第1章 热处理质量管理 1
1.1 概论 1
1.1.1 质量管理和质量保证基本术语 1
1.1.2 现代质量管理特点 1
1.1.3 热处理质量管理和质量管理体系 4
1.1.4 热处理技术标准化与质量管理 4
1.2 产品设计中的热处理质量控制 5
1.2.1 材料选择 5
1.2.2 热处理技术要求的确定 5
1.3 热处理工艺设计中的质量控制 7
1.3.1 热处理工艺流程及规范的优化设计 7
1.3.2 热处理技术文件的制订 8
1.3.3 热处理工艺设计中的经济分析 10
1.3.4 设计中的评审与更改 11
1.4 采购质量控制 11
1.4.1 制订采购与委托服务文件 11
1.4.2 选择合格的供货或委托单位 11
1.4.3 签订质量保证协议 11
1.4.4 采购品或委托热处理零件的质量验收 11
1.5 原材料质量控制 11
1.6 热处理车间质量管理 13
1.6.1 待处理工件的核查 13
1.6.2 建立工序管理点，进行工序控制 13
1.6.3 车间作业环境管理 14
1.6.4 车间设备管理 14
1.6.5 车间节能管理 15
1.6.6 工艺材料管理 15
1.7 热处理质量检验 16
1.7.1 质量检验工作的职能 16
1.7.2 质量检验方式 16
1.7.3 常用热处理质量检验方法 16
1.7.4 热处理检测设备的检定和管理 17
1.8 不合格品的控制与纠正措施 18
1.9 热处理后的质量服务 18
1.10 热处理质量改进 19
1.11 质量成本 19
1.11.1 核算质量成本的必要性 19
1.11.2 质量成本构成 19
1.11.3 质量成本构成比例及质量成本分析 19
1.12 人员培训 20
1.12.1 人员培训形式 20
1.12.2 培训内容 20
1.12.3 资格 20
1.13 计算机在质量管理中的应用 20
1.13.1 热处理工艺过程的控制 20
1.13.2 质量检验 22
1.13.3 质量档案及质量信息检索 22
1.13.4 工序质量分析 23
1.13.5 计算机信息集成化技术的应用 23
1.14 数理统计方法在热处理质量管理中的应用 28
1.14.1 热处理统计过程控制 28
1.14.2 数理统计方法用于热处理质量改进 28
参考文献 30
第2章 热处理过程中的质量控制 31
2.1 待热处理工件的核查或验收 31
2.1.1 原始资料 31
2.1.2 待热处理件的外观、形状及尺寸要求 32
2.2 加热质量控制 32
2.2.1 热处理的炉温控制 32
2.2.2 热处理加热介质控制 35
2.2.3 正确选择加热参数 38
2.2.4 加热缺陷及其控制 38
2.3 正火与退火质量控制 39
2.3.1 加热设备 39
2.3.2 工件装炉 39
2.3.3 冷却速度控制 39
2.3.4 质量检验 39
2.3.5 正火与退火缺陷及其控制 40
2.4 淬火与回火质量控制 41
2.4.1 加热设备 41
2.4.2 淬火冷却介质及淬火槽 41
2.4.3 淬火操作 44
2.4.4 回火操作 45
2.4.5 淬火、回火后的附属工序 45
2.4.6 质量检验 45
2.4.7 淬火、回火质量缺陷及其控制 45
2.5 感应淬火与火焰淬火质量控制 53
2.5.1 感应淬火质量控制 53
2.5.2 火焰淬火质量控制 55
2.6 化学热处理质量控制 56
2.6.1 渗碳和碳氮共渗质量控制 56
2.6.2 渗氮质量控制 60
2.6.3 渗硼质量控制 62
2.6.4 渗金属质量控制 64
参考文献 66
第3章 材料化学成分的检验 67
3.1 钢的火花检验 67
3.1.1 火花的形成及结构 67
3.1.2 检验设备与操作 68
3.1.3 钢的成分与火花特征 68
3.2 光谱分析 73
3.2.1 原子吸收光谱分析 73
3.2.2 原子荧光光谱分析 74
3.2.3 原子发射光谱分析 74
3.2.4 X射线荧光光谱分析 75
3.2.5 红外光谱分析 76
3.3 微区化学成分分析 76
3.3.1 透射电镜中的能谱与能量损失谱 76
3.3.2 俄歇电子能谱分析 77
3.3.3 光电子能谱分析 78
3.3.4 探针显微分析 79
3.3.5 穆斯堡尔谱分析 83
参考文献 84
第4章 宏观组织检验及断口分析 85
4.1 宏观检验 85
4.1.1 钢的酸蚀检验 85
4.1.2 印痕法检验 90
4.1.3 着色渗透法 90
4.2 断口分析 92
4.2.1 断口试样的选择 92
4.2.2 断口试样的清洗 94
4.2.3 断口试样的保存 96
4.3 宏观断口分析 97
4.3.1 断裂分类 97
4.3.2 各类断口形貌特征 98
4.3.3 裂纹源位置及裂纹扩展方向的判别 101
4.4 显微断口分析 101
4.4.1 显微断口分析方法 101
4.4.2 断口显微形貌特征 103
4.4.3 断口显微形貌与显微组织的关系 104
4.4.4 断口的典型显微形貌特征举例 106
4.5 失效分析 108
4.5.1 失效 108
4.5.2 失效分析的目的 109
4.5.3 失效分析方法 110
参考文献 112
第5章 显微组织分析与检验 113
5.1 金相试样的制备 113
5.1.1 取样 113
5.1.2 制样 113
5.1.3 显微组织的显示 118
5.2 光学显微镜及电子显微镜在显微分析中的应用 119
5.2.1 光学显微镜 119
5.2.2 电子显微镜 124
5.3 定量金相方法 128
5.3.1 定量金相的标准符号及基本公式 128
5.3.2 测量方法 129
5.3.3 定量金相数据的统计分析 130
5.3.4 常用显微组织参数测定举例 131
5.3.5 图像分析仪 135
5.4 彩色金相技术 135
5.4.1 彩色成像的基本原理 135
5.4.2 干涉膜形成方法 136
5.4.3 彩色显微摄影 138
5.4.4 彩色金相在显微检验中的应用 138
5.5 典型工程合金的显微组织检验技术 142
5.5.1 结构钢与工具钢 142
5.5.2 钢中非金属夹杂物的显微检验 149
5.5.3 灰铸铁 151
5.5.4 不锈钢和奥氏体锰钢 154
5.5.5 非铁合金 156
5.5.6 粉末冶金材料与硬质合金 161
5.6 热处理质量及缺陷组织检验 162
5.6.1 偏析与带状组织 163
5.6.2 过热与过烧 164
5.6.3 脱碳 165
5.6.4 表面硬化层深度的测定 166
5.6.5 表面渗金属（或涂覆处理）的显微检验 168
参考文献 170
第6章 力学性能试验 172
6.1 硬度试验 172
6.1.1 硬度试验的意义及分类 172
6.1.2 布氏硬度试验 172
6.1.3 洛氏硬度试验 177
6.1.4 维氏硬度和努氏硬度试验 180
6.1.5 肖氏硬度试验 188
6.1.6 莫氏硬度试验 189
6.1.7 里氏硬度试验 190
6.1.8 硬度与强度及各种硬度之间的换算关系 191
6.2 静拉伸试验 195
6.2.1 静拉伸试验的特点与意义 195
6.2.2 试样 195
6.2.3 拉伸试验机 195
6.2.4 应力－应变曲线及其力学性能指标 198
6.2.5 正应力－应变曲线 200
6.2.6 缺口拉伸与缺口偏斜拉伸试验 201
6.2.7 低温拉伸试验 203
6.2.8 拉伸试样断口分析 203
6.2.9 几种常用钢材的静拉伸数据 204
6.2.10 影响拉伸试验性能数据的主要因素 204
6.2.11 拉伸试验中的计算机控制 205
6.3 压缩、弯曲及扭转试验 205
6.3.1 压缩试验 205
6.3.2 弯曲试验 206
6.3.3 静扭转试验 207
6.3.4 剪切试验 209
6.4 冲击试验 210
6.4.1 冲击试验的意义 210
6.4.2 冲击试验与冲击试验机 210
6.4.3 冲击试验的应用 212
6.4.4 几种接近实际服役条件的冲击试验 215
6.5 断裂韧度试验 219
6.5.1 断裂过程和断裂力学的一般概念 219
6.5.2 应力强度因子K和平面应变断裂韧度KIC 219
6.5.3 裂纹尖端张开位移CTOD和J积分 226
6.5.4 断裂韧度测试技术 228
6.6 疲劳试验 231
6.6.1 疲劳失效特点 231
6.6.2 疲劳性能指标 231
6.6.3 常用结构钢、球墨铸铁及热处理后的疲劳特性 236
6.6.4 多次冲击抗力试验 240
6.6.5 疲劳裂纹萌生与扩展的性能 241
6.6.6 疲劳试验技术 244
6.6.7 疲劳试验机 247
6.7 磨损试验 248
6.7.1 磨损分类 249
6.7.2 磨损试验机 253
6.7.3 磨损量的测量及表示方法 255
6.8 高温力学性能试验 255
6.8.1 高温蠕变 255
6.8.2 松弛稳定性 259
6.8.3 其他高温力学性能 261
参考文献 264
第7章 无损检测 265
7.1 内部缺陷检测 265
7.1.1 X射线与γ射线检测技术 265
7.1.2 超声波检测 276
7.1.3 声发射检测 292
7.2 表面及近表面缺陷检测 295
7.2.1 磁力检测 295
7.2.2 涡流检测 302
7.3 表面缺陷的检测 305
7.3.1 渗透检测原理、方法、分类及应用 305
7.3.2 渗透检测剂及设备 307
7.3.3 对比试块 309
7.3.4 渗透检测基本步骤和渗透剂显示特征 310
7.4 材质与热处理质量的无损检测 311
7.4.1 硬度的无损检测 311
7.4.2 表面硬化层深度的无损检测 313
7.4.3 力学性能、显微组织的无损检测 316
7.4.4 混料分选 318
7.5 红外检测与微波检测 320
7.5.1 红外检测 320
7.5.2 微波检测 321
参考文献 322
第8章 残余应力的测定 323
8.1 概述 323
8.1.1 残余应力的分类 323
8.1.2 残余应力与质量控制的关系 323
8.2 残余应力的产生 325
8.2.1 残余应力产生的根本原因 325
8.2.2 热处理淬火时的残余应力 325
8.2.3 表面淬火的残余应力 326
8.2.4 表面化学热处理的残余应力 327
8.2.5 表面强化的残余应力 328
8.3 残余应力的测定 329
8.3.1 残余应力的特点及测试方法 329
8.3.2 常用残余应力测试方法 330
8.3.3 X射线应力测定法 334
参考文献 350
第9章 合金相分析及相变过程测试 351
9.1 合金相分析方法 351
9.1.1 X射线衍射分析 351
9.1.2 电子衍射法 353
9.1.3 中子衍射法 357
9.1.4 低能电子衍射 358
9.1.5 场离子显微分析 359
9.2 相变过程测量 360
9.2.1 相变点测定 360
9.2.2 奥氏体等温转变图与奥氏体连续冷却转变图的建立方法 365
9.3 钢中残留奥氏体测定 369
9.3.1 金相法测定残留奥氏体 369
9.3.2 磁性法测定残留奥氏体 370
9.3.3 X射线衍射法测定残留奥氏体 370
9.4 其他物理方法简介 372
9.4.1 内耗法 372
9.4.2 正电子湮没技术 373
9.4.3 穆斯堡尔谱仪 374
9.4.4 核磁共振法 376
参考文献 377
第10章 金属腐蚀与防护试验 379
10.1 概述 379
10.1.1 金属腐蚀定义与分类 379
10.1.2 金属的氧化 379
10.1.3 电化学腐蚀 381
10.1.4 影响金属腐蚀的因素 384
10.1.5 金属腐蚀试验及评定方法 389
10.2 全面腐蚀试验 390
10.2.1 液态金属及熔盐腐蚀 390
10.2.2 高温氧化 390
10.3 局部腐蚀 392
10.3.1 点蚀 392
10.3.2 缝隙腐蚀 393
10.3.3 电偶腐蚀 395
10.3.4 晶间腐蚀 395
10.4 金属在不同环境介质中的腐蚀 398
10.4.1 大气腐蚀 398
10.4.2 淡水中的腐蚀 401
10.5 应力作用下的腐蚀破坏 401
10.5.1 应力腐蚀断裂 401
10.5.2 腐蚀疲劳 406
10.5.3 氢致损伤 408
10.6 防腐蚀技术 411
10.6.1 合理选择与使用材料 411
10.6.2 表面防护 411
10.6.3 缓蚀剂 413
10.6.4 电化学防腐蚀 415
参考文献 415
第11章 热处理常用数据 417
11.1 常用物理化学数据 417
11.1.1 元素周期表 417
11.1.2 常见碳化物和金属间化合物点阵结构 420
11.1.3 元素的物理和化学性质 420
11.1.4 常用无机化合物的物理化学性质 420
11.1.5 常用有机化合物的物理化学性质 436
11.1.6 元素饱和蒸气压对应的温度 443
11.1.7 氧化物饱和蒸气压对应的温度 444
11.1.8 钢的温度色 445
11.1.9 回火温度色 445
11.2 常用金属材料牌号、化学成分、力学性能和物理性能 445
11.2.1 钢 445
11.2.2 铸钢 519
11.2.3 合金材料 524
11.3 常用金属材料热处理工艺参考数据 572
11.3.1 钢 572
11.3.2 高温合金 606
11.4 常用钢热处理工艺参考曲线 612
11.4.1 常用钢奥氏体等温转变图 612
11.4.2 常用钢奥氏体连续冷却转变图 647
11.4.3 常用钢改型连续冷却转变图 682
11.4.4 常用钢的淬透性曲线 712
11.5 常用钢的回火曲线和方程 737
11.5.1 常用钢的回火曲线 737
11.5.2 常用钢的回火方程 778
11.6 金属相关表示方法 780
11.6.1 钢铁及合金统一数字代号 780
11.6.2 钢铁牌号中的代号 784
11.6.3 钢产品标记代号 785
11.6.4 变形铝及铝合金状态代号 787
11.7 近代材料分析方法概要 788
11.8 常用标准 806
11.8.1 我国标准代号、含义及热处理相关标准 806
11.8.2 国外标准代号、含义及热处理相关标准 817
参考文献 825
附录 826
附录A 法定计量单位 826
附录B 常用物理量的法定计量单位 827
附录C 常用物理量单位换算 832
附录D 拉伸性能指标名称和符号新旧对照 839