热处理工程师必备理论基础

本书系统全面地介绍了金属固态相变原理和热处理技术理论,这些内容是热处理工程师推荐的理论基础,是解决实际热处理问题的金钥匙，是推动技术创新的源泉。全书分为两篇:靠前篇为金属固态相变基本原理，主要内容包括相图、相变、合金相，过冷奥氏体转变图及其应用，奥氏体及其形成，珠光体与共析分解，马氏体相变与马氏体，贝氏体相变与贝氏体，马氏体的回火转变，脱溶与时效；第2篇为热处理技术理论，主要内容包括金属加热与冷却，金属的氧化腐蚀，奥氏体晶粒度控制及组织细化，去应力、均质化和软化原理，热处理变形规律，钢件热处理开裂，化学热处理原理。本书既介绍了成熟的经典理论，也介绍了靠前外研究、发展的新理论，具有创新性、可读性和实用性。
本书可供热处理工程技术人员阅读使用，也可供铸造、锻压、焊接等相关专业的工程技术人员、金属材料工程专业的在校师生及研究人员参考。

前言
第1篇金属固态相变基本原理
第1章相图、相变、合金相1
11铁碳合金中的组元及基本相1
111纯铁1
112铁与碳的化合物2
12铁碳相图5
13合金元素对铁碳相图及相变的
影响7
131合金元素对铁碳相图的影
响7
132多元相图的垂直截面图9
14合金相14
141固溶体15
142金属化合物20
参考文献22
第2章过冷奥氏体转变图及其
应用23
21过冷奥氏体等温转变图23
211过冷奥氏体等温转变图的
测定23
212过冷奥氏体转变贯序24
213过冷奥氏体等温转变图的
类型26
214退火用过冷奥氏体等温转
变图32
215影响过冷奥氏体等温转变
图的因素33
22奥氏体连续冷却转变图34
参考文献36
第3章奥氏体及其形成38
31奥氏体38
311奥氏体的组织形貌38
312奥氏体的晶体结构39
32奥氏体形成机理40
321奥氏体形成的驱动力40
322奥氏体形核40
323奥氏体晶核的长大42
324渗碳体的溶解和奥氏体成
分的相对均匀化44
325亚共析钢的奥氏体化45
326过共析钢奥氏体的形成45
33奥氏体等温形成动力学46
331共析钢奥氏体等温形成动
力学47
332连续加热时奥氏体形成的
TTA曲线48
333影响奥氏体形成速度的因
素48
34连续加热时奥氏体的形成特征50
参考文献52
第4章珠光体与共析分解53
41珠光体的组织形貌和表面浮凸53
411珠光体的定义53
412珠光体的组织形貌53
413珠光体的片间距55
414珠光体的表面浮凸55
42珠光体转变机理58
421共析分解热力学58
422珠光体转变59
423相间沉淀的本质65
424魏氏组织的形成67
425珠光体组织中的位向关系69
43珠光体转变动力学69
431形核率69
432相变动力学方程71
433动力学曲线和等温转变图71
44影响过冷奥氏体共析分解的因
素74
441奥氏体状态74
442奥氏体固溶碳量的影响75
443合金元素的影响75
444合金元素的整合作用79
445影响珠光体转变的外部因
素81
参考文献82
第5章马氏体相变与马氏体83
51马氏体相变的分类、特征及定
义83
511马氏体相变的分类83
512马氏体相变的特征87
513马氏体的定义89
52工业用钢的马氏体组织形貌90
521超低碳钢的淬火马氏体90
522低碳钢的淬火马氏体91
523中碳钢的淬火马氏体92
524高碳钢的淬火马氏体93
525铸铁的淬火马氏体95
53铁基马氏体的物理本质96
531钢中马氏体的物理本质96
532体心立方马氏体97
533体心正方马氏体98
534FeM系合金马氏体103
54马氏体相变晶体学模型及其误
区105
541关于马氏体相变的晶体学
模型105
542切变机制的误区106
55马氏体相变的形核112
551马氏体形核的试验观察112
552关于马氏体相变的形核机
制114
56马氏体的长大115
561钢中马氏体长大分析115
562非切变长大116
563原子集体协同位移长大117
564马氏体组织的形成过程119
57马氏体组织的形成规律121
571含碳量对马氏体组织的
影响121
572应变能对马氏体组织演
化的影响121
573隐晶马氏体的形成123
参考文献126
第6章贝氏体相变与贝氏体129
61贝氏体的组织形貌及亚结构129
611超低碳贝氏体的组织形
貌129
612上贝氏体的组织形貌130
613下贝氏体的组织形貌132
614贝氏体铁素体的亚结构134
615贝氏体的表面浮凸136
62贝氏体相变的过渡性138
621贝氏体相变的特性138
622上贝氏体转变和共析分
解的联系与区别138
623下贝氏体转变和马氏体
相变的联系与区别140
624贝氏体组织结构的过渡
性141
63贝氏体相变理论的研究进展
及学术论争142
64贝氏体相变动力学146
641贝氏体的长大速率146
642贝氏体相变动力学图的
特征146
65贝氏体相变机制153
651贫碳区的形成153
652超低碳贝氏体的形成154
653贝氏体铁素体的形核长
大154
654贝氏体碳化物的形成156
655上、下贝氏体组织的形
成157
参考文献158
第7章马氏体的回火转变160
71FeC马氏体的脱溶160
711未脱溶马氏体在低温回火
时性能的变化160
712碳原子的偏聚162
713FeC马氏体脱溶时的过
渡相163
714平衡相θFe3C166
72回火时α相和残留奥氏体的
变化167
721摒弃马氏体两相式分解
的学说167
722α相物理状态的变化168
723残留奥氏体的转变172
724回火组织的概念173
73合金钢马氏体的回火175
731FeMC马氏体脱溶时的
平衡相175
732FeMC马氏体脱溶时的
（温度、时间）贯序176
74合金钢马氏体的回火二次硬
化181
741回火二次硬化现象180
742二次硬化机理180
参考文献183
第8章脱溶与时效185
81有色合金中的脱溶186
811AlCu合金的脱溶186
812晶体缺陷对时效的影响191
813合金时效后的性能193
82含铜钢中铜的脱溶194
821含铜钢的时效194
822FeCu合金的沉淀产物196
参考文献199
第2篇热处理技术理论
第9章金属的加热与冷却201
91加热速度的确定201
911加热设备的类型及功率
的影响201
912工件尺寸的影响201
913实际生产中对加热速度
的控制203
92加热温度的选择204
93加热与冷却的物理过程205
931工件加热的物理过程205
932工件冷却的物理过程209
94热处理工艺计算机辅助设计
预备知识211
95锻轧材热处理工艺的有限差
分法计算机辅助设计213
951合金钢棒材热处理工艺
的有限差分法计算机辅
助设计213
952合金钢钢坯退火工艺的
有限差分法计算机辅助
设计223
参考文献233
第10章金属的氧化腐蚀234
101金属氧化腐蚀的形式234
102钢件与炉气间的化学作用235
1021钢件与氧的相互作用236
1022钢件表面在炉气中的
氧化还原反应237
1023钢件在炉气中的脱碳
增碳反应242
1024金属与其他气氛间的
相互作用245
103钢的氧化与脱碳245
1031氧化层的组织结构245
1032脱碳层的组织结构250
参考文献251
第11章奥氏体晶粒度控制及
组织细化252
111细化奥氏体晶粒252
1111奥氏体晶粒的长大现象252
1112奥氏体晶粒的长大机理255
1113硬相微粒对奥氏体晶界
的钉扎作用256
1114影响奥氏体晶粒大小的
因素258
112控制析出相颗粒的尺寸和组
织细化258
1121弥散析出相的聚集长大259
1122条片状组织的粗化259
1123片状珠光体的球化260
113钢材的粗晶组织及消除措施261
1131混晶和组织遗传261
1132防止混晶和组织遗传的
措施262
114魏氏组织及消除措施262
参考文献263
第12章去应力、均质化和软
化原理264
121去应力退火264
1211钢锭退火的目的264
1212钢锭退火工艺设计264
1213退火典型工艺举例266
122消除液析碳化物和预防白点
的退火267
1221消除液析碳化物的退火268
1222预防白点的退火原理269
1223预防白点的退火工艺设
计272
123钢中的带状组织276
1231带状组织的形貌276
1232带状组织的成因277
1233消除带状组织的均匀化
退火277
124软化退火278
1241特定条件下过冷奥氏体
的分解278
1242片状珠光体的低温退火278
1243退火软化机理279
1244典型钢种锻轧材的软化
退火282
参考文献283
第13章热处理变形规律284
131热处理变形的一般规律284
1311热歪扭和相变歪扭284
1312歪扭（翘曲）变形的基
本规律285
1313钢件体积变化的一般规
律287
132激冷引起的变形288
1321激冷时圆柱和环产生的
歪扭288
1322圆柱由一侧激冷而造成
的歪扭291
133热处理变形机制293
1331热处理变形的原因293
1332热处理变形的控制294
参考文献295
第14章钢件的热处理开裂296
141马氏体显微开裂296
1411马氏体显微裂纹的形态296
1412马氏体显微裂纹的形成
机理298
1413影响淬火显微开裂的因
素300
1414显微裂纹对钢力学性能
的影响302
142马氏体沿晶裂纹及形成机理304
1421马氏体沿晶裂纹和断口
的观察304
1422杂质元素的分布306
1423淬火马氏体沿晶断裂机
制306
143钢件淬火开裂机理309
1431淬火开裂的主要原因309
1432钢件淬裂的应力条件310
1433裂纹形状与应力的关系311
1434正常加热温度下的钢件
淬裂分析311
144影响淬火裂纹的因素312
1441碳及合金元素含量的影
响312
1442原始组织的影响314
1443零件尺寸和形状的影响316
1444加热不当的影响317
1445淬火冷却的影响318
参考文献319
第15章化学热处理原理320
151化学热处理的基本过程320
152化学热处理的质量控制324
153化学热处理渗层的组织特征326
参考文献330