熱處理工藝學(xué)

前言

熱處理是用加熱和冷卻的方法改變材料的組織、性能及內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的一種熱加工工藝，是機械制造業(yè)中提高產(chǎn)品的性能、使用壽命和可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。許多在國際上獨領(lǐng)風騷的名牌產(chǎn)品，常得益于生產(chǎn)企業(yè)掌握獨到的熱處理技術(shù)，他人雖可以造出形狀、尺寸、精度都足以以假亂真的仿制品，但使用壽命和可靠性則難望其項背，由此可見熱處理在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位舉足輕重。制造業(yè)對產(chǎn)品性能不斷提出新的要求，成為促使熱處理技術(shù)不斷向前發(fā)展的強勁動力，集成其他領(lǐng)域的科技成果則可為熱處理技術(shù)的提升創(chuàng)造條件，所以熱處理是一個不斷發(fā)展的領(lǐng)域。國際工業(yè)界公認：熱處理水平的高低是決定機械制造業(yè)先進性的關(guān)鍵因素。由于種種原因，目前我國熱處理工藝的水平仍與發(fā)達國家存在階段性的差距，成為制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸，大力推動熱處理自主創(chuàng)新顯得格外迫切。在這樣的背景下，出版專門論述熱處理工藝學(xué)的書籍無疑是切合時宜的。建設(shè)創(chuàng)新型國家需要培養(yǎng)高素質(zhì)的熱處理專業(yè)人才。中華人民共和國成立之前我國熱處理專業(yè)教育幾乎空白，1952年交通大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)分別建立了與熱處理相關(guān)的專業(yè)，其中交通大學(xué)的熱處理專業(yè)由我國著名冶金學(xué)家周志宏院士（中國科學(xué)院學(xué)部委員）創(chuàng)建并親自主持。此后本專業(yè)在我國各地迅速發(fā)展，設(shè)置熱處理專業(yè)的高校數(shù)以百計，人才輩出，成果卓著。在中國科學(xué)院和中國工程院兩院院士中，出自與熱處理相關(guān)專業(yè)者就有十余人，這也從另一個側(cè)面反映了熱處理專業(yè)在國家發(fā)展中所處的地位。

內(nèi)容概要

　　《熱處理工藝學(xué)》是熱處理工藝學(xué)專著，包括工具、模具、刀具、機器零件、大鍛件等典型工件的熱處理，滲氮、滲碳、氮碳共滲等化學(xué)熱處理以及表面強化技術(shù)等內(nèi)容。書中充實了加熱和冷卻過程中溫度場數(shù)值分析、溫度場與相變耦合、化學(xué)熱處理熱力學(xué)、物質(zhì)傳遞數(shù)學(xué)模型、滲層組織與性能等基礎(chǔ)知識，目的在于推動熱處理擺脫技藝型技術(shù)的落后狀態(tài)，向著嚴格的科學(xué)計算與定量精確控制方向跨越。　　《熱處理工藝學(xué)》包含作者長期積累的研究成果和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，結(jié)合典型案例闡述分析和解決熱處理生產(chǎn)實際問題的思路和方法，因而具有基礎(chǔ)性與實用性并重的特色?！　　稛崽幚砉に噷W(xué)》可作為高等學(xué)校材料科學(xué)與工程學(xué)科的研究生教學(xué)參考書，或熱處理工程師的培訓(xùn)材料，也可供從事熱處理生產(chǎn)、科研和教學(xué)的人員參考。

書籍目錄

第一章 導(dǎo)論1.1 熱處理在制造業(yè)中的作用1.1.1 熱處理技術(shù)的進步推動制造業(yè)的創(chuàng)新1.1.2 熱處理是提高產(chǎn)品壽命和性能的決定性因素1.1.3 改進預(yù)先熱處理工藝可大幅度降低零件的加工成本1.2 熱處理技術(shù)的特點1.2.1 合理的熱處理工藝應(yīng)視工件特點而異1.2.2 沒有最好，只有更好1.2.3 質(zhì)量控制難度大1.2.4 從“技藝型”向“高度知識密集型”技術(shù)方向發(fā)展1.3 怎樣搞好熱處理1.3.1 質(zhì)量第一，嚴字當頭1.3.2 重視理論對熱處理生產(chǎn)的指導(dǎo)作用，將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為實用技術(shù)1.3.3 重視生產(chǎn)實踐1.3.4 掌握生產(chǎn)流程中各個環(huán)節(jié)對熱處理及材料質(zhì)量影響的規(guī)律，以全局的視野分析和解決問題1.3.5 用信息技術(shù)改造和提升熱處理技術(shù)參考文獻第二章 金屬材料的加熱和冷卻2.1 加熱和冷卻過程中的傳熱學(xué)計算2.1.1 近似計算法2.1.2 薄件加熱的傳熱計算2.1.3 導(dǎo)熱偏微分方程2.1.4 導(dǎo)熱偏微分方程的分析解2.1.5 求解非穩(wěn)態(tài)溫度場的有限元法2.1.6 溫度場與相變的耦合2.1.7 溫度場有限元分析應(yīng)用實例2.2 加熱介質(zhì)2.2.1 可控氣氛加熱2.2.2 真空加熱2.3 鋼的冷卻2.3.1 鋼件熱處理的冷卻過程2.3.2 鋼的淬透性2.3.3 淬火冷卻介質(zhì)參考文獻第三章 工具熱處理概述3.1 工具熱處理的特點3.2 工具鋼的冶金質(zhì)量及冶金廠的熱處理3.3 工具鋼的改鍛3.4 工具鋼的預(yù)先熱處理3.4.1 原始組織對加工工藝性能的影響3.4.2 退火組織對過共析工具鋼淬火后的組織與性能的影響.3.4.3 工具鋼球化退火工藝3.5 工具鋼的最終熱處理3.5.1 淬火加熱3.5.2 淬火冷卻3.5.3 微畸變淬火3.5.4 回火3.5.5 穩(wěn)定化處理3.6 硬質(zhì)合金與鋼結(jié)硬質(zhì)合金3.6.1 硬質(zhì)合金3.6.2 鋼結(jié)硬質(zhì)合金及其熱處理3.7 工具的化學(xué)熱處理與表面強化3.7.1 化學(xué)熱處理與表面涂層的作用3.7.2 化學(xué)熱處理與表面涂層在工具申的應(yīng)用3.7.3 超硬涂層在工具中的應(yīng)用參考文獻第四章 高速鋼刀具熱處理4.1 退火4.2 淬火4.2.1 淬火加熱用設(shè)備妁主要優(yōu)缺點4.2.2 淬火加熱溫度4.2.3 淬火顯微組織檢驗及質(zhì)量控制4.2.4 淬火加熱時間4.2.5 淬火冷卻4.3 回火4.3.1 回火溫度與時間的互換性4.3.2 常規(guī)回火工藝4.3.3 回火質(zhì)量的檢測4.3.4 大型復(fù)雜件的回火4.3.5 快速回火4.4 冷處理4.5 高速鋼的化學(xué)及表面處理4.5.1 蒸汽處理4.5.2 滲氮4.5.3 滲碳4.5.4 氣相沉積4.5.5 激光熱處理參考文獻第五章 滾動軸承用高碳鉻軸承鋼的熱處理及質(zhì)量控制5.1 滾動軸承用鋼的工作條件及基本性能要求5.2 高碳鉻軸承鋼的冶煉技術(shù)概述5.2.1 真空脫氣及爐外精煉技術(shù)5.2.2 真空冶煉5.2.3 其他冶煉技術(shù)5.2.4 發(fā)達國家的冶煉技術(shù)5.3 高碳鉻軸承鋼的成分與原材料檢驗5.3.1 化學(xué)成分5.3.2 成分設(shè)計特點5.3.3 原材料檢驗5.4 軸承鋼的組織轉(zhuǎn)變5.4.1 Fe-C-Cr平衡狀態(tài)圖5.4.2 加熱時的轉(zhuǎn)變5.4.3 奧氏體晶粒度及其控制5.4.4 GCrl5鋼過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變5.4.5 GCrl5鋼在回火過程中的組織轉(zhuǎn)變和應(yīng)力變化5.5 高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理工藝概述5.5.1 軸承零件加工、熱處理工序及其作用5.5.2 正火工藝5.5.3 球化退火工藝5.5.4 淬火工藝5.5.5 冷處理5.5.6 回火和附加回火工藝研究5.6 影響軸承壽命的材料因素及其控制5.6.1 影響軸承壽命的材料因素5.6.2 影響軸承壽命的材料因素的控制5.7 其他較常用的軸承材料5.7.1 中碳軸承鋼5.7.2 滲碳軸承鋼5.7.3 不銹軸承鋼5.7.4 高溫軸承鋼5.7.5 其他較常用的鋼種或合金5.7.6 保持器常用的金屬材料參考文獻第六章 熱作模具材料及其熱處理6.1 熱作模具材料的主要性能要求6.1.1 熱作模具鋼的分類6.1.2 熱作模具材料的使用性能要求6.1.3 熱作模具材料的工藝性能要求6.2 熱作模具材料的成分特點6`3 低耐熱高韌性熱作模具鋼及其熱處理6.3.1 5CrNiMo、5CrMnMo鋼6.3.2 其他低耐熱高韌性熱作模具鋼6.4 中耐熱熱作模具鋼及其熱處理6.4.1 4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl鋼6.4.2 Cr-Mo系鋼(3Cr一3Mo系)6.4.3 其他中耐熱熱作模具鋼6.5 高耐熱熱作模具鋼及其熱處理6.5.1 3Cr2W8V鋼……第七章 冷作模具材料及其熱處理第八章 機器零件的熱處理第九章 大鍛件的熱處理第十章 氣體滲碳第十一章 滲氮第十二章 氮碳共滲第十三章 表面工程技術(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第三章　工具熱處理概述3.4工具鋼的預(yù)先熱處理經(jīng)過改鍛的工具鋼毛坯須重新進行球化退火處理。球化退火的目的是為了改善鋼的切削加工工藝性能并為最終熱處理提供良好的原始組織。對于大量生產(chǎn)的工具，改善切削加工的工藝性能顯得十分重要，所以在選擇工具鋼的預(yù)先熱處理工藝時必須優(yōu)先考慮鋼的切削加工工藝性能。滲碳體呈均勻球狀分布的球狀珠光體組織的切削加工工藝性能最好，而且它的淬火工藝性能及淬火后的性能也不錯，因此在大規(guī)模生產(chǎn)中都力求獲得均勻球狀珠光體組織。有些工廠的工具鋼球化退火處理是在空氣爐（包括燃料爐）內(nèi)進行的，表面脫碳比較嚴重，在這種情況下，毛坯必須留有足夠的加工余量，以保證將脫碳層完全去除。這種落后的生產(chǎn)方式造成很大的浪費。在保護氣氛或氮基氣氛保護下進行退火是當前技術(shù)發(fā)展的趨向。球化退火的工藝規(guī)范可以根據(jù)熱處理原理課程中所論述的規(guī)律進行正確的選擇。已列入各級標準的常用工具鋼的球化退火規(guī)范都已定型，并可以很方便地從各種工藝手冊中查到。

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《熱處理工藝學(xué)》由高等教育出版社出版。

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