現(xiàn)代熱處理手冊

前言

金屬熱處理是在固態(tài)下將金屬或合金加熱到一定的溫度、保持一定的時(shí)間，然后用不同的冷卻速度冷卻下來，通過對加熱速度、加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度四個(gè)要素的有機(jī)配合，使其發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，形成各種各樣的組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要的使用性能的一種熱加工工藝。為保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，通常重要的機(jī)械零件都是要經(jīng)過熱處理的。例如，機(jī)床制造業(yè)中有60%～70%的零件要進(jìn)行熱處理，汽車和拖拉機(jī)制造業(yè)中有70%～80%的零件要進(jìn)行熱處理，工模具制造業(yè)中則100%要進(jìn)行熱處理。而且，只要選材合適，熱處理得當(dāng)，就能使機(jī)械零件的使用壽命成倍提高，達(dá)到事半功倍的效果。因此，熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過程中的關(guān)鍵工序，也是機(jī)械工業(yè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)技術(shù)。它對于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，延長產(chǎn)品的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有十分重要的意義。 國外熱處理技術(shù)發(fā)展很快，包括可控氣氛熱處理、真空熱處理、離子熱處理、化學(xué)熱處理、高能率熱處理以及電子計(jì)算機(jī)、激光技術(shù)與電子束技術(shù)在熱處理中的應(yīng)用等，節(jié)能節(jié)材的工藝和設(shè)備也在不斷地發(fā)展。我國的熱處理技術(shù)也有了很大的發(fā)展。目前，全國各類熱處理專業(yè)廠、熱處理設(shè)備制造廠、熱處理工藝材料生產(chǎn)廠以及主機(jī)廠的熱處理分廠、車間約近15000家，從業(yè)人員約37萬人。全國熱處理加熱設(shè)備（以75kW為一標(biāo)準(zhǔn)臺）約15萬臺，裝機(jī)容量1100萬千瓦。每臺設(shè)備平均生產(chǎn)率100kg/h，15萬臺加熱設(shè)備的年生產(chǎn)能力近4500萬噸。 雖然我國在熱處理的基礎(chǔ)理論研究和某些熱處理新工藝研究方面，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距不大，但在熱處理設(shè)備和實(shí)際生產(chǎn)水平方面卻存在著較大的差距，還沒有完全扭轉(zhuǎn)熱處理工藝和熱處理設(shè)備落后、氧化脫碳嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低、能耗大、成本高、污染嚴(yán)重等局面。為促進(jìn)我國熱處理技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)全面了解國內(nèi)外熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢，大力發(fā)展先進(jìn)的熱處理新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”。 為了普及金屬熱處理工藝的基礎(chǔ)知識，推廣并宣傳熱處理工藝技術(shù)及其研究與應(yīng)用成果，中國兵工學(xué)會(huì)組織編寫了《現(xiàn)代熱處理手冊》一書。全書共13章，較為詳細(xì)地介紹了金屬熱處理的基礎(chǔ)知識、金屬熱處理加熱與冷卻、鋼鐵件的整體熱處理、表面加熱熱處理、化學(xué)熱處理、形變熱處理、鐵基合金的熱處理、功能合金的熱處理、非鐵金屬的熱處理、典型零件熱處理、熱處理設(shè)備和輔助材料、熱處理質(zhì)量控制與檢驗(yàn)和熱處理常用特性曲線及參數(shù)等內(nèi)容，是金屬材料行業(yè)與機(jī)械制造行業(yè)從業(yè)人員，特別是材料研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造加工、管理銷售和教學(xué)人員必備的工具書。 本書突出實(shí)用性、先進(jìn)性和可操作性，理論敘述從簡，側(cè)重用實(shí)用數(shù)據(jù)和實(shí)例說明問題，語言精練，數(shù)據(jù)可靠，圖文并茂，可查閱性強(qiáng)。相信本書的出版發(fā)行對我國的金屬熱處理工藝技術(shù)的發(fā)展及普及有一定的促進(jìn)或推動(dòng)作用。

內(nèi)容概要

本手冊由中國兵工學(xué)會(huì)組織，中國工程院院士才鴻年主編，集中我國熱處理行業(yè)眾多專家共同完成。     本手冊系統(tǒng)地介紹了金屬材料的熱處理原理、熱處理工藝和熱處理設(shè)備。內(nèi)容豐富，資料收集齊全，提供的熱處理工藝流程清晰，工藝參數(shù)詳盡，在編寫過程中嚴(yán)格執(zhí)行了最新國家標(biāo)準(zhǔn)。     本手冊內(nèi)容編排系統(tǒng)性好，工程實(shí)用性強(qiáng)，并突出了先進(jìn)性和可操作性，側(cè)重用實(shí)用數(shù)據(jù)和實(shí)例說明問題，語言精練，數(shù)據(jù)可靠，可查閱性強(qiáng)。     本手冊是金屬材料熱處理行業(yè)工程技術(shù)人員必備的技術(shù)參考書，也是材料研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造加工和教學(xué)人員常用的工具書。

書籍目錄

第1章　基礎(chǔ)知識　1.1　基本概念與術(shù)語　　1.1.1　金屬熱處理工藝的基本概念與術(shù)語　?1.1.2　熱處理工藝材料的基本概念與術(shù)語　1.2　金屬熱處理分類及代號　?1.2.1　基礎(chǔ)分類　?1.2.2　附加分類　?1.2.3　常用熱處理工藝及代號　1.3　元素對金屬性能的影響　?1.3.1　合金元素對鋼的性能影響　?1.3.2　化學(xué)元素對有色金屬性能的影響　1.4　熱處理技術(shù)要求在零件圖樣上的表示方法　?1.4.1　熱處理技術(shù)條件采用的符號表示法　?1.4.2　基本表示方法　?1.4.3　正火、退火及淬火回火（含調(diào)質(zhì)）零件　?1.4.4　表面淬火零件　?1.4.5　滲碳和碳氮共滲零件　?1.4.6　滲氮（氮化）零件　1.5　合金相圖　?1.5.1　鐵碳系合金相圖　?1.5.2　其他鐵基合金相圖　?1.5.3　鋁基、銅基及鈦基合金相圖　參考文獻(xiàn)第2章　金屬熱處理加熱與冷卻　2.1　金屬熱處理的加熱　?2.1.1　簡介　?2.1.2　可控氣氛熱處理　?2.1.3　加熱熔鹽　?2.1.4　流體床　?2.1.5　真空中的加熱　2.2　金屬熱處理的冷卻　?2.2.1　熱處理的各種冷卻方式與特點(diǎn)　?2.2.2　熱處理用空氣冷卻器　?2.2.3　淬火冷卻介質(zhì)　參考文獻(xiàn)第3章　鋼鐵件的整體熱處理　3.1　鋼件的熱處理　?3.1.1　鋼件的退火與正火　?3.1.2　鋼的淬火　?3.1.3　鋼的回火　?3.1.4　鋼的感應(yīng)穿透加熱調(diào)質(zhì)　3.2　鑄鐵的熱處理　?3.2.1　簡介　?3.2.2　鑄鐵熱處理基礎(chǔ)　?3.2.3　灰鑄鐵的常規(guī)熱處理　?3.2.4　球墨鑄鐵的熱處理　?3.2.5　白口鑄鐵的熱處理　?3.2.6　可鍛鑄鐵的熱處理　參考文獻(xiàn)第4章　表面加熱熱處理　4.1　感應(yīng)加熱表面熱處理　?4.1.1　感應(yīng)加熱基本原理　?4.1.2　感應(yīng)淬火工藝　?4.1.3　超高頻脈沖和大功率脈沖感應(yīng)淬火　?4.1.4　感應(yīng)淬火件的回火　?4.1.5　高頻感應(yīng)加熱表面淬火后的組織與性能　?4.1.6　感應(yīng)加熱表面淬火的常見質(zhì)量缺陷及返工措施　4.2　火焰加熱表面淬火　?4.2.1　火焰加熱淬火的特點(diǎn)　?4.2.2　火焰淬火方法　?4.2.3　火焰噴嘴和燃料氣　?4.2.4　火焰淬火工藝規(guī)程　4.3　激光熱處理　?4.3.1　激光的原理、特性和加熱金屬的熱學(xué)分析　?4.3.2　激光熱處理工藝及其優(yōu)點(diǎn)　4.4　電子束熱處理　?4.4.1　電子束熱處理的特點(diǎn)　?4.4.2　電子束加熱表面淬火　?4.4.3　電子束表面合金化　4.5　其他表面熱處理　?4.5.1　電解液加熱表面淬火　?4.5.2　電接觸加熱表面淬火　?4.5.3　浴爐加熱表面淬火　?4.5.4　灰鑄件的表面強(qiáng)化處理工藝　參考文獻(xiàn)第5章　化學(xué)熱處理第6章　形變熱處理第7章　鐵基粉末冶金、硬質(zhì)合金與高溫合金的熱處理第8章　功能合金的熱處理第9章　非鐵金屬的熱處理第10章　典型零件熱處理第11章　熱處理設(shè)備和輔助材料第12章　熱處理質(zhì)量控制和檢驗(yàn)第13章　熱處理常用特性曲線與參數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（36）滴注式氣氛把含碳有機(jī)液體（一般用甲醇）定量滴入加熱到一定溫度、密封良好的爐內(nèi)，在爐內(nèi)裂解形成的氣氛。甲醇裂解氣可用作滲碳載氣，添加乙酸乙酯、丙酮、異丙醇、煤油等可提高碳勢，作為滲碳?xì)夥铡＃?7）氮基氣氛一般指含氮在90％以上的混合氣體，精凈化放熱式氣氛、空氣液化分餾氮?dú)?、用碳分子篩常溫空氣分離制氮和薄膜空分制氮的氣氛都屬此類。目前后兩種氣氛使用較多。氮基氣氛，即使是高純氮也含微量氧，直接使用不能使工件獲得無氧化加熱效果，一般需添加少量甲醇。氮基氣氛可用作工件無氧化加熱保護(hù)氣氛，也可用作滲碳載氣。（38）合成氣氛把純氮和甲醇裂解氣按一定比例混合可視作吸熱式氣氛作為滲碳載氣，此即合成氣氛。碳分子篩和薄膜空分制氮法問世后，配制合成氣氛被認(rèn)為是一種便宜和節(jié)能的可控氣氛制備方法。尤其是在我國，采用合成氣氛是解決制備可控氣氛氣源的一條主要途徑。（39）直生式氣氛將氣體燃料和空氣按吸熱式氣氛的比例配好，直接通入滲碳爐中，在爐內(nèi)裂解成所需成分的氣氛。利用氧探頭和微處理機(jī)以及碳勢控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)這種氣氛的碳勢精確控制。采用直生式氣氛省略了氣體發(fā)生爐，可以減少能耗。（40）中性氣氛在給定溫度下不與被加熱工件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣氛。（41）氧化氣氛在給定溫度下與被加熱工作發(fā)生氧化反應(yīng)的氣氛。（42）還原氣氛在給定溫度下可使金屬氧化物還原的氣氛。（43）冷卻制度對工件熱處理冷卻條件（冷卻介質(zhì)、冷卻速度）所作的規(guī)定。（44）冷卻速度熱處理冷卻過程中，在某一指定溫度區(qū)間或某一溫度下，工件溫度隨時(shí)間下降的速率。前者稱為平均冷卻速度，后者稱為瞬時(shí)冷卻速度。（45）馬氏體臨界冷卻速度工件淬火時(shí)可抑制非馬氏體轉(zhuǎn)變的冷卻速度低限。（46）冷卻曲線顯示熱處理冷卻過程中工件溫度隨時(shí)間變化的曲線。（47）特性冷卻曲線規(guī)定試樣的心部冷卻速度隨溫度變化的特性曲線，它反映了液態(tài)介質(zhì)對試樣在不同溫度下的冷卻速度。（48）爐冷工件在熱處理爐中加熱保溫后，切斷爐子能源，使工件隨爐冷卻的方式。（49）淬冷烈度（淬火冷卻烈度）表征淬火介質(zhì)從熱工件中吸取熱量的能力的指標(biāo)，以H值來表示。幾種介質(zhì)的淬火冷卻烈度見表1—1。

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《現(xiàn)代熱處理手冊》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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