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第1篇 金属热处理1

11章 金属材料的组织与相变1

11.1铁－碳平衡状态图1

（1）纯铁和同素异构转变1

（2）铁－碳平衡状态图1

目录1

11.2钢铁材料的组织和特征2

（1）标准组织2

（2）钢铁材料的热处理组织5

（3）晶粒度5

11.3钢铁材料的加热和冷却相变6

（1）冷却速度对碳钢组织的影响6

（4）根据外观特征对组织进行分类6

（2）等温转变和连续冷却转变9

11.4钢的淬透性10

（1）淬透性和质量效应10

（2）淬透性的表示方法11

（3）临界直径13

（4）主要合金元素对淬透性的影响14

11.5钢的回火15

11.6钢的典型显微组织17

12章 基本热处理方法19

12.1按材料分的热处理方法19

（1）碳素结构钢19

（2）合金结构钢22

（3）碳素工具钢24

（4）合金工具钢27

（5）弹簧钢和轴承钢29

12.2按操作分的热处理方法31

（1）光亮热处理31

（2）真空热处理32

（3）渗碳处理33

（4）渗氮处理37

（5）碳氮共渗处理38

（6）高频热处理39

（7）火焰加热热处理41

（8）压力淬火41

（9）分级淬火41

（10）等温淬火43

（12）形变热处理44

（11）消除应力退火44

（13）热浴热处理45

（14）其他表面处理48

13章 加热装置及冷却装置50

13.1加热装置和操作方法50

（1）热源的种类和特征50

（2）加热方式50

（3）操作方式和运送方式51

（4）各种加热装置56

（5）装炉出炉装置和器具64

（6）加热装置上使用的炉材64

（7）加热炉运转注意事项65

13.2冷却装置和操作方法66

（1）冷却剂的种类和特征66

（2）水和油的温度调整方法68

（4）冷却剂的选择69

（5）冷却剂的管理69

（3）冷却性能的强化方法69

（6）各种冷却装置70

（7）水溶性淬火剂72

14章 预处理和后处理73

14.1预处理73

（1）酸洗73

（2）脱脂75

（3）喷丸76

14.2后续处理77

（1）防锈77

（1）温度测定的一般方法79

（2）热电温度计79

15章 温度测定与自动控制方法79

15.1温度测定和测定仪器79

（3）电阻温度计82

（4）辐射高温计83

（5）示温涂料84

（6）温度测定仪器的校正84

15.2温度自动控制法的种类84

（1）通断控制（2点调节，3点调节）85

（2）比例控制（P调节）85

（3）比例＋积分控制（PI调节）87

（4）比例＋积分＋微分控制（PID调节）89

（6）PID的实际调整法90

（5）控制方法的选择90

16章 金属材料94

16.1钢的分类（按炼钢法）94

（1）酸性炉钢94

（2）碱性炉钢94

（3）钢按脱氧程度分类95

（4）高级钢的熔炼97

16.2钢材的缺陷99

（1）凝固过程中发生的缺陷99

（2）热变形产生的缺陷101

16.3日本工业标准（JIs）中主要钢种的成分、性能及用途102

（1）焊接结构钢102

（2）机械用碳素结构钢（s-C钢）103

（3）机械用合金结构钢104

（4）不锈钢106

（5）碳素工具钢108

（6）合金工具钢109

（7）高速工具钢110

（8）特殊用途钢111

（9）铸铁113

（10）铸钢115

（11）锻钢115

16.4热处理与钢的各种性能116

（1）硬度和抗拉强度116

（2）残余应力117

（3）耐冲击性121

（4）疲劳强度125

（5）被切削性127

（6）耐磨性128

（8）耐蚀性132

（7）冷变形性能132

17章 钢铁材料的试验和检查（1）134

17.1金属组织试验134

（1）宏观组织试验134

（2）微观组织试验136

17.2硬度试验139

（1）布氏硬度试验（HB）139

（2）维氏硬度试验（HV）142

（3）洛氏硬度试验（HR）144

（4）肖氏硬度试验（Hs）147

（5）硬度换算表的使用方法151

（1）拉伸试验152

17.3机械性能试验152

（2）冲击试验153

（3）弯曲试验154

（4）疲劳试验154

（5）扭转试验155

（6）磨损试验155

17.4钢的热处理试验156

（1）钢的淬透性试验方法156

（2）冷却剂的冷却性能试验156

17.5钢的耐腐蚀试验方法159

17.6非破坏性试验方法159

（1）渗透探伤试验159

（2）磁性探伤试验160

（3）超声波探伤法161

（4）放射线透射探伤试验162

18章 有关条例164

18.1公害对策基本法164

18.2防止大气污染法165

18.3水质污染防止法166

18.4噪音限制法167

18.5热处理工厂的公害对策168

19章 安全卫生170

19.1作业场所的清理整顿170

19.2操作重物的作业安全171

（1）操作搬运作业的安全171

（2）吊车使用上的安全172

（3）吊挂安全173

19.3热处理装置的操作安全174

（1）热处理一般作业174

（2）渗碳作业（固体渗碳）175

（3）重油炉淬火作业175

（4）高频淬火作业176

（5）盐浴作业176

19.4各种机械及工具使用的安全176

（1）机械作业的注意事项176

（2）手工工具使用上的注意事项178

19.5用马凳梯、梯子、脚手架等高空作业安全178

（1）马凳梯的使用方法178

（2）梯子的使用方法178

19.6操作高温物体和剧毒物品时的安全和卫生179

（1）高温作业的注意事项179

（3）脚手架上的作业方法179

（2）剧毒物操作的注意事项180

19.7操作爆炸、易燃、引火性的危险物品等的安全和卫生180

19.8压缩气体及液化气体操作上的安全和卫生181

（1）容器操作上的注意事项181

19.9电气机械的操作安全181

19.10关于服装及保护用品的安全与卫生182

19.11换气、排气及防尘183

（1）换气183

（2）排气183

（3）防尘183

21.1退火185

（1）扩散退火185

21章 一般热处理操作185

第2篇 一般热处理185

（2）完全退火186

（3）等温退火191

（4）球化退火193

（5）低温退火200

21.2淬火201

（1）马氏体和强化机理202

（2）预热204

（3）固溶化处理204

（4）淬火冷却207

（5）特殊淬火209

（6）其他淬火211

（1）淬火钢的γR和γR的稳定化212

21.3冷处理212

（2）冷处理方法215

（3）冷处理的效果217

21.4回火219

（1）回火阶段220

（2）回火软化倾向220

（3）回火温度和时间221

（4）回火操作223

21.5不锈钢的热处理操作223

（1）奥氏体系不锈钢223

（2）铁素体系不锈钢的热处理操作225

（3）马氏体系不锈钢226

21.6铸铁件、铸钢件及锻钢件的热处理操作226

（1）铸铁件的热处理227

（2）铸钢件的热处理228

（3）锻钢件的热处理231

22章 可控气氛热处理作业232

22.1可控气氛气体原料的种类232

22.2保护气体232

（1）可控气氛制备方法232

（2）放热式气体234

（3）吸热式气体236

（4）露点和含碳量238

（5）氨分解气239

（6）其他气体239

（7）不使用发生炉的可控气氛239

（8）真空压力和氧化反应240

22.3氧化性气体和氧化反应241

22.4可控气氛气体的管理方法244

22.5可控气氛热处理的作业管理246

（1）可控气氛热处理的操作246

（2）防止爆炸247

（3）发生异常时的处理和采取的措施举例248

23章 加热装置和冷却装置（2）250

23.1如热装置的种类和结构250

（1）连续式作业炉的种类和结构250

（2）加热装置的有效加热区254

23.2加热装置的功能和特征及用途255

（1）等温处理介质的选择258

23.5等温槽258

23.3冷却装置的功能和特征258

23.3冷却装置的种类和结构258

（2）处理介质的保管259

（3）等温槽的性能管理259

（4）等温槽的温度和保温时间259

（5）等温槽操作上的注意事项260

24章 热处理缺陷及其防止方法261

24.1加热时产生的缺陷261

24.2由炉气引起的缺陷261

24.3淬火缺陷263

（1）淬火不均263

（2）硬度不足263

（3）变形264

（5）自发开裂265

（4）淬火开裂265

（6）放置变形266

（7）冷处理开裂266

24.4回火缺陷267

（1）回火变形267

（2）回火裂纹267

（3）回火脆性268

24.5后续处理缺陷269

（1）磨削裂纹269

（2）氢脆性269

（3）生锈269

（1）火花试验法271

25.1钢种的现场鉴别方法271

25章 钢铁材料的试验和检查271

（2）试药显色反应法272

（3）磁铁检查272

25.2硬化层和脱碳层的测定方法275

（1）钢的渗碳硬化层深度测定法275

（2）钢的火焰淬火和高频淬火硬化层深度测定方法278

（3）钢的脱碳层深度测定方法280

25.3残余应力的测定方法282

（1）x射线应力测定法282

（2）应变测定法282

（3）应变涂料法283

（4）莫尔云纹法283

31.1固体渗碳285

（1）固体渗碳概要285

第3篇 渗碳、碳氮共渗、渗氮处理285

31章 渗碳处理作业285

（2）被处理件的装入方法286

（3）对过渗碳的对策287

31.2液体渗碳287

（1）液体渗碳的概要287

（2）液体渗碳剂289

（3）被处理件的装入方法290

（4）液体渗碳作业的管理291

（2）渗碳气体制备方法293

31.4气氛的控制要素和控制实例293

（1）渗碳性气体的反应293

（1）气体渗碳反应293

31.3气体渗碳和生成气体293

（2）主要的气氛气体测定法296

（3）测定方法的原理和特点296

（4）富化气的含有率299

（5）渗碳炉的气氛自动控制举例（周期作业炉）299

（6）用露点控制气氛300

（7）催化剂301

31.5可控气氛热处理作业上的注意事项301

（1）火帘301

（2）积碳302

（3）烧尽302

31.6可控气氛热处理的程序设定方法和管理方法303

（1）确认渗碳加工材料303

（2）确认渗碳工件的质量304

（5）冷却设备306

（3）决定工件的分类306

（4）选定加热设备306

（6）加工方法的设定307

（7）加热方法的设定308

（8）处理后的工序的设定308

（9）试验311

（10）管理方法311

（11）实例311

31.7可控气氛热处理的安全维护311

（1）炉的干燥和洗炉311

（2）周期炉的起动和停止312

（3）井式炉的起动和停止313

31.8特殊渗碳法313

（1）高温渗碳313

（2）真空渗碳315

（3）使用固体渗碳剂的气体渗碳317

（4）滴入式气体渗碳318

（5）真空离子渗碳319

32章 碳氮共渗处理作业321

32.1液体碳氮共渗321

（1）液体碳氮共渗操作321

32.2气体碳氮共渗321

（1）气体碳氮共渗的特点321

（2）气体碳氮共渗操作322

33章 渗氮处理作业324

33.1渗氮的目的324

33.2气体渗氮324

（1）Fe-N平衡状态图324

（3）渗氮钢325

（2）渗氮理论325

（4）渗氮层的各种性质326

（5）渗氮操作327

33.3气体软氮化328

33.4盐浴渗氮或软氮化329

33.5离子渗氮330

（1）离子渗氮的原理和优点330

（2）装置及处理钢的性能331

34章 渗碳、渗氮用的加热和冷却装置333

34.1渗碳炉333

（1）周期式的卧式渗碳炉333

（2）周期式的立式渗碳炉334

34.2连续渗碳炉335

34.5连续式低温气体碳氮共渗炉337

34.3碳氮共渗炉337

34.4渗氮炉337

34.6离子渗氮装置338

34.7等温槽338

35章 渗碳和渗氮的缺陷及其防止方法339

35.1渗碳和碳氮共渗引起的缺陷及其防止方法339

（1）淬火变形339

（2）淬火裂纹339

（3）软点339

（4）硬度不足339

（11）剥离340

（10）晶粒粗化340

（9）硬化层不足340

（8）过渗碳340

（7）回火脆性340

（6）脱碳340

（5）自生裂纹、时效变形、回火裂纹、磨削裂纹、冷处理裂纹340

（12）异常组织341

（13）氧化341

（14）心部硬度不足342

（15）心部组织不良342

35.2渗氮引起的缺陷及其防止方法342

（1）变形342

（2）硬度不足342

（3）渗氮不均342

（7）回火脆性343

（6）内部硬度降低343

（5）渗氮层剥离343

（4）渗氮层不足343

第4篇 高频和火焰加热处理法345

41章 高频热处理作业345

41.1高频加热345

（1）高频热处理的目的和特征345

（2）感应加热的原理346

41.2高频发生装置349

（1）电动发电机（简称MG）349

（2）电子管式振荡器351

（3）可控硅变频器353

41.3感应加热效果355

（1）电流变压器的结构355

（2）感应圈的形状和尺寸355

（3）关于感应加热效果的要素356

（1）相变点的偏移和奥氏体化状态357

（2）快速加热和冷却速度对淬火硬化层深度的影响357

41.4高频热处理和冶金学上的效果357

41.5高频热处理作业方案的设定360

（1）淬火方法360

（2）感应圈和加热条件的选定361

（3）冷却介质和冷却速度的选定362

（4）回火条件的选定364

（5）高频加热软化退火364

41.6水溶性冷却剂的管理365

（1）温度控制365

（2）浓度调整365

（3）冷却性能的强化方法365

（2）工件的质量366

41.7高频淬火作业366

（1）处理设备的维修366

41.8高频回火作业370

41.9高频淬火设备的操作370

（1）按照受热体（工件）选定高频发生装置370

（2）高频淬火设备的运转和调整371

（3）冷却介质的喷射方法373

（4）感应圈的材料373

42章 火焰热处理作业374

42.1火焰热处理的目的和特征374

（1）目的374

（2）传热现象374

（1）燃料气和氧的性能与特征375

42.2加热用气体375

（3）火焰热处理的特征375

（2）火焰的种类377

（3）气体火焰的特征378

42.3火焰淬火设备和运转及调整方法379

（1）喷嘴的结构379

（2）淬火方法380

（3）各种淬火方法的特点382

（4）装置的运转和调整383

（5）加热速度的调整384

（6）喷嘴、气压和混合比的调整384

42.4火焰淬火作业385

（1）预热及其效果385

（2）钢种和淬火温度及淬火硬化层深度385

（1）回火温度和保温时间387

（3）冷却介质的种类和冷却速度的选定387

42.5回火作业387

（2）回火后的冷却388

（3）火焰加热回火作业388

43章 高频热处理和火焰热处理的缺陷及其防止方法389

43.1高频热处理和火焰热处理的缺陷及其防止方法389

（1）淬火变形389

（2）淬火裂纹389

（3）淬火不均390

（4）硬化层不足390

（5）烧损390

（6）自发开裂和回火脆性391

（7）晶粒粗化391