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目录1

前言1

第1章　表面改性热处理基础1

1.1　表面加热淬火基础3

1.1.1　表面加热淬火工艺特点3

1.1.2　表面加热淬火相变特点4

1.1.3　表面加热淬火组织与性能特点6

1.1.4　表面加热淬火常用材料8

1.2　化学热处理基础8

1.2.1　化学热处理的基本过程9

1.2.2　扩散层形成规律15

1.2.3　化学热处理后渗层的性能评估17

1.2.4　常用化学热处理方法及用途18

第2章　感应加热热处理19

2.1　感应加热的基本原理19

2.1.1　电磁感应和交流电的电效应19

2.1.2　电流透入深度与感应加热22

2.2　感应加热热处理工艺28

2.2.1　感应热处理件的技术条件28

2.2.2　感应热处理常用材料及其对原始组织的要求29

2.2.3　感应加热设备频率和加热比功率的选择与确定29

2.2.4　感应加热方式和冷却方式32

2.2.5　感应加热淬火后的回火34

2.2.6　感应加热工艺的编制35

2.2.7　感应热处理的工艺调整37

2.3　感应热处理件的质量检查40

2.3.1　感应热处理件的检查项目40

2.3.2　检查方法及标准41

2.3.3　感应热处理件的常见质量问题和返修措施45

2.4　感应热处理设备46

2.4.1　感应加热电源46

2.4.2　感应加热机床47

2.5.1　感应器设计的一般概念48

2.5　感应器48

2.5.2　感应器设计52

2.5.3　磁屏64

2.5.4　导磁体64

2.6　应用实例65

2.6.1　曲轴的感应热处理65

2.6.2　半轴的感应热处理68

2.6.3　三销轴和球头销的感应热处理71

2.6.4　钢板弹簧的感应热处理72

2.6.5　导轨的感应热处理74

3.1　火焰加热表面淬火特点76

3.2　火焰加热表面淬火用燃料和装置76

第3章　火焰加热表面淬火76

3.3　火焰加热表面淬火工艺79

3.3.1　火焰加热表面淬火的钢种及对钢原始组织的要求79

3.3.2　火焰加热表面淬火加热温度的控制79

3.3.3　火焰加热表面淬火硬化层深度的控制79

3.3.4　火焰加热表面淬火工艺质量及控制要点82

3.4　应用实例82

4.1.1　盐浴加热表面淬火84

4.1.2　铅浴加热表面淬火84

4.1　浴炉加热表面淬火84

第4章　其他表面加热淬火方法84

4.2　电解液加热表面淬火85

4.3　接触电阻加热表面淬火86

第5章　激光束与电子束加热热处理90

5.1　激光束表面热处理90

5.1.1　激光表面加热设备90

5.1.2　激光表面改性原理94

5.1.3　激光表面热处理的分类及特点96

5.1.4　激光表面淬火97

5.1.5　激光表面熔凝109

5.1.6　激光表面合金化114

5.2.1　电子束表面改性设备及工作原理118

5.2　电子束表面热处理118

5.2.2　电子束表面热处理工艺119

第6章　渗碳及碳氮共渗125

6.1　渗碳及碳氮共渗简介125

6.1.1　渗碳简介125

6.1.2　碳氮共渗简介126

6.2　渗碳126

6.2.1　常用渗碳钢126

6.2.2　渗碳件的表面清理及防渗处理130

6.2.3　影响渗碳的因素131

6.2.4　气体渗碳133

6.2.5　液体渗碳138

6.2.6　固体渗碳141

6.2.7　其他渗碳方法143

6.2.8　渗碳后的热处理145

6.2.9　渗碳件的组织和性能148

6.2.10　渗碳件质量检验及常见缺陷防止措施150

6.2.11　应用实例154

6.3　碳氮共渗157

6.3.1　气体碳氮共渗157

6.3.2　液体碳氮共渗160

6.3.3　固体碳氮共渗162

6.3.4　碳氮共渗件的技术条件162

6.3.5　碳氮共渗用钢及其后续热处理163

6.3.6　碳氮共渗件的组织和性能166

6.3.7　碳氮共渗件质量检验及常见缺陷防止措施168

6.3.8　应用实例170

第7章　渗氮及其多元共渗174

7.1　渗氮及其多元共渗简介174

7.1.1　渗氮简介175

7.1.2　氮碳共渗简介178

7.1.3　其他含氮多元共渗简介178

7.2　常用渗氮及其多元共渗材料179

7.3　渗氮182

7.3.1　渗氮介质182

7.3.2　气体渗氮工艺参数及操作过程183

7.3.3　结构钢与工具钢的渗氮184

7.3.4　不锈钢与耐热钢的渗氮188

7.3.5　铸铁的渗氮189

7.3.6　非渗氮部位的保护189

7.3.7　其他渗氮方法190

7.3.8　气体渗氮件的组织和性能191

7.3.9　气体渗氮件常见缺陷产生原因及防止措施200

7.3.10　应用实例201

7.4　氮碳共渗204

7.4.1　气体氮碳共渗204

7.4.2　盐浴氮碳共渗206

7.4.4　奥氏体氮碳共渗208

7.4.3　固体氮碳共渗208

7.4.5　氮碳共渗件的组织和性能209

7.4.6　氮碳共渗件常见缺陷产生原因及防止措施211

7.4.7　应用实例212

7.5　其他含氮多元共渗214

7.5.1　氧氮共渗214

7.5.2　硫氮共渗214

7.5.3　硫氮碳共渗215

7.5.4　QPQ处理216

7.5.5　盐浴硫氮碳钒共渗217

7.5.6　其他含氮多元共渗件的组织和性能218

7.5.8　应用实例220

7.5.7　其他含氮多元共渗件常见缺陷产生原因及防止措施220

第8章　渗金属及非金属224

8.1　渗金属及非金属原理和方法224

8.1.1　固体法渗金属及非金属的基本特点225

8.1.2　液体法渗金属及非金属的基本特点226

8.1.3　气体法渗金属及非金属的基本特点226

8.2　渗硼、渗硅227

8.2.1　渗硼、渗硅的渗剂组成和工艺方法228

8.2.2　钢铁件的渗硼工艺及性能233

8.2.3　其他金属的渗硼工艺及性能240

8.2.4　金属渗硅工艺及性能243

8.2.5　复合渗和共渗247

8.3　渗铬、钒、铌、钛254

8.3.1　渗金属工艺方法255

8.3.2　渗铬工艺及性能258

8.3.3　渗钒、渗铌工艺及性能263

8.3.4　渗钛工艺及性能267

8.3.5　渗金属件的质量检验、常见缺陷及防止措施270

8.3.6　复合渗和共渗271

8.4　渗锌和渗铝273

8.4.1　渗锌工艺和性能274

8.4.2　渗铝工艺和性能277

8.4.3　渗锌、渗铝件的质量检验、常见缺陷及防止措施281

8.5　应用实例282

第9章　离子化学热处理284

9.1　离子化学热处理基础284

9.1.1　等离子体基本概念284

9.1.2　辉光放电285

9.1.3　离子化学热处理原理288

9.2　离子化学热处理设备290

9.2.1　离子化学热处理设备简介290

9.2.2　炉体及真空系统295

9.2.3　离子渗氮炉及其基本操作299

9.2.4　离子渗碳炉及其基本操作301

9.2.5　日常维护及常见故障排除303

9.3　离子渗氮及氮碳共渗305

9.3.1　离子渗氮工艺305

9.3.2　离子渗氮层的组织与性能312

9.3.3　离子氮碳共渗工艺321

9.3.4　钛及钛合金离子渗氮322

9.3.5　稀土催渗离子渗氮技术介绍324

9.4　离子渗碳及碳氮共渗325

9.4.1　离子渗碳工艺325

9.4.2　离子碳氮共渗工艺326

9.5.1　低温离子渗硫工艺327

9.5　离子渗硫及多元共渗327

9.5.2　离子硫氮共渗及离子硫氮碳共渗工艺328

9.5.3　离子渗硫及其多元共渗层的组织与性能330

9.6　离子渗金属332

9.6.1　双层辉光离子渗金属332

9.6.2　其他离子渗金属方法介绍333

9.7　离子化学热处理复合处理技术334

9.8　应用实例337

附录341

附录A　国内外表面改性热处理常用钢铁牌号对照表341

附录B　常用硬度值换算表348

参考文献354