美国金属学会热处理手册PDF电子书下载

查看更多关于的内容

第1章 钢的热处理基础 1

1.1 钢的热处理概论 1

1.1.1 引言 1

1.1.2 铁的晶体结构 2

1.1.3 钢的热处理组织 6

1.1.4 转变图 17

1.1.5 热应力和残余应力 23

参考文献 25

1.2 钢的硬度和淬透性 28

1.2.1 引言 28

1.2.2 乔米尼末端淬火试验 30

1.2.3 淬冷烈度 33

1.2.4 理想临界直径 35

1.2.5 淬透性相关曲线 37

1.2.6 其他淬透性试验方法 42

1.2.7 乔米尼末端淬火试验等效图表 45

1.2.8 淬透性要求的确定 47

1.2.9 影响淬透性的因素 51

1.2.10 乔米尼末端淬火数据集的可变性 51

1.2.11 钢的淬透性计算 53

1.2.12 根据淬透性选择钢种 55

1.2.13 淬透性极限和H钢 57

1.2.14 根据末端淬火试验位置对H钢进行分类 65

参考文献 69

1.3 碳钢和低中碳低合金钢淬透性的计算 70

1.3.1 引言 70

1.3.2 淬透性计算原则 70

1.3.3 钢淬透性的建模方法 71

1.3.4 卡特彼勒淬透性计算器（1E0024） 75

1.3.5 非硼钢D1的计算 77

1.3.6 硼钢D1的计算 80

1.3.7 根据成分估计末端淬火曲线 81

1.3.8 非硼钢（8645钢）计算实例 82

1.3.9 硼钢（86B45钢）计算实例 82

1.3.10 欧洲地区的淬透性回归分析（报告） 91

参考文献 93

1.4 高碳钢淬透性的计算 95

1.4.1 背景 98

1.4.2 淬透性系数推导 100

1.4.3 淬透性系数 101

1.4.4 淬透性系数的使用 103

1.4.5 淬透性系数的局限性 104

致谢 104

参考文献 104

引用文献 104

第2章 钢的淬火原理与工艺 105

2.1 钢的淬火 105

2.1.1 淬火机理 105

2.1.2 淬火过程变量 108

2.1.3 冶金学特性 109

2.1.4 淬冷烈度 115

2.1.5 淬火冷却介质的检测和评估 119

2.1.6 冷却曲线试验 121

2.1.7 传热系数计算 128

2.1.8 普通淬火工艺参数 132

2.1.9 淬火系统 141

2.1.10 空气和水淬火冷却介质 143

2.1.11 盐水（浓盐水）溶液 144

2.1.12 熔融金属淬火冷却介质 147

2.1.13 熔融盐和热油淬火冷却介质 149

2.1.14 淬火油 153

2.1.15 淬火槽的维护保养 165

2.1.16 油淬火系统的监测 169

2.1.17 矿物油淬火冷却介质的安全使用 171

2.1.18 聚合物淬火冷却介质 172

2.1.19 夹具 178

参考文献 179

2.2 淬火过程中的传热特性 188

2.2.1 传热基础 189

2.2.2 显微组织转变生成热 191

2.2.3 液体淬火传热 193

2.2.4 活跃的传热边界条件 198

参考文献 203

2.3 描述工业淬火过程的大型探头 207

2.3.1 评估液态淬火冷却介质冷却强度的实验室测试 207

2.3.2 实验室测试与工业淬火过程表征的区别 210

2.3.3 液态淬火冷却介质的临界热流密度 211

2.3.4 用温度梯度法评估车间条件下的冷却强度 212

2.3.5 Li？/Petrofer探头 212

2.3.6 任意形状的轴对称工件淬火硬度分布预测 215

2.3.7 热传导反问题的数值解法 217

2.3.8 测量温度的平滑化 220

2.3.9 工业实例 222

参考文献 223

2.4 淬火过程传感器 224

2.4.1 淬火中的流体流动 224

2.4.2 流体流动的测量 225

参考文献 229

2.5 钢件的强烈淬火 230

2.5.1 力学性能与淬火冷却速率 231

2.5.2 强烈淬火与其他淬火方法 231

2.5.3 淬火过程中的传热 233

2.5.4 批量强烈淬火（IQ-2） 234

2.5.5 单个零件的强烈淬火（IQ-3） 236

2.5.6 钢的显微组织、力学性能及应力状态的改善 237

2.5.7 IQ处理与零件变形 240

2.5.8 强烈淬火生产系统设计 241

2.5.9 强烈淬火工艺的实际应用 244

参考文献 246

2.6 逆淬火 247

2.6.1 散热动力学 247

2.6.2 冶金方面 249

2.6.3 可控预冷淬火的淬火冷却介质 251

2.6.4 性能 252

2.6.5 总结 253

参考文献 253

2.7 气冷淬火 254

2.7.1 概述 254

2.7.2 物理学原理 254

2.7.3 气冷淬火设备 255

2.7.4 气体类型 256

2.7.5 冷却曲线 257

2.7.6 心部硬度预测 259

2.7.7 气流转向 260

2.7.8 气冷淬火动力学 261

2.7.9 气冷淬火夹具 262

2.7.10 高压气淬（HPGQ）变形控制 263

参考文献 263

2.8 盐浴淬火 264

2.8.1 盐浴淬火设备 265

2.8.2 时间和温度的选择 265

2.8.3 盐浴淬火系统的操作要点 266

2.8.4 盐浴淬火中环境和安全注意事项 268

参考文献 269

引用文献 269

2.9 流态床淬火 270

2.9.1 淬火流态床设计 270

2.9.2 淬火能力 271

2.9.3 流态床淬火的应用 274

参考文献 276

2.10 喷射淬火 276

2.10.1 概述 276

2.10.2 水淬过程中的传热 278

参考文献 281

2.11 加压淬火 283

2.11.1 设备 284

2.11.2 变形控制因素 287

参考文献 288

2.12 线材索氏体化淬火 288

2.12.1 线材索氏体化处理工艺 288

2.12.2 试验材料冷却行为和程序 288

2.12.3 冷却曲线和冷却速率曲线结果与分析 289

2.12.4 浓度-雾流量效应 292

2.12.5 加入CMC添加剂的可控雾冷索氏体化处理 293

2.12.6 结论 293

参考文献 294

第3章 钢的热处理工艺 296

3.1 热处理工序中钢的清理 296

3.1.1 热处理零件表面污染物 297

3.1.2 清理方法 298

3.1.3 清洁度检测 303

3.1.4 如何清理干净 304

3.1.5 案例分析 304

3.1.6 污染控制和资源回收 305

3.1.7 安全性 305

3.1.8 总结 307

参考文献 307

引用文献 308

3.2 钢的去应力热处理 308

3.2.1 残余应力的来源 308

3.2.2 热处理去应力的方法 309

3.2.3 弹簧的去应力处理 312

参考文献 313

3.3 钢的正火 313

3.3.1 简介 313

3.3.2 加热和冷却 314

3.3.3 不同钢种的正火工艺运用 314

3.3.4 锻件 322

3.3.5 棒材和管材产品 323

3.3.6 铸件 323

3.3.7 板材和带材 324

致谢 325

参考文献 325

3.4 钢的退火 325

3.4.1 冶金学原理 325

3.4.2 退火工艺 325

3.4.3 退火指南 327

3.4.4 退火温度 328

3.4.5 球化退火 330

3.4.6 工序间退火 332

3.4.7 适合机加工的退火组织 332

3.4.8 工业生产中的退火 333

3.4.9 板材和带材的退火 335

3.4.10 钢锻件的退火 339

3.4.11 线材和棒材的退火 341

3.4.12 板材和管材的退火 342

3.4.13 快速循环退火 342

参考文献 343

3.5 亚温退火和正火 344

3.5.1 亚温退火的温度 345

3.5.2 温度和时间的关系 346

3.5.3 正火 346

3.5.4 螺纹的软化感应退火 347

致谢 347

参考文献 347

3.6 钢的奥氏体化 347

3.6.1 简介 347

3.6.2 奥氏体化的目的及概述 347

3.6.3 奥氏体形成的热力学及动力学 348

3.6.4 奥氏体晶粒的长大 354

3.6.5 奥氏体中溶质浓度的控制 355

致谢 356

参考文献 356

3.7 钢的淬火-碳分配热处理 357

3.7.1 化学成分与退火工艺 357

3.7.2 显微组织与力学性能 358

3.7.3 残留奥氏体的力学性能和稳定性 360

3.7.4 焊接性能 362

致谢 366

参考文献 366

3.8 钢的回火 367

3.8.1 简介 367

3.8.2 主要变量 368

3.8.3 回火温度和回火阶段 369

3.8.4 回火时间和回火温度 374

3.8.5 化学成分对回火的影响 378

3.8.6 回火过程中的尺寸变化 382

3.8.7 拉伸性能和硬度 382

3.8.8 韧性和脆性 385

3.8.9 回火设备 387

3.8.10 特殊回火工序 389

3.8.11 感应加热回火 392

致谢 394

参考文献 394

引用文献 395

3.9 钢的等温淬火 396

3.9.1 等温淬火的钢种 397

3.9.2 截面厚度的限制 399

3.9.3 应用 399

3.9.4 尺寸控制 402

3.9.5 改良型等温淬火 405

3.9.6 等温淬火存在的问题和解决方案 406

参考文献 407

引用文献 407

3.10 钢的分级淬火 407

3.10.1 简介 407

3.10.2 优势 409

3.10.3 分级淬火介质 410

3.10.4 安全措施 412

3.10.5 分级淬火的钢种 415

3.10.6 工艺参数的控制 417

3.10.7 尺寸控制 419

3.10.8 应用 423

3.10.9 奥氏体化设备的选择 425

3.10.10 分级淬火设备的选择 426

3.10.11 分级淬火盐浴的维护 429

3.10.12 装料架及其处理 430

3.10.13 清洗作业 430

参考文献 431

3.11 钢的冷处理及深冷处理 431

3.11.1 钢的冷处理 431

3.11.2 钢的深冷处理 433

致谢 435

参考文献 435

引用文献 436

第4章 钢的表面淬火 437

4.1 钢的表面淬火简介 437

4.1.1 表面淬火的扩散方法 437

4.1.2 渗碳和碳氮共渗 439

4.1.3 渗氮和氮碳共渗 442

4.1.4 外加能量方法 444

4.1.5 其他方法 445

4.1.6 工艺选择 446

参考文献 446

4.2 热处理防渗技术 447

4.2.1 机械屏蔽 447

4.2.2 镀铜 448

4.2.3 防渗涂料 448

致谢 453

4.3 钢的硬化层深度测量方法 453

4.3.1 简介 453

4.3.2 测量规范 453

4.3.3 化学法 454

4.3.4 机械法 456

4.3.5 视觉检测法 461

4.3.6 无损检测法 462

致谢 463

参考文献 463

引用文献 464

第5章 钢的外加能量表面淬火 465

5.1 钢的火焰淬火 465

5.1.1 火焰淬火方法 466

5.1.2 燃气 467

5.1.3 燃烧器及相关设备 470

5.1.4 操作过程与控制 473

5.1.5 预热 477

5.1.6 硬化层深度及硬度分布 477

5.1.7 设备维护 478

5.1.8 预防性维护 480

5.1.9 安全注意事项 480

5.1.10 淬火方法和设备 481

5.1.11 淬火介质 481

5.1.12 火焰淬火存在的问题及原因分析 482

5.1.13 火焰淬火零件的回火 482

5.1.14 表面状态 483

5.1.15 尺寸控制 483

5.1.16 工艺选择 483

5.1.17 材料选择 485

5.1.18 火焰退火 488

参考文献 488

引用文献 488

5.2 钢的表面感应淬火 488

5.2.1 感应加热原理 489

5.2.2 高温电、磁和热性能 490

5.2.3 涡流分布 493

5.2.4 感应淬火和回火 496

5.2.5 通用设备和工艺因素 503

5.2.6 表面感应淬火参数 508

5.2.7 应用技巧和故障排除 511

致谢 513

参考文献 514

5.3 电子束表面淬火 514

5.3.1 电子束的产生及其材料的交互作用 515

5.3.2 工艺技术 517

5.3.3 电子束表面淬火技术 519

5.3.4 电子束设备和电子束集成制造系统 523

5.3.5 实际应用 525

致谢 528

参考文献 528

引用文献 529

5.4 激光表面淬火 530

5.4.1 常规表面淬火技术 534

5.4.2 激光表面淬火 535

5.4.3 吸收率 536

5.4.4 激光扫描技术 537

5.4.5 激光退火 537

5.4.6 激光熔覆 537

5.4.7 激光冲击强化 541

5.4.8 激光热处理 541

5.4.9 热动力学相变 544

5.4.10 获得特定硬度的挑战 547

5.4.11 冷却速度的影响 547

5.4.12 工艺参数对温度、显微组织和硬化层硬度的影响 548

5.4.13 非铁基合金激光表面淬火 551

参考文献 556

引用文献 565

第6章 钢的渗碳和碳氮共渗 567

6.1 渗碳和碳氮共渗简介 567

6.1.1 简介 567

6.1.2 历史 567

6.1.3 一般渗碳过程的描述 568

6.1.4 如何渗碳 571

6.1.5 渗碳基本反应 571

6.1.6 渗碳的优点和局限性 575

6.1.7 渗碳钢 576

6.1.8 质量保证 577

6.1.9 可能出现的复杂情况 579

6.1.10 渗碳和碳氮共渗方法 580

致谢 583

参考文献 583

引用文献 584

6.2 渗碳零件碳浓度控制评估 584

6.2.1 硬度测试 584

6.2.2 显微镜检查 584

6.2.3 连续剥层分析 585

6.2.4 定碳片分析 587

6.2.5 定碳轧丝分析 589

6.2.6 光谱分析 589

6.2.7 电磁测试 589

6.3 气体渗碳 590

6.3.1 热力学和动力学 590

6.3.2 碳源和气氛类型 596

6.3.3 碳传递机制 599

6.3.4 渗碳建模和渗碳层深度预测 600

6.3.5 渗碳设备 602

6.3.6 炉温和气氛控制 604

6.3.7 渗碳周期进展 609

6.3.8 工艺设计 613

6.3.9 尺寸控制 623

6.3.10 渗碳层深度的评估 624

致谢 627

参考文献 627

6.4 固体渗碳 629

6.4.1 介绍 629

6.4.2 优缺点 630

6.4.3 渗碳介质和复合物 630

6.4.4 过程控制 631

6.4.5 固体渗碳炉 633

6.4.6 渗碳箱 634

6.4.7 装渗碳箱 634

参考文献 635

6.5 钢的液体渗碳和碳氮共渗 635

6.5.1 氰化物液体渗碳盐浴 635

6.5.2 氰化处理（液体碳氮共渗） 637

6.5.3 无氰化物液体渗碳 638

6.5.4 碳浓度梯度 642

6.5.5 硬度梯度 642

6.5.6 工艺过程控制 643

6.5.7 渗层深度控制 644

6.5.8 尺寸变化 646

6.5.9 淬火冷却介质 646

6.5.10 残盐的清除（清洗） 648

6.5.11 典型应用实例 648

6.5.12 氰化物盐使用中的注意事项 650

6.5.13 氰化物废料处置 652

参考文献 654

6.6 低压渗碳 654

6.6.1 工艺 654

6.6.2 物理基础 656

6.6.3 低压渗碳设备 657

6.6.4 渗碳对策 658

6.6.5 碳浓度分布预测 659

6.6.6 应用 659

6.6.7 大批量生产中的低压渗碳工艺的质量控制 661

6.6.8 高温低压渗碳 662

参考文献 663

引用文献 664

6.7 等离子渗碳 664

6.7.1 等离子渗碳原理 664

6.7.2 等离子渗碳反应 666

6.7.3 优缺点 667

6.7.4 生产设备 668

6.7.5 应用实例 669

参考文献 670

6.8 钢的碳氮共渗 670

6.8.1 工艺概述 672

6.8.2 渗层成分 674

6.8.3 渗层深度 675

6.8.4 渗层深度均匀性 675

6.8.5 渗层的淬透性 676

6.8.6 硬度梯度 678

6.8.7 空洞的形成 678

6.8.8 残留奥氏体的控制 679

6.8.9 炉子气氛 680

6.8.10 温度的选择 683

6.8.11 淬火冷却介质和实践 685

6.8.12 回火 685

6.8.13 硬度测试 687

6.8.14 应用 687

6.8.15 粉末冶金零件的碳氮共渗 688

6.8.16 氨气指南 689

6.8.17 安全事项 689

参考文献 689

第7章 钢的渗氮和氮碳共渗 691

7.1 渗氮和氮碳共渗的基本原理 691

7.1.1 简介 691

7.1.2 渗氮技术的出现 691

7.1.3 渗氮／氮碳共渗后的显微组织；热力学和动力学 692

7.1.4 铁氮相图——多孔性的产生和解释 693

7.1.5 氮势和莱勒（Lehrer）图 694

7.1.6 可控渗氮 695

7.1.7 碳势和可控渗碳 697

7.1.8 可控氮碳共渗 698

7.1.9 局部平衡和稳态 699

7.1.10 化合物层显微组织的发展 701

7.1.11 化合物层增长的动力学 707

7.1.12 扩散层显微组织的发展 708

7.1.13 扩散层长大动力学 713

7.1.14 结束语 716

致谢 717

参考文献 717

7.2 钢的气体渗氮和氮碳共渗 721

7.2.1 简介 721

7.2.2 气体反应术语 723

7.2.3 低温渗氮和氮碳共渗 724

7.2.4 渗氮 726

7.2.5 铁素体和奥氏体氮碳共渗 732

7.2.6 其他高温工艺 733

7.2.7 渗氮过程 735

7.2.8 气氛控制 740

7.2.9 氮势测量 743

7.2.10 温度控制 746

7.2.11 测量误差的影响 746

7.2.12 渗氮工艺的模拟 746

7.2.13 检查和质量控制 747

7.2.14 实验室设备和样品制备 748

7.2.15 局部渗氮 751

7.2.16 常见问题 751

7.2.17 经验法则 751

7.2.18 安全注意事项 752

7.2.19 设备 752

致谢 755

参考文献 755

7.3 钢的液体渗氮 757

7.3.1 液体渗氮的应用 757

7.3.2 液体渗氮系统 758

7.3.3 液体压力渗氮 759

7.3.4 通气液体渗氮 759

7.3.5 渗层深度和渗层硬度 761

7.3.6 操作程序 761

7.3.7 设备 763

7.3.8 维护计划 763

7.3.9 安全预防措施 764

7.3.10 液体氮碳共渗 764

7.3.11 无毒盐浴氮碳共渗 766

7.3.12 在盐浴中形成化合物层的耐磨损与抗划伤特性 766

附录1 无氰盐浴液体渗氮 768

附录2 液体盐浴渗氮 769

7.4 钢的等离子体渗氮和氮碳共渗 769

7.4.1 引言 769

7.4.2 工艺历史及其发展 770

7.4.3 辉光放电过程 772

7.4.4 离子渗氮炉 774

7.4.5 工艺控制 776

7.4.6 渗层结构及形成 777

7.4.7 工件因素 779

7.4.8 离子渗氮的应用 780

7.4.9 离子氮碳共渗 781

7.4.10 致谢 782

参考文献 783

引用文献 783

第8章 扩散覆层 784

8.1 固体装箱渗金属工艺 784

8.1.1 渗铝 785

8.1.2 渗硅 785

8.1.3 渗铬 786

参考文献 786

8.2 金属渗硼 786

8.2.1 渗硼层的特征 786

8.2.2 铁基材料渗硼 791

8.2.3 非铁基材料渗硼 794

8.2.4 热力学渗硼技术 795

8.2.5 热力学渗硼的应用 799

8.2.6 化学气相沉积 801

参考文献 802

8.3 钢的表面反应沉积／扩散硬化工艺 803

8.3.1 引言 803

8.3.2 覆层机理和类型 805

8.3.3 碳化物覆层的形核和生长 806

8.3.4 氮化物覆层的形核和生长 808

8.3.5 覆层生长速率的控制因素 809

8.3.6 覆涂工艺 811

8.3.7 覆层渗剂状态的控制 813

8.3.8 高温盐浴碳化物覆层 814

8.3.9 高温流态床碳化物覆层 816

8.3.10 低温盐浴氮化物覆层 817

8.3.11 覆层零件的性能 818

8.3.12 实践应用 819

致谢 820

参考文献 820

引用文献 822

8.4 超饱和渗碳 822

8.4.1 普通渗碳钢的超饱和渗碳 823

8.4.2 多种钢的超饱和渗碳 825

参考文献 828

查看更多关于的内容