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第1章 热处理技术理论基础1

1.1 Fe- Fe3 C合金相图1

1.1.1 Fe-Fe3 C合金相图的结构特点1

1.1.2 典型铁碳合金在相图上的基本组织2

1.1.3 典型铁碳合金的显微组织2

1.1.4 Fe-Fe3 C合金相图中常用的热处理加热温度区间3

1.1.5 碳含量对钢的组织和力学性能的影响规律4

1.1.6 合金元素及其含量对钢组织的影响4

1.1.7 典型的Fe- Fe3 C- Me三元合金相图5

1.1.8 铁碳合金成分、组织和性能的关系6

1.2 奥氏体等温转变图的结构及其变化规律7

1.2.1 奥氏体等温转变图的结构特点7

1.2.2 奥氏体等温转变不同组织的形成机制及特征9

1.2.3 钢中碳含量及合金含量对其Ms点温度的影响10

1.2.4 钢中碳含量及合金含量对残留奥氏体量的影响11

1.2.5 奥氏体等温转变图的主要类型11

1.3 奥氏体连续冷却转变图的结构特点及主要类型13

1.3.1 奥氏体连续冷却转变图的结构特点13

1.3.2 奥氏体连续冷却转变图的主要类型13

1.4 钢的淬透性14

1.4.1 钢的淬透性和临界淬透直径及淬透性曲线14

1.4.2 钢的淬透性变化规律16

1.5 钢加热时的组织转变17

1.5.1 钢等温加热时的组织转变17

1.5.2 钢连续加热时的组织转变18

1.5.3 钢加热时晶粒度的变化规律19

1.6 热处理的加热20

1.6.1 各种加热方法及其加热时间20

1.6.2 固态加热介质22

1.6.3 气态加热介质22

1.6.4 液态加热介质28

1.7 热处理的冷却29

1.7.1 淬火的理想冷却速度29

1.7.2 水基淬火冷却介质的冷却特性29

1.7.3 淬火油的冷却特性34

1.7.4 有机聚合物淬火冷却介质的冷却特性35

1.7.5 分级和等温淬火冷却介质的特性36

第2章 常用钢的热处理工艺基础曲线38

2.1 结构钢38

2.1.1 08钢38

2.1.2 10钢38

2.1.3 15钢39

2.1.4 20钢39

2.1.5 25钢40

2.1.6 30钢40

2.1.7 35钢41

2.1.8 40钢43

2.1.9 45钢44

2.1.10 50钢45

2.1.11 55钢46

2.1.12 60钢48

2.1.13 15Mn、 16Mn钢48

2.1.14 20Mn钢49

2.1.15 30Mn钢50

2.1.16 40Mn钢52

2.1.17 45Mn钢52

2.1.18 50Mn钢52

2.1.19 55Mn53

2.1.20 20Mn2钢53

2.1.21 30Mn2钢54

2.1.22 35Mn2钢55

2.1.23 40Mn2钢56

2.1.24 45Mn2钢57

2.1.25 50Mn2钢57

2.1.26 30MnV钢57

2.1.27 25Mn2V钢58

2.1.28 27SiMn钢58

2.1.29 35SiMn钢59

2.1.30 42SiMn钢60

2.1.31 45SiMn2钢60

2.1.32 40B钢61

2.1.33 45B钢61

2.1.34 20Mn2B、 20Mn2钢62

2.1.35 40MnB钢64

2.1.36 20MnMoB钢66

2.1.37 20MnVB钢67

2.1.38 40MnVB钢68

2.1.39 20MnTiB钢69

2.1.40 20Mn2TiB钢69

2.1.41 25 MnTiB RE钢70

2.1.42 15Cr钢71

2.1.43 20Cr钢71

2.1.44 30Cr钢73

2.1.45 40Cr钢75

2.1.46 45Cr钢77

2.1.47 50Cr钢77

2.1.48 20CrMo钢79

2.1.49 30CrMo、 30CrMoA钢80

2.1.50 35CrMo钢80

2.1.51 42CrMo钢81

2.1.52 45CrMo钢83

2.1.53 25Cr2MoV、 25Cr2MoVA钢83

2.1.54 35CrMoV钢85

2.1.55 40Cr2MoV钢85

2.1.56 38CrMoAl、 38CrMoAlA钢86

2.1.57 20CrV钢87

2.1.58 40CrV、 40CrVA钢87

2.1.59 45CrV钢88

2.1.60 15CrMn钢89

2.1.61 20CrMn钢90

2.1.62 35CrMn2钢90

2.1.63 30CrMnSi钢91

2.1.64 35CrMnSiA钢93

2.1.65 15CrMnMo钢94

2.1.66 18 CrMnMo钢94

2.1.67 20CrMnMo钢95

2.1.68 20Cr2MnMo钢96

2.1.69 22CrMnMo钢96

2.1.70 30CrMnMo钢97

2.1.71 40CrMnMo钢97

2.1.72 18 CrM nTi钢98

2.1.73 20CrMnTi钢99

2.1.74 30CrMnTi钢100

2.1.75 35CrMnTi钢100

2.1.76 40CrMnTi钢101

2.1.77 20CrNi钢102

2.1.78 40CrNi钢104

2.1.79 50CrNi钢105

2.1.80 12 CrN i2钢105

2.1.81 18CrNi2钢106

2.1.82 12Cr2Ni2钢107

2.1.83 12CrNi3钢108

2.1.84 20CrNi3、 20CrNi3A钢110

2.1.85 30CrNi3钢111

2.1.86 37CrNi3A钢112

2.1.87 12Cr2Ni4、 12CrNi4A钢113

2.1.88 20Cr2Ni4、 20Cr2Ni4A钢114

2.1.89 20CrNiMo钢116

2.1.90 30CrNiMo钢117

2.1.91 40CrNiMo、 40CrNiMoA钢118

2.1.92 50CrNiMoVA121

2.1.93 18CrNiWA钢121

2.1.94 18 Cr2 Ni4 W钢122

2.1.95 Mn13钢122

2.2 弹簧钢123

2.2.1 65钢123

2.2.2 85钢124

2.2.3 65 M n钢125

2.2.4 55SiMnVB钢126

2.2.5 65Mn钢127

2.2.6 55Si2Mn钢128

2.2.7 60Si2Mn钢128

2.2.8 50CrMn钢129

2.2.9 50CrVA钢130

2.2.10 50CrMnVA钢131

2.2.11 55SiMnMoV钢132

2.3 滚动轴承钢133

2.3.1 GCr6钢133

2.3.2 GCr6SiMn钢134

2.3.3 GCr9钢134

2.3.4 GCr9SiMn钢135

2.3.5 GCr15钢135

2.3.6 GCr15SiMn钢137

2.3.7 GCr15SiMo钢139

2.3.8 GSiMnMoV钢139

2.4 工具钢140

2.4.1 T7、T7 A钢140

2.4.2 T8、T8A钢141

2.4.3 T8Mn钢142

2.4.4 T9、T9 A钢142

2.4.5 T10、 T10A钢143

2.4.6 T11、T11A钢144

2.4.7 T12、 T12A钢145

2.4.8 9SiCr钢147

2.4.9 Cr06钢148

2.4.10 Cr钢148

2.4.11 Cr2钢148

2.4.12 9Cr2钢149

2.4.13 W钢149

2.4.14 5 W2CrSiV钢150

2.4.15 Cr12钢150

2.4.16 Cr12MoV钢151

2.4.17 9Mn2V钢152

2.4.18 CrWMn钢153

2.4.19 9CrWMn钢154

2.4.20 Cr4W2MoV钢154

2.4.21 4CrMnSiMoV钢154

2.4.22 8Cr2SiMnMoV钢155

2.4.23 5CrMnMo、 4CrMnMo钢155

2.4.24 5CrNiMo、 5CrNiMoV钢157

2.4.25 3Cr2W8V钢159

2.4.26 4Cr5MoSiV钢160

2.4.27 4Cr5W2V1Si钢161

2.4.28 4Cr5W2VSi钢162

2.4.29 W3Mo2Cr4VSi钢162

2.4.30 W18Cr4V钢163

2.4.31 W9Cr4V2钢165

2.4.32 CW9Mo3Cr4VN钢165

2.4.33 W6Mo5Cr4V、 W6Mo5Cr4V2钢165

2.4.34 W6Mo5Cr4V2A1钢167

2.4.35 W6Mo5Cr4V2Co5钢167

2.4.36 W2Mo9Cr4VCo8钢168

2.4.37 W12Mo2Cr4VRE钢168

2.5 不锈钢和耐热钢170

2.5.1 06Cr13钢170

2.5.2 12Cr13钢170

2.5.3 20Cr13钢171

2.5.4 30Cr13钢172

2.5.5 40Cr13钢173

2.5.6 95Cr18钢173

2.5.7 Cr17钢174

2.5.8 14Cr17Ni2钢174

2.5.9 14Cr11 MoV钢174

2.5.10 42Cr9Si2钢175

2.5.11 40Cr10Si2Mo钢175

第3章 钢的整体热处理技术176

3.1 钢的预备热处理工艺及其应用176

3.1.1 钢的正火工艺及其应用176

3.1.2 钢的退火工艺及其应用178

3.2 钢的最终热处理工艺及其应用184

3.2.1 钢的淬火工艺及其应用184

3.2.2 钢的冷处理工艺及其应用197

3.2.3 钢的回火工艺及其应用198

3.2.4 钢的时效工艺及其应用201

3.2.5 钢的强韧化工艺及其应用203

3.3 钢的形变热处理工艺及其应用209

3.3.1 钢的高温形变热处理工艺及其应用209

3.3.2 钢的锻轧余热热处理工艺及其应用211

3.3.3 钢的其他形变热处理工艺及其应用211

第4章 铸铁的整体热处理技术214

4.1 Fe-C-Si三元合金相图214

4.1.1 Fe-C-Si三元合金准稳定相图214

4.1.2 Fe- C-Si三元合金稳定相图214

4.1.3 硅和锰对铸铁临界温度的影响215

4.1.4 普通铸铁中碳和硅的含量215

4.2 铸铁的奥氏体等温冷却转变216

4.2.1 灰铸铁奥氏体等温冷却转变216

4.2.2 合金元素对铸铁淬透性的影响217

4.3 球墨铸铁奥氏体冷却转变222

4.3.1 球墨铸铁奥氏体等温冷却转变222

4.3.2 球墨铸铁奥氏体连续冷却转变223

4.4 铸铁力学性能与其影响因素的关系227

4.5 常用铸铁的整体热处理229

4.5.1 白口铸铁的整体热处理229

4.5.2 灰铸铁的整体热处理231

4.5.3 球墨铸铁的整体热处理237

4.5.4 可锻铸铁的整体热处理249

第5章 表面热处理技术253

5.1 感应淬火253

5.1.1 感应加热的理论基础253

5.1.2 常用高频感应器的结构及其应用259

5.1.3 常用中频感应器的结构及其应用261

5.1.4 感应淬火方法及工艺参数263

5.1.5 感应淬火应用实例271

5.2 火焰淬火276

5.2.1 火焰淬火方法276

5.2.2 火焰淬火工艺参数279

5.2.3 火焰淬火应用实例283

5.3 接触电阻加热表面淬火284

5.3.1 接触电阻加热淬火原理284

5.3.2 接触电阻加热淬火设备285

5.4 激光热处理285

5.5 电子束热处理293

第6章 化学热处理技术295

6.1 渗碳和碳氮共渗295

6.1.1 渗碳工艺参数295

6.1.2 渗碳后淬火、回火工艺参数304

6.1.3 碳氮共渗工艺参数306

6.1.4 碳氮共渗后淬火、回火工艺参数309

6.1.5 渗碳工艺的应用实例311

6.1.6 碳氮共渗工艺的应用实例316

6.2 渗氮和氮碳共渗318

6.2.1 渗氮工艺参数318

6.2.2 渗氮和氮碳共渗工艺应用实例323

6.3 渗硼327

6.3.1 渗硼工艺参数327

6.3.2 渗硼工艺应用实例329

6.4 渗硫330

6.4.1 渗硫工艺参数330

6.4.2 渗硫工艺应用实例331

6.5 渗硅332

6.5.1 渗硅工艺参数332

6.5.2 渗硅工艺应用实例333

6.6 渗铝334

6.6.1 渗铝工艺参数334

6.6.2 渗铝工艺应用实例335

6.7 渗铬336

6.7.1 渗铬工艺参数336

6.7.2 渗铬工艺应用实例337

6.8 渗锌338

6.8.1 渗锌工艺参数338

6.8.2 渗锌工艺应用实例339

6.9 二元、三元、多元共渗工艺应用实例339

6.9.1 二元共渗工艺应用实例339

6.9.2 三元共渗工艺应用实例343

6.9.3 多元共渗工艺应用实例346

6.9.4 气相沉积工艺应用实例347

6.9.5 化合物覆层工艺应用实例348

第7章 非铁金属及其合金的热处理技术350

7.1 常用非铁金属及其合金的特点350

7.1.1 铝系二元合金的特点350

7.1.2 铜系二元合金的特点354

7.1.3 镁系二元合金的特点359

7.1.4 钛系二元合金的特点360

7.2 常用非铁金属及其合金的热处理361

7.2.1 铝及铝合金的热处理工艺及应用361

7.2.2 铜及铜合金的热处理工艺及应用366

7.2.3 镁合金的热处理工艺及应用370

7.2.4 钛及钛合金的热处理工艺及应用372

第8章 粉末冶金材料的热处理技术373

8.1 铁基粉末冶金件的热处理373

8.1.1 铁基粉末冶金件的整体热处理373

8.1.2 铁基粉末冶金件的化学热处理374

8.2 钢结硬质合金件的热处理377

8.2.1 钢结硬质合金件退火工艺377

8.2.2 钢结硬质合金件淬火、回火工艺379

8.2.3 钢结硬质合金件时效硬化工艺380

8.3 粉末高速工具钢的热处理380

8.3.1 冷压烧结粉末高速工具钢热处理工艺380

8.3.2 热等静压粉末高速工具钢热处理工艺381

8.3.3 热挤压粉末高速工具钢热处理工艺381

8.4 硬质合金的热处理381

8.4.1 硬质合金的退火工艺381

8.4.2 硬质合金的时效硬化工艺382

第9章 功能合金的热处理技术384

9.1 电性合金的热处理384

9.1.1 导电合金的热处理工艺384

9.1.2 电阻合金的热处理工艺387

9.2 磁性合金的热处理390

9.2.1 软磁合金的热处理工艺390

9.2.2 永磁合金的热处理工艺401

9.3 膨胀合金的热处理413

9.3.1 低膨胀合金的热处理工艺413

9.3.2 铁磁性定膨胀合金的热处理工艺418

9.3.3 无磁性定膨胀合金的热处理工艺421

9.3.4 高膨胀合金的热处理工艺424

9.4 弹性合金的热处理425

9.4.1 高弹性合金的热处理工艺425

9.4.2 恒弹性合金的热处理工艺437

第10章 热处理常见缺陷及其影响因素443

10.1 热处理内应力及其影响因素443

10.1.1 热处理内应力的种类及其特征443

10.1.2 热处理内应力的主要影响因素445

10.1.3 回火对淬火应力的消减作用454

10.2 热处理变形及其主要影响因素456

10.2.1 热处理变形的基本形式456

10.2.2 热处理变形的基本规律457

10.2.3 热处理变形的主要影响因素460

10.2.4 减少热处理变形的各种措施479

10.2.5 热处理变形的矫正方法496

10.2.6 热处理变形问题的归纳总结501

10.3 热处理裂纹及其主要影响因素504

10.3.1 热处理裂纹的形式及其特征504

10.3.2 产生热处理裂纹的主要影响因素508

10.3.3 预防产生淬火裂纹的各种措施516

10.3.4 热处理裂纹的补救措施523

10.4 内部组织结构不良与热处理的关系525

10.4.1 氧化和脱碳的典型显微组织525

10.4.2 过热和过烧的典型显微组织526

10.4.3 整体热处理的内部不良组织528

10.4.4 零件表面淬火前预处理的不良组织542

10.4.5 表面淬火硬化层的不良组织544

10.4.6 化学热处理前预备热处理的不良组织545

10.4.7 化学热处理渗层的不良组织546

10.4.8 渗碳和碳氮共渗淬火后心部的不良组织550

10.4.9 非铁金属及合金的不良组织551

附录554

附录A 常用钢的临界温度554

附录B 加热时间的计算557

附录C 常用钢淬火推荐的预冷温度范围558

附录D 常用钢产生回火脆性的温度范围558

附录E 碳钢回火色和温度的关系559

附录F 常用钢表面淬火时推荐的加热温度（喷水冷却）559

附录G 常用非铁金属材料的热处理工艺参数560

附录H 钢结硬质合金热处理工艺参数569

附录I 电性合金的化学成分、热处理工艺及性能570

附录J 磁性合金的热处理工艺参数573

附录K 弹性合金的热处理和力学性能576

参考文献580