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第1章 热处理基础工艺及其应用1

1.1 预备热处理工艺及其应用1

1.1.1 普通正火1

1.1.2 二段正火2

1.1.3 等温正火3

1.1.4 铸铁正火3

1.1.5 完全退火5

1.1.6 不完全退火7

1.1.7 球化退火8

1.1.8 再结晶退火9

1.1.9 去应力退火10

1.1.10 等温退火12

1.1.11 稳定化退火15

1.1.12 预防白点退火15

1.1.13 扩散退火17

1.1.14 石墨化退火18

1.1.15 可锻化退火19

1.1.16 预备热处理常见缺陷及其对策20

1.2 整体（或局部）淬火工艺及其应用21

1.2.1 普通淬火21

1.2.2 亚温淬火25

1.2.3 二次淬火25

1.2.4 快速加热循环淬火26

1.2.5 局部淬火27

1.2.6 预冷淬火28

1.2.7 单介质淬火30

1.2.8 双介质淬火30

1.2.9 分级淬火32

1.2.10 等温淬火36

1.2.11 复合等温淬火38

1.2.12 喷液淬火39

1.2.13 固溶处理40

1.2.14 水韧处理44

1.2.15 索氏体化处理45

1.2.16 整体淬火常见缺陷及其对策47

1.3 回火工艺及其应用48

1.3.1 普通回火48

1.3.2 自回火51

1.3.3 快速回火53

1.3.4 整体回火常见缺陷及其对策54

1.4 调质处理工艺及其应用55

1.5 表面淬火工艺及其应用58

1.5.1 火焰淬火58

1.5.2 电解液淬火60

1.5.3 接触电阻加热淬火61

1.5.4 感应淬火63

1.5.5 激光淬火67

1.5.6 电子束淬火68

1.5.7 表面淬火常见缺陷及其对策69

1.6 化学热处理工艺及其应用70

1.6.1 固体渗碳71

1.6.2 液体渗碳74

1.6.3 气体渗碳75

1.6.4 膏剂渗碳79

1.6.5 局部渗碳80

1.6.6 气体渗氮81

1.6.7 局部渗氮84

1.6.8 离子渗氮85

1.6.9 渗铬86

1.6.10 渗铝87

1.6.11 渗锌89

1.6.12 渗硼90

1.6.13 渗硫92

1.6.14 渗硅93

1.6.15 渗钒95

1.6.16 化学热处理常见缺陷及其对策96

1.7 淬火工件冷处理工艺及其应用101

1.8 人工时效工艺及其应用103

1.8.1 精密工件人工时效103

1.8.2 铸件人工时效104

第2章 多元共渗化学热处理工艺及其应用106

2.1 以碳氮为基的多元共渗及其应用106

2.1.1 碳氮共渗106

2.1.2 氮碳共渗112

2.1.3 硼氮碳共渗120

2.1.4 氧氮碳共渗121

2.1.5 钛氮碳共渗123

2.1.6 硫氮碳共渗123

2.2 以硫氮为基的多元共渗及其应用125

2.2.1 硫氮共渗125

2.2.2 氧硫氮共渗126

2.3 以铬为基的多元共渗及其应用126

2.3.1 铬铝、铬硅和铝硅共渗126

2.3.2 铬铝硅共渗128

2.3.3 铬钒共渗128

2.4 以硼为基的多元共渗及其应用129

2.4.1 硼氮共渗129

2.4.2 硼铝、硼硅共渗129

2.4.3 硼与其他元素的共渗130

2.5 气相沉积工艺及其应用130

2.5.1 物理气相沉积碳氮化合物131

2.5.2 化学气相沉积碳氮化合物131

2.5.3 等离子体增强化学气相沉积碳氮化合物133

2.6 固体和盐浴覆层工艺及其应用133

2.6.1 碳化物覆层工艺134

2.6.2 镍磷覆层工艺134

第3章 热处理先进工艺拓展应用136

3.1 快速加热法及其应用136

3.1.1 炉内整体加热方法概述136

3.1.2 大锻件在反射炉中快速加热137

3.1.3 机械零件在箱式炉中快速加热138

3.1.4 工模具在盐浴炉中快速加热140

3.2 新型淬火冷却介质的特性和应用141

3.2.1 淬火冷却介质概述141

3.2.2 几种水基新型淬火冷却介质技术特性及其应用142

3.2.3 新型淬火油的技术特性及应用144

3.2.4 分级和等温淬火冷却介质的特性及其应用145

3.3 热处理强韧化工艺及其应用146

3.3.1 热处理强韧化工艺概述146

3.3.2 低碳钢的强韧化工艺及其应用147

3.3.3 中碳钢的强韧化工艺及其应用149

3.3.4 高碳钢的强韧化工艺及其应用152

3.4 过冷奥氏体稳定化及促变工艺的应用155

3.4.1 过冷奥氏体稳定化及促变概述155

3.4.2 高速钢刀具的过冷奥氏体稳定化及促变工艺155

3.4.3 高合金钢模具的过冷奥氏体稳定化及促变工艺156

3.5 复合分级或等温淬火的应用158

3.5.1 复合分级或等温淬火概述158

3.5.2 复合分级或等温淬火在模具上的应用159

3.5.3 复合分级或等温淬火在刃具上的应用161

3.5.4 复合分级或等温淬火在大型零件上的应用163

3.6 形变热处理及其应用164

3.6.1 形变热处理概述164

3.6.2 高温形变淬火及其应用165

3.6.3 亚温形变淬火及其应用166

3.6.4 锻轧余热热处理及其应用167

3.6.5 低温形变热处理及其应用168

3.6.6 室温形变时效及其应用169

3.7 表面复合热处理新工艺及其应用171

3.7.1 表面热处理新工艺及其应用171

3.7.2 化学热处理新工艺及其应用173

第4章 热处理内应力、裂纹和变形175

4.1 热处理内应力175

4.1.1 热处理内应力的类型175

4.1.2 影响热处理内应力的主要因素176

4.1.3 产生淬火裂纹的主要原因179

4.1.4 回火对淬火内应力的消减作用179

4.2 热处理裂纹181

4.2.1 淬火裂纹的类型及特征181

4.2.2 淬火裂纹的实质183

4.2.3 淬火裂纹的影响因素184

4.2.4 防止形成淬火裂纹的措施192

4.2.5 淬火裂纹的补救方法198

4.2.6 淬火裂纹问题的分析总结199

4.3 热处理变形200

4.3.1 热处理变形的类型及特征200

4.3.2 热处理变形的一般规律201

4.3.3 热处理变形的影响因素203

4.3.4 控制和减小热处理变形的措施211

4.3.5 热处理变形问题的分析总结215

4.4 热处理变形的校正技术218

4.4.1 常用的热处理变形校正方法218

4.4.2 冷态校正219

4.4.3 热态校正221

4.4.4 淬火态校正223

4.4.5 回火态校正225

第5章 热处理工艺设计及其质量控制227

5.1 热处理工艺设计原则227

5.1.1 热处理工艺的先进性227

5.1.2 热处理工艺的合理性227

5.1.3 热处理工艺的经济性228

5.1.4 热处理工艺的安全性229

5.1.5 热处理工艺的可行性229

5.1.6 热处理工艺的可检性230

5.1.7 热处理工艺的标准化230

5.2 热处理工艺设计过程和步骤231

5.2.1 热处理工艺设计的依据231

5.2.2 热处理工艺设计的基本内容232

5.2.3 热处理工艺设计前的技术分析234

5.2.4 热处理工艺方案的制订236

5.2.5 整体热处理工艺参数的确定238

5.2.6 热处理辅助工序及其工艺守则242

5.2.7 零件简图的用途及绘制244

5.2.8 热处理设备的选用245

5.2.9 热处理工艺装备的设计245

5.2.10 热处理劳动定额的确定方法248

5.2.11 热处理工艺文件的编写248

5.2.12 热处理工艺的验证及调整256

5.3 热处理工艺设计过程的质量控制257

5.3.1 热处理质量管理体系258

5.3.2 影响热处理质量的因素260

5.3.3 热处理工艺设计的工作质量要求261

5.3.4 热处理工艺设计的质量控制程序264

第6章 热处理设备的操作和维护保养265

6.1 炉膛式热处理电阻炉的操作和维护保养265

6.1.1 箱式和井式热处理电阻炉265

6.1.2 井式气体渗碳和渗氮炉266

6.2 浴槽式热处理电阻炉的操作和维护保养267

6.2.1 低温浴槽式电阻炉267

6.2.2 内热式电极加热盐浴炉268

6.3 流态粒子炉的操作和维护保养270

6.4 热处理燃料炉的操作和维护保养271

6.5 热处理连续作业炉的操作和维护保养273

6.5.1 推杆式连续炉273

6.5.2 振底式连续炉274

6.5.3 输送带式连续炉275

6.6 真空炉的操作和维护保养275

6.6.1 真空炉的操作规程276

6.6.2 真空热处理炉的维护和日常保养278

6.7 离子轰击热处理炉的操作和维护保养279

6.8 感应加热装置的操作和维护保养280

6.8.1 高频加热装置280

6.8.2 中频加热装置282

6.8.3 工频加热装置285

6.9 火焰淬火装置的操作和维护保养285

6.10 可控气氛发生装置的操作和维护保养286

6.11 常用冷却设备的操作和维护保养289

6.11.1 淬火冷却设备289

6.11.2 常用的冷处理装置290

第7章 热处理现场检验技术及其应用291

7.1 硬度检测291

7.1.1 硬度检测的基本特点291

7.1.2 布氏硬度检测291

7.1.3 洛氏硬度检测294

7.1.4 维氏硬度检测297

7.1.5 肖氏硬度和里氏硬度检测298

7.1.6 硬度的锉刀检测法299

7.2 退火与正火金相组织检测301

7.3 淬火与回火金相组织检测302

7.3.1 马氏体金相组织检测302

7.3.2 贝氏体与托氏体及索氏体与铁素体金相组织检测306

7.3.3 钢的晶粒度检测309

7.4 表面淬火硬化层深度及金相组织检测312

7.4.1 表面淬火硬化层深度检测312

7.4.2 表面淬火硬化层金相组织检测314

7.5 化学热处理渗层深度及金相组织检测316

7.5.1 渗碳层和碳氮共渗层深度及金相组织检测316

7.5.2 渗氮层和氮碳共渗层深度及金相组织检测325

7.5.3 渗铝层深度及金相组织检测333

7.5.4 渗硼层深度及金相组织检测334

7.5.5 渗金属层深度及金相组织检测335

7.6 不良金相组织检测337

7.6.1 钢的过热和过烧组织337

7.6.2 高速钢和高铬钢的不良组织338

7.6.3 碳素工具钢和合金工具钢的不良组织342

7.6.4 脱碳层及其深度检测344

7.7 热处理裂纹和变形的检测345

7.7.1 热处理裂纹的检测345

7.7.2 热处理变形的检测345

7.8 生产现场材料化学成分的检测346

7.8.1 钢的化学成分火花鉴别法346

7.8.2 热处理用盐的成分控制和调整349

附录351

附录A 常用钢的临界温度351

附录B 热处理加热时间计算法356

附录C 典型毛坯、零件的加工预留余量及热处理允许变形量357

附录D 典型工模具的热处理允许变形量361

附录E 钢件加热时火色与回火色366

附录F 压痕直径与布氏硬度值（HBW）对照表366

附录G 压痕对角线长度与维氏硬度值（HV10）对照表369

参考文献375