热处理技术图解手册

本手册是一本关于热处理技术的图解工具书。其主要内容包括：热处理技术理论基础、常用钢的热处理工艺基础曲线、钢的整体热处理技术、铸铁的整体热处理技术、表面热处理技术、化学热处理技术、非铁金属及其合金的热处理技术、粉末冶金材料的热处理技术、功能合金的热处理技术、热处理常见缺陷及其影响因素等。本手册以图示为主，辅以必要的解析说明，理论与实际兼顾，这种编写形式有利于读者提高阅读效率和工作效率，实用性强。

 前言
第1章热处理技术理论基础1
1.1FeFe3C合金相图1
1.1.1FeFe3C合金相图的结构特点1
1.1.2典型铁碳合金在相图上的基本组织2
1.1.3典型铁碳合金的显微组织2
1.1.4FeFe3C合金相图中常用的热处理加热温度区间3
1.1.5碳含量对钢的组织和力学性能的影响规律4
1.1.6合金元素及其含量对钢组织的影响4
1.1.7典型的FeFe3CMe三元合金相图5
1.1.8铁碳合金成分、组织和性能的关系6
1.2奥氏体等温转变图的结构及其变化规律7
1.2.1奥氏体等温转变图的结构特点7
1.2.2奥氏体等温转变不同组织的形成机制及特征9
1.2.3钢中碳含量及合金含量对其Ms点温度的影响10
1.2.4钢中碳含量及合金含量对残留奥氏体量的影响11
1.2.5奥氏体等温转变图的主要类型11
1.3奥氏体连续冷却转变图的结构特点及主要类型13
1.3.1奥氏体连续冷却转变图的结构特点13
1.3.2奥氏体连续冷却转变图的主要类型13
1.4钢的淬透性14
1.4.1钢的淬透性和临界淬透直径及淬透性曲线14
1.4.2钢的淬透性变化规律16
1.5钢加热时的组织转变17
1.5.1钢等温加热时的组织转变17
1.5.2钢连续加热时的组织转变18
1.5.3钢加热时晶粒度的变化规律19
1.6热处理的加热20
1.6.1各种加热方法及其加热时间20
1.6.2固态加热介质22
1.6.3气态加热介质22
1.6.4液态加热介质28
1.7热处理的冷却29
1.7.1淬火的理想冷却速度29
1.7.2水基淬火冷却介质的冷却特性29
1.7.3淬火油的冷却特性34
1.7.4有机聚合物淬火冷却介质的冷却特性35
1.7.5分级和等温淬火冷却介质的特性36
第2章常用钢的热处理工艺基础曲线38
2.1结构钢38
2.1.108钢38
2.1.210钢38
2.1.315钢39
2.1.420钢39
2.1.525钢40
2.1.630钢40
2.1.735钢41
2.1.840钢43
2.1.945钢44
2.1.1050钢45
2.1.1155钢46
2.1.1260钢48
2.1.1315Mn、16Mn钢48
2.1.1420Mn钢49
2.1.1530Mn钢50
2.1.1640Mn钢52
2.1.1745Mn钢52
2.1.1850Mn钢52
2.1.1955Mn53
2.1.2020Mn2钢53
2.1.2130Mn2钢54
2.1.2235Mn2钢55
2.1.2340Mn2钢56
2.1.2445Mn2钢57
2.1.2550Mn2钢57
2.1.2630MnV钢57
2.1.2725Mn2V钢58
2.1.2827SiMn钢58
2.1.2935SiMn钢59
2.1.3042SiMn钢60
2.1.3145SiMn2钢60
2.1.3240B钢61
2.1.3345B钢61
2.1.3420Mn2B、20Mn2钢62
2.1.3540MnB钢64
2.1.3620MnMoB钢66
2.1.3720MnVB钢67
2.1.3840MnVB钢68
2.1.3920MnTiB钢69
2.1.4020Mn2TiB钢69
2.1.4125MnTiBRE钢70
2.1.4215Cr钢71
2.1.4320Cr钢71
2.1.4430Cr钢73
2.1.4540Cr钢75
2.1.4645Cr钢77
2.1.4750Cr钢77
2.1.4820CrMo钢79
2.1.4930CrMo、30CrMoA钢80
2.1.5035CrMo钢80
2.1.5142CrMo钢81
2.1.5245CrMo钢83
2.1.5325Cr2MoV、25Cr2MoVA钢83
2.1.5435CrMoV钢85
2.1.5540Cr2MoV钢85
2.1.5638CrMoAl、38CrMoAlA钢86
2.1.5720CrV钢87
2.1.5840CrV、40CrVA钢87
2.1.5945CrV钢88
2.1.6015CrMn钢89
2.1.6120CrMn钢90
2.1.6235CrMn2钢90
2.1.6330CrMnSi钢91
2.1.6435CrMnSiA钢93
2.1.6515CrMnMo钢94
2.1.6618CrMnMo钢94
2.1.6720CrMnMo钢95
2.1.6820Cr2MnMo钢96
2.1.6922CrMnMo钢96
2.1.7030CrMnMo钢97
2.1.7140CrMnMo钢97
2.1.7218CrMnTi钢98
2.1.7320CrMnTi钢99
2.1.7430CrMnTi钢100
2.1.7535CrMnTi钢100
2.1.7640CrMnTi钢101
2.1.7720CrNi钢102
2.1.7840CrNi钢104
2.1.7950CrNi钢105
2.1.8012CrNi2钢105
2.1.8118CrNi2钢106
2.1.8212Cr2Ni2钢107
2.1.8312CrNi3钢108
2.1.8420CrNi3、20CrNi3A钢110
2.1.8530CrNi3钢111
2.1.8637CrNi3A钢112
2.1.8712Cr2Ni4、12CrNi4A钢113
2.1.8820Cr2Ni4、20Cr2Ni4A钢114
2.1.8920CrNiMo钢116
2.1.9030CrNiMo钢117
2.1.9140CrNiMo、40CrNiMoA钢118
2.1.9250CrNiMoVA121
2.1.9318CrNiWA钢121
2.1.9418Cr2Ni4W钢122
2.1.95Mn13钢122
2.2弹簧钢123
2.2.165钢123
2.2.285钢124
2.2.365Mn钢125
2.2.455SiMnVB钢126
2.2.565Mn钢127
2.2.655Si2Mn钢128
2.2.760Si2Mn钢128
2.2.850CrMn钢129
2.2.950CrVA钢130
2.2.1050CrMnVA钢131
2.2.1155SiMnMoV钢132
2.3滚动轴承钢133
2.3.1GCr6钢133
2.3.2GCr6SiMn钢134
2.3.3GCr9钢134
2.3.4GCr9SiMn钢135
2.3.5GCr15钢135
2.3.6GCr15SiMn钢137
2.3.7GCr15SiMo钢139
2.3.8GSiMnMoV钢139
2.4工具钢140
2.4.1T7、T7A钢140
2.4.2T8、T8A钢141
2.4.3T8Mn钢142
2.4.4T9、T9A钢142
2.4.5T10、T10A钢143
2.4.6T11、T11A钢144
2.4.7T12、T12A钢145
2.4.89SiCr钢147
2.4.9Cr06钢148
2.4.10Cr钢148
2.4.11Cr2钢148
2.4.129Cr2钢149
2.4.13W钢149
2.4.145W2CrSiV钢150
2.4.15Cr12钢150
2.4.16Cr12MoV钢151
2.4.179Mn2V钢152
2.4.18CrWMn钢153
2.4.199CrWMn钢154
2.4.20Cr4W2MoV钢154
2.4.214CrMnSiMoV钢154
2.4.228Cr2SiMnMoV钢155
2.4.235CrMnMo、4CrMnMo钢155
2.4.245CrNiMo、5CrNiMoV钢157
2.4.253Cr2W8V钢159
2.4.264Cr5MoSiV钢160
2.4.274Cr5W2V1Si钢161
2.4.284Cr5W2VSi钢162
2.4.29W3Mo2Cr4VSi钢162
2.4.30W18Cr4V钢163
2.4.31W9Cr4V2钢165
2.4.32CW9Mo3Cr4VN钢165
2.4.33W6Mo5Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢165
2.4.34W6Mo5Cr4V2Al钢167
2.4.35W6Mo5Cr4V2Co5钢167
2.4.36W2Mo9Cr4VCo8钢168
2.4.37W12Mo2Cr4VRE钢168
2.5不锈钢和耐热钢170
2.5.106Cr13钢170
2.5.212Cr13钢170
2.5.320Cr13钢171
2.5.430Cr13钢172
2.5.540Cr13钢173
2.5.695Cr18钢173
2.5.7Cr17钢174
2.5.814Cr17Ni2钢174
2.5.914Cr11MoV钢174
2.5.1042Cr9Si2钢175
2.5.1140Cr10Si2Mo钢175
第3章钢的整体热处理技术176
3.1钢的预备热处理工艺及其应用176
3.1.1钢的正火工艺及其应用176
3.1.2钢的退火工艺及其应用178
3.2钢的最终热处理工艺及其应用184
3.2.1钢的淬火工艺及其应用184
3.2.2钢的冷处理工艺及其应用197
3.2.3钢的回火工艺及其应用198
3.2.4钢的时效工艺及其应用201
3.2.5钢的强韧化工艺及其应用203
3.3钢的形变热处理工艺及其应用209
3.3.1钢的高温形变热处理工艺及其应用209
3.3.2钢的锻轧余热热处理工艺及其应用211
3.3.3钢的其他形变热处理工艺及其应用211
第4章铸铁的整体热处理技术214
4.1FeCSi三元合金相图214
4.1.1FeCSi三元合金准稳定相图214
4.1.2FeCSi三元合金稳定相图214
4.1.3硅和锰对铸铁临界温度的影响215
4.1.4普通铸铁中碳和硅的含量215
4.2铸铁的奥氏体等温冷却转变216
4.2.1灰铸铁奥氏体等温冷却转变216
4.2.2合金元素对铸铁淬透性的影响217
4.3球墨铸铁奥氏体冷却转变222
4.3.1球墨铸铁奥氏体等温冷却转变222
4.3.2球墨铸铁奥氏体连续冷却转变223
4.4铸铁力学性能与其影响因素的关系227
4.5常用铸铁的整体热处理229
4.5.1白口铸铁的整体热处理229
4.5.2灰铸铁的整体热处理231
4.5.3球墨铸铁的整体热处理237
4.5.4可锻铸铁的整体热处理249
第5章表面热处理技术253
5.1感应淬火253
5.1.1感应加热的理论基础253
5.1.2常用高频感应器的结构及其应用259
5.1.3常用中频感应器的结构及其应用261
5.1.4感应淬火方法及工艺参数263
5.1.5感应淬火应用实例271
5.2火焰淬火276
5.2.1火焰淬火方法276
5.2.2火焰淬火工艺参数279
5.2.3火焰淬火应用实例283
5.3接触电阻加热表面淬火284
5.3.1接触电阻加热淬火原理284
5.3.2接触电阻加热淬火设备285
5.4激光热处理285
5.5电子束热处理293
第6章化学热处理技术295
6.1渗碳和碳氮共渗295
6.1.1渗碳工艺参数295
6.1.2渗碳后淬火、回火工艺参数304
6.1.3碳氮共渗工艺参数306
6.1.4碳氮共渗后淬火、回火工艺参数309
6.1.5渗碳工艺的应用实例311
6.1.6碳氮共渗工艺的应用实例316
6.2渗氮和氮碳共渗318
6.2.1渗氮工艺参数318
6.2.2渗氮和氮碳共渗工艺应用实例323
6.3渗硼327
6.3.1渗硼工艺参数327
6.3.2渗硼工艺应用实例329
6.4渗硫330
6.4.1渗硫工艺参数330
6.4.2渗硫工艺应用实例331
6.5渗硅332
6.5.1渗硅工艺参数332
6.5.2渗硅工艺应用实例333
6.6渗铝334
6.6.1渗铝工艺参数334
6.6.2渗铝工艺应用实例335
6.7渗铬336
6.7.1渗铬工艺参数336
6.7.2渗铬工艺应用实例337
6.8渗锌338
6.8.1渗锌工艺参数338
6.8.2渗锌工艺应用实例339
6.9二元、三元、多元共渗工艺应用实例339
6.9.1二元共渗工艺应用实例339
6.9.2三元共渗工艺应用实例343
6.9.3多元共渗工艺应用实例346
6.9.4气相沉积工艺应用实例347
6.9.5化合物覆层工艺应用实例348
第7章非铁金属及其合金的热处理技术350
7.1常用非铁金属及其合金的特点350
7.1.1铝系二元合金的特点350
7.1.2铜系二元合金的特点354
7.1.3镁系二元合金的特点359
7.1.4钛系二元合金的特点360
7.2常用非铁金属及其合金的热处理361
7.2.1铝及铝合金的热处理工艺及应用361
7.2.2铜及铜合金的热处理工艺及应用366
7.2.3镁合金的热处理工艺及应用370
7.2.4钛及钛合金的热处理工艺及应用372
第8章粉末冶金材料的热处理技术373
8.1铁基粉末冶金件的热处理373
8.1.1铁基粉末冶金件的整体热处理373
8.1.2铁基粉末冶金件的化学热处理374
8.2钢结硬质合金件的热处理377
8.2.1钢结硬质合金件退火工艺377
8.2.2钢结硬质合金件淬火、回火工艺379
8.2.3钢结硬质合金件时效硬化工艺380
8.3粉末高速工具钢的热处理380
8.3.1冷压烧结粉末高速工具钢热处理工艺380
8.3.2热等静压粉末高速工具钢热处理工艺381
8.3.3热挤压粉末高速工具钢热处理工艺381
8.4硬质合金的热处理381
8.4.1硬质合金的退火工艺381
8.4.2硬质合金的时效硬化工艺382
第9章功能合金的热处理技术384
9.1电性合金的热处理384
9.1.1导电合金的热处理工艺384
9.1.2电阻合金的热处理工艺387
9.2磁性合金的热处理390
9.2.1软磁合金的热处理工艺390
9.2.2永磁合金的热处理工艺401
9.3膨胀合金的热处理413
9.3.1低膨胀合金的热处理工艺413
9.3.2铁磁性定膨胀合金的热处理工艺418
9.3.3无磁性定膨胀合金的热处理工艺421
9.3.4高膨胀合金的热处理工艺424
9.4弹性合金的热处理425
9.4.1高弹性合金的热处理工艺425
9.4.2恒弹性合金的热处理工艺437
第10章热处理常见缺陷及其影响因素443
10.1热处理内应力及其影响因素443
10.1.1热处理内应力的种类及其特征443
10.1.2热处理内应力的主要影响因素445
10.1.3回火对淬火应力的消减作用454
10.2热处理变形及其主要影响因素456
10.2.1热处理变形的基本形式456
10.2.2热处理变形的基本规律457
10.2.3热处理变形的主要影响因素460
10.2.4减少热处理变形的各种措施479
10.2.5热处理变形的矫正方法496
10.2.6热处理变形问题的归纳总结501
10.3热处理裂纹及其主要影响因素504
10.3.1热处理裂纹的形式及其特征504
10.3.2产生热处理裂纹的主要影响因素508
10.3.3预防产生淬火裂纹的各种措施516
10.3.4热处理裂纹的补救措施523
10.4内部组织结构不良与热处理的关系525
10.4.1氧化和脱碳的典型显微组织525
10.4.2过热和过烧的典型显微组织526
10.4.3整体热处理的内部不良组织528
10.4.4零件表面淬火前预处理的不良组织542
10.4.5表面淬火硬化层的不良组织544
10.4.6化学热处理前预备热处理的不良组织545
10.4.7化学热处理渗层的不良组织546
10.4.8渗碳和碳氮共渗淬火后心部的不良组织550
10.4.9非铁金属及合金的不良组织551
附录554
附录A常用钢的临界温度554
附录B加热时间的计算557
附录C常用钢淬火推荐的预冷温度范围558
附录D常用钢产生回火脆性的温度范围558
附录E碳钢回火色和温度的关系559
附录F常用钢表面淬火时推荐的加热温度（喷水冷却）559
附录G常用非铁金属材料的热处理工艺参数560
附录H钢结硬质合金热处理工艺参数569
附录I电性合金的化学成分、热处理工艺及性能570
附录J磁性合金的热处理工艺参数573
附录K弹性合金的热处理和力学性能576
参考文献580

前言随着我国机械工业的快速发展和技术水平的日益提高，各行业对机械产品的使用性能和使用寿命提出了更高要求。 热处理技术作为机械工业的重要组成部分，对发挥金属材料潜力、提高零件的使用性能、降低能耗、保证和提高机械产品使用寿命有着重要意义。为了充分发挥热处理技术的作用，保证和提高热处理质量，热处理工程技术人员既要能够制订正确、合理的热处理工艺，也要能够在传统工艺的基础上不断创新，特别是在当今以创新为主流的形势下，单靠引用一些数据作为编制工艺的依据往往是不够的，必须有所创新才是大幅度提高技术水平和产品质量的途径。 实践表明，创新的灵感之一往往来源于对某些理论知识和科学试验结果的规律性的掌握，大量技术图书和期刊中的插图恰恰反映出了一定的或某些变化的规律。利用这些规律，可以举一反三，研发出新工艺和新成果。为此，我们将多年来所掌握和搜集到的大量热处理技术资料经优选整理后，编写成这本《热处理技术图解手册》。 本手册内容共分10章。其主要内容包括：热处理技术理论基础、常用钢的热处理工艺基础曲线、钢的整体热处理技术、铸铁的整体热处理技术、表面热处理技术、化学热处理技术、非铁金属及其合金的热处理技术、粉末冶金材料的热处理技术、功能合金的热处理技术、热处理常见缺陷及其影响因素等。本手册以图示为主，辅以必要的解析说明，理论与实际兼顾，这种编写形式有利于读者提高阅读效率和工作效率，实用性强。 在本手册编写过程中，参阅了大量各种版本的有关资料，并加以引用和加工。在此，谨对本手册所引用的文献和资料的作者致以衷心的感谢。 由于我们水平有限，不足之处在所难免，欢迎广大读者批评指正。 编者