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第1章 感应加热原理1

1.1电磁转换与感应加热1

目录1

1.2涡流在金属表面层中的分布4

1.2.1磁场强度H分布的基本方程4

1.2.2涡流分布特性与电流透入深度7

1.2.3热态与冷态的涡流透入深度8

1.3钢铁材料感应加热的物理过程10

1.3.1电磁场在金属中的建立时间10

1.3.2透入式加热11

1.3.3传导式加热12

1.4.2充分发挥透入式加热优点的条件13

1.4两种加热方式的特点13

1.4.1透入式加热的特点13

1.4.3传导式加热的特点14

1.4.4传导式加热的热效率与温度分布特性15

1.5零件表面的热辐射损失17

1.6感应加热的能量参数18

1.6.1加热比功率Po18

1.6.2各参数的影响18

1.7感应加热过程中电参数变化的电工学分析19

1.7.1电子管式高频加热装置20

1.7.2机械发电机式中频加热装置25

2.1.1加热速度对相变温度的影响28

2.1钢在快速加热时的相变温度和相变动力学28

第2章 钢在快速加热时的组织转变28

2.1.2纯铁的加热相变31

2.1.3珠光体向奥氏体转变的相变动力学35

2.2钢的奥氏体形成机理45

2.2.1奥氏体形成的浓度条件47

2.2.2加热相变过程的激活能51

2.2.3碳在奥氏体中的扩散系数54

2.3钢在快速加热时的相变组织56

2.3.1初始奥氏体晶粒大小与原始组织和加热速度的关系56

2.3.2本质细晶粒钢感应加热时奥氏体晶粒的长大特性60

2.3.3奥氏体的均匀化64

2.4钢的快速加热对冷却转变的影响68

2.5晶粒的超细化和快速循环加热淬火法77

2.5.1晶粒的超细化77

2.5.2晶界强化效应79

2.5.3超细化材料的力学性能82

2.5.4快速循环加热淬火法89

第3章 感应加热后的淬火冷却94

3.1冷却特点94

3.2冷却能力及其测定96

3.3快速水流冷却的动力学104

3.4冷却速度的影响与马氏体转变过程中的回火现象109

3.5冷却方法、冷却介质的选择与淬火裂纹问题113

4.1热处理过程中的内应力123

第4章 表面淬火时的残余应力123

4.2表面淬火时内应力的产生过程和特征125

4.3表面淬火区边界处的残余应力130

4.4残余应力对零件疲劳抗力的影响133

4.5金属的接触疲劳及残余应力的影响137

4.6影响残余应力分布的因素142

第5章 感应加热淬火零件的性能及工艺因素的影响158

5.1实验方法的选择158

5.2拉伸性能及工艺因素的影响161

5.3抗弯性能及工艺因素的影响169

5.4扭转性能及工艺因素的影响174

5.5冲击值及工艺因素的影响177

5.6硬度及工艺因素的影响179

5.7疲劳性能及工艺因素的影响183

5.8耐磨性185

第6章 表面淬火感应器的设计与制造190

6.1感应器的结构组成与分类190

6.1.1感应器的结构190

6.1.2感应器的分类191

6.2感应器设计的基本要求及其考虑方面192

6.2.1感应器和零件之间的间隙192

6.2.2感应器的效率193

6.2.3高频电流的特性及其应用195

6.3.1制造感应器用的铜料厚度206

6.3感应器基本参数的选择206

6.3.2感应器与零件之间的间隙207

6.3.3感应器的截面形状和尺寸208

6.3.4感应器的匝数209

6.3.5感应器冷却水路及淬火喷水孔的设计210

6.3.6汇流排的结构形式215

6.3.7感应器与高中频变压器的连结方式219

6.4外圆表面加热感应器的设计219

6.5内圆表面加热感应器的设计227

6.6平面加热感应器的设计231

6.7特殊形状感应器的设计235

6.8感应器的制造与搪瓷267

7.1表面淬火零件的技术条件272

第7章 高中频感应加热表面淬火工艺272

7.2设备频率与加热比功率的选择和确定274

7.2.1设备频率的选择274

7.2.2加热比功率的选择277

7.3加热方法和冷却方案的选择与确定278

7.4感应加热淬火的工艺参数281

7.4.1电参数281

7.4.2加热温度和加热时问285

7.4.3冷却时间294

7.5感应加热淬火件的回火295

7.5.1炉中回火295

7.5.2自回火297

7.5.3感应加热回火299

7.6感应加热热处理件的质量检查300

7.7感应加热淬火缺陷及其解决方法304

7.8深层感应加热表面淬火307

7.8.1深层感应加热表面淬火的特点和应用307

7.8.2深层感应加热表面淬火工艺309

7.8.3深层感应加热表面淬火与其它表面硬化处理的比较310

7.9感应加热的温度测量和工艺过程的控制312

7.9.1感应加热温度测量的特殊性312

7.9.2用热电偶直接测温313

7.9.3用光电辐射间接测温321

7.9.4感应加热工艺过程的温度自动调节原理335

8.1.1齿轮工作时的损坏形式344

第8章 齿轮感应加热表面淬火344

8.1齿轮的工作条件及使用寿命344

8.1.2提高齿轮使用寿命的基本途径——表面硬化处理346

8.1.3残余应力对弯曲疲劳强度的影响351

8.1.4齿轮表面硬化处理的工艺方法357

8.1.5提高齿轮使用寿命的途径360

8.2齿轮的全齿感应加热淬火362

8.2.1齿轮硬化层形式与频率关系362

8.2.2全齿淬火比功率的选择365

8.2.3全齿淬火感应器366

8.2.4齿轮全齿淬火机床368

8.3沿齿面单齿感应加热表面淬火369

8.4沿齿沟单齿感应加热表面淬火374

8.4.1沿齿沟淬火感应器374

8.4.2沿齿沟淬火的典型实例376

8.5沿齿廓分布硬化层的其它淬火法381

8.5.1低淬透性钢的感应透热淬火381

8.5.2渗碳后进行感应透热淬火389

8.5.3双频淬火390

8.6齿轮表面淬火的变形与开裂392

8.6.1齿轮表面淬火变形及其防止392

8.6.2齿轮表面淬火裂纹及其防止397

9.1.1轴类零件的失效形式及提高其使用寿命的基本途径400

9.1轴类零件的工作条件和表面淬火要求400

第9章 轴类零件感应加热表面淬火400

9.1.2提高轴类零件使用寿命的措施402

9.1.3轴类零件感应加热表面淬火的基本要求416

9.1.4轴类零件表面感应加热淬火时存在的一般问题的改进措施424

9.2花键轴高中频感应加热表面淬火427

9.3汽车半轴的中频感应加热表面淬火430

9.4镗杆高频感应加热表面淬火439

9.5机床主轴的多工位表面淬火441

9.6曲轴中频感应加热表面淬火444

9.7凸轮轴的高中频感应加热表面淬火453

9.8钻杆及岩心管高频感应加热表面淬火458

9.9矫直辊中频感应加热表面淬火463

10.1套筒形零件内孔的高频感应加热表面淬火467

第10章 其它机械零件及工模具的高频感应加热表面淬火467

10.2机床导轨的高频感应加热表面淬火470

10.3大模数蜗杆的高频感应加热表面淬火473

10.4J6型绞盘机主轴颈及轴套的高频感应加热表面淬火475

10.5C2型蒸汽机车滑板和月牙板的高频感应加热表面淬火476

10.6138载重汽车曲轴前节的高频感应加热表面淬火478

10.7起重机行走轮的中频感应加热表面淬火479

10.8起重机弹子盘的中频感应加热表面淬火481

10.9滚丝模的高频感应加热表面淬火483

10.10游标卡尺量爪面的高频感应加热淬火486

10.11剪刀刃的高频感应加热表面淬火488

10.12汽车转向拉杆球头销的中频感应加热表面淬火491

10.13履带板的中频感应加热局部回火493

10.14汽车钢板弹簧平衡轴承毂的中频感应加热表面淬火494

10.15锉刀的高频感应加热表面淬火495

第11章 零件和坯料的穿透感应加热499

11.1穿透感应加热的特点499

11.2穿透感应加热感应器主要参数的理论计算501

11.2.1最佳频率的选择502

11.2.2感应器主要尺寸的确定507

11.2.3穿透感应加热时间的计算509

11.2.4加热功率的计算510

11.2.5感应器工件系统阻抗的计算516

11.2.6感应器铜管截面尺寸的计算525

11.3穿透加热感应器的设计与计算528

11.3.1穿透加热感应器的设计计算程序530

11.3.2步进式穿透加热圆柱感应器计算的举例535

11.3.3不同直径的杆状零件和方形坯料穿透加热感应器的计算方法546

11.4穿透感应加热在零件热处理中的应用548

11.4.1棒材的中频调质处理549

11.4.2汽车板弹簧透热淬火554

1.4.3轴承套圈中频感应穿透加热淬火556

11.4.4钢球中频感应穿透加热淬火568

11.5穿透感应加热的其它应用571

1.5.1感应间接加热的应用571

11.5.2感应加热化学热处理573

12.1工频感应器的供电587

第12章 工频感应热处理587

12.1.1单相工频感应器的供电线路588

12.1.2三相工频感应加热供电线路593

12.1.3三倍频率的供电线路595

12.2工频感应器的结构与设计597

12.3典型零件的工频感应加热表面淬火606

12.3.1大型柱塞工频感应加热表面淬火606

12.3.2冷轧辊的工频感应加热表面淬火610

12.3.3铁道重型载重车轮及起重机车轮工频感应加热表面淬火628

12.4管状零件工频感应加热调质处理638

12.4.1等截面钢管的工频感应加热淬火与回火638

12.4.2变截面钢管的感应加热643

12.5其它形式的工频感应加热647