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第1章 钢的热处理原理1

1.1 概述1

1.1.1 金属热处理工艺简介1

1.1.2 热处理的作用2

1.1.3 热处理与相图2

1.1.4 钢的临界温度3

1.2 钢在加热时的转变4

1.2.1 共析钢的奥氏体形成过程4

1.2.2 非共析钢的奥氏体形成过程6

1.2.3 影响奥氏体形成的因素6

1.2.4 奥氏体晶粒度及其影响因素7

1.2.5 过热与过烧10

1.3 钢在冷却时的转变10

1.3.1 概述10

1.3.2 过冷奥氏体等温转变曲线（C—曲线）10

1.3.3 影响过冷奥氏体等温转变的因素11

1.3.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线15

1.3.5 过冷奥氏体转变图的应用17

1.4 珠光体相变18

1.4.1 珠光体分类18

1.4.2 珠光体的形成机理20

1.4.3 亚（过）共析钢的珠光体转变23

1.4.4 影响珠光体转变的因素24

1.5 马氏体相变24

1.5.1 马氏体相变的基本特征24

1.5.2 马氏体的形态及其亚结构26

1.5.3 马氏体相变的开始和停止29

1.5.4 奥氏体的稳定化30

1.5.5 马氏体的力学性质32

1.5.6 马氏体的应用34

1.6 贝氏体相变35

1.6.1 贝氏体的形貌及其亚结构35

1.6.2 贝氏体的力学性能37

1.6.3 贝氏体的形成机理38

1.7 马氏体回火转变39

1.7.1 马氏体的分解39

1.7.2 残余奥氏体转变42

1.7.3 淬火钢回火时力学性能的变化43

习题45

第2章 钢的热处理工艺46

2.1 钢的普通热处理46

2.1.1 退火46

2.1.2 正火49

2.1.3 淬火50

2.1.4 回火61

2.2 钢的表面热处理63

2.2.1 感应加热表面热处理64

2.2.2 火焰加热表面热处理66

2.3 钢的化学热处理66

2.3.1 渗碳67

2.3.2 渗氮70

2.3.3 碳氮共渗73

2.4 钢的热处理新技术73

2.4.1 可控气氛热处理73

2.4.2 真空热处理74

2.4.3 离子渗扩热处理74

2.4.4 形变热处理75

2.4.5 环保型热处理技术75

2.4.6 激光热处理76

2.4.7 气相沉积76

习题77

第3章 钢的合金化79

3.1 合金元素和铁的作用79

3.1.1 钢中的杂质元素79

3.1.2 合金元素80

3.1.3 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响83

3.2 合金元素对钢的热处理的影响85

3.2.1 合金元素对奥氏体化的影响85

3.2.2 合金元素对过冷奥氏体的影响86

3.2.3 合金元素对淬火钢的回火的影响91

3.3 钢的微合金化93

3.3.1 微合金钢的强化机制93

3.3.2 铌、钒、钛微合金化元素的特性及作用94

3.3.3 控制轧制与控制冷却技术96

3.4 合金元素对钢工艺性的影响97

3.4.1 热处理工艺性97

3.4.2 成型加工性98

3.5 钢的分类及牌号100

3.5.1 钢的分类100

3.5.2 钢的牌号100

3.5.3 钢铁及合金牌号统一数字代号体系104

习题105

第4章 结构钢106

4.1 工程结构钢106

4.1.1 工程结构钢的基本要求106

4.1.2 低合金高强度结构钢的合金化106

4.1.3 铁素体—珠光体钢109

4.1.4 微珠光体低合金高强度钢113

4.1.5 针状铁素体型钢、低碳贝氏体型钢和双相钢114

4.1.6 低合金高强度钢发展趋势117

4.2 机器零件用钢117

4.2.1 概述118

4.2.2 整体强化态钢120

4.2.3 表面强化态钢135

4.2.4 高锰钢138

4.2.5 零件材料选择基本原则140

习题142

第5章 工具钢和模具钢143

5.1 概述143

5.1.1 工具钢的成分与性能特点144

5.1.2 工具钢的热加工及热处理145

5.1.3 典型工具钢及其应用145

5.2 刃具钢146

5.2.1 刃具钢的工作条件及性能要求146

5.2.2 碳素刃具钢147

5.2.3 合金刃具钢148

5.2.4 高速钢149

5.3 模具钢156

5.3.1 冷作模具钢156

5.3.2 热作模具钢160

5.3.3 塑料模具钢163

5.3.4 表面硬化技术在模具钢中的应用163

5.4 量具用钢164

5.4.1 量具的工作条件及性能要求164

5.4.2 常用量具用钢164

5.4.3 量具钢的热处理165

习题166

第6章 不锈钢167

6.1 铁素体不锈钢167

6.1.1 铁素体不锈钢的化学成分及分类167

6.1.2 铁素体不锈钢的脆性168

6.1.3 铁素体不锈钢的热处理170

6.1.4 铁素体不锈钢的特性和应用170

6.2 马氏体不锈钢171

6.2.1 马氏体不锈钢的化学成分171

6.2.2 马氏体不锈钢的热处理172

6.2.3 马氏体不锈钢的应用174

6.3 奥氏体不锈钢174

6.3.1 奥氏体不锈钢的化学成分及平衡组织174

6.3.2 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀和应力腐蚀175

6.3.3 奥氏体不锈钢的热处理177

6.3.4 铬锰不锈钢及铬镍锰奥氏体不锈钢178

6.4 双相不锈钢179

6.4.1 铁素体—奥氏体双相不锈钢179

6.4.2 奥氏体—马氏体双相不锈钢180

习题181

第7章 耐热钢182

7.1 对耐热钢的性能要求182

7.1.1 金属的抗氧化性182

7.1.2 金属的高温力学性能与强化183

7.2 热强钢185

7.2.1 钢的热强性185

7.2.2 珠光体型热强钢186

7.2.3 马氏体耐热钢188

7.2.4 奥氏体耐热钢189

7.3 抗氧化钢189

7.3.1 铁素体抗氧化钢189

7.3.2 奥氏体抗氧化钢190

习题190

第8章 铸铁191

8.1 概述191

8.1.1 铸铁的特点和分类191

8.1.2 铸铁的石墨化192

8.2 灰铸铁197

8.2.1 灰铸铁的片状石墨形态197

8.2.2 灰铸铁的化学成分和组织特征198

8.2.3 灰铸铁的牌号199

8.2.4 灰铸铁的性能199

8.2.5 灰铸铁的孕育处理200

8.2.6 灰铸铁的热处理201

8.3 球墨铸铁201

8.3.1 球墨铸铁的化学成分和组织特征202

8.3.2 球墨铸铁的球化处理与孕育处理203

8.3.3 球墨铸铁的牌号、性能与用途204

8.3.4 球墨铸铁的热处理205

8.4 蠕墨铸铁207

8.4.1 蠕墨铸铁的化学成分和组织特征207

8.4.2 蠕墨铸铁的牌号、性能特点及用途207

8.5 可锻铸铁208

8.5.1 可锻铸铁的化学成分和组织特征208

8.5.2 可锻铸铁的牌号、性能特点及用途209

8.5.3 可锻铸铁的石墨化退火210

8.6 合金铸铁210

8.6.1 耐磨铸铁211

8.6.2 耐热铸铁212

8.6.3 耐腐蚀铸铁212

习题213

第9章 铝及其合金214

9.1 纯铝214

9.2 铝合金的分类215

9.3 铝合金的强化216

9.3.1 固溶强化216

9.3.2 时效强化217

9.3.3 过剩相强化218

9.3.4 细化组织强化219

9.3.5 加工强化219

9.4 变形铝合金219

9.4.1 防锈铝合金220

9.4.2 硬铝合金221

9.4.3 超硬铝合金221

9.4.4 锻铝合金222

9.4.5 Al-Li合金223

9.5 铸造铝合金223

9.5.1 Al-Si系铸造铝合金224

9.5.2 Al-Cu系铸造铝合金225

9.5.3 Al-Mg系铸造铝合金225

9.5.4 Al-Zn系铸造铝合金226

习题226

第10章 镁及其合金227

10.1 镁合金的特点和分类227

10.1.1 镁合金的特点227

10.1.2 镁合金的分类227

10.2 变形镁合金228

10.2.1 Mg-Mn系合金228

10.2.2 Mg-Zn-Zr系合金229

10.2.3 Mg-RE系合金230

10.2.4 Mg-Li系合金231

10.3 铸造镁合金232

10.3.1 Mg-Zn系合金232

10.3.2 Mg-Al系合金233

10.3.3 Mg-RE系合金234

10.3.4 其他镁合金234

10.4 特种镁合金235

10.4.1 耐热镁合金235

10.4.2 耐蚀镁合金235

10.4.3 阻燃镁合金235

10.4.4 高强高韧镁合金236

10.5 镁及其合金的应用236

习题237

第11章 钛及其合金238

11.1 钛及其合金的特性238

11.1.1 纯钛的性能238

11.1.2 钛的合金化238

11.1.3 钛合金的主要特性239

11.2 常用钛合金239

11.2.1 α型钛合金240

11.2.2 β型钛合金240

11.2.3 α＋β型钛合金240

11.3 钛合金的热处理241

11.4 钛合金的用途242

11.5 新型钛合金242

习题243

第12章 铜及其合金245

12.1 紫铜245

12.1.1 紫铜的性能245

12.1.2 紫铜的杂质245

12.1.3 紫铜的分类246

12.2 铜的合金化246

12.3 黄铜247

12.3.1 黄铜的性能与成分之间的关系247

12.3.2 黄铜的牌号、分类及用途248

12.4 青铜250

12.4.1 锡青铜251

12.4.2 铍青铜252

12.4.3 其他青铜253

12.5 白铜253

12.6 铜合金的热处理254

12.6.1 铜合金的去应力退火处理254

12.6.2 铍青铜的时效处理254

12.6.3 铜合金的淬火回火254

习题255

第13章 滑动轴承合金和锌合金256

13.1 滑动轴承合金256

13.1.1 滑动轴承对材料的要求及材料256

13.1.2 锡基轴承合金256

13.1.3 铅基轴承合金257

13.1.4 铜基轴承合金257

13.2 锌合金257

13.2.1 锌合金的特点257

13.2.2 锌合金的分类258

13.2.3 锌合金成分控制259

习题259

参考文献260