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图书类别：机械工程/热处理

书名：热处理手册 第1卷工艺基础（第4版修订本）

书号：978-7-111-42741-4

作者：中国机械工程学会热处理学会 编

出版日期：2013年7月

开本：16

页数：780页

字数：1680千字

定价：136.00元

 

内容简介：

    本手册是一部热处理专业的综合工具书，是第4版的修订本，共4卷。本卷是第1卷，共11章，内容包括基础资料、金属热处理的加热、金属热处理的冷却、钢铁件的整体热处理、表面加热热处理、化学热处理、形变热处理、非铁金属的热处理、铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理、功能合金的热处理、其他热处理技术。本手册由中国机械工程学会热处理学会组织编写，具有一定的权威性；内容系统全面，具有科学性、实用性、可靠性和先进性。

    本手册可供热处理工程技术人员、质量检验和生产管理人员使用，也可供科研人员、设计人员、相关专业的在校师生参考。

 

图书在版编目（CIP）数据：

热处理手册.第1卷，工艺基础/中国机械工程学会塑性工程学会编.—4版（修订本）.—北京：机械工业出版社，2013.7

ISBN 978-7-111-42741-4

Ⅰ.①热…Ⅱ.①中…Ⅲ.①热处理-手册②热处理-工艺-手册

Ⅳ.①TG15-62

中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第117381号

 

修订本出版说明：

    《热处理手册》自1984年出版以来，历经4次修订再版，凝聚了几代热处理人的集体智慧和技术成果。她承载着传承、指导和培育一代代中国热处理界科技工作者的使命和责任，并成为热处理行业的权威出版物和重要参考书。

    《热处理手册》第4版于2008年1月出版，至今已有5年多了，这期间出现了一些新材料、新技术、新设备、新标准，广大读者也陆续提出了一些宝贵意见，给予了热情的鼓励和帮助，例如王金忠先生对四卷手册进行了全面审读，提出了许多有价值的修改意见。因此，为了保持《热处理手册》的先进性和权威性，满足读者的需求，中国机械工程学会热处理学会、机械工业出版社商定出版《热处理手册》第4版修订本，以便及时反映热处理技术新成果，并更正手册中的不当之处。鉴于总体上热处理技术没有大的变化，本次修订基本保持了第4版的章节结构。在广大读者所提宝贵意见的基础上，中国机械工程学会热处理学会组织各章作者对手册内容，包括文字、技术、数据、符号、单位、图、表等进行了全面审读修订。在修订过程中，全面贯彻了现行的最新技术标准，将手册中相应的名词术语、引用内容、图表和数据按新标准进行了改写；对陈旧、淘汰的技术内容进行了删改，增补了相关热处理新技术内容。

最后，向对手册修订提出宝贵意见的广大读者表示衷心的感谢！

 

第4版前言：

    按照中国机械工程学会热处理学会第二届三次理事扩大会议关于《热处理手册》将逐版修订下去的决议，为了适应热处理、材料和机械制造等行业发展的需要，应机械工业出版社的要求，热处理学会决定对2001年出版的《热处理手册》第3版进行修订。本次修订的原则是：去掉陈旧和过时的内容，补充新的科研成果、实践经验和先进成熟的生产技术等相关内容，保持其实用性、可靠性、科学性和先进性，使《热处理手册》这一大型工具书能对热处理行业的技术进步持续发挥推动作用。

    根据近年来热处理技术进展和《热处理手册》第3版的使用情况，第4版仍保持第3版的体例。主要读者对象为热处理工程技术人员，也可供热处理质量检验和生产管理人员、科研人员、设计人员、相关专业的在校师生参考。《热处理手册》第4版仍为四卷，即第1卷工艺基础，第2卷典型零件热处理，第3卷热处理设备和工辅材料，第4卷热处理质量控制和检验。

    《热处理手册》第4版与第3版相比，主要作了以下变动：

    第1卷增加和修订了第1章中的热处理标准题录，由第3版的71个标准增加到了94个，并对热处理工艺术语等按新标准进行了修订。第2章增加了“金属和合金相变过程的元素扩散”；在“加热介质和加热计算”一节中，增加了“金属与介质的作用”与“钢铁材料在加热过程中的氧化、脱碳行为”；充实了加热节能措施的内容。第6章增加了近年来生产中得到广泛应用的“QPQ处理”一节；补充了“真空渗锌”的内容；“离子化学热处理”一节增加了“离子渗氮材料的选择及预处理”、“离子渗氮层的组织”、“离子渗氮层的性能”等内容；对“气相沉积技术”的内容进行了调整和补充，反映了该技术的快速发展；在“离子注入技术”中，增加了“非金属离子注入”、“金属离子注入”和“几种特殊的离子注入方法”。第8章增加了“高温合金的热处理”和“贵金属及其合金的热处理”两节，使其内容更加完整。第10章增加了“电性合金及其热处理”一节，对各种功能合金的概念和性能作了一定的补充。增加了“第11章其他热处理技术”，包括“磁场热处理”、“强烈淬火”和“微弧氧化”三节。这些热处理技术虽然早已有之，但从20世纪90年代以来，在国内外，特别在一些工业发达国家得到了快速发展，并受到日益广泛的重视，从这个意义上也可称为热处理新技术。

    第2卷修订时增加了典型零件热处理新技术、新材料和新工艺。第3章增加了“齿轮的材料热处理质量控制与疲劳强度”一节。第5章增加了55CrMnA、60CrMnA、60CrMnMoA钢等新钢种的热处理。第6章全部采用最新标准，增加了不少新钢种的热处理。第8章增加了“如何得到高速钢工具的最佳使用寿命”一节。第11章补充了“涨断连杆生产新工艺”。第12章增加了数控机床零件热处理的内容。第13章重写了“凿岩用钎头”一节，增加了很多新钢种及其热处理工艺。第14章增加了“预防热处理缺陷的措施”一节。第16章增加了“天然气压缩机活塞杆的热处理”一节。第17章补充了柱塞泵热处理新工艺(真空热处理、稳定化热处理等)。第19章补充了飞机起落架新材料16Co14Ni10Cr2Mo热处理工艺、涡轮叶片定向合金和单晶合金热处理工艺。

    第3卷的修订注意反映热处理设备相关领域的技术进展情况，增加了近几年开发的新技术和新设备方面的内容，增加了热处理节能、环保和安全方面的技术要求。各章增加的内容有：第5章增加了“活性屏离子渗氮炉”。第9章增加了“淬火冷却过程的控制装置”和“淬火槽冷却能力的测定”。第10章增加了“溶剂型真空清洗机”。第11章增加了“热处理过程真空控制”与“冷却过程控制”。第12章增加了“淬火冷却介质的选择”与“淬火冷却介质使用常见问题及原因”。

    第4卷中对各章节内容进行了调整和充实，部分章节进行了重新编写。第1章充实了“计算机在质量管理中的应用”一节。第3章改写并充实了“光谱分析”与“微区化学成分分析”两节的内容。第7章重新编写了“内部缺陷检测”与“表层缺陷检测”，更深入地介绍了常用无损检测方法的原理与技术。第10章充实了金属材料全面腐蚀的内容，增加了液态金属腐蚀。第11章调整了部分内容结构，增加了相关的实用数据。

    近年来，我国的国家标准和行业标准更新速度加快。2001年至今，与热处理技术相关的相当数量的标准被修订，并颁布了一些新标准，本版手册内容基本上按新标准进行了更新。对于个别标准，如GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》，新旧标准指标、名称和符号差异较大，又考虑到手册中引用的资料、数据形成的历史跨度长，目前在手册中贯彻新标准，似乎尚不成熟。为了方便读者，我们采用了过渡方法，参照GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》，在第4卷附录部分列出了拉伸性能指标名称和符号的对照表，供读者查阅参考。

    本次参与修订工作的人员众多，从编写、审定到出版的时间较紧，手册不足之处在所难免，恳请读者指正。

 

    中国机械工程学会热处理学会

    《热处理手册》第4版编委会

 

目录：

修订本出版说明

第4版前言

第1章基础资料1

11金属热处理工艺分类及代号1

111基础分类1

112附加分类1

113常用热处理工艺及代号1

12合金相图3

121铁碳系合金相图3

122其他铁基合金相图8

123铝基、铜基及钛基合金相图11

13现行热处理标准题录14

参考文献17

第2章金属热处理的加热18

21金属和合金相变过程中的元素扩散18

211扩散的一般规律18

212碳在钢中的扩散18

22钢的加热转变19

221珠光体—奥氏体转变19

222铁素体—珠光体向奥氏体的等温

转变20

223连续加热时的奥氏体形成过程22

224钢加热时的奥氏体晶粒长大24

225过热和过烧25

226钢的晶粒度对性能的影响26

227奥氏体晶粒度的显示和测定26

23加热介质和金属与介质的作用28

231加热介质分类28

232金属在各种介质中加热时的行为29

24加热计算公式及常用图表39

241影响加热速度的因素39

242钢件加热时间的经验计算法40

243从节能角度考虑的加热时间

计算法41

25加热节能措施44

251加热设备的节能44

252加热工艺措施节能46

253合理的生产管理49

26可控气氛49

261分类及用途49

262制备方法57

263炉气控制原理76

264炉气检测方法80

27加热熔盐和流态床84

271加热熔盐的成分及用途84

272盐浴的脱氧及脱氧剂89

273长效盐92

274流态床加热的特点93

28真空中的加热95

281金属在真空中加热时的行为95

282金属在真空中的加热速度96

参考文献97

第3章金属热处理的冷却98

31钢的过冷奥氏体转变98

311过冷奥氏体的高温分解98

312马氏体转变与马氏体100

313贝氏体转变与贝氏体105

314过冷奥氏体等温分解转变动

力学108

32钢件热处理的冷却过程112

321热处理的各种冷却方式112

322钢冷却时的内应力113

323淬火裂纹115

324淬火畸变117

33淬火冷却介质119

331淬火冷却介质应具备的特性及其

分类119

332淬火冷却介质冷却特性的评价

方法120

333常用淬火冷却介质及冷却方式127

34淬火冷却过程的计算机模拟139

341导热计算139

342相变量的计算139

343应力场分析141

344复杂淬火操作的模拟以及非线性

处理141

345借助于计算机模拟进行热处理虚拟

生产141

参考文献142

第4章钢铁件的整体热处理143

41钢的热处理143

411钢的退火与正火143

412钢的淬火149

413钢的回火166

414钢的感应穿透加热调质173

42铸铁的热处理175

421铸铁的分类和应用175

422铸铁热处理基础179

423白口铸铁的热处理186

424灰铸铁的热处理188

425球墨铸铁的热处理195

426可锻铸铁的热处理208

参考文献213

第5章表面加热热处理214

51感应加热热处理214

511感应加热原理214

512钢件感应加热时的相变特点217

513感应器221

514感应淬火工艺235

515超高频脉冲和大功率脉冲感应

淬火249

516感应淬火件的回火251

517感应淬火常见的质量问题及

返修251

52火焰淬火252

521火焰加热方法252

522火焰喷嘴和燃料气253

523火焰淬火工艺规范257

53激光、电子束热处理260

531激光热处理的特点260

532电子束热处理的特点262

533表面相变硬化262

534表面熔化快速凝固硬化271

535表面合金化和熔覆274

536激光热处理设备276

54其他表面热处理方式278

541接触电阻加热表面淬火278

542电解液加热表面淬火279

543浴炉加热表面淬火279

参考文献280

第6章化学热处理281

61钢的渗碳282

611渗碳原理282

612渗碳方法284

613渗碳用钢及渗碳后的热处理296

614渗碳层的组织和性能298

615渗碳件质量检查、常见缺陷及

防止措施300

62钢的碳氮共渗301

621概述301

622气体碳氮共渗302

623其他碳氮共渗方法304

624碳氮共渗用钢及共渗后的

热处理305

625碳氮共渗层的组织和性能308

626碳氮共渗工作质量检查与常见

缺陷及防止措施309

63渗氮及以氮为主的共渗310

631渗氮310

632氮碳共渗326

633氧氮共渗331

634硫氮共渗331

635硫氮碳共渗333

64渗金属及碳氮之外的非金属334

641渗硼334

642渗铝337

643渗锌340

644渗铬342

645熔盐碳化物覆层工艺345

646渗硫347

647渗硅、钛、铌、钒、锰347

648多元共渗与复合渗347

65离子化学热处理352

651离子化学热处理基础352

652离子渗氮355

653离子氮碳共渗364

654离子渗碳及碳氮共渗366

655离子渗硫及含硫介质的多元

共渗368

656离子渗硼371

657离子渗金属372

66气相沉积与离子注入技术373

661气相沉积技术373

662离子注入技术388

参考文献395

第7章形变热处理396

71概述396

72低温形变热处理398

721低温形变热处理工艺398

722钢低温形变热处理的组织变化401

723钢低温形变热处理后的力学

性能403

724其他低温形变热处理409

73高温形变热处理415

731高温形变热处理工艺415

732钢高温形变淬火的组织变化418

733钢高温形变热处理后的力学

性能420

734钢的锻热淬火426

735控制轧制429

736非调质钢431

74表面形变热处理431

741表面高温形变淬火431

742预冷形变表面形变热处理433

743表面形变时效434

75形变化学热处理434

751形变对扩散过程的影响434

752钢件化学热处理后的冷形变435

753钢件化学热处理后的表面高温

形变淬火436

754钢件晶粒多边化处理后的化学热

处理436

参考文献437

第8章非铁金属的热处理438

81铜及铜合金的热处理438

811铜及铜合金的性能及用途438

812铜及铜合金的热处理概述448

813黄铜的热处理449

814青铜的热处理451

815白铜及其热处理458

82铝及铝合金的热处理460

821纯铝的特性460

822铝合金的分类461

823变形铝合金461

824铸造铝合金465

825变形铝合金的退火465

826变形铝合金的固溶处理与时效470

827其他热处理479

828变形铝合金加工及热处理状态

代号482

829铸造铝合金的热处理485

8210铝合金的热处理缺陷487

83镁合金的热处理490

831镁及镁合金490

832镁合金热处理的主要类别493

833热处理设备和操作496

834热处理缺陷及防止方法496

835镁合金热处理安全技术497

84钛及钛合金的热处理497

841钛合金中的合金元素499

842工业纯钛及钛合金的分类499

843钛合金中的不平衡相变504

844钛合金的热处理510

845影响钛合金热处理质量的因素515

85高温合金的热处理515

851高温合金的分类和牌号表示法515

852高温合金中的合金化元素及其

作用516

853高温合金强化机制简介516

854高温合金的热处理517

86贵金属及其合金的热处理526

861贵金属及其合金的应用范围526

862贵金属基合金的热处理538

参考文献546

第9章铁基粉末冶金件及硬质合金的

热处理547

91概论547

911粉末冶金的应用范围547

912粉末冶金方法547

913粉末冶金材料的分类547

92铁基粉末冶金件及其热处理552

921铁基粉末冶金材料的分类553

922铁基粉末冶金材料的标记方法553

923铁基粉末冶金件的制造工艺

流程553

924粉末冶金用铁和铁合金粉末553

925烧结铁、钢粉末冶金件的性能556

926提高铁基粉末冶金件性能的

方法556

927铁基粉末冶金件的应用558

928铁基粉末冶金件的热处理560

929国外铁基粉末冶金件的牌号、成分

和性能575

93钢结硬质合金及其热处理582

931钢结硬质合金的特点、牌号、性能

和用途582

932钢结硬质合金的热处理584

933钢结硬质合金的组织与性能586

94粉末高速钢及其热处理591

941粉末高速钢类别和性能591

942热等静压和热挤压粉末高速钢592

95硬质合金及其热处理593

951硬质合金的分类和用途593

952影响硬质合金性能的因素594

953硬质合金的牌号、性能和用途595

954硬质合金的热处理597

955国外硬质合金牌号、性能及

用途599

参考文献601

第10章功能合金的热处理602

101电性合金及其热处理602

1011金属的导电性602

1012导电合金605

1013电阻合金621

102磁性合金的热处理633

1021金属磁性的物理基础633

1022软磁合金的热处理636

1023永磁合金的热处理649

103膨胀合金的热处理667

1031金属的热膨胀特性667

1032低膨胀合金的热处理669

1033铁磁性定膨胀合金的热处理676

1034无磁性定膨胀合金的热处理684

1035高膨胀合金的热处理688

104弹性合金的热处理691

1041金属的弹性性能691

1042高弹性合金的热处理694

1043恒弹性合金的热处理716

105形状记忆合金及其定形热处理724

1051超弹性和形状记忆效应725

1052钛镍形状记忆合金729

1053铜基形状记忆合金739

1054形状记忆合金的应用747

参考文献754

第11章其他热处理技术755

111磁场热处理755

1111磁场对材料固态相变的影响755

1112磁场热处理对材料性能的影响及

应用757

1113磁场淬火设备及存在的问题759

112强烈淬火759

1121强烈淬火原理759

1122强烈淬火对钢组织性能的影响及

其应用761

1123强烈淬火设备762

113微弧氧化763

1131微弧氧化的发展过程763

1132微弧氧化基本原理763

1133微弧氧化工艺及其装置765

1134微弧氧化的应用实例765

参考文献769