熱處理常見缺陷分析與對策基本信息

本書可供熱處理企業(yè)和科研單位的技術工人、管理人員解決工程實際問題時參考，也可供大中專院校的機械工程設計和熱處理專業(yè)師生參考。

本書對零件在加熱、淬火、回火、表面淬火以及化學熱處理工藝過程中出現(xiàn)的常見熱處理缺陷進行了歸納，重點對缺陷產(chǎn)生的原因、影響因素等進行了分析和探討，同時提出了預防和改進的措施。另外結(jié)合常見熱處理缺陷進行了實例分析，具有較強的參考價值和指導作用。

第1章 常見熱處理缺陷的類型及分析方法

1.1　熱處理常見的缺陷類型

1.1.1　熱處理裂紋

1.1.2　熱處理變形

1.1.3　熱處理性能不合格

1.2　缺陷分析的步驟和方法

1.3　熱處理缺陷的對策方略

第2章 加熱過程中產(chǎn)生的缺陷及其對策

2.1　氧化與脫碳

2.1.1　氧化和脫碳的機理

2.1.2　零件加熱常用介質(zhì)的作用和防止氧化和脫碳的措施

2.1.3　其他影響零件氧化和脫碳的因素

2.1.4　鋼鐵零件的表面腐蝕

2.1.5　零件表面氧化和脫碳的后續(xù)處理

2.2　過熱和過燒

2.2.1　過熱

2.2.2　過燒

2.2.3　防止零件過熱和過燒的措施

2.3　氧化和脫碳實例分析

2.3.1　鋼板彈簧的氧化和脫碳

2.3.2　螺栓的表面脫碳

2.3.3　汽車連桿的脫碳

2.3.4　熱鍛40Cr連桿螺栓的局部過燒造成斷裂

第3章　淬火過程中產(chǎn)生的缺陷及其對策

3.1　概述

3.2　淬火應力分析

3.2.1　熱應力

3.2.2　組織應力

3.3　淬火裂紋

3.3.1　淬火裂紋的特征

3.3.2　淬火開裂原因和形式

3.3.3　淬火裂紋的一般特點

3.3.4 影響零件開裂的因素和防止措施

3.3.5　其他裂紋

3.3.6　導致淬火零件裂紋的淬火加工

3.4　淬火變形

3.4.1　熱處理變形的機理

3.4.2　影響零件變形的因素

3.4.3　零件熱處理變形的規(guī)律

3.4.4　減小變形的熱處理工藝的選擇

3.4.5　其他防止零件變形的方法

3.4.6 工件熱處理變形的校直方法

3.5　淬火后硬度不均勻、硬度不夠

3.5.1　淬火后硬度不均勻

3.5.2　淬火后硬度不足

3.6　工具鋼的淬火缺陷

3.6.1　碳素工具鋼和合金工具鋼常見熱處理質(zhì)量缺陷

3.6.2　高合金鋼和高速工具鋼常見熱處理質(zhì)量缺陷

3.6.3　工具鋼熱處理時的基本思路

3.7　實例分析

3.7.1　圓板牙的熱處理及變形的控制

3.7.2　65Mn金剛石圓鋸片基體的熱處理和變形的控制

3.7.3 高速鋼拉刀熱處理變形的控制

3.7.4　塞規(guī)淬火裂紋及其控制

3.7.5　柴油機擺臂軸淬火剝落裂紋和防止措施

第4章 回火過程中產(chǎn)生的缺陷及其對策

4. 1 硬度不足

4．1．1 加熱溫度和保溫時間的影響

4．1．2 回火溫度的影響

4．1．3 冷卻速度、冷卻介質(zhì)以及化學成分的影響

4．1．4 零件表面脫碳

4．2 硬度偏高

4．3 回火裂紋

4．4 回火脆性

4．5 實例分析

第5章 表面淬火缺陷及其對策

5．1 高頻淬火缺陷

5．1．1 感應淬火的意義和作用

5．1．2 感應加熱表面質(zhì)量的檢查

5．1．3 常見的高頻表面淬火缺陷

5．1．4 提高高頻淬火件性能的措施和要求

5．2 電接觸加熱表面淬火缺陷

5．3 火焰加熱表面淬火缺陷

5．3．1 火焰力口熱表面淬火的意義和應用

5．3．2 火焰加熱表面淬火常見缺陷和防止措施

5．3．3 影響火焰淬火表面質(zhì)量的因素

5．4 實例分析

5．4．1 齒輪的表面淬火開裂

5．4．2 60鋼軸的高頻淬火出現(xiàn)螺旋狀軟帶

5．4．3 感應淬火時孔洞的邊緣出現(xiàn)淬火裂紋

第6章 化學熱處理缺陷及其對策

6．1 滲碳

6．1．1 滲碳的作用

6．1．2 滲碳零件的熱處理

6．1．3 零件滲碳后常見的熱處理缺陷和預防措施

6．1．4 滲碳零件的變形

6．1．5 滲碳零件裂紋形成原因和采取的措施

6．1．6 零件滲碳后的機械加工

6．2 滲氮

6．2．1 對滲氮零件的技術要求

6．2．2 零件滲氮的缺陷和防止措施

6．3 氮碳共滲

6．3．1 氣體氮碳共滲

6．3．2 液體氮碳共滲

6．4 氣體碳氮共滲

6．5 實例分析

6．5．1 齒輪的滲碳畸變

6．5．2 滲碳齒輪的磨削裂紋

6．5．3 氣門液體軟氮化后表面腐蝕和粗糙度超差

參考文獻

2100433B

第1章齒輪熱處理概述

1.1齒輪類別及其性能要求

1.1.1齒輪的類別

1.1.2齒輪的性能要求

1.2典型齒輪材料及其熱處理方法

1.2.1齒輪用鋼的選擇

1.2.2典型齒輪材料及其熱處理方法

1.3齒輪熱處理設備和生產(chǎn)用材料簡介

1.3.1齒輪熱處理設備

1.3.2齒輪熱處理生產(chǎn)使用的材料及其分類

1.4齒輪熱處理常見缺陷一覽

第2章齒輪熱處理典型缺陷分析與對策

2.1齒輪熱處理加熱缺陷分析與對策

2.1.1齒輪氧化與脫碳缺陷分析與對策

2.1.2齒輪欠熱、過熱和過燒缺陷分析與對策

2.1.3齒輪晶粒粗化與混晶缺陷分析與對策

2.1.4齒輪脫碳、過熱與過燒的檢驗

2.2齒輪熱處理冷卻缺陷分析與對策

2.2.1齒輪淬火硬度及淬硬層深度缺陷分析與對策

2.2.2齒輪熱處理變形缺陷分析與對策

2.2.3齒輪熱處理裂紋缺陷分析與對策

2.3齒輪熱處理變形與裂紋的檢測

2.3.1齒輪熱處理變形的檢測

2.3.2齒輪熱處理裂紋的檢測

2.4齒輪熱處理力學性能缺陷分析與對策

2.4.1抗拉強度缺陷分析與對策

2.4.2疲勞強度缺陷分析與對策

第3章齒輪的普通熱處理缺陷分析與對策

3.1齒輪的退火與正火缺陷分析與對策

3.1.1退火缺陷分析與對策

3.1.2正火缺陷分析與對策

3.2齒輪退火及正火的質(zhì)量檢驗項目及要求

3.2.1表面質(zhì)量

3.2.2表面硬度

3.2.3變形量

3.2.4金相檢驗

3.3齒輪的淬火與回火缺陷分析與對策

3.3.1中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火與回火硬度缺陷

分析與對策

3.3.2中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火與回火金相組織缺陷

分析與對策

3.3.3中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬硬層缺陷分析與對策

3.3.4中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火與回火其他缺陷分析與對策…

3.3.5中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火變形分析與對策

3.3.6中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火裂紋分析與對策

3.4齒輪淬火與回火的質(zhì)量檢驗項目與要求

3.4.1外觀檢查

3.4.2表面硬度

3.4.3金相組織

3.4.4變形

第4章調(diào)質(zhì)齒輪的熱處理缺陷分析與對策

4.1常用調(diào)質(zhì)齒輪鋼材及其熱處理

4.1.1合金結(jié)構鋼

4.1.2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼

4.1.3鑄造碳鋼及合金鑄鋼

4.2調(diào)質(zhì)齒輪硬度缺陷分析與對策

4.2.1調(diào)質(zhì)齒輪硬度低原因分析與對策

4.2.2調(diào)質(zhì)齒輪硬度不均原因分析與對策

4.3齒輪調(diào)質(zhì)深度不足原因分析與對策

4.4大模數(shù)齒輪的開齒調(diào)質(zhì)工藝

4.5焊接齒輪的調(diào)質(zhì)處理

4.6調(diào)質(zhì)齒輪淬火裂紋分析與對策

4.7齒輪調(diào)質(zhì)處理的質(zhì)量檢驗

4.7.1調(diào)質(zhì)齒輪的檢驗項目、內(nèi)容及方法

4.7.2調(diào)質(zhì)齒輪的力學性能及淬透性檢驗

4.7.3調(diào)質(zhì)齒輪的金相組織檢驗

第5章齒輪的化學熱處理缺陷分析與對策

5.1齒輪的滲碳熱處理缺陷分析與對策

5.1.1齒輪的氣體和固體滲碳熱處理缺陷分析與對策

5.1.2齒輪的氣體碳氮共滲缺陷分析與對策

5.1.3齒輪的滲碳熱處理變形分析與對策

5.1.4齒輪的滲碳熱處理裂紋分析與對策

5.1.5滲碳齒輪的質(zhì)量檢驗項目、內(nèi)容及方法

5.2齒輪的滲氮熱處理缺陷分析與對策

5.2.1氣體滲氮齒輪材料及其熱處理

5.2.2氣體滲氮齒輪硬度缺陷分析與對策

5.2.3氣體滲氮齒輪金相組織缺陷分析與對策

5.2.4氣體滲氮齒輪滲層深度缺陷分析與對策

5.2.5氣體滲氮齒輪其他熱處理缺陷分析與對策

5.2.6氣體滲氮齒輪的質(zhì)量檢驗項目及要求

5.2.7離子滲氮齒輪熱處理缺陷分析與對策

5.2.8齒輪離子滲氮的質(zhì)量檢驗項目、內(nèi)容及要求

5.2.9齒輪的氣體氮碳共滲缺陷分析與對策

5.2.10齒輪氣體氮碳共滲的質(zhì)量檢驗項目及要求

5.2.11滲氮齒輪熱處理變形分析與對策

5.2.12滲氮齒輪表面裂紋分析與對策

第6章齒輪的感應熱處理缺陷分析與對策

6.1感應淬火齒輪材料及其熱處理方法

6.2感應淬火齒輪硬度缺陷分析與對策

6.2.1感應淬火齒輪表面硬度不足和出現(xiàn)軟點或軟帶原因

分析與對策

6.2.2感應淬火齒輪表面硬度過高或過低原因分析與對策

6.2.3感應淬火齒輪表面硬度不均原因分析與對策

6.3感應淬火齒輪金相組織缺陷分析與對策

6.4感應淬火齒輪硬化層缺陷分析與對策

6.4.1感應淬火齒輪硬化層過淺或過深原因分析與對策

6.4.2感應淬火齒輪硬化層不均原因分析與對策

6.4.3感應淬火齒輪硬化層深度變化超過要求范圍原因

分析與對策

6.5感應淬火齒輪其他熱處理缺陷分析與對策

6.5.1防止感應淬火齒輪淬硬區(qū)域不符合要求的措施

6.5.2感應淬火齒輪局部燒熔麻點原因分析與對策

6.5.3感應淬火齒輪硬化層或尖角剝落原因分析與對策

6.5.4感應淬火齒輪硬化區(qū)分布不合理及硬度低原因

分析與對策

6.5.5齒輪感應淬火加熱不均勻原因分析與對策

6.6感應淬火齒輪的返修

6.7齒輪的感應淬火變形原因分析與對策

6.7.1齒輪的感應淬火變形原因分析

6.7.2減小與控制齒輪感應淬火變形的措施

6.7.3齒輪的其他感應淬火變形控制方法

6.8齒輪的感應淬火裂紋原因分析與對策

6.8.1齒輪材料不良造成的感應淬火裂紋原因分析與對策

6.8.2齒輪設計或機械加工不當造成的感應淬火裂紋原因

分析與對策

6.8.3齒輪淬火加熱溫度過高或加熱不均造成的感應淬火裂紋

原因分析與對策

6.8.4齒輪淬火冷卻條件不良造成的感應淬火裂紋原因

分析與對策

6.8.5操作不良造成的齒輪感應淬火裂紋原因分析與對策

6.9高頻淬火齒輪產(chǎn)生廢品原因分析與對策

6.10感應淬火齒輪的質(zhì)量檢驗項目及要求

第7章齒輪的失效原因分析與對策

7.1齒輪的失效形式

7.2齒輪齒面的失效原因分析與對策

7.2.1齒輪齒面磨損原因分析與對策

7.2.2齒輪齒面塑性變形原因分析與對策

7.2.3齒輪齒面膠合原因分析與對策

7.2.4齒輪齒面點蝕原因分析與對策

7.2.5齒輪硬化層剝落（或稱深層剝落、硬化層壓碎）原因

分析與對策

7.3齒輪斷裂原因分析與對策

7.4齒輪的其他失效原因分析與對策

7.4.1齒輪輪齒崩齒原因分析與對策

7.4.2齒輪輪齒的末端損壞原因分析與對策

7.5中重型載貨汽車弧齒錐齒輪失效原因分析與對策

7.5.1弧齒錐齒輪制造問題造成的失效原因分析與對策

7.5.2弧齒錐齒輪裝配及使用問題造成的失效原因分析

與對策

附錄

附錄A侵蝕劑

附錄B熱處理相關標準目錄

附錄C國內(nèi)外常用結(jié)構鋼對照表

附錄D不同布氏硬度試驗條件下施加的試驗力（GB/T 231.1—2009《金屬布氏硬度試驗第1部分：試驗方法》）

附錄E洛氏硬度標尺及適用范圍（GB/T 230.1—2009《金屬洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法》）

附錄F維氏硬度負荷與試驗力

參考文獻 2100433B

第1章常見熱處理缺陷的類型及分析方法1

11熱處理常見的缺陷類型2

111熱處理裂紋5

112熱處理變形6

113熱處理性能不合格7

12缺陷分析的步驟和方法7

13熱處理缺陷的對策13

第2章鋼在加熱過程中產(chǎn)生的缺陷及其對策16

21氧化與脫碳16

211氧化和脫碳的機理16

212零件加熱常用介質(zhì)的作用和防止氧化與脫碳的措施23

213其他影響零件氧化和脫碳的因素57

214鋼鐵零件的表面腐蝕61

215零件表面氧化和脫碳的后續(xù)處理62

22過熱和過燒62

221過熱62

222過燒67

223防止零件過熱和過燒的措施68

23氧化和脫碳實例分析69

231鋼板彈簧的氧化和脫碳69

232螺栓的表面脫碳71

233汽車連桿的脫碳74

234熱鍛40Cr連桿螺栓的局部過燒斷裂75

235氣門桿部氧化脫碳對其壽命的影響76

23620鋼冷擠壓挺桿球窩處脫碳分析77

23765Mn鋼制木工鋸條的脫碳分析77

238抽油桿的熱處理脫碳分析與改進措施79

239針閥體熱處理銹蝕分析81

第3章淬火過程中產(chǎn)生的缺陷及其對策83

31概述83

32淬火應力分析88

321熱應力89

322組織應力90

33淬火裂紋93

331淬火裂紋的特征93

332淬火開裂原因和形式94

333淬火裂紋的一般特點100

334影響零件開裂的因素和防止措施102

335其他裂紋121

336導致淬火零件裂紋的淬后加工131

34淬火變形132

341熱處理變形的機理132

342影響工件變形的因素135

343零件熱處理變形的規(guī)律153

344減小變形的熱處理工藝的選擇158

345其他防止零件變形的方法159

346工件熱處理變形的校直方法160

35淬火后硬度不均勻、硬度不夠182

351淬火后的硬度不均勻182

352淬火后硬度不足184

36工具鋼的淬火缺陷187

361碳素工具鋼和合金工具鋼常見熱處理質(zhì)量缺陷188

362高合金鋼和高速工具鋼常見熱處理質(zhì)量缺陷194

363工具鋼熱處理時的基本思路213

37實例分析217

371圓板牙的熱處理及變形的控制217

37265Mn金剛石圓鋸片基體的熱處理和變形的控制221

373高速鋼拉刀熱處理變形的控制223

374塞規(guī)淬火裂紋及其控制227

375柴油機擺臂軸淬火剝落裂紋和防止措施228

376接柄絲錐裂紋分析與防止措施229

377高速鋼制無心磨床支片變形的控制231

378氣門鍛模型腔部分腐蝕原因分析與措施232

379奧氏體鋼氣門固溶表面燒蝕分析233

3710高速鋼產(chǎn)生萘狀斷口原因分析與措施235

3711Cr12MoV鋼搓絲板的淬火裂紋分析237

371245鋼柴油機頂桿座淬火裂紋分析238

371345鋼零件淬裂分析239

3714汽車半軸淬火開裂分析242

3715T7A絞肉機孔板淬火開裂分析243

371635CrMo鋼螺栓淬火裂紋缺陷分析與防止措施244

371742CrMo鋼高強度螺母裂紋分析246

371860Su2MnA鋼汽車懸架橫向穩(wěn)定桿的變形分析248

371950CrV鋼紡織機鋼針變形的控制249

3720大型彈簧片淬火開裂分析251

3721鋼領熱處理變形分析254

3722T8A醫(yī)用超薄鋸片淬火變形分析255

3723高速鋼鋸片銑刀的熱處理變形與開裂分析256

3724桿狀零件的熱處理變形分析259

第4章淬火鋼在回火過程中產(chǎn)生的缺陷及其對策263

41硬度不足263

411加熱溫度和保溫時間的影響263

412回火溫度的影響264

413冷卻速度、冷卻介質(zhì)以及化學成分的影響265

414零件表面脫碳266

42硬度偏高266

43回火裂紋268

44回火脆性269

45實例分析272

451M56高速鋼絲錐熱處理回火硬度不足272

452高速鋼滾刀產(chǎn)生的回火裂紋272

4539Cr18Mo2V鋼氣門回火后水冷調(diào)直斷裂分析與控制273

454GCr15SiMn鋼制高壓閥體開裂分析與控制274

455ML22CrMnB低碳合金鋼制冷鐓高強度螺栓裂紋分析與控制 275

第5章表面淬火缺陷及其對策277

51高頻和中頻淬火缺陷278

511感應淬火的意義和作用278

512感應加熱表面質(zhì)量的檢查280

513常見的高頻和中頻表面淬火缺陷282

514提高高頻和中頻淬火件性能的措施和要求294

52火焰加熱表面淬火缺陷295

521火焰加熱表面淬火的意義和應用 295

522火焰加熱表面淬火常見缺陷和防止措施296

523影響火焰淬火表面質(zhì)量的因素300

53電接觸加熱表面淬火缺陷 301

54激光表面淬火缺陷303

541激光加熱表面淬火的原理和特點303

542激光表面淬火的應用304

55實例分析304

551齒輪的表面淬火開裂304

55260鋼軸的高頻淬火出現(xiàn)螺旋狀軟帶306

553感應淬火時孔洞的邊緣出現(xiàn)淬火裂紋307

554內(nèi)燃機氣門桿部高頻淬火燒傷和晶粒度超標原因分析308

555汽車半軸花鍵淬火裂紋310

556機床活塞超音頻感應加熱淬火開裂分析312

557汽車轉(zhuǎn)向節(jié)中頻淬火開裂313

55835CrMo鋼制驅(qū)動橋半軸中頻加熱淬火斷裂316

559凸輪軸中頻感應淬火桃尖開裂317

55104Cr5WMoSiV鋼大圓弧剪刃激光淬火表面剝落319

5511冷激鑄鐵挺桿高頻淬火開裂320

第6章氣體滲碳熱處理缺陷及其對策321

61氣體滲碳及其熱處理322

611氣體滲碳的作用322

612氣體滲碳后的熱處理323

62滲碳零件的加工工藝路線分析329

63氣體滲碳后常見的熱處理缺陷和預防措施331

631滲碳熱處理零件的變形338

632滲碳熱處理零件裂紋的形成及防止措施345

64零件滲碳后的機械加工348

65實例分析349

651滲碳齒輪的磨削裂紋349

652齒輪的滲碳淬火畸變350

653大型滲碳齒輪熱處理畸變352

654滲碳導軌淬火變形353

655滲碳軸螺紋淬火崩牙355

656鑿巖機釬尾滲碳淬火開裂356

65727SiMnMoA鋼針閥體滲碳淬火開裂357

658細長軸零件滲碳淬火開裂358

659滾珠絲杠滲碳淬火變形360

6510汽車后橋主動錐齒輪熱處理裂紋分析361

第7章氣體碳氮共滲熱處理缺陷及其對策363

71碳氮共滲熱處理363

72碳氮共滲熱處理的缺陷及防止措施364

73實例分析369

731汽車變速箱齒輪碳氮共滲“黑色組織”缺陷369

73220CrMnTi鋼制碳氮共滲主動錐齒輪斷裂371

73320C鋼細長軸碳氮共滲變形分析373

734曲軸離子碳氮共滲表面白斑缺陷374

735驅(qū)動齒輪的碳氮共滲后熱處理變形分析375

第8章滲氮熱處理缺陷及其對策377

81滲氮零件的技術要求379

82滲氮工藝特點383

83滲氮用材及其加工工藝路線分析390

84零件滲氮的缺陷和防止措施391

85實例分析396

8516Cr13鋼制活塞環(huán)滲氮變形396

85240Cr鋼制薄片齒輪滲氮變形398

第9章氮碳共滲熱處理缺陷及其對策400

91氣體氮碳共滲熱處理工藝特點402

92鹽浴氮碳共滲熱處理工藝特點405

93氮碳共滲用材及其加工工藝路線分析409

94氮碳共滲缺陷及防止措施411

95實例分析415

951氣門液體軟氮化后表面腐蝕和粗糙度超差415

952Cr12W鋼制挺桿氮碳共滲后開裂421

953套筒形零件氮碳共滲變形分析與措施422

954氣門鍛模非正常開裂缺陷分析及防止措施424

955鑿巖機活塞氣體氮碳共滲畸變超差426

參考文獻 2100433B

本書主要對齒輪熱處理生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷及其產(chǎn)生原因作了詳細分析，并敘述了齒輪熱處理缺陷的影響因素、危害及檢驗方法等。同時，結(jié)合當前熱處理新技術、新工藝、新材料及新設備等提出了防止與控制這些缺陷的方法與措施。書中還介紹了典型齒輪使用中常見的失效形式及其危害，對齒輪失效原因進行了詳細分析，提出了預防與改進措施，并列舉了大量生產(chǎn)及使用中的實例加以說明。 全書注重實用性、科學性、先進性和可操作性，具有較高的使用價值。

本書可供從事齒輪熱處理生產(chǎn)和檢驗的技術人員和工人等閱讀，同時對從事齒輪的設計、制造、使用、管理、營銷的人員及高等院校、科研單位人員也有一定的參考價值。