目录 1
第一章 金属材料基础知识 1
第一节 钢铁材料分类 1
一、钢、铸铁（生铁） 1
二、钢中元素对钢的性能影响 1
第二节 金属材料性能 5
一、物理性能 5
二、化学性能 6
三、机械性能 7
四、工艺性能 8
第三节 金属晶体结构 10
一、晶体概念 10
二、金属结构 11
四、金属结晶过程 12
三、结晶概念 12
五、金属结晶过程的一般规律 13
六、影响形核和长大的因素 13
七、金属铸锭缺陷 14
八、合金的相结构 15
第二章 铁碳合金 16
第一节 金属在固态下的转变 16
第二节 铁碳合金基本组织结构及其性能 18
第三节 钢铁基本组织 21
一、铁素体 21
二、渗碳体 21
三、珠光体 22
四、莱氏体 22
五、奥氏体 22
第四节 铁碳合金状态图 22
一、对铁碳合金状态图及其分析 23
三、共析转变 24
二、共晶转变 24
四、平衡组织 25
五、白口铸铁 25
六、工业纯铁 25
第三章 钢的热处理原理 27
第一节 概述 27
第二节 临界点 27
第三节 热处理对钢性能的影响 28
一、马氏体 28
二、索氏体 29
三、屈氏体 29
四、贝氏体 29
二、奥氏体晶核形成 30
三、奥氏体晶核长大 30
一、奥氏体形成过程 30
第四节 钢在加热时的组织转变 30
四、奥氏体成分均匀化 31
五、奥氏体粒度 31
六、钢的加热工艺 33
七、加热温度的选择 34
八、加热时间的估算 35
二、临界冷却速度 36
一、过冷度 36
第五节 钢在冷却时的组织转变 36
三、奥氏体冷却方式 37
四、C-曲线 37
五、过冷奥氏体等温转变 37
第六节 钢在连续冷却时的组织转变 40
一、钢的马氏体转变 43
二、残余奥氏体的影响 43
第七节 钢在回火时的转变 43
一、退火 47
第一节 钢的退火与正火 47
第四章 钢的热处理工艺 47
二、退火的目的 48
三、退火类别 48
四、影响退火因素 55
五、正火 55
六、退火与正火常见缺陷及补救方法 56
第二节 钢的淬火与实例 57
一、完全淬火 57
二、不完全淬火 57
三、淬火的目的 57
四、淬火加热温度的确定 57
五、淬火加热时间的确定 58
六、热处理工件加热时间的计算 58
七、淬火介质（淬火剂） 60
实例1：淬火用硝酸盐冷却介质 61
八、几种介质的淬火冷却曲线 64
九、淬火方法 66
实例2：钢锹制造、热处理等温淬火及制造工艺 71
实例3：对尖铲、扁铲等工具采用局部淬火法 73
十、淬火冷却操作方式方法 74
十一、把已透热工件或工具浸入淬火剂时必须遵循的基本规律 75
第三节 钢的冷处理与时效处理 76
一、冷处理 76
二、时效处理 79
第四节 钢的回火 80
一、回火的主要目的 80
二、钢的回火工艺及应用 80
三、制定回火工艺时的注意事项 83
三、火焰加热表面淬火法 84
一、表面淬火的应用 84
二、表面淬火的分类 84
第五章 钢的表面热处理 84
第一节 表面淬火 84
实例4：齿轮用火焰表面淬火法 90
四、感应加热表面淬火 90
实例5：采用高频感应加热炼钢对各种机械设备小型零件、精密铸造及其热处理工艺 95
实例6：单根大直径弹簧电阻加热进行热处理 98
实例7：采用电阻加热炭精棒发出热量炉对小型工件局部热处理 100
第二节 钢的化学热处理及实例 101
一、概述 101
二、钢的化学热处理目的 102
三、钢的化学热处理种类 102
四、钢的化学热处理特点 102
五、钢的化学热处理原理 102
六、钢的渗碳 103
实例8：固体渗碳 104
八、液体渗碳 106
七、气体渗碳 106
九、渗碳件常见的缺陷及其补救方法 108
十、钢的氮化（渗氮） 109
十一、渗金属 110
第三节 氧化处理及实例 110
一、简介 110
二、氧化处理（发蓝处理）应用 111
三、氧化处理的目的 111
四、氧化处理操作技术 111
实例9：发蓝处理 111
五、发蓝工件缺陷产生原因及其防止与补救的方法 120
六、氧化处理用设备及要求 121
七、氧化槽液和酸洗槽液的配制方法和注意事项 122
八、氧化处理操作时的注意事项 122
九、氧化处理安全技术 124
一、合金元素与铁的作用 125
第六章 合金钢的热处理 125
第一节 合金元素在钢中的作用 125
二、合金元素与碳的作用 126
第二节 结构钢的热处理与实例 126
一、渗碳钢 127
二、调质钢 127
实例10：内燃机车东方红型拉臂销制造工艺及调质处理 129
三、弹簧钢的热处理 131
实例11：冷成形弹簧及其热处理 133
实例12：内燃机车牵引电机弹性垫片的制造及热处理工艺 136
实例13：铁道线上预应力筋混凝土轨枕上面使用的铁路配件——弹条扣件的制造工艺及热处理 138
四、轴承钢的热处理 143
第三节 工具钢的热处理与实例 145
一、切削工具钢的基本要求 145
二、刃具钢（低合金刃具钢）及其热处理 146
实例14：钢的分级淬火、等温淬火及回火使用硝酸盐配方 148
实例15：碳素钢与合金钢淬火加热、高速钢和高合金钢预热使用中性盐浴炉配方 148
三、碳素工具钢及其热处理 148
四、高速钢及其热处理 151
五、模具钢及其热处理 158
六、制造冲模的工艺 169
实例16：东风型内燃机车使用的“钢背铝瓦”在制造时，冷压成形大型模具热处理 173
实例17：焊接高速钢机械加工用刀具的药品配方 176
实例18：捣固机上，采用极薄弹簧片组装一起的成组弹簧片的热处理 176
第四节 特殊性能钢及其热处理 178
一、不锈钢的热处理 178
二、耐热钢热处理 183
三、耐磨钢热处理 186
二、灰口铸铁 188
一、白口铸铁 188
三、可锻铸铁 188
第一节 铸铁分类 188
第七章 铸铁热处理 188
四、球墨铸铁 189
五、普通铸铁成分 189
六、铸铁的石墨化过程 189
七、铸铁组织 191
一、铸铁热处理的必要性 192
第二节 铸铁热处理基础 192
九、石墨的影响 192
八、铸铁的性能 192
二、铸铁热处理的特点 193
三、铸铁热处理时应采取的措施 194
第三节 灰口铸铁热处理 194
一、灰口铸铁的化学成分 194
二、灰口铸铁的退火和正火 195
三、灰口铸铁的淬火与回火 196
一、可锻铸铁化学成分 197
第四节 可锻铸铁热处理 197
二、可锻铸铁的牌号、机械性能和应用举例 198
三、可锻铸铁的热处理 198
四、白心可锻铸铁的热处理 199
五、黑心可锻铸铁的热处理 201
六、可锻铸铁热处理过程中的缺陷及其防止与补救方法 203
七、获得不同基体可锻铸铁的方法 204
第五节 石墨化钢与激冷铸铁热处理 206
一、工厂中常用石墨化退火方法 206
二、激冷铸铁及其热处理 207
第六节 球墨铸铁热处理 208
一、球墨铸铁分类及化学成分 208
二、球墨铸铁热处理 209
三、球墨铸铁的化学热处理 212
第七节 特殊性能铸铁 213
二、耐热铸铁 214
一、耐磨铸铁 214
三、耐蚀铸铁 215
实例19：活塞环热处理 215
第八章 金属热处理缺陷分析及其防止措施 217
第一节 概论 217
第二节 过热与过烧 217
一、过热 217
二、过烧 218
第三节 氧化与脱碳 218
一、氧化 218
二、脱碳 219
三、防止和减轻氧化、脱碳的措施 219
实例20：工件在热处理加热过程中防止氧化和脱碳方法 219
第四节 热处理变形 220
一、热处理变形原因 220
二、热处理变形规律 222
三、热处理变形的校正 226
四、防止淬火工件变形及常用的补救变形的方法 227
第五节 热处理裂纹 228
一、热处理裂纹的一般概念 228
二、金属零件的淬火裂纹 228
三、影响淬火裂纹形成的因素 232
四、预防淬火裂纹的方法 236
五、热处理技术条件 239
六、预防淬火裂纹的工艺路线与淬火方法 240
七、淬火介质的选择 241
八、其他热处理裂纹 241
第六节 残余内应力 244
一、热处理内应力 244
二、表面淬火工件的残余应力 244
二、软点产生的主要原因及应采取措施 245
一、热处理和硬度 245
第七节 力学性能不合格 245
三、硬度不足的主要原因 246
四、高频淬火工件的软点和硬度不足 246
五、防止感应加热淬火时产生硬化层过浅或过深缺陷现象及应采取的措施 247
六、感应加热淬火产生硬化层不均匀缺陷的原因及防止方法 247
七、化学热处理渗碳硬化层深度不合格的原因及防止方法 247
第八节 热处理缺陷预防与全面质量控制 249
一、热处理全面质量控制的概念 249
二、基础条件控制 249
第九节 热处理前各工序质量控制 253
一、铸造质量控制 253
二、锻件质量控制 254
三、焊接质量控制 256
四、机械加工质量控制 257
二、预备热处理质量控制 258
第十节 热处理中质量控制 258
一、待处理的核查 258
三、最终热处理质量控制 259
四、安排热处理位置 259
五、对淬火介质的一般要求 260
六、热处理生产操作控制 260
第十一节 热处理工件质量要求与检验 260
一、淬火回火件的金相检查 260
二、淬火回火件的变形要求 261
三、校形后应达到的要求 261
四、表面热处理与化学热处理的质量控制 261
第十二节 热处理生产技术安全 263
一、热处理生产中常见危险因素 263
二、热处理生产的技术安全防护措施 264
参考文献 265