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目 录2

第一编 钢铁材料的基本知识2

第一章 钢铁材料的机械性能2

第一节 概述2

一 什么是钢铁材料的机械性能2

二 影响钢铁材料机械性能的因素2

三 关于工件的失效3

一 拉伸试验时试样变形和断裂的过程4

第二 节钢铁材料在静拉伸下的机械性能4

二 拉伸曲线5

三 强度指标7

四 塑性指标9

第三节 硬度9

一 布氏硬度10

二 洛氏硬度10

三 维氏硬度与显微硬度12

第四节 冲击韧性13

一 冲击载荷下材料特性的变化13

四 硬度的意义13

二 冲击韧性14

三 冷脆转化温度15

四 多冲抗力16

第五节 疲劳强度18

一 疲劳断裂的特点18

二 疲劳强度20

三 影响疲劳强度的因素21

第六节 零件的磨损失效22

一 磨损23

二 接触疲劳24

第七节 钢铁材料的基本机械性能指标的简要分析讨论26

一 设计指标和安全指标26

二 材料强度与塑性韧性的合理配合问题27

三 影响实际机件强度的因素27

四 硬度作为衡量热处理质量标准的不足之处28

第二章 铁碳合金状态图及钢的编号30

第一节 纯铁的组织和性能30

一 纯铁的组织结构30

二 铁的同素异构转变31

三 晶体缺陷及原子扩散32

四 纯铁的机械性能34

第二节 铁和碳的相互作用及铁碳合金中的相与组织35

一 铁与碳的相互作用35

二 钢的固溶强化和沉淀强化37

三 铁碳合金中的相和组织38

第三节 铁碳合金状态图39

一 铁碳合金状态图的一般概念39

二 典型合金成分组织转变过程的分析42

三 合金元素对铁碳状态图的影响45

四 铁碳状态图的指导意义及局限性46

第四节 退火态碳钢的机械性能与碳量及组织的关系47

第五节 钢铁材料的分类及编号49

一 钢铁材料的分类49

二 碳素钢的编号及用途49

三 合金钢的编号51

四 铸钢及铸铁的编号52

第三章 钢的加热54

第一节 钢的热处理意义54

第二 编热处理基本原理54

第二节 加热时奥氏体组织是怎样形成的？55

一 奥氏体形成条件55

二 奥氏体的形成过程56

第三节 等温加热时奥氏体形成速度及其影响因素58

一 温度对奥氏体形成速度的影响59

二 原始组织对奥氏体形成速度的影响59

三 化学成分对奥氏体形成速度的影响60

第四节 在连续加热时奥氏体的形成特点60

第五节 奥氏体晶粒长大61

一 奥氏体的起始晶粒62

二 奥氏体的本质晶粒度62

三 奥氏体实际晶粒及其影响因素63

四、过热与过烧64

第六节 加热温度的选择及加热时间的计算65

一 加热温度的选择65

二 加热时间的计算66

第七节 加热过程中的氧化、脱碳及防止措施69

一 在气体介质中的氧化脱碳及防止措施69

二 在液体介质中加热时的氧化脱碳及盐浴脱氧72

第一节 奥氏体冷却转变76

第四章 钢的冷却概述76

一 珠光体型组织77

二 贝氏体型组织77

三 马氏体组织79

第二节 过冷奥氏体的等温转变80

一 奥氏体等温转变图的建立80

二 奥氏体等温转变曲线在生产上的应用82

三 碳钢的奥氏体等温转变图83

四 合金钢的奥氏体等温转变图85

五 工艺参数对奥氏体等温转变图的影响90

第三节 过冷奥氏体的连续冷却转变91

一 碳钢的过冷奥氏体连续冷却转变图91

二 合金钢的奥氏体连续冷却转变图92

第五章 钢的退火和正火96

第一节 概述96

第二节 退火和正火的组织转变及性能99

一 共析钢的珠光体转变99

二 亚共析钢和过共析钢的珠光体转变101

三 正火钢的组织转变特点101

四 退火和正火后钢的性能102

五 合金元素对珠光体转变的影响103

第三节 完全退火104

第四 节球化退火105

第五节 正火108

第六节 其它退火工艺109

一 扩散退火109

二 等温退火109

三 低温退火110

一 钢为什么要进行淬火？111

第一节 概述111

第六章 钢的淬火111

二 钢的马氏体组织形态与结构112

三 淬火马氏体的性能116

第二节 淬火马氏体的形成应具备那些条件，有那些特点和规律？118

一 获得淬火马氏体对冷却条件的要求118

二 淬火马氏体的形成温度119

三 淬火钢中马氏体转变的不完全性——残余奥氏体121

四 奥氏体的陈化稳定125

五 钢中马氏体转变有那些基本特征？129

一 钢淬透性的概念132

第三节 钢的淬透性132

二 影响钢材淬透性的因素133

三 钢的淬透性测定及表示方法135

四 钢的淬透性意义及淬火层深度的选择137

五 淬火层中的非马氏体组织对机械性能的影响140

第四节 淬火方法和淬火介质141

一 选择淬火介质和淬火方法的根据是什么？141

二 单液淬火法及淬火介质143

三 双液淬火法及淬火介质147

四 分级淬火法及淬火介质148

第七章 贝氏体淬火150

第一节 什么是贝氏体淬火？150

第二节 贝氏体组织形态与性能150

一 贝氏体组织形态及形成过程150

二 贝氏体的强度和韧性155

第三节 贝氏体淬火的热处理工艺问题156

第四节 贝氏体淬火在生产上的应用157

第一节 回火的目的160

第二节 淬火钢在回火过程中的组织形态的变化160

第八章 钢的回火160

一 位错马氏体回火中的组织变化161

二 高碳孪晶马氏体回火中的组织变化164

第三节 合金元素对淬火钢回火时组织转变的影响168

第四节 淬火钢回火时的机械性能变化170

一 回火对淬火钢硬度的影响170

二 淬火回火钢的强度和塑性171

三 淬火回火钢的韧性的变化规律173

五 非马氏体组织在回火时的性能变化175

四 回火对断裂韧性K10的影响175

第五节 钢的回火工艺177

一 回火温度的确定178

二 回火时间的确定180

三 回火时的加热与冷却速度180

第六节 其他回火工艺181

一 快速回火181

二 自回火182

三 时效处理182

一 连杆螺栓的工作条件与性能要求183

第一节 典型调质件的工作条件与性能要求183

第九章 调质钢的热处理183

第三编 热处理工艺183

二 汽车半轴的工作条件与性能要求184

第二节 调质钢的机械性能185

一 调质处理对获得优良的综合机械性能的必要性185

二 合金元素对调质钢机械性能的影响186

第三节 调质钢的淬透性188

一 为什么要考虑钢的淬透性188

二 一般调质件对淬火后的硬度、组织及淬硬层深度的要求189

第四节 调质用钢简介190

一 碳素调质钢191

二 合金元素在调质钢中的作用192

三 常用合金调质钢193

第五节 典型调质件的热处理工艺分析193

一 连杆螺栓的热处理工艺193

二 汽车半轴的热处理工艺197

第六节 调质钢的热处理工艺问题197

一 调质钢的预先热处理199

二 防白点热处理200

三 淬火工艺问题201

四 回火脆性206

五 调质处理的其他应用207

第七节 提高调质钢件的使用寿命的某些途径207

一 根据多冲理论，适当降低回火温度，提高使用强度水平208

二 低碳马氏体在生产实际中的应用208

第十章 弹簧钢的热处理211

第一节 汽车钢板弹簧的热处理211

一 汽车钢板弹簧的服役条件与失效形式211

二 对钢板弹簧典型用钢60Si2Mn钢成分的分析212

三 60Si2Mn钢制板簧典型热处理工艺及质量要求214

四 影响汽车钢板弹簧使用寿命的主要因素及提高寿命的措施216

第二节 螺旋弹簧的热处理220

一 螺旋弹簧的受力情况及失效形式220

二 螺旋弹簧的类型220

三 50CrVA钢制阀弹簧的热处理221

四 冷卷后再经低温去应力处理的螺旋弹簧222

第三节 弹簧钢的性能要求、成分与热处理特点及应用范围223

一 弹簧钢的性能要求224

二 常用弹簧钢的化学成分及热处理224

三 无铬新弹簧钢227

第一节 滚动轴承的工作条件、失效方式以及对性能的要求229

第十一章 滚动轴承钢的热处理229

第二节 滚动轴承用钢230

一 铬轴承钢的成分及用途231

二 轴承钢中主要元素的作用232

三 冶金质量对轴承钢性能的影响233

第三节 滚动轴承典型零件的热处理236

一 预先热处理237

二 最后热处理241

一 淬火软点248

第四节 轴承零件常见的热处理缺陷248

二 加热不足与过热249

第十二章 钢的化学热处理250

第一节 钢的渗碳251

一 概述251

二 渗碳的基本原理255

三 气体渗碳257

四 固体渗碳276

五 渗碳零件的热处理279

六 渗碳零件的常见缺陷及质量检验282

七 渗碳用钢简介284

第二节 钢的氮化290

一 概述………………………………………………………（290））292

二 氮化用钢简介292

三 氮化零件的工艺路线及工艺分析293

四 氮化层的组织分析297

五 氮化层的质量检验300

六 缩短氮化周期的方法302

一 气体氮碳共渗的特点303

第三节 钢的碳氮共渗303

二 气体碳氮共渗用的介质304

三 气体碳氮共渗的工艺特点305

四 碳氮共渗后的组织与性能309

第四节 钢的软氮化311

一 软氮化的特点311

二 软氮化的简单原理312

三 软氮化的工艺313

四 软氮化后的组织和性能314

一 渗硼方法315

五 软氮化的应用315

第五节 钢的渗硼315

二 渗硼层组织和性能317

三 渗硼后热处理318

四 渗硼在生产中应用318

第十三章 感应加热表面热处理319

第一节 概述319

第二节 感应加热原理简述320

一 为什么能实现感应表面加热？320

二 感应电流在导体中透入深度的概念及影响因素321

三 感应加热相变特点322

第三节 感应加热表面淬火层的组织、性能与残余应力324

一 表面淬火层的组织分析324

二 感应表面淬火零件的机械性能327

三 感应加热表面淬火后的残余应力330

第四节 感应加热表面淬火工艺及选择330

一 确定零件的技术要求333

二 加热温度的选择334

三 设备频率的选择335

四 功率的计算339

五 感应加热方法及工艺操作342

六 感应加热后的冷却方法343

七 感应淬火后的回火344

第五节 感应器的结构和设计345

一 设计感应器的理论依据346

二 感应器的分类及结构设计要求347

三 感应器的结构及基本尺寸的确定347

四 导磁体的应用及屏蔽问题352

五 高、中频感应器例举354

一 对工模具钢的性能要求357

第十四章 工模具钢的热处理357

第一节 概述357

二 工模具钢的分类358

三 工模具钢的锻造364

四 工模具钢的热处理特点364

第二节 典型刃具的热处理368

一 刃具的工作条件、性能要求及材料选用368

二 T12A钢丝锥（M12）的热处理368

一 合金元素在高速钢中的作用371

第三节 高速钢刀具的热处理371

二 高速钢的锻造和退火373

三 高速钢的淬火374

四 高速钢的回火379

第四节 典型冷变形模具的热处理381

一 冷变形模具的工作条件、性能要求及材料选用381

二 CrWMn钢铁板冲模的热处理383

三 高碳高铬钢硅钢片冲裁模的热处理386

四 W6Mo5Cr4V2钢冷挤压模具的热处理390

一 成型模具的工作条件、性能要求及材料选用394

第五节 成型模具的热处理394

二 9Mn2V钢胶木模的热处理395

第六节 热变形模具的热处理397

一 热变形模具的工作条件及性能要求397

二 热锻模的热处理398

三 压铸模的热处理402

第七节 热处理时的变形、开裂及防止措施407

一 热处理时的内应力407

二 热处理时的变形409

三 热处理时形成的裂纹418

四 控制变形及防止开裂的若干措施419

第十五章 铸铁材料及热处理424

第一节 概述424

一 什么叫铸铁？和钢有什么区别？424

二 铸铁的分类以及在工业生产中的应用426

第二节 铸铁组织的形成规律428

一 铁一碳相图428

二 影响铸铁组织的因素430

一 灰铸铁432

第三节 常用铸铁材料432

二 可锻铸铁438

三 球墨铸铁441

第四节 球墨铸铁的热处理444

一 高温石墨化处理444

二 低温石墨化退火447

三 正火处理449

四 球墨铸铁的调质457

五 等温淬火461