正版新书]热处理手册 第1卷 工艺基础 第5版中国机械工程学会热

前言第1章金属热处理术语11.1基础术语11.1.1总称类11.1.2加热类11.1.3冷却类21.2热处理工艺术语31.2.1退火类31.2.2正火类31.2.3淬火类31.2.4回火类51.2.5固溶与时效类51.2.6渗碳类61.2.7渗氮类71.2.8渗金属及渗其他非金属类71.2.9多元共渗类71.2.10表面处理类81.3组织与性能术语81.3.1组织类81.3.2性能类111.3.3热处理缺陷类121.4热处理装备术语121.4.1热处理设备类121.4.2辅助设备及装置类131.4.3传感器与仪表类13参考文献13第2章合金相图142.1单元系相图142.1.1相平衡和相律142.1.2单元系相图和相律应用示例142.2二元系相图152.2.1成分表示方法152.2.2相图测定方法152.2.3相图基本分析方法和杠杆定律162.2.4凝固过程中三种典型的转变相图172.2.5固态相变中几种典型的转变相图202.2.6综合分析实例一：Fe-Fe3C相图212.2.7综合分析实例二：富Al的Cu-Al相图及其合金时效析出对性能的影响272.2.8常用的Fe基二元相图312.2.9常用的Al基二元相图352.3三元系相图392.3.1三元相图基础392.3.2三元相图成分表示方法392.3.3等边成分三角形中的特殊线402.3.4成分的其他表示方法402.3.5三元相图概述412.3.6三元相图举例43参考文献49第3章金属热处理的加热503.1固态相变过程中原子的扩散503.2钢的加热转变513.2.1珠光体向奥氏体转变513.2.2贝氏体和马氏体向奥氏体转变533.2.3奥氏体化的动力学543.2.4钢加热时的奥氏体晶粒长大543.2.5过热和过烧563.3加热计算公式和常用图表563.3.1影响加热速度的因素563.3.2钢件加热时间的经验计算法573.3.3从节能角度考虑的加热时间计算法583.4快速加热613.4.1快速加热钢的组织转变和性能改善613.4.2快速加热中有色合金的组织转变和性能改善63参考文献68第4章金属热处理的冷却694.1钢的淬火694.2钢的过冷奥氏体转变704.2.1珠光体转变704.2.2马氏体转变724.2.3贝氏体转变744.2.4各组织的冲击韧性比较764.2.5过冷奥氏体的转变动力学曲线774.3钢的硬度和淬透性804.3.1钢的硬度804.3.2淬透性的定义804.3.3淬透性曲线的测量814.3.4淬透性曲线图814.3.5淬透性的计算814.4冷却机制及冷却曲线854.4.1液体淬火冷却机制854.4.2冷却曲线854.5冷却能力评价874.5.1表面换热系数874.5.2淬冷烈度874.6质量效应与等效冷速试样894.6.1质量效应894.6.2等效端淬距离894.6.3理想临界直径924.6.4等效冷速试样924.7性能预测与工艺设计934.7.1淬火硬度与对应马氏体组织含量的确定934.7.2淬火不接近度944.7.3回火温度与力学性能预测944.7.4淬火冷却工艺设计954.8钢的淬火应力、裂纹与畸变964.8.1淬火应力964.8.2淬火裂纹984.8.3淬火畸变1004.9几种淬火冷却工艺1014.9.1强烈淬火1014.9.2水-空交替控时淬火1044.9.3逆淬火1074.9.4喷射淬火1084.9.5气冷淬火1114.10钢的冷处理1144.10.1影响残留奥氏体量的因素1144.10.2冷处理的工艺1154.10.3冷处理的实现1164.10.4冷处理的性能1174.10.5冷处理的异议117参考文献117第5章金属热处理的模拟1195.1热处理过程的模拟1195.2热处理过程模拟的基础1195.2.1基本物性参数1195.2.2热传递计算1205.2.3相变计算1225.2.4应力和畸变计算1225.3加热和冷却模拟实例1235.3.1加热模拟1235.3.2回火/正火的有限元模拟1255.3.3淬火的有限元模拟125参考文献129第6章钢铁件的整体热处理1306.1钢的热处理1306.1.1钢的退火与正火1306.1.2钢的淬火1376.1.3钢的回火1536.2铸铁的热处理1606.2.1铸铁的分类和应用1606.2.2铸铁热处理基础1616.2.3白口铸铁的热处理1686.2.4灰铸铁的热处理1696.2.5球墨铸铁的热处理1736.2.6可锻铸铁的热处理183参考文献185第7章表面热处理1877.1感应热处理1877.1.1感应加热原理1877.1.2感应热处理基础1927.1.3感应淬火工艺1987.1.4感应淬火工艺参数2087.1.5感应淬火件的回火2217.1.6感应淬火零件的应力和畸变2227.2火焰淬火2287.2.1火焰加热方法2287.2.2火焰喷嘴和燃料气2297.2.3火焰淬火机床2327.2.4火焰淬火工艺规范2337.3高能束热处理2367.3.1高能束热处理概述2367.3.2激光淬火2377.3.3激光退火2437.3.4激光熔凝2487.3.5激光合金化2527.3.6激光熔覆2557.3.7电子束热处理259参考文献266第8章化学热处理2678.1钢的渗碳2688.1.1渗碳原理2688.1.2气体渗碳2708.1.3其他渗碳方法2778.1.4渗碳用钢及渗碳后的热处理2808.1.5渗碳层的组织和性能2838.1.6渗碳件质量检查、常见缺陷及防止措施2848.2钢的碳氮共渗2868.2.1碳氮共渗原理2868.2.2气体碳氮共渗2878.2.3其他碳氮共渗方法2898.2.4碳氮共渗用钢及共渗后的热处理2908.2.5碳氮共渗层的组织和性能2928.2.6碳氮共渗工件质量检查与常见缺陷及防止措施2938.3渗氮及其多元共渗2948.3.1渗氮及其多元共渗原理2948.3.2常用渗氮用钢及其预处理2968.3.3渗氮2998.3.4氮碳共渗3088.3.5含氮多元共渗3138.4渗金属及碳氮之外的非金属3168.4.1渗硼3168.4.2渗铝3198.4.3渗锌3228.4.4渗铬3258.4.5熔盐碳化物覆层工艺3278.4.6渗硫3288.4.7渗硅、钛、铌、钒、锰3298.4.8多元共渗与复合渗3308.5真空及离子化学热处理3328.5.1真空化学热处理3328.5.2离子化学热处理343参考文献362第9章形变热处理3649.1形变热处理原理与分类3649.1.1形变热处理的发展与基本原理3649.1.2形变热处理的工业应用和方法分类3659.2低温形变热处理3679.2.1低温形变热处理工艺3679.2.2钢低温形变热处理后的组织3709.2.3钢低温形变热处理后的力学性能3729.2.4低温形变淬火强化机理3779.3高温形变热处理3799.3.1工艺参数对高温形变淬火效果的影响3819.3.2高温形变淬火钢的组织3849.3.3钢高温形变热处理后的力学性能3869.3.4高温形变淬火强化机理3939.3.5钢的锻热淬火3949.3.6控制轧制3979.4马氏体相变过程中的形变3999.4.1形变诱发马氏体相变3999.4.2变塑现象和变塑钢4019.5马氏体相变后的形变4039.5.1马氏体形变强化的特点4039.5.2马氏体形变强化的原因4039.5.3淬火马氏体的形变时效4039.5.4回火马氏体的形变时效4049.5.5大形变量马氏体的形变时效4069.6形变与扩散型相变相结合的形变热处理4079.6.1应力与形变对过冷奥氏体分解过程的影响4079.6.2在扩散型相变前进行形变4089.6.3在扩散型相变中进行形变(等温形变淬火)4109.6.4在扩散型相变后进行形变4129.7其他形变热处理方法4149.7.1利用强化效果遗传性的形变热处理4149.7.2预先形变热处理4169.7.3多边化强化4179.7.4表面形变热处理4189.7.5形变化学热处理4209.7.6晶粒超细化处理4249.7.7复合形变热处理4249.8有色金属的形变热处理4249.8.1铝合金的形变热处理4249.8.2铜合金的形变热处理425参考文献425第10章不锈钢、耐热钢与高温合金的热处理42610.1不锈钢的热处理42610.1.1不锈钢的分类及特点42610.1.2不锈钢的牌号及表示方法42610.1.3不锈钢中主要合金元素及作用42710.1.4铁素体不锈钢的热处理42810.1.5奥氏体不锈钢的热处理43010.1.6双相不锈钢的热处理43510.1.7马氏体不锈钢的热处理43810.1.8沉淀硬化不锈钢的热处理44110.1.9不锈钢的表面热处理44410.2耐热钢的热处理44710.2.1耐热钢的工作条件及性能要求44710.2.2抗氧化用钢44810.2.3热强钢44910.3高温合金的热处理45210.3.1高温合金的性能特征、分类及牌号45210.3.2高温合金的合金元素和相结构45210.3.3变形高温合金的热处理45410.3.4铸造高温合金的热处理462参考文献465第11章有色金属的热处理46611.1铜及铜合金的热处理46611.1.1铜及铜合金简介46611.1.2铜及铜合金的热处理方式46711.1.3工业纯铜的热处理47211.1.4黄铜的热处理47311.1.5青铜的热处理47511.1.6白铜的热处理47911.2铝及铝合金的热处理47911.2.1铝及铝合金简介47911.2.2变形铝合金退火48011.2.3变形铝合金的固溶处理与时效48111.2.4其他热处理48311.2.5变形铝合金加工及热处理状态标记48411.2.6铸造铝合金的热处理48711.2.7铝合金的热处理缺陷49411.3镁合金的热处理49411.3.1镁及镁合金简介49411.3.2镁合金热处理的主要类型49611.3.3热处理缺陷及防止方法49711.3.4镁合金热处理安全技术49711.4钛及钛合金的热处理49811.4.1钛合金中的合金元素49811.4.2钛及钛合金的分类49911.4.3钛合金中的不平衡相变50011.4.4钛合金的热处理工艺50011.4.5影响钛合金热处理质量的因素50211.5镍基合金的热处理50211.5.1铸造镍基合金的热处理50211.5.2固溶强化镍基合金的热处理50511.5.3形状记忆镍基合金的热处理50511.6难熔金属的退火50611.6.1钨和钨合金的退火50611.6.2钼和钼合金的退火50811.6.3铌和铌合金的退火51011.6.4钽和钽合金的退火51111.6.5钼铼合金的退火513参考文献514第12章铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理51512.1铁基粉末冶金件及其热处理51512.1.1铁基粉末冶金材料的分类51512.1.2铁基粉末冶金材料的标记方法51612.1.3铁基粉末冶金件的制造工艺流程51612.1.4烧结铁、钢粉末冶金件的性能51612.1.5铁基粉末冶金件的热处理51712.2钢结硬质合金及其热处理52812.2.1钢结硬质合金简介52812.2.2钢结硬质合金的热处理52812.2.3钢结硬质合金的组织与性能53112.3粉末高速钢及其热处理53412.3.1粉末高速钢简介53412.3.2热等静压和热挤压粉末高速钢53412.4硬质合金及其热处理53512.4.1硬质合金的分类和用途53512.4.2影响硬质合金性能的因素53612.4.3硬质合金的热处理53612.4.4国外硬质合金牌号、性能和用途538参考文献539第13章功能合金的热处理54113.1磁性合金的热处理54113.1.1软磁合金的热处理54113.1.2永磁合金的热处理54513.2膨胀合金的热处理55213.2.1低膨胀合金的热处理55213.2.2高膨胀合金的热处理55713.3高弹性合金的热处理55813.3.1铁基高弹性合金55813.3.2镍基高弹性合金56213.4形状记忆合金及其定形热处理56513.4.1钛镍形状记忆合金56513.4.2铜基形状记忆合金57013.4.3铁基形状记忆合金57213.5阻尼合金58213.5.1材料阻尼的概念和度量58213.5.2阻尼合金的分类58413.5.3阻尼合金的特性58913.5.4阻尼合金的热处理589参考文献603第14章优选高强钢及其热处理60414.1双相钢60514.1.1热处理工艺60514.1.2成分设计60614.1.3热处理工艺对组织与性能的影响60714.2相变诱发塑性钢60814.2.1热处理工艺60814.2.2成分设计60914.2.3相变诱发塑性钢的显微组织60914.2.4热处理工艺对相变诱发塑性钢的显微组织和力学性能的影响61014.2.5相变诱发塑性钢中残留奥氏体的稳定性及其影响因素61014.3孪生诱发塑性钢61114.3.1热处理工艺61114.3.2两种体系的成分设计及其力学性能61214.3.3形变温度对力学性能的影响61314.3.4中锰相变诱发塑性/孪生诱发塑性钢61414.4淬火-分配钢61614.4.1热处理工艺61614.4.2成分设计61714.4.3显微组织和力学性能61714.5淬火-分配-回火钢61814.5.1热处理工艺61814.5.2成分设计61914.5.3淬火-分配-回火钢显微组织预测的淬火-分配-回火局域平衡模型61914.5.4淬火-分配-回火钢的显微组织及其与其他优选高强钢的比较62014.5.5淬火-分配-回火钢与淬火-分配钢/淬火-回火钢力学性能的比较62214.5.6碳含量同时提高淬火-分配-回火钢的强度和塑性622参考文献623第15章气相沉积技术62415.1气相沉积薄膜的形成过程62415.2气相沉积技术分类62415.3主要气相沉积薄膜及其特性62515.4化学气相沉积62615.4.1化学气相沉积原理62615.4.2化学气相沉积涂层的技术分类及特点62715.4.3几种典型的化学气相沉积技术62915.4.4化学气相沉积技术在装备制造零部件中的典型应用63215.5物理气相沉积63315.5.1物理气相沉积概述63315.5.2磁控溅射镀膜63515.5.3电弧离子镀膜63715.5.4离子镀膜技术的进展63915.5.5装备制造零部件常用PVD涂层64215.6等离子体化学气相沉积64415.7气相沉积技术的特点及典型应用646参考文献648第16章喷丸强化64916.1喷丸强化原理64916.2喷丸强化的技术参数65016.2.1喷丸强度65016.2.2覆盖率65416.2.3弹丸65516.2.4喷丸区域66316.3喷丸强化工艺与质量控制66316.3.1喷丸工艺的实现66316.3.2开发喷丸工艺的准则66616.3.3喷丸工艺过程667参考文献668第17章其他热处理技术66917.1磁场热处理66917.1.1磁场对材料固态相变的影响66917.1.2磁场热处理对材料性能的影响及应用67217.1.3磁场淬火设备及存在的问题67317.2微弧氧化67317.2.1微弧氧化的发展过程67317.2.2微弧氧化基本原理67317.2.3微弧氧化工艺及其装置67517.2.4微弧氧化的应用实例67517.3增材制造的热处理67817.3.13DP技术67817.3.2增材制造的两种主要类型67917.3.3金属增材制造的热处理68017.4离子注入68317.4.1离子注入的特点、设备与工艺参数68317.4.2适用于工业化的两种离子注入方法68517.4.3离子注入对钢表面耐蚀性的影响68617.4.4离子注入对钢表面摩擦磨损性能及硬度的影响689参考文献691

1）本手册是一部热处理专业的综合工具书，由中国机械工程学会热处理分会组织编写。手册采用了现行的热处理相关技术标准资料，内容系统全面，图表实例丰富，实用性和操作性强。2）本手册内容包括金属热处理术语，合金相图，金属热处理的加热，金属热处理的冷却，金属热处理的模拟，钢铁件的整体热处理，表面热处理，化学热处理，形变热处理，不锈钢、耐热钢与高温合金的热处理，有色金属的热处理，铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理，功能合金的热处理，优选高强钢及其热处理，气相沉积技术，喷丸强化，以及其他热处理技术。3）本套手册在实用性方面，突出一个“用”字，做到应用为重，学用结合，体现基础理论、基础工艺、基础数据、基本方法、典型案例、现行标准的有机结合；在系统性方面，突出一个“全”字，包括材料、组织、工艺、性能、应用，材料热处理、零件热处理，质量控制与质量检验、质量问题与分析，设备设计、选用、操作、维护，能源、安全、环保，标准化等，确保体系清晰，有用好用；在优选性方面，突出一个“新”字，着重介绍新材料、新工艺、新设备、新理念、新标准、新零件、前沿理论与技术。