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目录1

1 国外热处理新技术发展概况1

1.1热处理技术发展的方向1

1.1.1降低热处理能耗1

1.1.2热处理工艺自动化—— 计算机和机器人的引入4

1.1.3发展多参数热处理和复合热处理6

1.1.4采用新的加热源和新的加热方式14

1.1.5发展离子热处理和涂覆超硬化合物的表面改质技术19

1.1.6使用新的淬火介质和改进淬火方法23

1.2热处理技术今后的进展与预测24

参考文献27

2高能量密度表面热处理30

2.1概述30

2.2.1激光的原理与特性31

2.2激光热处理31

2.2.2激光热处理装置33

2.2.3激光淬火41

2.2.4其他应用领域59

2.2.5激光热处理的适用性与质量管理62

2.2.6激光热处理的发展动向63

2.3电子束热处理65

2.3.1电子束热处理的设备与工作原理65

2.3.2电子束表面淬火方法与工艺控制68

2.3.3与激光淬火、高频淬火的比较72

2.3.4电子束表面淬火的特点与存在的问题75

2.3.5电子束热处理的应用实例78

2.4高频电阻感应加热淬火81

2.5 钨极惰性气体保护电弧（TIG）和等离子转移弧（PTA）焊炬加热处理83

2.6太阳能热处理88

2.7高频脉冲感应加热92

参考文献95

3超硬化合物表面涂覆处理98

3.1概述98

3.1.1与其他表面处理方法的比较98

3.1.2涂覆材料及其与基体的适应性101

3.1.3覆膜与基体的粘着性101

3.2 CVD处理111

3.2.1原理与设备111

3.2.2 CVD处理后材料的特性114

3.2.3 CVD处理应注意的问题120

3.2.4 中温CVD（MT-CVD）123

3.2.5 工具钢用CVD法涂覆TiC128

3.2.6 CVD处理的效果及应用的局限性131

3.2.7 CVD处理今后发展动向137

3.3.1真空蒸镀139

3.3 PVD处理139

3.3.2真空溅射法142

3.3.3离子镀152

3.3.4 PVD处理应用举例160

3.3.5 PVD法与CVD法的比较164

3.3.6 PVD处理的今后动向165

3.4 TD处理（熔盐浸镀法）168

3.4.1处理方法169

3.4.2影响涂层厚度的因素170

3.4.3碳化物层的性质170

3.4.4涂层的各项性能172

3.4.5 TD处理的应用177

3.4.6 TD与PVD、CVD的比较178

参考文献181

4离子轰击热处理183

4.1概述183

4.2.1离子氮化装置187

4.2离子氮化187

4.2.2离子氮化机理189

4.2.3各工艺参数对渗层组织的影响192

4.2.4钢在离子氮化后的性能198

4.2.5离子氮化的特点及与其他氮化方法的比较201

4.2.6离子氮化应用实例206

4.3离子渗碳206

4.3.1离子渗碳的基本原理206

4.3.2离子渗碳设备208

4.3.3各工艺参数及材料种类对渗碳结果的影响208

4.3.4离子渗碳的特点及与其他渗碳方法的比较215

4.4离子渗金属及渗硅、渗硼219

4.4.1离子渗钛及渗其他金属219

4.4.2离子渗硅221

4.4.3离子渗硼222

4.5离子多元共渗223

4.5.1离子碳氮共渗223

4.5.2离子硫氮共渗224

4.5.3离子碳氮硫共渗226

参考文献227

5离子注入表面强化处理229

5.1概述229

5.2离子注入原理231

5.2.1离子注入射程和浓度分布231

5.2.2沟道效应与辐射损伤241

5.3离子注入设备简介244

5.3.1离子源245

5.3.2离子注入机的其他系统246

5.3.3国内外离子注入机类型249

5.4离子注入参数的测量简介249

5.5.1注入冶金学254

5.5离子注入技术的应用254

5.5.2金属材料表面强化处理261

5.6离子注入工艺与设备的发展285

5.6.1离子束混合注入——离子束轰击扩散法285

5.6.2离子注入设备的发展287

参考文献287

6流动粒子炉中的热处理289

6.1流动粒子炉的结构289

6.2流态床热处理的特性292

6.2.1流态粒子292

6.2.2流态化速度与气体流量294

6.2.3流态床的传热特性297

6.2.4流态床热处理的优点299

6.3带保护层的氮基气氛流态床热处理300

6.3.1流态床与外界空气之间的相互作用301

6.3.4碳势和氮势的稳定性303

6.3.2保护层303

6.3.3碳势和氮势的均匀性303

6.3.5气氛的控制305

6.4流动粒子炉中的化学热处理307

6.4.1渗碳307

6.4.2碳氮共渗310

6.4.3氮化和氮碳共渗322

6.4.4氮化＋氧化及氧氮化处理328

6.4.5渗铬和渗硼329

6.5流动粒子炉中的其他热处理332

6.5.1工具钢流态床热处理332

6.5.2流态床等温淬火334

6.5.3锉刀的带保护层流态床热处理336

6.5.4在流动粒子炉中进行烧结的可能性336

6.6流动粒子炉中的脉冲流态化热处理338

6.6.1脉冲流态化技术的原理339

6.6.2脉冲流态化热处理的经济效果340

6.7连续式流动粒子炉热处理344

6.7.1冲压件的连续淬火344

6.7.2齿轮的连续式流态床渗碳346

6.7.3刨煤机刀片导板的连续等温淬火348

参考文献349

7真空热处理350

7.1真空热处理炉352

7.1.1真空热处理炉的型式352

7.1.2真空热处理炉的连续化353

7.1.3可实现多种方式冷却的真空热处理炉358

7.2真空热处理的加热和冷却技术360

7.2.1真空加热技术360

7.2.2真空冷却技术363

7.3真空化学热处理及真空钎焊393

7.3.1真空渗碳393

7.3.2真空碳氮共渗411

7.3.3真空钎焊412

7.4真空热处理尚待解决的问题414

7.4.1真空热处理的温度414

7.4.2真空热处理的真空度414

7.4.3加热器的材料414

7.4.4隔热416

7.4.5测温416

7.5高温等压（HIP）处理及其应用417

7.5.1 HIP处理装置418

7.5.2 HIP处理的应用420

参考文献424

8形变热处理426

8.1概述426

8.1.1形变热处理按工艺分类426

8.2.1双相合金的数学模型427

8.2形变过程的数学模型427

8.1.2形变热处理按材料分类427

8.2.2形变过程显微组织的基本模型435

8.3形变热处理技术442

8.3.1 多次表面形变热处理对钢材机械性能的影响442

8.3.2形变热处理对低合金钢性能的影响446

8.3.3形变速度对合金钢性能的影响449

8.3.4形变热处理对高锰钢性能的影响452

8.3.5原始组织和形变热处理规范对Х12М钢机械性能的影响457

8.3.6 热形变速度对耐热合金（ХН62БМКТЮ） 性能与组织的影响460

8.3.7时效合金的形变热处理465

8.3.8形变热处理提高镁基合金的抗蠕变强度467

8.3.9形变热处理对铜-铬合金强化机理的影响473

参考文献478

9复合热处理480

9.1概述480

9.2复合热处理的分类481

9.3复合热处理工艺483

9.3.1与氮化有关的复合热处理483

9.3.2与渗碳和碳氮共渗有关的复合热处理502

9.3.3与渗硫有关的复合热处理507

9.3.4与烧结工件有关的复合热处理511

9.3.5前后处理工序相结合的复合热处理514

9.3.6电镀与热处理复合工艺516

9.3.7多元共渗519

9.4复合热处理的应用举例526

9.4.1 调质类工件的复合热处理526

9.4.2渗碳类工件的复合热处理529

9.4.3工模具的复合热处理531

9.4.4氮化加淬火复合热处理的应用533

参考文献537

10.1.1评价淬火冷却过程的新观点538

10淬火冷却新技术538

10.1淬火介质的研究538

10.1.2淬火介质冷却性能的评定方法543

10.1.3淬火冷却试验测定冷却曲线545

10.1.4淬火冷却试验测定再湿润率549

10.1.5喷射冷却试验553

10.1.6淬火介质性能的改进555

10.1.7聚合物水溶液新型淬火介质559

10.1.8亚硫酸盐废碱液新型淬火介质570

10.1.9杂质对聚合物淬火介质性能的影响572

10.1.10淬火介质的腐蚀问题575

10.2淬火新方法577

10.2.1水-空气混合剂冷却578

10.2.2强烈淬火法578

10.2.3沸腾水淬火582

10.2.4热油淬火583

10.2.5超冷处理584

10.2.6流态床淬火586

参考文献590

11 热处理的节能591

11.1概述591

11.2 CALECIF系统592

11.2.1为CALECIF系统确定工艺过程594

11.2.2为CALECIF系统选择热处理装置596

11.2.3装炉工件的特性596

11.3可节能的热处理工艺598

11.3.1工艺参数598

11.3.2工艺操作599

11.4热处理节能设备603

11.4.1热处理炉的改进603

11.4.2废热利用设备604

11.4.3采用气氛监控仪606

11.5热处理节能材料607

11.5.1快速渗碳钢607

11.5.2快速氮化钢608

11.5.3锻造淬火用非调质钢608

11.5.4火焰淬火用钢609

11.5.5等温淬火钢609

11.6热处理生产管理的改进和微机应用610

参考文献614

12计算机及机器人在热处理中的应用616

12.1 计算机在热处理中的应用概况（CAD、CAM和CAMS）616

12.2用于热处理的计算机系统617

12.2.1计算机分类617

12.2.2计算机的构成618

12.3.1化学热处理过程的热力学计算620

12.3用计算机进行热处理的有关计算620

12.3.2预测表面渗碳淬火后的组织和硬度分布626

12.4用计算机控制热处理工艺过程634

12.4.1热处理工艺的基本因素634

12.4.2热处理工艺的控制635

12.5热处理生产管理计算机化657

12.5.1热处理事务的办公自动化（OA）658

12.5.2热处理的物料运送659

12.5.3工艺控制和质量管理659

12.5.4设备的维护659

12.6热处理数学模型的实例660

12.7机器人在热处理中的应用667

12.7.1工业机器人的种类667

12.7.2机器人热处理及其前景668

12.7.3 Parb FA型机器人670

参考文献675