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目录1

1 钢材的强度和热处理3

1.1 钢材的强度及其强化方法3

（1）何谓钢材的强度3

（2）使钢材进一步强化的方法6

1.2 钢材的固溶强化7

1.3 钢材的晶粒细化强化9

（1）霍尔－佩奇关系9

（2）细化铁素体晶粒的方法10

1）细化相变前的奥氏体晶粒10

2）增大铁素体晶粒的形核率10

1.4 钢材的相变强化11

（1）正火强化11

3）阻止铁素体晶粒的长大11

（2）淬火回火强化12

1）保证钢完全淬火的两种方法12

2）理想临界直径表示钢材的淬透性14

3）两相区淬火可获得优异的韧性16

1.5 析出强化和弥散强化16

1.6 钢材的冷加工强化19

（1）冷加工为什么能使钢材强化19

（2）积极利用冷加工强化的实例19

1）奥氏体型不锈钢19

2）高锰钢19

3）琴钢丝20

（3）冷加工可以提高疲劳强度21

1.7 钢材的形变热处理强化21

（2）过冷奥氏体形变热处理强化22

（1）在稳定奥氏体区进行的形变热处理22

（3）马氏体时效钢的形变热处理23

（4）马氏体相变过程中的形变23

（5）铁素体－珠光体相变过程中的形变23

（6）珠光体的形变强化24

（7）控制轧制－控制冷却强化24

1.8 钢材的可强化限度27

1.9 在钢材选择和热处理上需要特别注意的问题29

（1）钢材的不均匀性29

（2）钢件的质量效应29

（3）时效31

（4）低温特性31

（5）高温特性32

（1）软钢与机器结构用钢33

1.10 机器结构用钢的强度和热处理33

（2）机器结构用碳素钢35

（3）机器结构用合金钢37

（4）渗碳钢39

（5）渗氮钢40

1.11 其他结构用钢的强度和热处理42

（1）焊接结构用高强度钢42

1）50kgf/mm2级钢42

2）60kgf/mm2级钢43

3）70～100kgf/mm2级钢45

（2）耐大气腐蚀用钢46

（3）低温压力容器用钢46

（4）中常温压力容器用钢47

（5）高温压力容器用钢49

（6）超高强度钢51

1.12 特殊用途钢的强度和热处理53

（1）轴承钢53

（2）弹簧钢54

（3）工具钢54

1）碳素工具钢54

2）合金工具钢55

3）高速钢56

4）高锰钢58

1.13 不锈钢的强度和热处理59

（1）马氏体型不锈钢59

（2）铁素体型不锈钢61

（4）奥氏体－铁素体型不锈钢62

（3）奥氏体型不锈钢62

（5）析出硬化型不锈钢63

1.14 耐热钢的强度和热处理64

钢材的韧性和热处理67

2.1 何谓韧性67

（1）影响韧性的各种因素67

（2）断裂韧性值67

2.2 退火、正火改善韧性71

2.3 淬火回火提高韧性72

（1）淬火温度的影响72

（2）淬火冷却速度的影响74

（3）回火温度的影响77

（4）淬火时效造成的脆化78

2.4 低温回火脆性造成的韧性降低79

（1）化学成分的影响80

2.5 高温回火脆性造成的韧性降低80

（2）组织、强度的影响83

（3）回火冷却速度的影响83

（4）回火脆性的机理86

（5）预防回火脆性的措施87

（6）与回火脆性有关的几个问题88

2.6 晶粒度对韧性的影响89

2.7 组织对韧性的影响93

2.8 合金元素对韧性的影响98

（1）含碳量的影响98

（2）含锰量的影响100

（3）含硅量的影响101

（4）含镍量的影响101

（6）含钼量的影响102

（5）含铬量的影响102

（7）磷、硫的影响103

（8）杂质元素的影响103

2.9 冷、热加工和韧性104

（1）热加工引起的韧性提高104

（2）冷加工引起的韧性降低105

（3）加工各向异性引起的韧性降低106

2.10 工具钢的韧性和热处理106

（1）基体的韧性107

（2）回火和残余奥氏体的影响107

（3）碳化物的影响110

2.11 特殊热处理和钢的韧性110

（1）控制轧制改善韧性110

（2）铁素体－奥氏体两相区淬火改善韧性113

（3）等温淬火、形变热处理改善韧性114

（4）消除应力退火引起的韧性降低116

（5）长时间加热引起的韧性降低118

（6）环境脆化和热处理119

2.12 渗碳钢的韧性和热处理120

（1）渗碳层的韧性120

（2）合金元素对渗碳层韧性的影响121

（3）通过急热处理法改善渗碳层的韧性122

2.13 渗氮钢的韧性和热处理123

2.14 高频淬火、火焰淬火和韧性123

3 耐疲劳性和热处理126

3.1 普通热处理和耐疲劳性126

（1）普通热处理的残余应力对耐疲劳性的影响较小126

（2）非金属夹杂物降低材料的疲劳强度126

（3）疲劳强度随零件尺寸的增大而降低128

（4）缺口降低零件的疲劳强度129

3.2 高频淬火和耐疲劳性130

（1）残余应力产生的机理131

（2）可以同时提高表面硬度和疲劳强度132

（3）残余应力可以抑制裂纹的扩展134

（4）高频淬火有最适宜的淬火条件136

（5）电力机车驱动齿轮的试验实例138

3.3 渗碳硬化和渗氮处理与耐疲劳性143

（1）应力梯度各有特征143

（2）残余应力分布的类型与高频淬火相同144

（3）渗碳层深度要适当145

（4）渗氮不能大幅度提高疲劳强度146

4.1 用热处理方法改善耐磨性的三项基本事项151

（1）尽量减小摩擦面上的残余应力151

4 耐磨性和热处理151

（2）硬度是改善耐磨性的重要因素153

（3）在摩擦面上形成非金属覆膜可以提高耐磨性155

4.2 残余应力和耐磨性156

（1）在强韧铸铁中存在有残余加工应力157

（2）要消除铸造应力可在550℃以上退火157

（3）为了改善耐磨性也可在500℃左右退火159

（4）回火处理时残余应力的松弛162

4.3 铸铁的淬火硬化和耐磨性163

（1）含钛共晶石墨铸铁有一个最佳回火温度163

（2）分级淬火的合金铸铁具有优异的耐磨性167

4.4 利用淬火硬化提高耐磨性的方法169

（1）渗碳、碳氮共渗时应选择较低的淬火温度169

（2）高频淬火有一个最佳回火温度172

（1）渗硼处理时单相Fe2B具有优异的耐磨性177

4.5 利用非金属硬化层提高耐磨性的方法177

（2）碳化物被覆处理和耐磨性182

1）各种碳化物的硬度183

2）熔盐法碳化物扩散渗透处理183

3）利用化学气相沉积法（CVD法）可获得1.5 μm以上的碳化物覆层184

4）利用物理气相沉积法（PVD法）进行碳化物被覆处理时工模具的变形很小185

（3）渗氮处理的耐磨性取决于表面硬度和对粘着的抑制作用188

4.6 利用非金属化合物层抑制粘着作用的表面处理方法192

（1）加氧渗氮处理有抑制粘定和熔着的作用192

（2）碳氮氧共渗处理优于气体软氮化和盐浴渗氮吗？197

（3）渗硫和硫氮共渗处理199

1）电解渗硫处理在渗碳硬化后特别有效200

2）硫氮共渗处理能抵抗严重的摩擦条件202

（4）提高耐磨性的氧化处理只需处理两摩擦面中的一方210

4.7 贝氏体钢板的耐磨性214

4.8 结束语218

5 耐蚀性和热处理223

5.1 不锈钢的种类和热处理223

5.2 不锈钢的耐蚀性和热处理225

（1）马氏体型不锈钢226

（2）铁素体型不锈钢226

（3）奥氏体型不锈钢228

（4）奥氏体－铁素体型复相不锈钢228

5.3 局部腐蚀和热处理228

（1）晶间腐蚀229

（2）点腐蚀及其预防措施234

5.4 应力腐蚀开裂和热处理237

5.5 镍基合金241

（1）何谓延滞断裂245

6.1 延滞断裂现象245

6 延滞断裂和热处理245

（2）腐蚀反应和延滞断裂机理246

6.2 延滞断裂的试验方法248

6.3 热处理对低合金钢延滞断裂特性的影响251

（1）回火温度的影响251

（2）奥氏体晶粒度的影响254

（3）等温转变处理的影响255

（4）脱碳和渗碳的影响256

6.4 工业上的延滞断裂现象和预防措施258

（1）高强度螺栓的延滞断裂258

（2）超高强度钢的延滞断裂261

（3）焊区延滞断裂262

（4）钢的氢致开裂和硫化物腐蚀开裂264

（1）疲劳试验方法267

7 材料试验和检验267

7.1 疲劳试验267

（2）疲劳极限和抗拉强度270

7.2 磨损试验271

（1）什么是磨损271

（2）磨损试验机273

（3）磨损量的测量方法276

（4）根据失重求磨损量的方法280

（5）根据磨痕大小求磨损量的方法282

（6）测量磨损量的其他方法282

（7）精确磨损量的求法283

7.3 组织试验287

（1）宏观组织试验287

（2）利用金属显微镜进行的组织试验288

7.4 物理试验289

（1）特征X射线290

（2）EPMA291

（3）电子显微镜294

（4）X射线衍射295

（5）应力测定法296

7.5 无损检验296

（1）渗透探伤试验296

（2）磁粉探伤试验297

（3）其他无损检验法297

7.6 其他试验和检验297

（1）现场的试验和检验297

（2）其他试验和检验302

索引304