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第1章 钢铁材料1

1.1 钢铁材料的分类1

1.1.1 铸铁的分类1

1.1.2 钢的分类1

1.2 钢铁材料牌号的表示方法1

1.2.1 基本原则1

1.2.2 铸铁牌号的表示方法3

1.2.3 铸钢牌号的表示方法5

1.2.4 钢牌号的表示方法5

1.3 钢铁材料的牌号统一数字代号体系8

1.4 钢的化学成分10

第2章 热处理技术基础45

2.1 铁碳合金相图45

2.1.1 Fe-Fe3C及Fe-C合金相图46

2.1.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响50

2.2 钢在加热时的转变52

2.2.1 珠光体—奥氏体转变52

2.2.2 奥氏体晶粒度与晶粒长大53

2.2.3 碳含量对钢的组织和力学性能的影响54

2.3 钢的奥氏体等温转变54

2.3.1 奥氏体等温转变图的类型56

2.3.2 奥氏体连续冷却转变图57

2.3.3 共析钢奥氏体转变产物及其特性59

2.3.4 过冷奥氏体等温转变图的应用60

2.4 淬透性和淬硬性60

2.4.1 淬透性60

2.4.2 淬硬性63

2.4.3 淬冷烈度64

2.5 热处理的加热64

2.5.1 加热方式64

2.5.2 加热介质65

2.5.3 钢在空气介质中加热时的氧化和脱碳70

2.6 热处理的冷却71

2.6.1 淬火介质71

2.6.2 制冷剂87

2.7 热处理的工艺分类及代号88

2.7.1 基础分类88

2.7.2 附加分类88

2.7.3 常用热处理工艺及代号90

2.8 图样中标注热处理技术条件用符号92

第3章 钢的整体热处理93

3.1 钢的退火与正火93

3.1.1 退火与正火的目的及工艺特点93

3.1.2 退火与正火操作要点97

3.1.3 退火与正火常见缺陷98

3.2 钢的淬火99

3.2.1 淬火温度99

3.2.2 加热时间100

3.2.3 淬火冷却方法103

3.2.4 淬入冷却介质的方式109

3.2.5 淬火工艺装备109

3.2.6 淬火操作111

3.2.7 淬火缺陷114

3.3 钢的回火118

3.3.1 回火的目的及分类118

3.3.2 回火工艺119

3.3.3 回火方法120

3.3.4 钢在回火时的组织转变121

3.3.5 回火对力学性能的影响122

3.3.6 回火操作要点123

3.3.7 回火缺陷124

3.4 冷处理125

3.4.1 制冷方法125

3.4.2 冷处理工艺126

3.4.3 冷处理操作127

3.5 钢的热处理工艺参数127

3.5.1 优质碳素结构钢的热处理工艺参数127

3.5.2 合金结构钢的热处理工艺参数130

3.5.3 弹簧钢的热处理工艺参数136

3.5.4 滚动轴承钢的热处理工艺参数139

3.5.5 碳素工具钢的热处理工艺参数141

3.5.6 合金工具钢的热处理工艺参数143

3.5.7 高速工具钢的热处理工艺参数156

3.5.8 不锈钢和耐热钢的热处理工艺参数158

3.6 常用钢的回火经验方程164

第4章 钢的表面热处理169

4.1 感应淬火169

4.1.1 感应淬火的基本原理169

4.1.2 感应淬火工艺173

4.1.3 表面淬火后的组织与性能180

4.1.4 感应加热设备的选择181

4.1.5 感应加热的电气规范190

4.1.6 工频感应淬火193

4.1.7 感应器194

4.1.8 感应淬火后的回火215

4.1.9 钢的感应穿透加热调质217

4.1.10 感应淬火操作220

4.1.11 感应淬火缺陷222

4.2 火焰淬火223

4.2.1 常用火焰淬火用燃料223

4.2.2 火焰淬火方法224

4.2.3 火焰淬火工艺226

4.2.4 常用火焰喷射工具229

4.2.5 火焰淬火应用实例233

4.2.6 火焰淬火操作及安全技术235

4.2.7 火焰淬火缺陷236

4.3 接触电阻加热淬火237

4.3.1 淬火机237

4.3.2 接触电阻加热淬火工艺237

4.4 激光淬火238

4.4.1 激光淬火原理239

4.4.2 激光淬火工艺240

4.4.3 常用表面预处理的方法241

4.5 电解液淬火243

4.6 电子束加热淬火244

第5章 钢的化学热处理246

5.1 渗碳248

5.1.1 气体渗碳248

5.1.2 液体渗碳255

5.1.3 固体渗碳258

5.1.4 膏剂渗碳262

5.1.5 真空渗碳263

5.1.6 离子渗碳269

5.1.7 渗碳后的热处理269

5.1.8 常用渗碳钢的热处理规范272

5.1.9 常见的渗碳缺陷274

5.2 渗氮275

5.2.1 气体渗氮275

5.2.2 离子渗氮288

5.2.3 高频感应渗氮295

5.2.4 其他渗氮方法296

5.3 碳氮共渗298

5.3.1 气体碳氮共渗298

5.3.2 液体碳氮共渗302

5.3.3 碳氮共渗后的热处理304

5.3.4 碳氮共渗常见缺陷305

5.4 氮碳共渗305

5.4.1 气体氮碳共渗306

5.4.2 盐浴氮碳共渗308

5.4.3 固体氮碳共渗311

5.4.4 离子氮碳共渗312

5.5 渗硼313

5.5.1 固体渗硼313

5.5.2 膏剂渗硼314

5.5.3 气体渗硼315

5.5.4 盐浴渗硼315

5.5.5 电解渗硼317

5.5.6 渗硼缺陷318

5.6 渗硫319

5.6.1 低温熔盐电解渗硫319

5.6.2 离子渗硫321

5.7 渗铬321

5.7.1 固体渗铬321

5.7.2 气体渗铬322

5.7.3 液体渗铬322

5.7.4 真空渗铬323

5.7.5 渗铬层的组织和性能323

5.7.6 渗铬缺陷及预防措施324

5.8 渗铝325

5.8.1 粉末渗铝325

5.8.2 热浸镀铝326

5.9 渗锌328

5.9.1 粉末渗锌328

5.9.2 热浸镀锌328

5.10 渗硅329

5.11 渗钛330

5.12 渗铌、钒、锰330

5.13 以渗硼为主的共渗331

5.14 铝铬共渗332

第6章 铸铁的热处理333

6.1 灰铸铁333

6.1.1 灰铸铁的特性及力学性能333

6.1.2 灰铸铁的热处理336

6.2 球墨铸铁341

6.2.1 球墨铸铁的特性及力学性能341

6.2.2 球墨铸铁的热处理343

6.3 可锻铸铁348

6.3.1 可锻铸铁的特性及力学性能348

6.3.2 可锻铸铁的热处理350

6.4 蠕墨铸铁355

6.5 特殊性能铸铁356

6.5.1 耐热铸铁356

6.5.2 抗磨白口铸铁359

6.5.3 高硅耐蚀铸铁363

6.6 铸铁的热处理操作364

6.7 铸铁热处理的常见缺陷366

第7章 其他金属材料的热处理367

7.1 其他金属材料的分类367

7.2 铜及铜合金的热处理369

7.2.1 纯铜369

7.2.2 黄铜371

7.2.3 青铜379

7.2.4 白铜390

7.2.5 铜及铜合金的热处理操作396

7.3 铝及铝合金的热处理397

7.3.1 铝及铝合金牌号的表示方法397

7.3.2 铝及铝合金的牌号及化学成分399

7.3.3 铝合金的热处理408

7.3.4 铝合金的力学性能420

7.3.5 铝合金的热处理操作425

7.3.6 铝合金热处理的常见缺陷426

7.4 镁合金及其热处理428

7.4.1 镁及镁合金牌号、代号的表示方法429

7.4.2 镁及镁合金的牌号及化学成分430

7.4.3 镁合金的热处理434

7.4.4 镁合金的力学性能437

7.4.5 镁合金的热处理操作439

7.4.6 镁合金的热处理缺陷440

7.5 钛及钛合金的热处理441

7.5.1 钛及钛合金牌号表示方法441

7.5.2 钛及钛合金的牌号及化学成分442

7.5.3 钛及钛合金的热处理443

7.5.4 钛及钛合金的力学性能450

7.5.5 钛合金的热处理常见缺陷452

7.6 高温合金453

7.6.1 高温合金的牌号表示法453

7.6.2 高温合金的强化方法与热处理453

7.7 钢结硬质合金458

7.7.1 钢结硬质合金的牌号、化学成分及相变温度458

7.7.2 钢结硬质合金的热处理460

7.8 磁性合金的热处理462

7.8.1 软磁合金的热处理462

7.8.2 硬磁合金的热处理473

第8章 热处理设备481

8.1 热处理设备的分类481

8.2 电阻炉482

8.2.1 箱式电阻炉482

8.2.2 台车式电阻炉484

8.2.3 井式电阻炉485

8.2.4 电阻炉的保养和维修490

8.3 连续作业电阻炉491

8.4 可控气氛多用炉493

8.5 真空热处理炉494

8.5.1 真空炉的组成495

8.5.2 真空炉实例496

8.5.3 真空炉的操作503

8.6 盐浴炉504

8.6.1 电极式盐浴炉504

8.6.2 电极盐浴炉的启动512

8.6.3 盐浴炉的操作514

8.6.4 盐浴炉的维护与保养515

8.7 流态粒子炉515

8.8 感应加热装置516

8.8.1 高频感应加热装置516

8.8.2 中频变频装置522

8.8.3 真空管式高频感应加热装置的操作525

8.8.4 感应加热装置的维护与保养526

8.8.5 振荡管与瓷介电容器的使用与维护527

8.8.6 感应淬火机床528

8.9 离子渗氮炉532

8.9.1 离子渗氮炉的结构532

8.9.2 离子渗氮炉的技术要求534

8.9.3 离子渗氮炉的技术参数534

8.9.4 离子渗氮炉的操作535

8.10 热处理炉常用材料535

8.10.1 筑炉材料535

8.10.2 耐热金属材料546

8.10.3 电热元件549

8.10.4 隔热屏569

8.11 校正设备570

8.11.1 手动压力机571

8.11.2 液压校直机571

8.11.3 校直机的操作573

8.12 冷却设备573

8.12.1 冷却设备的分类573

8.12.2 淬火冷却设备的基本结构574

8.12.3 淬火槽的操作583

8.12.4 淬火油的维护583

8.12.5 有机物水溶性淬火介质质量分数的测定585

8.12.6 冷处理设备586

8.13 可控气氛制备装置588

8.13.1 吸热式气氛发生装置588

8.13.2 放热式气氛发生器589

8.13.3 氨分解气氛制备设备590

8.13.4 氮制备装置591

8.14 热工测量与控制仪表592

8.14.1 温度传感器与温度计592

8.14.2 温度显示与调节仪表603

8.15 热处理气氛检测与控制仪表608

8.15.1 氧气氛传感器——氧探头608

8.15.2 红外线气体分析仪610

8.15.3 氯化锂露点仪610

8.15.4 热丝电阻法测量炉气的碳势612

8.15.5 可编程碳势/温度控制仪613

8.15.6 氨分解率测定仪614

第9章 热处理质量检验616

9.1 热处理质量的检验项目及要求616

9.1.1 一般机械零件的热处理质量检验规程616

9.1.2 退火及正火件的质量检验项目及要求618

9.1.3 淬火与回火件的质量检验项目及要求619

9.1.4 感应淬火件的质量检验项目及要求621

9.1.5 火焰淬火件的质量检验项目及要求623

9.1.6 渗碳和碳氮共渗件的质量检验项目及要求624

9.1.7 渗氮件的质量检验项目及要求626

9.1.8 渗硼件的质量检验项目及要求629

9.1.9 渗金属工件的质量检验项目及要求630

9.2 硬度试验631

9.2.1 布氏硬度试验631

9.2.2 洛氏硬度试验636

9.2.3 维氏硬度试验641

9.2.4 努氏硬度试验647

9.2.5 肖氏硬度试验647

9.2.6 里氏硬度试验649

9.2.7 硬度的锉刀检验方法650

9.3 金相试验652

9.4 静拉伸试验656

9.4.1 静拉伸试样657

9.4.2 力-变形曲线和应力-应变曲线658

9.5 无损检测661

9.5.1 磁粉检测662

9.5.2 渗透检测668

9.5.3 超声波检测670

9.6 材料化学成分的检验670

9.6.1 钢的火花鉴别670

9.6.2 其他分析方法677

附录678

附录A 金属布氏硬度（HBW）数值表678

附录B 压痕对角线长度与维氏硬度值（HV10）对照表681

附录C 各种硬度换算表688

附录D 工件加工预留余量与热处理变形允差695

附录E 钢件加热颜色及回火后颜色700

附录F 拉伸性能指标名称和符号对照701

附录G 部分国家标准代号702

附录H 中外常用钢牌号对照702

附录I 中外常用有色金属及其合金牌号对照722

参考文献738