硼锆共渗 98
3.6.5 硼碳复合渗 98
3.6.6 硼和其他元素共渗 98
3.7 渗硫、硫氮共渗及硫氮碳共渗 99
3.7.1 渗硫 99
3.7.2 硫氮共渗 100
3.7.3 硫氮碳共渗 101
3.8 渗金属 103
3.9 氧氮化 109
3.10 蒸汽处理 111
3.11 QPQ表面强化技术 113
3.12 气相沉积强化 116
3.13 高能束表面强化技术 124
第4章 碳素钢的热处理 130
4.1 低碳钢 130
4.1.1 10钢 130
4.1.2 20钢 131
4.1.3 Q235钢 133
4.2 45钢及50钢 135
4.2.1 45钢 135
4.2.2 50钢 140
4.3 60钢及65钢 142
4.3.1 60钢 142
4.3.2 65钢 143
4.4 T7钢及T7A钢 144
4.5 T8钢及T8A钢 147
4.6 T9钢及T9A钢 150
4.7 T10钢及T10A钢 152
4.8 T11钢及T11A钢 157
4.9 T12钢及T12A钢 159
4.10 T13钢及T13A钢 163
4.11 SM45钢、SM50钢及SM55钢 165
4.11.1 SM45钢 165
4.11.2 SM50钢 167
4.11.3 SM55钢 169
第5章 合金钢的热处理 172
5.1 低碳合金钢 172
5.1.1 20Cr钢 172
5.1.2 12CrNi3A钢 175
5.1.3 12Cr2Ni4钢 180
5.1.4 20Cr2Ni4钢 182
5.1.5 20CrNi3AlMoS钢 184
5.1.6 20CrMnTi钢 185
5.1.7 25CrNi3MoAl钢 187
5.1.8 0Cr4NiMoV钢 189
5.2 5CrMnMo、5CrNiMo钢 192
5.2.1 5CrMnMo钢 192
5.2.2 5CrNiMo钢 196
5.3 4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1钢 201
5.3.1 4Cr5MoSiV钢 201
5.3.2 4Cr5MoSiV1钢 203
5.4 4CrMnSiMoV、5SiMnMoV、5CrMnSiMoV钢 207
5.4.1 4CrMnSiMoV钢 207
5.4.2 5SiMnMoV钢 210
5.4.3 5CrMnSiSiMoV钢 211
5.5 45Cr2NiMoVSi、5Cr2NiMoVSi钢 213
5.5.1 45Cr2NiMoVSi钢 213
5.5.2 5Cr2NiMoVSi钢 215
5.6 3Cr2MoWVNi钢 217
5.7 4Cr5W2VSi钢 218
5.8 4Cr3Mo2MnVB钢 220
5.9 3Cr3Mo3W2V、3Cr3Mo3VNb钢 221
5.9.1 3Cr3Mo3W2V钢 221
5.9.2 3Cr3Mo3VNb钢 224
5.10 8Cr3钢 226
5.11 4Cr3Mo3SiV钢 228
5.12 4Cr4WMoSiV钢 229
5.13 3Cr3Mo2WSiV钢 229
5.14 42Cr9Si2钢 230
5.15 40Cr10Si2Mo钢 231
5.16 3Cr2W8V钢 232
5.17 4Cr3Mo3W4VNb钢 239
5.18 4Cr3Mo2MnVNbB钢 241
5.19 4Cr5Mo2MnVSi钢 242
5.20 4Cr3Mo2NiVNb钢及4Cr3Mo3NiVNbB钢 244
5.21 4Cr3Mo2WVMn钢 246
5.22 4MnW3Mo2VN钢 247
5.23 9SiCr钢 247
5.24 9Mn2V钢 250
5.25 CrWMn、9CrWMn钢 253
5.25.1 CrWMn钢 253
5.25.2 9CrWMn钢 256
5.26 6CrMnNiWMoVSi钢 258
5.27 GCr15及GCr15 SiMn钢 259
5.27.1 GCr15钢 259
5.27.2 GCr15SiMn钢 262
5.28 65Mn钢 264
5.29 60Si2MnA钢 265
5.30 Cr2钢 267
5.31 8Cr2MnWMoVS钢 269
5.32 6CrMnNiMoSi钢 272
5.33 Cr2Mn2SiWMoV钢 274
5.34 W钢 275
5.35 4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si钢 276
5.35.1 4CrW2Si钢 276
5.35.2 5CrW2Si钢 277
5.35.3 6CrW2Si钢 279
5.36 Cr06钢 281
5.37 8MnSi钢 283
5.38 7CrSiMnMoV钢 284
5.39 6CrMnSi2Mo1V钢 286
5.40 5Cr3Mn1SiMo1V钢 287
5.41 7Cr7Mo3V2Si钢 288
5.42 Cr12钢 290
5.43 Cr12MoV钢 294
5.44 Cr4W2MoV钢 297
5.45 Cr6WV钢 300
5.46 Cr12Mo钢及Cr12Mo1V1钢 302
5.46.1 Cr12Mo钢 302
5.46.2 Cr12Mo1V1钢 303
5.47 Cr5Mo1V钢 305
5.48 Cr8MoWV3Si钢 306
5.49 9Cr6W3Mo2V2钢 307
5.50 Cr12V钢 309
5.51 6Cr4W3Mo2VNb钢 310
5.52 5Cr4Mo3SiMnVAl钢 312
5.53 6Cr4Mo3Ni2WV钢 315
5.54 6W8Cr4VTi钢 317
5.55 6Cr5Mo3W2VSiTi钢 318
5.56 5Cr4Mo2W2VSi钢 319
5.57 5Cr4W5Mo2V钢 320
5.58 5Mn15Cr8Ni5Mo3V2、7Mn15Cr2A13V2WMo钢 321
5.58.1 5Mn15Cr8Ni5Mo3V2钢 321
5.58.2 7Mn15Cr2A13V2WMo钢 322
5.59 7Mn10Cr8Ni10Mo3V2钢 324
5.60 3Cr2Mo钢 325
5.61 3Cr2MnNiMo钢 326
5.62 40Cr钢 327
5.63 42CrMo钢 331
5.64 5CrNiMnMoVSCa钢 333
5.65 4CrNiMnMoVSCa钢 335
5.66 Y55CrNiMnMoVS钢 336
5.67 30CrMnSiNi2A钢 337
5.68 38CrMoAl钢 338
5.69 30Cr13、40Cr13钢 340
5.69.1 30Cr13钢 340
5.69.2 40Cr13钢 340
5.70 95Cr18钢 342
5.71 102Cr17Mo钢 343
5.72 Cr14Mo4V钢 344
5.73 3Cr17Mo钢 345
5.74 14Cr17Ni2钢 346
第6章 高速工具钢的热处理 349
6.1 W18Cr4V、9W18Cr4V钢 349
6.1.1 W18Cr4V钢 349
6.1.2 9W18Cr4V钢 356
6.2 W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2钢 359
6.2.1 W6Mo5Cr4V2钢 359
6.2.2 CW6Mo5Cr4V2钢 367
6.3 W9Mo3Cr4V钢 368
6.4 W2Mo9Cr4V2钢 373
6.5 W4Mo3Cr4VSi钢 375
6.6 W3Mo2Cr4VSi钢 376
6.7 W6Mo5Cr4V2Al钢 379
6.8 W6Mo5Cr4V2Co5钢 381
6.9 W7Mo4Cr4V2Co5钢 383
6.10 W2Mo9Cr4VCo8钢 384
6.11 W12Mo3Cr4V3N钢 388
6.12 W10Mo4Cr4V3 Al钢 392
6.13 W12Mo3Cr4V3Co5Si钢 394
6.14 W6Mo5Cr4V5SiNbAl钢 396
6.15 W18Cr4V4SiNbAl钢 398
6.16 W12Cr4V4Mo钢 399
6.17 Co3N型低钻超硬高速工具钢 401
6.18 W9系列高性能高速工具钢 406
6.19 无碳化物偏析高速工具钢 409
6.20 W6Mo5Cr4V2Si钢 412
6.21 W7Mo3Cr5VNb钢 414
6.22 6W6Mo5Cr4V钢 415
6.23 W4Mo2Cr4VNb钢 417
6.24 粉末高速工具钢 421
第7章 钢结硬质合金工具的热处理 428
7.1 GW30钢结合金制搓丝板热处理工艺 428
7.2 Ferro-TiC刀具的热处理 429
7.3 GT35钢结合金模具的热处理 430
7.4 GW50钢结合金工具的热处理 432
7.5 GJW50钢结合金工具的热处理 434
7.6 GJW35钢结合金工具的热处理 437
7.7 DGJW40钢结合金制螺纹钢丝轧辊盐浴热处理 438
7.8 D1钢结合金工具的热处理 439
7.9 T1钢结合金工具的热处理 439
7.10 WC20CrMoWV钢结合金工具的热处理 440
7.11 DT大负荷碳化物钢结合金工具的热处理 441
第8章 工具热处理质量检验 444
8.1 质量检验工作的职能 444
8.2 热处理质量检验方法 444
8.2.1 热处理质量检验方法的种类 444
8.2.2 常用的热处理质量检验方法 445
8.3 刀具热处理质量检验 446
8.4 高速工具钢刀具热处理金相检验 449
8.4.1 高速工具钢原材料金相检验 449
8.4.2 高速工具钢锻件金相检验 453
8.4.3 高速工具钢刀具淬火、回火金相检验 454
8.4.4 摩擦焊刀具金相检验 457
8.4.5 高速工具钢刀具表面强化金相检验 458
8.4.6 高速工具钢刀具失效金相分析 459
8.5 模具热处理质量检验 459
8.5.1 热作模具热处理质量检验 459
8.5.2 冷作模具热处理质量检验 461
8.5.3 模具表面强化质量检验 463
8.6 量具热处理质量检验 464
8.7 夹具热处理质量检验 465
8.8 其他工具热处理质量检验 465
第9章 工具热处理缺陷分析 466
9.1 热处理缺陷分析的基本思路及程序 466
9.1.1 热处理缺陷分析的基本思路 466
9.1.2 失效分析的基本程序 467
9.2 热处理裂纹 468
9.3 热处理变形 484
9.4 热处理过热过烧 493
9.5 刀具表面脱碳 503
9.6 腐蚀麻点 505
9.7 力学性能不合格 506
9.7.1 热处理后硬度不合格 507
9.7.2 拉伸性能和疲劳强度不合格 508
9.7.3 其他力学性能不合格 509
9.8 金相组织不合格 510
9.9 其他缺陷 513
附录 520
附录A 钢铁材料硬度与强度换算关系 520
附录B 高速工具钢淬火晶粒度级别图 523
附录C 高速工具钢过热级别图 528
附录D 高速工具钢回火程度级别图 532
附录E 常用工具钢中外牌号近似对照 534
附录F 常用钢的临界淬火直径 539
附录G 钢材加热颜色及回火颜色和温度的关系 540
附录H 常用钢回火经验方程 541
附录I 常用热处理盐浴成分、特点及用途 544
附录J 各种硬度间的换算关系 546
参考文献 547