熱處理技術

本書編寫的目的是為適應經濟發展和技術進步的客觀需要，加快高級技能人才的培養，拓寬技能人才的成長通道，同時進一步完善技師評聘制度，以促進更多的高級技能人才脫穎而出。編寫原則是以熱處理技師的專業知識為主，兼顧高級工的要求，並編入部分提高內容，以適應高級技師的知識要求。內容包括金屬材料與金屬學基礎知識、鋼的熱處理原理、鋼的加熱、退火與正火、淬火與回火、表面淬火、化學熱處理、工業用鋼及其熱處理、鑄鐵及其熱處理、非鐵金屬材料及其熱處理、熱處理工藝制定、熱處理設備及其發展、熱處理新技術等。

本書內容全面系統，闡述精練實用，針對性、通用性強。本書是職業技術學院、技師學院、繼續教育學院機械類專業，尤其是熱處理專業的優選教材，是熱處理技師、高級技師的職業技能培訓、考評的合適教材，也是企業內部中長期培訓的適用教材。同時，也可供從事機械製造工程的技術人員參考。

1章金屬材料與金屬學基礎知識1

11金屬材料的性能1

111金屬材料的力學性能 1

112金屬材料的工藝性能 6

12金屬的結構與結晶6

121金屬的晶體結構 6

122金屬的實際結構與晶體缺陷 9

123金屬的結晶 11

124金屬的同素異構轉變13

125金屬鑄錠 14

13金屬的塑性變形和再結晶15

131金屬的塑性變形 16

132塑性變形對金屬組織和性能的

影響17

133回復與再結晶19

134金屬的熱加工21

14合金的相結構與鐵碳合金22

141合金的相結構22

142鐵碳合金相圖24

143碳素鋼28

第2章鋼的熱處理原理31

21概述31

211熱處理及其作用 31

212鋼的臨界溫度31

22鋼在加熱時的組織轉變32

221奧氏體形成的熱力學條件 32

222奧氏體的形成過程33

223影響奧氏體形成速度的因素 34

224奧氏體的晶粒大小及其影響

因素35

23鋼在冷卻時的組織轉變36

231過冷奧氏體等溫轉變圖37

232過冷奧氏體等溫轉變產物的組

織與性能38

233影響過冷奧氏體等溫轉變曲線

的因素 44

234過冷奧氏體的連續冷卻轉變44

第3章鋼的加熱46

31加熱的目的和要求46

32確定加熱規範的一般原則46

321加熱溫度確定46

322加熱速度選擇 47

323加熱方法選擇 48

324加熱時間確定49

33加熱介質49

331固體介質49

332液體介質50

333氣體介質 51

34鋼加熱時常見的缺陷52

341欠熱、過熱和過燒52

342氧化與脫碳53

343變形與開裂54

第4章鋼的退火與正火55

41退火與正火的基本概念及分類55

42常用退火工藝方法56

421擴散退火56

422完全退火56

423不完全退火57

424球化退火57

425等溫退火59

426再結晶退火和去應力退火59

43鋼的正火60

44退火與正火的選擇61

441退火與正火后鋼的組織與

性能61

442退火與正火的選擇62

第5章鋼的淬火與回火63

51淬火的定義、目的及分類63

52淬火介質64

521對淬火介質的要求64

522淬火介質的冷卻作用 64

523常用的淬火介質 65

53鋼的淬透性66

531淬硬性與淬透性的概念66

532影響淬透性的因素67

533淬透性的測定方法67

534淬透性在生產中的應用與

意義68

54淬火應力、變形及開裂69

541淬火時工件的內應力70

542淬火時工件的變形 71

543淬火裂紋73

55淬火方法77

56淬火工藝確定原則79

561淬火加熱方式及加熱溫度的

確定79

562淬火加熱時間的確定80

563淬火介質的選擇80

564淬火冷卻方式的確定81

57鋼的回火81

571回火的定義與目的81

572淬火鋼回火時的組織轉變82

573淬火鋼回火時力學性能的

變化84

574二次硬化85

575回火脆性85

576回火穩定性86

577時效現象86

578回火工藝的分類及應用87

579回火工藝的制定87

58淬火回火缺陷與預防89

581淬火缺陷與預防89

582回火缺陷與預防91

第6章鋼的表面淬火92

61表面淬火的定義、目的及分類92

62表面淬火工藝原理93

621快速加熱時鋼中的相變特點 93

622表面加熱淬火后組織與性能

特點94

63感應加熱表面淬火95

631感應加熱基本原理95

632感應加熱淬火工藝97

633感應加熱設備的合理選擇99

634感應加熱淬火的特點101

635感應加熱表面淬火的常見缺陷及

返修措施101

636感應加熱表面淬火實例102

64火焰加熱表面淬火102

641火焰加熱表面淬火基本原理及

特點102

642火焰加熱表面淬火常用氣體

燃料103

643火焰加熱表面淬火方法103

644火焰加熱表面淬火常用設備104

645火焰加熱表面淬火注意事項104

第7章鋼的化學熱處理105

71化學熱處理的定義、目的及

分類105

72化學熱處理原理及過程106

721化學熱處理的基本過程106

722化學熱處理滲劑的性能107

723化學熱處理過程中滲劑的化學

反應機制107

724化學熱處理過程中催化劑的

作用107

73鋼的滲碳108

731滲碳的定義、目的、分類及

應用108

732滲碳用鋼108

733滲碳件主要技術要求109

734氣體滲碳109

735固體滲碳和液體滲碳工藝112

736零件滲碳后的熱處理113

737滲碳后鋼的組織與性能114

738滲碳件質量檢驗及常見缺陷防止

措施114

74鋼的滲氮116

741概述116

742鋼的滲氮原理116

743滲氮用鋼及滲氮前的熱處理118

744氣體滲氮工藝119

745滲氮層的組織和性能特點121

746滲氮件的質量檢驗及常見缺陷

防止措施122

75鋼的碳氮共滲與氮碳共滲124

751碳氮共滲124

752氮碳共滲（軟氮化）126

76其他化學熱處理工藝127

761滲硼127

762滲金屬128

763滲其他元素130

764多元共滲130

77等離子體化學熱處理131

771離子化學熱處理原理131

772離子滲氮及離子氮碳共滲

（離子軟氮化）132

773離子滲碳及離子碳氮共滲134

774離子滲硫、離子硫氮共滲及硫

氮碳共滲135

775離子滲硼136

776離子滲金屬136

第8章工業用鋼及其熱處理137

81概述137

811鋼的分類137

812合金元素在鋼中的作用137

813合金鋼的分類及牌號139

82結構鋼及其熱處理140

821結構鋼概述140

822滲碳鋼及其熱處理141

823調質鋼及其熱處理143

824彈簧鋼及其熱處理146

825滾動軸承鋼及其熱處理149

83工具鋼及其熱處理152

831工具鋼概述152

832刃具鋼及其熱處理152

833模具鋼及其熱處理159

834量具鋼及其熱處理166

84特殊性能鋼及其熱處理168

841不鏽鋼及其熱處理168

842耐熱鋼及其熱處理172

843耐磨鋼及其熱處理174

第9章鑄鐵及其熱處理175

91鑄鐵的分類及其石墨化175

911鑄鐵的分類175

912鑄鐵的石墨化過程及影響

因素176

92灰鑄鐵及其熱處理177

921灰鑄鐵的化學成分、組織及

性能177

922灰鑄鐵的孕育處理178

923灰鑄鐵的牌號與用途179

924灰鑄鐵的熱處理179

93可鍛鑄鐵及其熱處理181

931可鍛鑄鐵的化學成分、組織

及性能181

932可鍛鑄鐵的牌號與用途182

933可鍛鑄鐵的熱處理182

94球墨鑄鐵及其熱處理183

941球墨鑄鐵的化學成分、組織

及性能183

942球墨鑄鐵的牌號與用途184

943球墨鑄鐵的熱處理185

第10章非鐵金屬材料及其熱處理188

101鋁合金及其熱處理188

1011純鋁188

1012鋁合金的熱處理188

102銅合金及其熱處理192

1021工業純銅192

1022銅合金的熱處理193

103鈦合金及其熱處理196

1031工業純鈦196

1032鈦合金的熱處理196

104鎂及鎂合金197

1041純鎂197

1042鎂合金197

105軸承合金198

1051軸承合金的組織和性能198

1052常用的軸承合金198

106硬質合金199

1061金屬陶瓷硬質合金200

1062碳化鉻硬質合金200

1063鋼結硬質合金200

1064硬質合金的發展200

第11章熱處理工藝的制定202

111熱處理零件的技術要求202

1111熱處理技術條件及其標註202

1112熱處理工藝位置的安排202

112熱處理工藝制定的原則、依據和

步驟203

1121熱處理工藝制定的原則203

1122熱處理工藝制定的依據205

1123熱處理工藝制定的步驟205

113材料與工藝的選用206

1131材料與工藝的選用原則和

方法206

1132典型零件的材料選用與工

藝制定實例211

第12章熱處理設備及其發展213

121概述213

1211熱處理設備的分類213

1212熱處理電爐的近代發展214

122熱處理設備的測控技術及其發展215

1221爐溫測量控制技術215

1222氣氛測控技術220

123各種熱處理設備及其發展223

1231熱處理電阻爐223

1232真空熱處理爐226

1233可控氣氛爐228

1234輝光離子氮化爐232

1235激光及電子束熱處理裝置234

124熱處理設備的安裝調試及常

見故障診治235

1241熱處理設備的驗收安裝調

試注意事項235

1242熱處理設備的常見故障與

診治236

125熱處理安全生產248

1251防火248

1252防爆 248

1253防中毒248

1254防燙(燒)傷 248

1255防觸電2491256防砸傷249

第13章熱處理新技術250

131真空熱處理250

1311真空加熱特點 250

1312真空熱處理工藝 251

132鋼的強韌化處理253

1321奧氏體晶粒超細化處理254

1322改善鋼中第二相分佈形態的強

韌化淬火255

1323控制馬氏體、貝氏體組織形態

的淬火256

1324形變熱處理258

1325其他方法259

133高能量密度表面熱處理260

1331高頻脈衝淬火 260

1332激光熱處理 261

1333電子束加熱表面淬火 263

134氣相沉積技術263

1341化學氣相沉積(CVD)263

1342物理氣相沉積(PVD) 264

135離子注入技術266

1351離子注入的原理 267

1352溝道效應和輻照損傷268

1353離子注入的特點 268

1354離子注入表面改性機理 268

136計算機在熱處理中的應用269

1361概述 269

1362計算機在常規熱處理中的

應用 270

1363計算機在化學熱處理中的

應用 271

1364計算機模擬技術在熱處理中的

應用研究272

1365熱處理生產線的微機控制273

參考文獻275