鋼鐵熱處理實(shí)用技術(shù)

第一章 金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)1 第一節(jié) 鋼鐵材料分類(lèi)1

一、鋼、鑄鐵（生鐵）1

二、鋼中元素對(duì)鋼的性能影響1 第二節(jié) 金屬材料性能5

一、物理性能5

二、化學(xué)性能6

三、機(jī)械性能7

四、工藝性能8 第三節(jié) 金屬晶體結(jié)構(gòu)10

一、晶體概念10

二、金屬結(jié)構(gòu)11

三、結(jié)晶概念12

四、金屬結(jié)晶過(guò)程12

五、金屬結(jié)晶過(guò)程的一般規(guī)律13

六、影響形核和長(zhǎng)大的因素13

七、金屬鑄錠缺陷14

八、合金的相結(jié)構(gòu)15 第二章 鐵碳合金16 第一節(jié) 金屬在固態(tài)下的轉(zhuǎn)變16 第二節(jié) 鐵碳合金基本組織結(jié)構(gòu)及其性能18 第三節(jié) 鋼鐵基本組織21

一、鐵素體21

二、滲碳體21

三、珠光體22

四、萊氏體22

五、奧氏體22 第四節(jié) 鐵碳合金狀態(tài)圖22

一、對(duì)鐵碳合金狀態(tài)圖及其分析23

二、共晶轉(zhuǎn)變24

三、共析轉(zhuǎn)變24

四、平衡組織25

五、白口鑄鐵25

六、工業(yè)純鐵25 第三章 鋼的熱處理原理27 第一節(jié) 概述27 第二節(jié) 臨界點(diǎn)27 第三節(jié) 熱處理對(duì)鋼性能的影響28

一、馬氏體28

二、索氏體29

三、屈氏體29

四、貝氏體29 第四節(jié) 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變30

一、奧氏體形成過(guò)程30

二、奧氏體晶核形成30

三、奧氏體晶核長(zhǎng)大30

四、奧氏體成分均勻化31

五、奧氏體粒度31

六、鋼的加熱工藝33

七、加熱溫度的選擇34

八、加熱時(shí)間的估算35 第五節(jié) 鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變36

一、過(guò)冷度36

二、臨界冷卻速度36

三、奧氏體冷卻方式37

四、C-曲線37

五、過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變37 第六節(jié) 鋼在連續(xù)冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變40

一、鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變43

二、殘余奧氏體的影響43 第七節(jié) 鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變43 第四章 鋼的熱處理工藝47 第一節(jié) 鋼的退火與正火47

一、退火47

二、退火的目的48

三、退火類(lèi)別48

四、影響退火因素55

五、正火55

六、退火與正火常見(jiàn)缺陷及補(bǔ)救方法56 第二節(jié) 鋼的淬火與實(shí)例57

一、完全淬火57

二、不完全淬火57

三、淬火的目的57

四、淬火加熱溫度的確定57

五、淬火加熱時(shí)間的確定58

六、熱處理工件加熱時(shí)間的計(jì)算58

七、淬火介質(zhì)（淬火劑）60

實(shí)例1：淬火用硝酸鹽冷卻介質(zhì)61

八、幾種介質(zhì)的淬火冷卻曲線64

九、淬火方法66

實(shí)例2：鋼鍬制造、熱處理等溫淬火及制造工藝71

實(shí)例3：對(duì)尖鏟、扁鏟等工具采用局部淬火法73

十、淬火冷卻操作方式方法74

十一、把已透熱工件或工具浸入淬火劑時(shí)必須遵循的基本規(guī)律75 第三節(jié) 鋼的冷處理與時(shí)效處理76

一、冷處理76

二、時(shí)效處理79 第四節(jié) 鋼的回火80

一、回火的主要目的80

二、鋼的回火工藝及應(yīng)用80

三、制定回火工藝時(shí)的注意事項(xiàng)83 第五章 鋼的表面熱處理84 第一節(jié) 表面淬火84

一、表面淬火的應(yīng)用84

二、表面淬火的分類(lèi)84

三、火焰加熱表面淬火法84

實(shí)例4：齒輪用火焰表面淬火法90

四、感應(yīng)加熱表面淬火90

實(shí)例5: 采用高頻感應(yīng)加熱煉鋼對(duì)各種機(jī)械設(shè)備小型零件、 精密鑄造及其熱處理工藝95

實(shí)例6：?jiǎn)胃笾睆綇椈呻娮杓訜徇M(jìn)行熱處理98

實(shí)例7: 采用電阻加熱炭精棒發(fā)出熱量爐對(duì)小型工件局部熱處理100 第二節(jié) 鋼的化學(xué)熱處理及實(shí)例101

一、概述101

二、鋼的化學(xué)熱處理目的102

三、鋼的化學(xué)熱處理種類(lèi)102

四、鋼的化學(xué)熱處理特點(diǎn)102

五、鋼的化學(xué)熱處理原理102

六、鋼的滲碳103

實(shí)例8：固體滲碳104

七、氣體滲碳106

八、液體滲碳106

九、滲碳件常見(jiàn)的缺陷及其補(bǔ)救方法108

十、鋼的氮化(滲氮)109

十一、滲金屬110 第三節(jié) 氧化處理及實(shí)例110

一、簡(jiǎn)介110

二、氧化處理（發(fā)藍(lán)處理）應(yīng)用111

三、氧化處理的目的111

四、氧化處理操作技術(shù)111

實(shí)例9：發(fā)藍(lán)處理111

五、發(fā)藍(lán)工件缺陷產(chǎn)生原因及其防止與補(bǔ)救的方法120

六、氧化處理用設(shè)備及要求121

七、氧化槽液和酸洗槽液的配制方法和注意事項(xiàng)122

八、氧化處理操作時(shí)的注意事項(xiàng)122

九、氧化處理安全技術(shù)124 第六章 合金鋼的熱處理125 第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用125

一、合金元素與鐵的作用125

二、合金元素與碳的作用126 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)鋼的熱處理與實(shí)例126

一、滲碳鋼127

二、調(diào)質(zhì)鋼127

實(shí)例10：內(nèi)燃機(jī)車(chē)東方紅型拉臂銷(xiāo)制造工藝及調(diào)質(zhì)處理129

三、彈簧鋼的熱處理131

實(shí)例11：冷成形彈簧及其熱處理133

實(shí)例12：內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引電機(jī)彈性墊片的制造及熱處理工藝136

實(shí)例13: 鐵道線上預(yù)應(yīng)力筋混凝土軌枕上面使用的 鐵路配件--彈條扣件的制造工藝及熱處理138

四、軸承鋼的熱處理143 第三節(jié) 工具鋼的熱處理與實(shí)例145

一、切削工具鋼的基本要求145

二、刃具鋼（低合金刃具鋼）及其熱處理146

實(shí)例14：鋼的分級(jí)淬火、等溫淬火及回火使用硝酸鹽配方148

實(shí)例15: 碳素鋼與合金鋼淬火加熱、高速鋼和高合金鋼預(yù)熱使用 中性鹽浴爐配方148

三、碳素工具鋼及其熱處理148

四、高速鋼及其熱處理151

五、模具鋼及其熱處理158

六、制造沖模的工藝169

實(shí)例16: 東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車(chē)使用的“鋼背鋁瓦”在制造時(shí)，冷壓 成形大型模具熱處理173

實(shí)例17：焊接高速鋼機(jī)械加工用刀具的藥品配方176

實(shí)例18: 搗固機(jī)上，采用極薄彈簧片組裝一起的成組彈簧片的 熱處理176 第四節(jié) 特殊性能鋼及其熱處理178

一、不銹鋼的熱處理178

二、耐熱鋼熱處理183

三、耐磨鋼熱處理186 第七章 鑄鐵熱處理188 第一節(jié) 鑄鐵分類(lèi)188

一、白口鑄鐵188

二、灰口鑄鐵188

三、可鍛鑄鐵188

四、球墨鑄鐵189

五、普通鑄鐵成分189

六、鑄鐵的石墨化過(guò)程189

七、鑄鐵組織191

八、鑄鐵的性能192

九、石墨的影響192 第二節(jié) 鑄鐵熱處理基礎(chǔ)192

一、鑄鐵熱處理的必要性192

二、鑄鐵熱處理的特點(diǎn)193

三、鑄鐵熱處理時(shí)應(yīng)采取的措施194 第三節(jié) 灰口鑄鐵熱處理194

一、灰口鑄鐵的化學(xué)成分194

二、灰口鑄鐵的退火和正火195

三、灰口鑄鐵的淬火與回火196 第四節(jié) 可鍛鑄鐵熱處理197

一、可鍛鑄鐵化學(xué)成分197

二、可鍛鑄鐵的牌號(hào)、機(jī)械性能和應(yīng)用舉例198

三、可鍛鑄鐵的熱處理198

四、白心可鍛鑄鐵的熱處理199

五、黑心可鍛鑄鐵的熱處理201

六、可鍛鑄鐵熱處理過(guò)程中的缺陷及其防止與補(bǔ)救方法203

七、獲得不同基體可鍛鑄鐵的方法204 第五節(jié) 石墨化鋼與激冷鑄鐵熱處理206

一、工廠中常用石墨化退火方法206

二、激冷鑄鐵及其熱處理207 第六節(jié) 球墨鑄鐵熱處理208

一、球墨鑄鐵分類(lèi)及化學(xué)成分208

二、球墨鑄鐵熱處理209

三、球墨鑄鐵的化學(xué)熱處理212 第七節(jié) 特殊性能鑄鐵213

一、耐磨鑄鐵214

二、耐熱鑄鐵214

三、耐蝕鑄鐵215

實(shí)例19：活塞環(huán)熱處理215 第八章 金屬熱處理缺陷分析及其防止措施217 第一節(jié) 概論217 第二節(jié) 過(guò)熱與過(guò)燒217

一、過(guò)熱217

二、過(guò)燒218 第三節(jié) 氧化與脫碳218

一、氧化218

二、脫碳219

三、防止和減輕氧化、脫碳的措施219

實(shí)例20：工件在熱處理加熱過(guò)程中防止氧化和脫碳方法219 第四節(jié) 熱處理變形220

一、熱處理變形原因220

二、熱處理變形規(guī)律222

三、熱處理變形的校正226

四、防止淬火工件變形及常用的補(bǔ)救變形的方法227 第五節(jié) 熱處理裂紋228

一、熱處理裂紋的一般概念228

二、金屬零件的淬火裂紋228

三、影響淬火裂紋形成的因素232

四、預(yù)防淬火裂紋的方法236

五、熱處理技術(shù)條件239

六、預(yù)防淬火裂紋的工藝路線與淬火方法240

七、淬火介質(zhì)的選擇241

八、其他熱處理裂紋241 第六節(jié) 殘余內(nèi)應(yīng)力244

一、熱處理內(nèi)應(yīng)力244

二、表面淬火工件的殘余應(yīng)力244 第七節(jié) 力學(xué)性能不合格245

一、熱處理和硬度245

二、軟點(diǎn)產(chǎn)生的主要原因及應(yīng)采取措施245

三、硬度不足的主要原因246

四、高頻淬火工件的軟點(diǎn)和硬度不足246

五、防止感應(yīng)加熱淬火時(shí)產(chǎn)生硬化層過(guò)淺或過(guò)深缺陷現(xiàn)象及應(yīng) 采取的措施247

六、感應(yīng)加熱淬火產(chǎn)生硬化層不均勻缺陷的原因及防止方法247

七、化學(xué)熱處理滲碳硬化層深度不合格的原因及防止方法247 第八節(jié) 熱處理缺陷預(yù)防與全面質(zhì)量控制249

一、熱處理全面質(zhì)量控制的概念249

二、基礎(chǔ)條件控制249 第九節(jié) 熱處理前各工序質(zhì)量控制253

一、鑄造質(zhì)量控制253

二、鍛件質(zhì)量控制254

三、焊接質(zhì)量控制256

四、機(jī)械加工質(zhì)量控制257 第十節(jié) 熱處理中質(zhì)量控制258

一、待處理的核查258

二、預(yù)備熱處理質(zhì)量控制258

三、最終熱處理質(zhì)量控制259

四、安排熱處理位置259

五、對(duì)淬火介質(zhì)的一般要求260

六、熱處理生產(chǎn)操作控制260 第十一節(jié) 熱處理工件質(zhì)量要求與檢驗(yàn)260

一、淬火回火件的金相檢查260

二、淬火回火件的變形要求261

三、校形后應(yīng)達(dá)到的要求261

四、表面熱處理與化學(xué)熱處理的質(zhì)量控制261 第十二節(jié) 熱處理生產(chǎn)技術(shù)安全263

一、熱處理生產(chǎn)中常見(jiàn)危險(xiǎn)因素263

二、熱處理生產(chǎn)的技術(shù)安全防護(hù)措施264 參考文獻(xiàn)265

鋼鐵熱處理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)金屬材料的物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能及工藝性能起著重要作用。本書(shū)先簡(jiǎn)要介紹金屬學(xué)有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、熱處理原理，并結(jié)合作者幾十年工作經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)全面介紹了鋼鐵的各種熱處理工藝以及操作技術(shù)方法、注意事項(xiàng)、安全技術(shù)規(guī)程、熱處理高新技術(shù)等。本書(shū)還列舉了20個(gè)成熟的工藝實(shí)例，包括機(jī)械、運(yùn)輸、工模具、機(jī)車(chē)、車(chē)輛、鐵路典型配件、各種彈簧、鋼鍬、表面熱處理、化學(xué)熱處理、鑄鐵熱處理等。

本書(shū)的特點(diǎn)是體現(xiàn)了技術(shù)的實(shí)用性、新穎性、先進(jìn)性、可靠性及可操作性。針對(duì)生產(chǎn)中的技術(shù)難點(diǎn)與缺陷進(jìn)行了詳盡的分析與解答。很適合于從事金屬材料熱處理的技術(shù)人員參考，并可作為企業(yè)中技術(shù)工人的培訓(xùn)及入門(mén)教材。