《热处理化学》

第一章原子结构与化学键1

1-1 原子结构和元素周期表1

一、原子的组成1

二、原子的电子层结构2

1-2 元素性质和原子结构的关系14

一、元素的金属性和非金属性14

二、元素的化合价19

1-3 化学键20

一、离子键和离子化合物21

二、共价键和共价化合物22

复习思考题和习题30

第二章钢中合金元素及其化合物33

2-1 钢中的合金元素33

一、硼、碳、氮、硅、磷、硫及铝34

二、钛、钒、铬、锰、钴、镍、锆、铌、钼、钽、钨及铜34

三、稀土元素34

2-2 副族及Ⅷ族元素和稀土元素的性质35

一、副族及Ⅷ族元素的性质35

二、稀土元素44

一、合金元素的晶体结构47

2-3 合金元素的晶体结构及在钢中的存在形式47

二、合金元素在钢中的存在形式51

2-4 钢中合金元素的间隙化合物56

一、碳化物56

二、氮化物63

三、硼化物66

复习思考题和习题69

第三章热处理常用化合物71

3-1 无机化合物71

一、水71

二、氯化物76

三、氧化物81

四、硫的化合物86

五、氮的化合物92

六、碳、硅的化合物101

七、氰的化合物109

八、硼的化合物110

九、常用盐的鉴别117

3-2 有机化合物120

一、烃120

二、烃的含氧衍生物130

三、含氮有机物138

四、油140

复习思考题和习题143

第四章热处理熔盐146

4-1 盐浴的应用概况和种类146

一、盐浴的应用概况146

二、盐浴的种类147

三、选择热处理熔盐的一般原则148

4-2 熔盐的物理性质149

一、盐的熔点、沸点、挥发性和蒸气压149

二、混合熔盐蒸气压下降，熔点降低和组成一熔点图150

三、熔盐的流动性和导电性156

4-3 工件在盐浴中的氧化脱碳161

一、水分的影响161

二、空气中氧的影响162

三、杂质的影响163

4-4 盐浴脱氧和选择脱氧剂的原则164

一、盐浴脱氧方法164

二、选择脱氧剂的标准169

复习思考题和习题170

5-1 钢铁的气体腐蚀172

第五章金属腐蚀与防护172

一、钢铁在高温下的氧化173

二、钢铁气体腐蚀的几种特殊形式175

三、钢铁气体腐蚀的防护方法176

5-2 电化学腐蚀178

一、原电池和电极电位178

二、金属电化学腐蚀机理和极化作用188

三、电化学腐蚀实例分析194

四、金属的钝化202

五、防止电化学腐蚀的途径204

一、电解抛光214

5-3 金属腐蚀在金相磨片中的应用214

二、化学抛光216

三、化学浸蚀和电解浸蚀216

复习思考题和习题217

第六章化学热力学基础220

6-1 金属变化过程中的热效应220

一、物理热效应221

二、化学反应的反应热226

三、反应热定律——盖斯定律226

四、标准生成热229

五、反应热和温度的关系231

一、热、功和内能234

6-2 热力学第一定律234

二、热力学第一定律236

三、等容过程和等压过程，焓的概念237

6-3 热力学第二定律238

一、自发过程与可逆过程238

二、可逆过程和最大功240

三、熵和热力学第二定律243

6-4 自由能250

一、自由能的定义和其物理意义250

二、最小自由能原理251

三、自由能变化的计算253

6-5 某些化合物的标准生成自由能260

一、氧化物的标准生成自由能260

二、碳化物和氮化物的标准生成自由能264

6-6 钢的共析转变和铁的晶型转变267

一、钢的共析转变的热力学分析267

二、铁的晶型转变热力学268

复习思考题和习题272

7-1 化学平衡和平衡常数275

一、气相反应的平衡常数275

第七章化学平衡和热处理可控气氛基本原理275

二、用浓度表示的平衡常数278

三、多相反应的平衡常数和分解压278

四、平衡常数的用途279

7-2 化学反应的等温方程式280

7-3 平衡常数的获得282

一、由反应的ΔF°计算平衡常数282

二、平衡常数和温度的关系——等压方程式284

三、从(F°-H°0)／Τ函数表计算平衡常数286

7-4 溶液中的化学平衡和活度概念291

7-5 热处理控制气氛的类型和制法293

一、吸热式气氛294

二、放热式气氛296

三，氨分解气氛297

四、用液体原料制备的控制气氛(滴注法)297

7-6 钢铁的氧化还原平衡曲线及其应用298

一、钢铁的氧化还原平衡曲线298

二、多元系中钢铁无氧化加热条件300

7-7 钢铁的理论碳势曲线301

一、Fe—CO—CO2系的平衡和气氛的碳势301

二、Fe—CO—H2—H2O系的平衡304

一、理论碳势曲线的主要缺点307

7-8 钢铁的实际碳势曲线和测定307

三、合金元素对碳势的影响307

二、控制碳势的基本途径308

三、气氛成分和碳势的测定310

四、关于碳势控制315

复习思考题和习题315

第八章表面现象320

8-1 表面张力和表面自由能321

一、表面张力321

二、表面自由能322

三、表面现象热力学324

一、分散度对蒸气压的影响325

8-2 介安状态325

二、分散度对固体溶解度的影响和溶液的过饱和现象327

三、分散度对凝固点的影响和过冷现象327

四、关于介安状态328

8-3 金属的结晶过程329

一、金属结晶的热力学条件329

二、结晶过程的初步分析330

8-4 润湿现象334

8-5 吸附现象336

一、固体表面上的吸附336

二、溶液表面上的吸附340

复习思考题和习题342

第九章化学动力学基础344

9-1 化学反应速度及浓度的影响345

一、化学反应速度345

二、浓度对反应速度的影响346

9-2 温度对反应速度的影响348

9-3 催化剂对反应速度的影响350

9-4 扩散及其在化学热处理中的作用352

一、扩散第一定律354

二、扩散第二定律358

9-5 化学热处理过程机理的讨论361

复习思考题和习题364

附录366

附录一理想气体状态方程式366

附录二 物理化学常用数学公式366

附录三 单位换算369

附录四 某些物质的平均比热CP(千卡／公斤·度)369

附录五 从0-t℃各种气体的平均比热CP(千卡／米3·度)370

附录六 某些元素单质及化合物的基本热力学数据371

附录七 某些反应的标准自由能变化和温度的关系376

附录八 计算气体反应平衡常数用的-(F°-H°0)/T和H°T-H°0函数值379