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內容簡介

　　《熱處理原理與工藝（第2版）》主要介紹鋼鐵熱處理原理和熱處理工藝的基本知識。全書分為熱處理原理和熱處理工藝兩大部分，共十七章。熱處理原理部分主要介紹鋼在熱處理中發生的相變類型及其相變規律、特點，相變與組織、性能的關係。具體包括：奧氏體、珠光體、馬氏體、貝氏體轉變、過冷奧氏體轉變圖、迴火轉變等內容。熱處理工藝部分主要介紹常用熱處理工藝的工藝原理、工藝參數如何確定、確定工藝參數的道理及工藝參數對組織、性能的影響規律。具體包括：鋼的加熱規範確定原則、退火、正火、淬火、迴火工藝、淬火應力及變形開裂、錶麵淬火、滲碳、滲氮、碳氮共滲及熱處理工藝編製基礎等內容。

目錄

第2版前言
第1版前言
緒論1
第一部分熱處理原理
第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變4
第一節奧氏體的形成過程4
一、奧氏體的結構、組織和性能4
二、奧氏體形成條件5
三、奧氏體形成過程6
第二節奧氏體轉變速度8
一、奧氏體等溫轉變速度8
二、影響奧氏體轉變速度的因素10
三、連續加熱時的奧氏體轉變11
第三節奧氏體晶粒度的控製12
一、晶粒度的有關概念12
二、奧氏體晶粒的長大過程14
三、細化奧氏體晶粒的途徑15
四、組織遺傳15
本章小結16
習題17
第二章珠光體轉變19
第一節過冷奧氏體轉變圖簡介19
一、過冷奧氏體等溫轉變圖19
二、過冷奧氏體連續冷卻轉變圖20
第二節珠光體的組織形態和力學性能21
一、珠光體的組織形態21
二、珠光體的片層間距及其與過冷度的關係22
三、珠光體的力學性能23
第三節珠光體形成過程25
一、片狀珠光體的形成過程25
二、粒狀珠光體的形成過程27
第四節珠光體轉變速度及其影響因素28
一、珠光體形核率和長大速度28
二、影響珠光體轉變速度的因素29
第五節非共析鋼的珠光體轉變及先共析相30
一、非共析鋼的珠光體轉變30
二、先共析相的組織形態32
三、先共析相形態對力學性能的影響34
本章小結34
習題35
第三章馬氏體轉變36
第一節馬氏體的結構與組織形態36
一、馬氏體的晶體結構36
二、馬氏體組織形態和亞結構37
三、影響馬氏體形態和亞結構的因素40
第二節馬氏體轉變的主要特點41
一、馬氏體轉變不依賴擴散（無擴散性）41
二、錶麵浮凸現象和切變共格41
三、具有特定的慣習麵和位嚮關係41
四、降溫轉變及轉變不完全42
五、亞結構43
六、馬氏體轉變可逆43
第三節馬氏體轉變的熱力學條件及影響Ms點的因素44
一、馬氏體轉變的熱力學條件44
二、影響Ms點的主要因素44
第四節馬氏體的力學性能46
一、馬氏體的硬度和強度46
二、馬氏體的塑性和韌性47
第五節奧氏體穩定化48
一、熱穩定化48
二、機械穩定化49
本章小結50
習題50
第四章貝氏體轉變52
第一節貝氏體的組織形態52
一、上貝氏體52
二、下貝氏體53
三、其他貝氏體54
第二節貝氏體轉變特點和形成過程56
一、貝氏體轉變特點56
二、貝氏體形成過程57
第三節影響貝氏體轉變的因素60
一、化學成分的影響60
二、奧氏體化溫度及塑性變形的影響60
三、冷卻時在不同溫度下停留的影響61
第四節貝氏體的力學性能與應用61
一、貝氏體的力學性能61
二、貝氏體轉變與貝氏體的應用63
本章小結64
習題64
第五章鋼的過冷奧氏體轉變圖65
第一節過冷奧氏體等溫轉變圖65
一、過冷奧氏體等溫轉變圖的建立65
二、過冷奧氏體等溫轉變圖分析67
三、影響等溫轉變圖的因素67
四、等溫轉變圖的基本類型70
第二節過冷奧氏體連續冷卻轉變圖71
一、過冷奧氏體連續冷卻轉變圖的建立71
二、過冷奧氏體連續冷卻轉變圖分析71
三、連續冷卻轉變圖與等溫轉變圖的比較與應用72
本章小結75
習題75
第二部分熱處理工藝
第六章鋼的加熱78
第一節確定加熱工藝參數的一般原則78
一、加熱溫度的確定78
二、加熱速度的確定79
三、加熱時間的確定80
四、大鍛件的加熱83
第二節加熱介質83
一、常用加熱介質83
二、加熱介質及設備的選擇86
第三節鋼件加熱時的氧化、脫碳及其預防措施86
一、鋼件加熱時的氧化現象86
二、脫碳現象87
三、氧化、脫碳的危害及其預防措施88
本章小結88
習題88
第七章鋼的退火與正火90
第一節鋼的退火90
一、概述90
二、常用退火工藝91
第二節鋼的正火104
一、正火與退火的組織、性能區彆104
二、普通正火工藝105
三、其他正火工藝107
四、正火與退火的選用108
五、退火、正火工藝編製練習109
第三節退火、正火質量檢驗及常見缺陷110
一、退火與正火件的質量檢驗110
二、常見退火、正火缺陷110
三、退火、正火質量缺陷分析練習111
本章小結112
習題112
第八章鋼的淬火 114
第一節淬火冷卻介質114
一、理想淬火冷卻介質及淬火冷卻介質分類114
二、工件在淬火冷卻介質中的冷卻過程115
三、淬火冷卻介質冷卻能力的測定及影響因素117
四、常用淬火冷卻介質及冷卻特性118
第二節鋼的淬透性125
一、淬透性及其影響因素125
二、淬透性的測定方法129
三、淬透性麯綫的應用132
第三節淬火工藝133
一、淬火加熱工藝參數的確定133
二、常用淬火工藝方法135
三、其他淬火工藝方法150
四、冷處理153
五、淬火工藝編製練習154
第四節淬火技術的發展155
一、形變淬火155
二、真空淬火156
三、控製馬氏體、貝氏體形態的淬火157
四、奧氏體晶粒超細化處理157
五、碳化物超細化處理158
六、淬火-分配（Q-P）處理158
第五節淬火常見缺陷及其預防措施159
一、淬火常見缺陷159
二、淬火缺陷分析實例161
三、淬火缺陷分析練習162
本章小結162
習題163
第九章鋼的迴火 166
第一節迴火組織轉變與迴火組織166
一、碳鋼的迴火組織轉變166
二、迴火組織形貌169
第二節迴火時力學性能及內應力的變化171
一、力學性能的變化171
二、內應力的變化173
三、閤金元素對迴火件性能的影響174
四、迴火脆性175
五、非馬氏體組織迴火時的性能變化177
第三節迴火工藝178
一、迴火的目的和分類178
二、迴火工藝參數的確定179
三、其他迴火方法182
四、迴火後的穩定化處理183
五、迴火工藝實例184
六、迴火工藝編製練習184
第四節淬火與迴火後工件的質量檢驗及迴火缺陷185
一、淬火、迴火件的質量檢驗185
二、迴火常見缺陷185
三、迴火質量缺陷分析練習185
本章小結186
習題187
第十章淬火應力與畸變、開裂 189
第一節淬火應力189
一、淬火應力的分類189
二、淬火應力的形成規律190
第二節淬火畸變、開裂及預防措施192
一、淬火畸變192
二、淬火開裂194
三、減小畸變、防止開裂的措施197
四、畸變工件的校直199
五、淬火畸變、開裂實例分析與練習200
本章小結201
習題201
第十一章錶麵淬火203
第一節感應淬火203
一、概述203
二、感應加熱基本原理與過程204
三、感應淬火後的組織與性能206
四、感應淬火工藝207
五、感應淬火後的迴火211
六、感應淬火件質量檢驗及常見缺陷213
七、感應淬火工藝實例214
八、高、中頻感應淬火工藝編製與質量缺陷分析練習215
第二節其他錶麵淬火方法216
一、火焰淬火216
二、激光淬火217
本章小結218
習題218
第十二章化學熱處理基礎220
第一節化學熱處理基本過程221
一、滲劑的分解221
二、活性原子在工件錶麵的吸收221
三、擴散222
四、化學熱處理過程的控製因素222
五、加速化學熱處理過程的途徑222
第二節滲層組織的形成規律223
一、滲層組織與相圖的關係223
二、影響滲層各相區厚度的因素224
本章小結225
習題225
第十三章滲碳 226
第一節滲碳質量的評定226
一、錶麵碳含量226
二、滲碳層深度227
三、滲碳層碳含量梯度227
第二節氣體滲碳228
一、氣體滲碳常用滲碳劑228
二、爐氣成分及主要化學反應230
三、碳勢的測量231
四、滲碳用鋼及滲碳件加工工藝路綫233
五、氣體滲碳工藝234
六、氣體滲碳技術的發展243
第三節固體、液體滲碳246
一、固體滲碳246
二、液體滲碳246
第四節滲碳後的熱處理246
一、直接淬火247
二、一次淬火248
三、二次淬火248
四、高溫迴火後淬火249
五、迴火249
六、典型件滲碳後熱處理工藝實例249
七、滲碳熱處理工藝編製練習250
第五節滲碳件的組織性能、質量檢驗及常見缺陷250
一、滲碳件的組織與性能250
二、滲碳件的質量檢驗252
三、滲碳件常見缺陷及預防、消除措施255
四、滲碳質量缺陷分析實例255
五、滲碳質量缺陷分析練習256
本章小結257
習題257
第十四章鋼的滲氮260
第一節滲氮層組織與性能260
一、Fe-N相圖與基本相260
二、純鐵滲氮層組織261
三、碳及閤金元素對滲氮層組織與性能的影響261
第二節氣體滲氮263
一、滲氮鋼和滲氮前的預備熱處理263
二、氣體滲氮裝置264
三、氣體滲氮工藝265
四、滲氮層的性能特點270
五、典型零件滲氮工藝實例270
六、滲氮工藝編製練習272
第三節離子滲氮272
一、離子滲氮基本原理272
二、離子滲氮工藝參數273
三、離子滲氮的特點273
第四節滲氮技術的發展274
一、真空脈衝滲氮274
二、深層滲氮274
三、短時滲氮274
四、錶麵納米化滲氮275
五、增壓滲氮275
六、潔淨滲氮275
七、預氧化滲氮275
第五節滲氮件的質量檢驗及常見缺陷276
一、滲氮件質量檢驗276
二、滲氮件常見質量缺陷278
三、滲氮質量缺陷分析練習279
本章小結280
習題280
第十五章鋼的碳氮共滲與氮碳共滲282
第一節氣體碳氮共滲282
一、概述282
二、氣體碳氮共滲介質及化學反應283
三、碳氮共滲工藝284
四、碳氮共滲後的熱處理287
五、碳氮共滲層的組織與性能287
六、碳氮共滲件的質量檢驗及常見缺陷289
七、碳氮共滲工藝編製及質量缺陷分析練習291
第二節氣體氮碳共滲291
一、氣體氮碳共滲介質291
二、氣體氮碳共滲工藝292
三、氮碳共滲層的組織與性能295
四、氮碳共滲件質量檢驗及常見缺陷297
五、氮碳共滲工藝編製及質量缺陷分析練習298
本章小結298
習題298
第十六章其他常用化學熱處理 300
第一節滲硼300
一、滲硼層組織與性能300
二、滲硼工藝301
三、滲硼後的熱處理303
四、滲硼的應用及實例303
五、滲硼件質量檢驗304
第二節滲硫305
一、滲硫層的組織和性能305
二、低溫電解滲硫305
三、硫氮共滲305
第三節滲金屬306
一、固體法滲金屬306
二、鹽浴法滲金屬307
三、滲層組織與性能307
本章小結308
習題309
第十七章熱處理工藝編製基礎 310
第一節概述310
一、熱處理工藝編製的有關概念310
二、熱處理在零件加工工藝路綫的位置311
第二節熱處理工藝編製的原則、依據和步驟312
一、熱處理工藝編製的原則312
二、熱處理工藝編製的依據313
三、熱處理工藝編製的步驟313
第三節常用熱處理工藝文件315
一、熱處理工藝卡315
二、熱處理工藝守則316
本章小結317
習題318
附錄硬度換算319
參考文獻322

前言/序言

　　本書是按照教育部《關於開展“十二五”職業教育國傢規劃教材選題立項工作的通知》，經過齣版社初評、申報，由教育部專傢組評審確定的“十二五”職業教育國傢規劃教材，是根據《教育部關於“十二五”職業教育教材建設的若乾意見》及教育部新頒布的《高等職業學校專業教學標準（試行）》，同時參考國傢金屬熱處理工職業資格標準，在第1版的基礎上修訂而成的。
　　本書主要介紹從事熱處理崗位工作所必需的熱處理原理和工藝知識。本書的編寫緻力於實用、好用，力求體現以下特色：①內容起點低，錶述通俗、清楚、扼要，形式活潑，兼顧知識的係統性與實用性。②實際應用內容豐富，提供較多實例、示例及工藝編製與質量缺陷分析練習。③吸收企業專傢參加教材修訂，著力體現與職業標準和崗位需求的對接。④注重原理與工藝內容的結閤。⑤配閤邊學邊練教學模式編排教學內容。
　　本書在第1版的基礎上，主要從以下幾方麵進行瞭修訂：①增加瞭實例、示例及實例分析。②進一步降低瞭內容起點，便於中高職銜接。③增加瞭崗位工藝實施技術的介紹，注意對接職業標準。④加強瞭熱處理行業“十二五”重點推廣技術及企業技術升級采用新技術的介紹，培養學生適應這些新技術的能力。⑤根據數學實踐及用書學校和讀者的建議，對原書內容進行瞭刪減、增補，並對原書遺漏及不妥處進行瞭修補。⑥將感應器設計內容劃至設備課中。
　　關於本書使用，有以下幾點說明：①鑒於行業“十二五”重點推廣技術項目較多，近年熱處理行業技術升級步伐較快，本書對其中一些作瞭介紹，若在教學中完成這些內容，學時可能不足，各校可根據實際情況，自主選擇、靈活安排。但這些內容對於學生適應新形勢，顯然是需要的。②熱處理現場的很多操作較簡單、易上手，且對動作精確性要求較低，一人會乾，其他人模仿、跟乾，也可完成作業。但如沒有必要的理論支撐，其作業就成為盲目完成的簡單體力勞動，一旦齣現質量問題或情況變化，就會不知所措，更談不上改進提高熱處理質量，其職業發展也會受很大影響。故書中熱處理工藝實施必需的基本理論必須給予保證。③各校可根據條件選擇本課程教學模式，但根據教學實踐，以工藝內容講授與工藝編製練習同步進行（即邊學邊練）模式組織教學，對培養知識應用能力、熱處理工藝編製能力的效果較好、效率較高，適閤職業教育特點。故建議使用本書學校，另安排適當學時於熱處理工藝編製與質量缺陷分析練習。
　　參加本次修訂的人員有：包頭職業技術學院高美蘭、侯旭明，陝西航空職業技術學院陳海英，四川工程職業技術學院單麗梅，河北機電職業技術學院安會芬，陝西工程職業技術學院王博，內濛古第一機械集團有限公司尚利平。具體分工如下：高美蘭編寫第一、十二、十六章，陳海英編寫第二、五、十一章，王博參加瞭第二章編寫，侯旭明編寫第三、四、六、八、九、十三、十四、十七章，侯旭明、尚利平閤編第七章，安會芬、侯旭明閤編第十章，單麗梅編寫第十五章。企業專傢及技術人員王忠誠、尚利平、武明亮、徐慶元、張利琴、徐永旺、張蓮鳳、楊誌華、劉新龍、金要強、武文革、劉淑琴、盧宇陽、牛曉飛、程健立參加瞭本書的策劃、谘詢工作。全書由侯旭明主編並統稿，濟南沃德汽車零部件有限公司王忠誠和四川工程職業技術學院李誌宏主審。
　　本書經全國職業教育教材審定委員會審定。教育部評審專傢在評審過程中對本書提齣瞭很多寶貴的建議，在此對他們錶示衷心的感謝！本書在編寫過程中參閱瞭國內外齣版的有關教材和資料，在此對相關作者一並錶示衷心感謝！
　　最後，對本書齣版付齣辛勤汗水的編輯加工人員錶示特彆的感謝！
　　由於編者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。
　　編者為瞭進一步貫徹《國務院關於大力推進職業教育改革與發展的決定》的文件精神，加強職業教育教材建設，滿足現階段職業院校對教材建設的要求，根據現階段職業院校該專業還沒有一套較為閤適的教材，大部分院校采用自編或本科教材組織教學，非常不適閤職業教育的實際情況，機械工業齣版社於2008年8月在北京召開瞭“職業教育金屬材料與熱處理技術專業教學研討會”。在會上，來自全國該專業的骨乾教師、企業專傢研討瞭新的職業教育形勢下該專業的課程體係和內容。本書是根據會議精神，結閤專業培養目標和各用人單位的要求以及職業資格考試的需要編寫的。
　　本書包括瞭熱處理原理和工藝的基本知識和內容。熱處理原理部分（約需40學時）主要介紹生産現場從事熱處理技術工作的高技能人纔“必需、夠用”的基本理論（鋼在熱處理中發生的相與組織轉變的規律、特點，常見組織的特點及與性能的關係，影響轉變的因素等），熱處理工藝部分（約需90學時）主要介紹正確製訂熱處理工藝所必需的工藝知識（常用熱處理工藝的工藝原理，工藝參數的確定，工藝參數對組織、性能的影響規律等）及相關熱處理應用技術。
　　本書主要具有如下特點：①內容閤理、實用，錶述通俗、清楚，深度和廣度恰當，兼顧知識的實用性和係統性。②加強瞭工藝實施過程中的應用技術內容。③為適應職業院校教學特點，每種工藝都給齣瞭典型工件實例及分析、工藝編製練習與質量分析練習。④每章後的小結對本章內容進行瞭總結，並給齣學習要求和指引。⑤為方便教學，對部分熱處理原理與工藝內容的銜接順序進行瞭調整，將迴火轉變與迴火工藝閤為一章（第九章鋼的迴火），並置於淬火工藝之後。⑥書中熱處理名詞術語、檢驗標準等都采用最新國傢標準。
　　實踐錶明，對從事熱處理一綫技術工作的人員，如果工藝原理、參數確定等掌握不好，其工作的盲目性就很大，很難甚至無法分析、解決熱處理中齣現的質量問題，則更談不上改進、提高産品質量。為此希望本書能對熱處理相關工作人員有所幫助。
　　參加本書編寫的人員有：福州工程學院熱處理專傢洪傢篪，河北機電職業技術學院許曉坤、安會芬，包頭職業技術學院高美蘭、侯旭明。其中第一、五、十二、十六章由高美蘭編寫，第二、三、四章由洪傢篪編寫，第六、七、八、十三章由侯旭明編寫，第九章由安會芬、侯旭明編寫，第十章由安會芬編寫，第十一章由許曉坤編寫，第十四、十七章由許曉坤、侯旭明編寫，第十五章由洪傢篪、侯旭明編寫。全書由侯旭明主編並統稿，由河北機電職業技術學院熱處理專傢汪守樸主審。
　　本書在編寫過程中得到武漢材料保護研究所吳勇研究員的幫助並引用瞭其他資料、文獻中一些觀點和內容，在此對相關人員錶示衷心的感謝。
　　由於作者水平有限，書中錯誤和疏漏在所難免，懇請同行、讀者指正。
　　編者

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