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第四章 工具钢及其热处理1

第一节 刃具钢的特点及分类1

第二节 碳素工具钢的热处理4

2-1 碳素工具钢热处理的特点4

2-2 T12A制小型板牙(m<1)的热处理工艺4

2-3 碳素工具钢的热处理质量分析6

第三节 合金工具钢的热处理6

3-1 合金工具钢及其热处理的特点6

3-2 9SiCr圆板牙的热处理6

3-3 合金工具钢热处理质量分析10

第四节 高速钢的热处理12

4-1 高速钢的特点与分类12

4-2 W18Cr4V的热处理13

一、高速钢的退火工艺14

1.W18Cr4V的局部相图及铸态组织14

2.碳化物不均匀性及高速钢的锻造15

3.高速钢的退火工艺18

4.高速钢退火生产经验19

二、高速钢的淬火工艺20

1.合金元素的作用20

2.高速钢的淬火加热23

3.高速钢的淬火冷却29

三、高速钢的回火工艺32

四、高速钢的表面处理35

1.高速钢的软氮化处理36

2.高速钢的氰化处理37

3.高速钢的硫氮共渗37

4.高速钢的蒸汽处理38

五、高速钢热处理的设备与技术安全39

4-3 高速钢热处理缺陷分析与防止方法43

一、硬度不足43

二、脆性45

三、腐蚀麻点45

四、变形与开裂45

第五节 高速钢刀具热处理规范的制定47

第六节 铸造高速钢的介绍50

第七节 高速钢新材料、新工艺简介51

第八节 模具的特点及对材料、热处理的要求54

第九节 冷作模具钢的热处理56

9-1 Cr12型钢材料介绍56

9-2 Cr12型冷作模的热处理工艺56

一、Cr12型钢的退火工艺57

二、Cr12型钢的淬火回火工艺57

9-3 其他冷作模具钢的热处理61

第十节 热作模具钢的热处理62

10-1 5CrNiMo钢材料介绍62

10-2 5CrNiMo钢的预备热处理63

10-3 5CrNiMo钢的最后热处理63

10-4 热锻模的燕尾处理65

10-5 其他热作模具钢的热处理66

第十一节 模具钢的表面处理介绍67

第十二节 模具热处理的质量分析71

12-1 模具的脱碳71

12-2 模具的表面腐蚀72

12-3 模具的过热与过烧72

12-4 模具的变形与开裂73

一、模具钢材对变形的影响73

二、模具形状对变形的影响74

三、原始组织对变形的影响76

四、机械加工对变形的影响77

五、热处理工艺对变形的影响77

第十三节 量具的特点及对材料、热处理的要求78

第十四节 量具钢的热处理79

第十五节 工具夹的热处理81

第五章 不锈钢及其热处理83

第一节 概论83

1-1 不锈钢在航空上的应用83

1-2 金属腐蚀的基本概念和提高金属耐蚀性的途径84

1-3 不锈钢成分和组织的基本特征86

1-4 不锈钢的分类和它们的基本特点87

1-5 我国不锈钢的发展和符合我国资源的不锈钢系统88

第二节 马氏体不锈钢及其热处理89

2-1 马氏体不锈钢的基本成分和组织89

2-2 碳对Cr13型马氏体不锈钢机械性能、耐腐蚀性能和工艺性能的影响91

2-3 Cr13型不锈钢的热处理93

一、某发动机后轴承座和封严圈的工作条件和工艺流程93

二、Cr13型不锈钢的热处理94

1.锻造后的退火94

2.冲压或深拉过程中的中间退火95

3.焊接后退火96

4.淬火96

5.回火98

2-4 镍对马氏体不锈钢组织和性能的影响及Cr17Ni2马氏体不锈钢100

一、镍在马氏体不锈钢中的作用100

二、Cr17Ni2不锈钢的热处理101

三、Cr17Ni2不锈钢的缺点102

2-5 钨、钼、钒对Cr13型不锈钢性能的影响及1Cr11Ni2W2MoV(ЭИ961，F61)马氏体不锈钢102

一、1Cr11Ni2W2MoV钢的成分102

二、1Cr11Ni2W2MoV钢的工艺性105

三、1Cr11Ni2W2MoV钢的热处理工艺对性能的影响105

1.1Cr11Ni2W2MoV钢制零件的工艺流程105

2.1Cr11Ni2W2MoV钢的退火106

3.1Cr11Ni2W2MoV钢的淬火107

4.1Cr11Ni2W2MoV钢的回火107

四、1Cr11Ni2W2MoV钢的形变热处理-锻造淬火法113

1.形变热处理的基本概念113

2.变形温度、保温时间和变形量对1Cr11Ni2W2MoV A钢机械性能的影响114

3.对形变热处理本质的粗浅解释115

4.形变热处理强化效果的遗传性和它在生产中的应用116

2-6 钛、铝、铜、铌对马氏体不锈钢的工艺、组织、性能的影响和马氏体析出硬化型不锈钢117

一、马氏体析出硬化型不锈钢的合金化原则119

二、？的热处理和机械性能119

三、马氏体析出硬化型不锈钢的优缺点123

第三节 奥氏体型不锈钢及其热处理123

3-1 奥氏体基体的获得——碳、铬、镍对基体组织的影响124

3-2 奥氏体不锈钢的冶炼、加工和焊接特点125

3-3 奥氏体不锈钢晶间腐蚀现象、原因、预防措施和检验方法128

一、奥氏体不锈钢晶间腐蚀的现象和原因128

二、预防晶间腐蚀的方法和措施130

1.降低含碳量130

2.加入能形成稳定碳化物的合金元素130

3.用奥氏体+铁素体复相不锈钢代替奥氏体单相不锈钢131

4.热处理工艺与晶间腐蚀132

三、晶间腐蚀倾向的检验方法133

3-4 18-8钢的耐蚀性和含铜、钼的奥氏体不锈钢135

3-5 奥氏体不锈钢的热处理(以18-8为典型)137

一、固溶处理137

二、消除应力退火139

3-6 奥氏体不锈钢中镍的代用问题和铬-锰-氮奥氏体不锈钢139

一、问题的提出139

二、锰、氮对奥氏体形成的影响140

3-7 奥氏体不锈钢的优缺点和正确选用143

一、从机械性能的观点来选用143

二、从工艺性能的观点来选用143

三、从耐腐蚀性能的观点来选用143

第四节 过渡型不锈钢(半奥氏体析出硬化型不锈钢)及其热处理144

4-1 过渡型不锈钢的提出和基本特点144

4-2 化学成分对PH15-7Mo钢组织和性能的影响145

一、合金元素对PH15-7Mo钢固溶状态马氏体开始转变点Ms的影响146

二、合金元素对PH15-7Mo钢调整热处理后马氏体并始转变点M？的影响148

三、合金元素对PH15-7Mo钢δ——铁素体含量的影响148

四、钼、铝含量对PH15-7Mo钢性能的影响150

4-3 热处理对PH15-7Mo钢组织和性能的影响150

一、不同固溶温度和时间对PH15-7Mo钢组织和性能的影响151

二、不同调整温度和冷却速度对PH15-7Mo钢马氏体相变的影响152

三、PH15-7Mo钢奥氏体的稳定化及其对性能的影响153

四、时效温度、时间和时效次数对PH15-7Mo钢组织和性能的影响154

五、PH15-7Mo钢的热处理流程155

4-4 过渡型不锈钢的冶炼、加工和焊接特点156

4-5 过渡型不锈钢的优缺点和它的用途157

第六章 耐热钢、耐热合金及其热处理158

第一节 概论158

1-1 涡轮喷气发动机主要零部件的工作条件158

一、喷气发动机主要零部件的工作温度158

二、喷气发动机主要零部件的机械载荷159

三、高温气流作用下发动机主要零部件的氧化和腐蚀159

1-2 涡轮喷气发动机对材料的要求159

1-3 高温合金方面的两条路线斗争160

1-4 耐热合金的高温性能162

一、热稳定性(或热安定性)162

二、热强性(或耐热性)166

1-5 耐热钢、耐热合金的分类和用途172

第二节 以α-Fe为基的耐热钢及其热处理173

2-1 珠光体耐热钢在长期工作过程中的组织转变、性能变化以及对钢化学成分的要求174

一、珠光体的球化和碳化物的聚集174

二、钢的石墨化177

三、合金元素在各相间的再分配177

四、热脆性180

2-2 热处理对珠光体耐热钢组织和性能的影响181

2-3 珠光体耐热钢的热稳定性183

第三节 奥氏体耐热钢及其热处理184

3-1 GH36的合金化特点186

3-2 GH36的热处理特点191

3-3 GH135(808)的合金化特点195

一、以金属间化合物为强化相的奥氏体耐热钢的固溶强化195

二、析出硬化元素铝、钛对合金性能的影响198

三、晶界的强化和微量硼、铈对合金性能的影响200

3-4 GH135的热处理和性能202

3-5 提高涡轮盘材料疲劳强度的方法和途径209

一、金属和合金的组织结构对疲劳强度的影响209

二、表面状态对疲劳强度的影响和GH135的喷丸处理212

3-6 铁基高温合金的冶炼和加工性能214

第四节 固溶强化的镍基耐热合金及其热处理217

4-1 纯镍的基本性质217

4-2 燃烧室的工作条件和对材料的要求218

4-3 固溶强化镍基合金的合金化特点219

4-4 固溶强化镍基合金的热处理特点223

4-5 固溶强化镍基合金板材的表面处理228

第五节 时效硬化的变形镍基耐热合金及其热处理229

5-1 涡轮叶片的工作条件和对材料的要求230

5-2 时效硬化变形镍基合金的合金化特点230

一、铝、钛在时效硬化镍基合金中的作用232

二、硼、铈等微量元素在镍基合金中的作用236

5-3 时效硬化变形镍基合金的热处理特点238

一、一次淬火温度和时间对GH49合金组织和性能的影响239

二、时效规范对GH49合金组织和性能的影响241

5-4 时效硬化变形镍基合金的冶炼特点和冶金质量问题247

第六节 铸造镍基耐热合金及其热处理251

6-1 铸造镍基合金合金化的特点和它的组织稳定性251

6-2 铸造镍基合金的成分偏析和它的显微组织特点259

6-3 铸造镍基合金的热处理特点261

第七章 合金元素在钢中的作用263

第一节 合金元素对铁碳状态图的影响263

第二节 合金元素对钢在加热时的影响266

2-1 合金元素对奥氏体形成的影响267

2-2 合金元素对残余碳化物溶解的影响267

2-3 合金元素对奥氏体均匀化的影响267

2-4 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响267

第三节 合金元素对钢在冷却时的影响269

3-1 合金元素对珠光体转变的影响269

3-2 合金元素对贝氏体转变的影响271

3-3 合金元素对马氏体转变的影响271

第四节 合金元素对钢淬透性的影响275

第五节 合金元素对回火过程的影响279

5-1 合金元素对马氏体分解的影响280

5-2 合金元素对碳化物的形成、转变和长大的影响281

5-3 合金元素对残余奥氏体分解的影响283

5-4 合金元素对基体α-Fe再结晶的影响284

第六节 合金元素对钢的机械性能的影响285

6-1 合金元素对结构钢在退火状态下机械性能的影响287

6-2 合金元素对结构钢在常化状态下机械性能的影响288

6-3 合金元素对钢在淬火回火后机械性能的影响290

一、合金元素对低温回火钢机械性能的影响291

二、合金元素对高温回火钢机械性能的影响292

第七节 合金元素对钢回火脆性的影响294