金屬熱處理原理與工藝

第1章固態(tài)相變概論1
1.1金屬固態(tài)相變的主要類型1
1.1.1按固態(tài)相變類型隨外界條件不同而
引起的變化分類1
1.1.2按原子遷移特征分類4
1.2固態(tài)相變的主要特點4
1.2.1相變驅(qū)動力5
1.2.2相變阻力5
1.2.3位向關(guān)系與慣習面7
1.2.4晶體缺陷的作用7
1.2.5形成過渡相7
1.3固態(tài)相變的形核7
1.3.1均勻形核7
1.3.2非均勻形核8
1.4固態(tài)相變時的晶核長大9
1.4.1新相晶核的長大規(guī)律9
1.4.2新相長大速度11
思考題13
第2章鋼加熱時奧氏體的形成14
2.1奧氏體的組織結(jié)構(gòu)及性能14
2.1.1奧氏體的組織與晶體結(jié)構(gòu)14
2.1.2奧氏體的性能15
2.2奧氏體的形成15
2.2.1奧氏體的形成條件15
2.2.2奧氏體的形成機理16
2.3奧氏體形成動力學19
2.3.1共析鋼奧氏體等溫形成動力學19
2.3.2奧氏體等溫形成動力學分析21
2.3.3影響奧氏體等溫轉(zhuǎn)變速度的
因素22
2.3.4連續(xù)加熱時奧氏體形成的特征24
2.4奧氏體晶粒長大及控制25
2.4.1奧氏體晶粒度25
2.4.2奧氏體晶粒長大與第二相顆粒的
影響26
2.4.3影響奧氏體晶粒長大的因素27
2.5粗大晶粒的遺傳與切斷29
2.5.1鋼在加熱時的過熱現(xiàn)象29
2.5.2粗大奧氏體晶粒的遺傳及其
控制29
思考題31
第3章鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變32
3.1過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖32
3.1.1共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖33
3.1.2影響過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的
因素34
3.1.3IT曲線的基本類型38
3.2過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖39
3.2.1過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變動力
學圖40
3.2.2CT曲線的基本類型42
3.3IT曲線與CT曲線的比較和應用42
3.3.1IT曲線與CT曲線的比較42
3.3.2IT曲線與CT曲線的應用43
思考題44
第4章珠光體轉(zhuǎn)變45
4.1珠光體的組織形態(tài)與性能45
4.1.1珠光體的組織形態(tài)45
4.1.2珠光體的性能47
4.2珠光體的轉(zhuǎn)變過程48
4.2.1珠光體轉(zhuǎn)變熱力學48
4.2.2珠光體轉(zhuǎn)變機理49
4.2.3珠光體轉(zhuǎn)變中的位向關(guān)系53
4.3珠光體轉(zhuǎn)變動力學54
4.3.1珠光體形核率及長大速度54
4.3.2珠光體等溫轉(zhuǎn)變動力學方程55
4.3.3影響珠光體轉(zhuǎn)變動力學的因素55
4.4先共析轉(zhuǎn)變58
4.4.1先共析轉(zhuǎn)變條件和先共析相
形態(tài)59
4.4.2偽共析轉(zhuǎn)變61
4.5鋼中碳化物的相間析出61
4.5.1相間析出產(chǎn)物的形態(tài)和性能61
4.5.2相間析出條件63
思考題65
第5章馬氏體轉(zhuǎn)變66
5.1馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變特點66
5.1.1馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)66
5.1.2馬氏體的轉(zhuǎn)變特點69
5.2馬氏體的組織形態(tài)和影響因素72
5.2.1馬氏體的組織形態(tài)72
5.2.2影響馬氏體形態(tài)及內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)的
因素76
5.3馬氏體轉(zhuǎn)變晶體學78
5.4馬氏體轉(zhuǎn)變熱力學81
5.4.1馬氏體相變熱力學條件81
5.4.2影響Ms點的因素83
5.5馬氏體轉(zhuǎn)變的動力學86
5.5.1變溫馬氏體轉(zhuǎn)變86
5.5.2等溫馬氏體轉(zhuǎn)變87
5.5.3自促發(fā)形核與瞬間長大88
5.5.4表面轉(zhuǎn)變89
5.5.5熱彈性馬氏體89
5.6馬氏體的力學性能90
5.6.1馬氏體的硬度和強度91
5.6.2馬氏體的塑性和韌性92
5.6.3馬氏體的相變誘發(fā)塑性94
5.7奧氏體的穩(wěn)定化95
5.7.1奧氏體的熱穩(wěn)定化95
5.7.2奧氏體的機械穩(wěn)定化97
5.8熱彈性馬氏體與形狀記憶效應97
5.8.1熱彈性馬氏體97
5.8.2偽彈性與形狀記憶效應98
5.8.3形狀記憶合金應用實例99
思考題100
第6章貝氏體轉(zhuǎn)變101
6.1貝氏體的組織形態(tài)和亞結(jié)構(gòu)101
6.1.1上貝氏體101
6.1.2下貝氏體102
6.1.3無碳化物貝氏體103
6.1.4粒狀貝氏體104
6.1.5反常貝氏體105
6.1.6柱狀貝氏體（B柱）105
6.2貝氏體轉(zhuǎn)變的特征和晶體學105
6.2.1貝氏體轉(zhuǎn)變的特征105
6.2.2貝氏體轉(zhuǎn)變的晶體學106
6.3貝氏體轉(zhuǎn)變熱力學分析107
6.3.1貝氏體轉(zhuǎn)變熱力學條件107
6.3.2Bs點及其與鋼成分的關(guān)系108
6.4貝氏體轉(zhuǎn)變機制108
6.4.1貝氏體相變的切變理論108
6.4.2貝氏體相變的臺階擴散理論110
6.5貝氏體轉(zhuǎn)變動力學110
6.6貝氏體的力學性能113
6.6.1貝氏體的強度和硬度113
6.6.2貝氏體的塑性和韌性114
6.7魏氏組織116
6.7.1魏氏組織的形態(tài)和特征116
6.7.2魏氏組織的形成條件117
6.7.3魏氏組織的形成機理118
6.7.4魏氏組織的力學性能118
思考題118
第7章鋼的回火轉(zhuǎn)變120
7.1淬火鋼回火時的組織變化120
7.1.1馬氏體中碳原子的偏聚121
7.1.2馬氏體的分解121
7.1.3殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變124
7.1.4碳化物的轉(zhuǎn)變126
7.1.5碳化物球化、聚集長大和α相的回復
與再結(jié)晶127
7.1.6馬氏體的回火產(chǎn)物129
7.2合金元素對回火的影響129
7.2.1提高鋼的回火抗力129
7.2.2引起二次硬化130
7.3淬火鋼回火時力學性能的變化132
7.3.1硬度的變化132
7.3.2其他力學性能的變化132
7.4鋼的回火脆性133
7.4.1低溫回火脆性134
7.4.2高溫回火脆性135
7.5非馬氏體組織回火時的變化137
思考題139
第8章合金的脫溶沉淀與時效140
8.1概述140
8.1.1合金的固溶和脫溶沉淀140
8.1.2脫溶沉淀的分類141
8.2有色合金中的脫溶141
8.2.1AlCu合金的脫溶沉淀141
8.2.2晶體缺陷對時效的影響145
8.2.3合金時效后的性能147
8.3鋼的時效148
8.3.1低碳鋼的淬火時效148
8.3.2低碳鋼的形變時效149
8.3.3馬氏體時效鋼的時效151
思考題151
第9章普通熱處理153
9.1鋼的退火與正火153
9.1.1鋼的退火153
9.1.2鋼的正火158
9.1.3退火、正火后鋼的組織和性能158
9.1.4退火、正火缺陷159
9.2鋼的淬火161
9.2.1淬火的定義、目的及必要條件161
9.2.2淬火介質(zhì)161
9.2.3鋼的淬透性166
9.2.4淬火工藝171
9.2.5等溫淬火工藝174
9.2.6冷處理174
9.2.7淬火冷卻方法175
9.2.8淬火缺陷與防止176
9.3鋼的回火182
9.3.1回火溫度的確定182
9.3.2回火時間的確定185
9.3.3回火后的冷卻186
9.4有色金屬的熱處理186
9.4.1退火186
9.4.2固溶和時效186
9.5淬火工藝的發(fā)展及應用187
9.5.1奧氏體晶粒超細化187
9.5.2控制馬氏體組織形態(tài)的熱處理188
9.5.3改善鋼中第二相形態(tài)的熱處理190
思考題191
第10章鋼的表面淬火192
10.1表面淬火的分類及應用192
10.1.1表面淬火的分類192
10.1.2表面淬火的應用193
10.2感應加熱表面淬火193
10.2.1感應加熱基本原理及特點193
10.2.2感應加熱時鋼的相變特點194
10.2.3高頻感應加熱淬火后的組織與性能195
10.2.4高頻感應表面淬火工藝的制訂197
10.2.5表面淬火用鋼199
10.3火焰加熱表面淬火200
10.3.1火焰用可燃氣體及特性200
10.3.2火焰加熱表面淬火工藝簡介201
10.3.3影響火焰加熱表面淬火質(zhì)量的
因素201
10.3.4火焰淬火的優(yōu)、缺點202
10.4其他表面淬火法203
10.4.1電接觸加熱表面淬火203
10.4.2電解液加熱表面淬火203
思考題204
第11章鋼的化學熱處理205
11.1化學熱處理的一般過程205
11.1.1滲劑的分解205
11.1.2吸附206
11.1.3擴散206
11.2鋼的滲碳207
11.2.1滲碳件的主要技術(shù)要求和滲碳
用鋼207
11.2.2固體滲碳209
11.2.3液體滲碳210
11.2.4氣體滲碳210
11.2.5滲碳后的熱處理212
11.2.6滲碳層深度測量214
11.2.7滲碳后鋼的組織與性能214
11.2.8滲碳后的質(zhì)量檢驗217
11.3鋼的滲氮218
11.3.1滲氮的特點和分類218
11.3.2FeN相圖和氮化層組織218
11.3.3氮化前的熱處理219
11.3.4氣體滲氮原理220
11.3.5氣體氮化工藝222
11.3.6滲氮件的質(zhì)量檢驗223
11.3.7離子滲氮224
11.4鋼的碳氮共滲225
11.4.1碳和氮同時在鋼中擴散的
特點225
11.4.2中溫碳氮共滲工藝226
11.4.3低溫氮碳共滲工藝（軟氮化）228
11.5鋼的滲硼229
11.5.1滲硼層的組織性能229
11.5.2滲硼法229
11.5.3滲硼前處理和滲硼后熱處理230
11.6滲金屬230
11.6.1鋼的滲鋁231
11.6.2鋼的滲鉻232
思考題233
第12章特種熱處理235
12.1真空熱處理235
12.1.1關(guān)于真空的基本知識235
12.1.2真空熱處理的伴生現(xiàn)象及其特異
效果236
12.1.3真空熱處理的應用238
12.2形變熱處理242
12.2.1相變前進行形變的形變熱
處理243
12.2.2相變過程中進行形變249
12.2.3相變后進行形變250
12.3激光表面熱處理251
12.3.1激光束表面改性原理251
12.3.2激光束表面改性技術(shù)及應用252
思考題254
第13章常用熱處理爐簡介255
13.1熱處理電阻爐255
13.1.1熱處理電阻爐的基本類型255
13.1.2普通型間隙式箱式電阻爐256
13.1.3井式電阻爐257
13.1.4臺車爐及罩式電阻爐258
13.2熱處理浴爐259
13.2.1浴爐的特性259
13.2.2按浴液分類的浴爐260
13.2.3按加熱方式分類的浴爐260
13.3可控氣氛熱處理爐261
13.3.1可控氣氛熱處理爐的分類261
13.3.2可控氣氛熱處理爐的結(jié)構(gòu)
特點261
13.3.3密封箱式爐261
13.3.4推桿式光亮淬火連續(xù)爐262
13.4真空熱處理爐263
13.5表面熱處理設(shè)備266
13.5.1感應加熱設(shè)備266
13.5.2等離子滲氮爐267
思考題269
附錄A常用鋼臨界點、淬火加熱溫度及
Ms點270
附錄B鋼的硬度與強度換算表274
參考文獻277