热处理手册 第4卷 热处理质量控制和检验 第4版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章　热处理质量管理1

1.1　概论1

1.1.1　质量管理和质量保证基本术语1

1.1.2　现代质量管理特点1

1.1.3　热处理质量管理和质量管理体系2

1.1.4　热处理技术标准化与质量管理3

1.2　产品设计中的热处理质量控制3

1.2.1　材料选择3

1.2.2　热处理技术要求的确定6

1.3　热处理工艺设计中的质量控制7

1.3.1　热处理工艺流程及规范的优化设计7

1.3.2　热处理技术文件的制订8

1.3.3　热处理工艺设计中的经济分析11

1.3.4　设计中的评审与更改11

1.4　采购质量12

1.4.1　制订采购与委托服务文件12

1.4.2　选择合格的供货或委托单位12

1.4.3　签订质量保证协议12

1.4.4　采购品或委托热处理零件的质量验收12

1.5　原材料质量管理12

1.6　热处理工艺过程中的质量管理14

1.6.1　待处理工件的核查14

1.6.2　建立工序管理点，进行工序控制14

1.6.3　车间作业环境管理15

1.6.4　车间设备管理16

1.6.5　车间节能管理17

1.6.6　工艺材料管理17

1.7　热处理质量检验17

1.7.1　质量检验工作的职能17

1.7.2　质量检验方式18

1.7.3　常用热处理质量检验方法18

1.7.4　热处理检测设备的检定和管理19

1.8　不合格品的控制与纠正措施19

1.9　热处理后的质量服务20

1.10　热处理质量改进20

1.11　质量成本20

1.11.1　核算质量成本的必要性21

1.11.2　质量成本构成21

1.11.3　质量成本构成比例及质量成本分析21

1.12　人员培训22

1.12.1　人员培训形式22

1.12.2　培训内容22

1.12.3　资格22

1.13　计算机在质量管理中的应用22

1.13.1　热处理工艺过程的控制22

1.13.2　质量检验24

1.13.3　质量档案及质量信息检索25

1.13.4　工序质量分析25

1.13.5　计算机信息集成化技术的应用25

1.14　数理统计方法在热处理质量管理中的应用31

1.14.1　热处理统计过程控制31

1.14.2　数理统计方法用于热处理质量改进32

参考文献33

第2章　热处理过程中的质量控制34

2.1 待热处理工件的核查或验收34

2.1.1　原始资料34

2.1.2　待热处理件的外观、形状及尺寸要求35

2.2　加热质量控制35

2.2.1　热处理的炉温控制35

2.2.2　热处理加热介质控制40

2.2.3　正确选择加热参数42

2.2.4　加热缺陷及其控制43

2.3　正火与退火质量控制43

2.3.1　加热设备43

2.3.2　工件装炉43

2.3.3　冷却速度控制44

2.3.4　质量检验44

2.3.5　正火与退火缺陷及其控制45

2.4　淬火与回火质量控制45

2.4.1　加热设备45

2.4.2　淬火介质及淬火槽45

2.4.3　淬火操作48

2.4.4　回火操作49

2.4.5　淬火、回火后的附属工序49

2.4.6　质量检验49

2.4.7　淬火、回火质量缺陷及其控制50

2.5　感应加热与火焰加热表面淬火质量控制58

2.5.1　感应加热表面淬火质量控制58

2.5.2　火焰加热表面淬火质量控制60

2.6　化学热处理质量控制62

2.6.1 渗碳和碳氮共渗质量控制62

2.6.2　渗氮质量控制66

2.6.3　渗硼质量控制69

2.6.4　渗金属质量控制71

参考文献74

第3章　材料化学成分的检验75

3.1　钢的火花检验75

3.1.1　火花的形成及结构75

3.1.2　检验设备与操作76

3.1.3　钢的成分与火花特征76

3.2　光谱分析82

3.2.1　原子吸收光谱分析82

3.2.2　原子荧光光谱分析83

3.2.3　原子发射光谱分析83

3.2.4　X射线荧光光谱分析84

3.2.5　红外光谱分析84

3.3　微区化学成分分析85

3.3.1 透射电镜中的能谱与能量损失谱85

3.3.2　俄歇电子能谱分析86

3.3.3　光电子能谱分析87

3.3.4　探针显微分析88

3.3.5　穆斯堡尔谱分析92

参考文献93

第4章　宏观组织检验及断口分析94

4.1　宏观检验94

4.1.1　钢的酸蚀检验94

4.1.2　印痕法检验99

4.1.3　液体渗透着色法100

4.2　断口分析102

4.2.1　断口试样的选择102

4.2.2　断口试样的清洗105

4.2.3　断口试样的保存107

4.3　宏观断口分析107

4.3.1　断裂分类107

4.3.2　各类断口形貌特征109

4.3.3　裂纹源位置及裂纹扩展方向的判别112

4.4　显微断口分析113

4.4.1　显微断口分析方法113

4.4.2　断口显微形貌特征114

4.4.3　断口显微形貌与显微组织的关系116

4.4.4　断口的典型显微形貌特征举例118

4.5　失效分析121

4.5.1 失效121

4.5.2　失效分析的目的122

4.5.3　失效分析方法123

参考文献125

第5章　显微组织分析与检验126

5.1　金相试样的制备126

5.1.1　取样126

5.1.2　制样126

5.1.3　显微组织的显示131

5.2　光学显微镜及电子显微镜在显微分析中的应用133

5.2.1　光学显微镜133

5.2.2　电子显微镜138

5.3　定量金相方法143

5.3.1　定量金相的标准符号及基本公式143

5.3.2　测量方法143

5.3.3　定量金相数据的统计分析145

5.3.4　常用显微组织参数测定举例146

5.3.5　图像分析仪150

5.4　彩色金相技术151

5.4.1　彩色成像的基本原理151

5.4.2　干涉膜形成方法151

5.4.3　彩色显微摄影的特点与要求153

5.4.4　彩色金相在显微检验中的应用154

5.5　典型工程合金的显微组织检验技术158

5.5.1　结构钢与工具钢158

5.5.2　钢中非金属夹杂物的显微检验166

5.5.3　铸铁170

5.5.4　不锈钢和奥氏体锰钢172

5.5.5　非铁合金174

5.5.6　粉末冶金材料与硬质合金180

5.6　热处理质量及缺陷组织检验181

5.6.1　偏析与带状组织182

5.6.2　过热与过烧183

5.6.3　脱碳185

5.6.4　表面硬化层深度的测定186

5.6.5　表面渗金属（或涂覆处理）的显微检验188

参考文献190

第6章　力学性能试验192

6.1　硬度试验192

6.1.1　硬度试验的意义及分类192

6.1.2　布氏硬度试验192

6.1.3　洛氏硬度试验197

6.1.4　维氏硬度和努氏硬度试验201

6.1.5　肖氏硬度试验211

6.1.6　莫氏硬度试验212

6.1.7　理氏硬度试验213

6.1.8　硬度与强度及各种硬度之间的换算关系214

6.2　静拉伸试验219

6.2.1　静拉伸试验的特点与意义219

6.2.2　试样219

6.2.3　拉伸试验机220

6.2.4　应力—应变曲线及其力学性能指标222

6.2.5　正应力—应变曲线225

6.2.6　缺口拉伸与缺口偏斜拉伸试验226

6.2.7　低温拉伸试验227

6.2.8　拉伸试样断口分析227

6.2.9　几种常用钢材的静拉伸数据229

6.2.10　影响拉伸试验性能数据的主要因素229

6.2.11　拉伸试验中的计算机控制230

6.3　压缩、弯曲及扭转试验230

6.3.1　压缩试验230

6.3.2　弯曲试验231

6.3.3　静扭转试验232

6.3.4　剪切试验234

6.4　冲击试验235

6.4.1　冲击试验的意义235

6.4.2　冲击试验与冲击试验机235

6.4.3　冲击试验的应用237

6.4.4　几种接近实际服役条件的冲击试验241

6.5　断裂韧度试验245

6.5.1　断裂过程和断裂力学的一般概念245

6.5.2　应力强度因子K和平面应变断裂韧度KIC246

6.5.3　裂纹尖端张开位移CTOD和J积分252

6.5.4　断裂韧度测试技术255

6.6　疲劳试验258

6.6.1　疲劳失效特点258

6.6.2　疲劳性能指标259

6.6.3　常用结构钢、球墨铸铁及热处理后的疲劳特性266

6.6.4　多次冲击抗力试验268

6.6.5　疲劳裂纹萌生与扩展的性能270

6.6.6　疲劳试验技术273

6.6.7　疲劳试验机276

6.7　磨损试验278

6.7.1　磨损分类278

6.7.2　磨损试验机283

6.7.3　磨损量的测量及表示方法285

6.8　高温力学性能试验285

6.8.1　高温蠕变285

6.8.2　松弛稳定性289

6.8.3　其他高温力学性能292

参考文献295

第7章　无损检测296

7.1 内部缺陷检测296

7.1.1　X射线与γ射线检测技术296

7.1.2　超声波检测309

7.1.3　声发射检测328

7.2　表面及近表面缺陷检测331

7.2.1　磁力检测331

7.2.2　涡流检测338

7.3　表面缺陷的检测342

7.3.1　渗透检测原理、方法、分类及应用342

7.3.2　渗透检测剂及设备344

7.3.3　对比试块346

7.3.4　渗透检测基本步骤和渗透剂显示特征347

7.4　材质与热处理质量的无损检测348

7.4.1　硬度的无损检测348

7.4.2　表面硬化层深度的无损检测351

7.4.3　力学性能、显微组织的无损检测354

7.4.4　混料分选356

7.5　红外检测与微波检测358

7.5.1　红外检测358

7.5.2　微波检测360

参考文献361

第8章　残留应力的测定362

8.1　概述362

8.1.1　残留应力的分类362

8.1.2　残留应力与质量控制的关系362

8.2　残留应力的产生364

8.2.1　残留应力产生的根本原因364

8.2.2　热处理淬火时的残留应力364

8.2.3　表面淬火的残留应力366

8.2.4　表面化学热处理的残留应力367

8.2.5　表面强化的残留应力368

8.3　残留应力的测定369

8.3.1　残留应力的特点及测试方法369

8.3.2　常用残留应力测试方法369

8.3.3　X射线应力测定法374

参考文献391

第9章　合金相分析及相变过程测试392

9.1　合金相分析方法392

9.1.1　X射线衍射分析392

9.1.2　电子衍射法395

9.1.3　中子衍射法399

9.1.4　低能电子衍射400

9.1.5　场离子显微分析402

9.2　相变过程测量403

9.2.1　相变点测定403

9.2.2　奥氏体等温转变图与奥氏体连续冷却转变图的建立方法408

9.3　钢中残留奥氏体测定412

9.3.1　金相法测定残留奥氏体412

9.3.2　磁性法测定残留奥氏体413

9.3.3　X射线衍射法测定残留奥氏体414

9.4　其他物理方法简介415

9.4.1　内耗法415

9.4.2　正电子湮没技术417

9.4.3　穆斯堡尔谱仪418

9.4.4　核磁共振法420

参考文献422

第10章　金属腐蚀与防护试验423

10.1　概述423

10.1.1　金属腐蚀定义与分类423

10.1.2　金属的氧化423

10.1.3　电化学腐蚀425

10.1.4　影响金属腐蚀的因素429

10.1.5　金属腐蚀试验及评定方法434

10.2　全面腐蚀试验435

10.2.1　液态金属及熔盐腐蚀435

10.2.2　高温氧化436

10.3　局部腐蚀438

10.3.1　点蚀438

10.3.2　缝隙腐蚀440

10.3.3　电偶腐蚀440

10.3.4　晶间腐蚀441

10.4　金属在不同环境介质中的腐蚀445

10.4.1　大气腐蚀445

10.4.2　淡水中的腐蚀447

10.5　应力作用下的腐蚀破坏448

10.5.1　应力腐蚀断裂448

10.5.2　腐蚀疲劳453

10.5.3　氢致损伤455

10.6　防腐蚀技术458

10.6.1　合理选择与使用材料458

10.6.2　表面防护459

10.6.3　缓蚀剂461

10.6.4　电化学防腐蚀463

参考文献464

第11章　热处理常用数据465

11.1　常用物理化学数据465

11.1.1　元素周期表465

11.1.2　常见碳化物和金属间化合物点阵结构468

11.1.3　元素的物理和化学性质468

11.1.4　常用无机化合物的物理化学性质468

11.1.5　常用有机化合物的物理化学性质484

11.1.6　元素饱和蒸气压对应的温度491

11.1.7　氧化物饱和蒸气压对应的温度492

11.1.8　钢的温度色493

11.1.9　回火温度色493

11.2　常用金属材料牌号、化学成分、力学性能和物理性能493

11.2.1　钢493

11.2.2　铸钢557

11.2.3　合金材料561

11.3　常用金属材料热处理工艺参考数据605

11.3.1　钢605

11.3.2　高温合金642

11.4　常用钢热处理工艺参考曲线648

11.4.1　常用钢奥氏体等温转变图648

11.4.2　常用钢奥氏体连续冷却转变图684

11.4.3　常用钢改型连续冷却转变图719

11.4.4　常用钢的淬透性曲线750

11.5　常用钢的回火曲线和方程775

11.5.1　常用钢的回火曲线775

11.5.2　常用钢的回火方程816

11.6　金属相关表示方法819

11.6.1　钢铁及合金统一数字代号819

11.6.2　钢铁产品名称、用途、特性和工艺方法表示符号824

11.6.3　钢产品标记代号825

11.6.4　变形铝及铝合金状态代号826

11.7　近代材料分析方法概要827

11.8　常用标准848

11.8.1 我国标准代号、含义及热处理相关标准848

11.8.2　国外标准代号、含义及热处理相关标准858

参考文献867

附录868

附录A　法定计量单位868

附录B　常用物理量的法定计量单位869

附录C　常用物理量单位换算875

附录D　拉伸性能指标名称和符号对照882