鋼件的淬火開裂及防止方法

前言

　　開拓創(chuàng)新，發(fā)展我國的熱處理技術(shù)?！　〗陙恚覈圃鞓I(yè)蓬勃發(fā)展，專業(yè)熱處理工廠像雨后春筍般地涌現(xiàn)和發(fā)展起來，急需適用的熱處理技術(shù)。鋼件的淬火開裂與變形是熱處理生產(chǎn)中常常碰到和需要處理的棘手問題。1991年出版的《鋼件的淬火開裂及防止方法》一書，受到了業(yè)界廣泛的歡迎。為了適應(yīng)當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展的需求，作者對該書進(jìn)行了修訂。書中補(bǔ)充了新理論、新技術(shù)、新工藝。　　本書的內(nèi)容包括馬氏體相變的基本知識和新觀念、新理論。馬氏體相變理論是指導(dǎo)鋼件淬火技術(shù)和解決淬火變形、開裂的基本依據(jù)。理論向技術(shù)的轉(zhuǎn)化，必促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。從第2章鋼的淬火顯微開裂開始，闡述了馬氏體淬火顯微裂紋的形貌和成因。第3章詳細(xì)敘述了鋼件熱處理應(yīng)力的類型、產(chǎn)生和防止措施。第4章敘述了淬火宏觀裂紋的形貌和成因，尤其是分析了淬火裂紋斷口的形貌以及淬火沿晶開裂的微觀機(jī)制。第5、6兩章，敘述了影響淬火裂紋的各種因素，進(jìn)一步指出了防止淬火開裂的措施和工藝方法。第7章介紹了近年來解決典型零件淬火開裂的經(jīng)驗(yàn)和工藝。熱處理變形歪扭往往與淬火開裂相伴，控制和減少變形歪扭極為重要。在本書第8章中，闡述了熱處理變形種類、成因和防止方法。　　本書的特點(diǎn)：　?。?）理論與實(shí)踐相結(jié)合，以馬氏體相變理論為先導(dǎo)，闡述鋼件淬火開裂和變形的基本規(guī)律。詳細(xì)敘述了影響開裂和變形的因素和防止方法?！　。?）補(bǔ)充了新理論、新觀念和新工藝，其中許多內(nèi)容是我們多年來的研究成果?！　∵M(jìn)入21世紀(jì)以來，我國熱處理行業(yè)和技術(shù)迅速發(fā)展。熱處理零件達(dá)到零變形、零開裂、零廢品率已經(jīng)成為國內(nèi)外熱處理技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)之一，但是解決和闡述這些問題的專著極為少見。作者將修改補(bǔ)充后的本書貢獻(xiàn)給熱處理同行，以提高熱處理技術(shù)水平，從而促進(jìn)我國制造業(yè)的進(jìn)一步蓬勃發(fā)展。　　撰寫本書時參考了許多相關(guān)資料，在此，對這些資料的作者們表示感謝。　　由于作者水平所限，書中難免存在缺點(diǎn)或錯誤，敬請讀者提出寶貴意見。

內(nèi)容概要

　　《鋼件的淬火開裂及防止方法(第2版)》內(nèi)容以鋼件的淬火裂紋及其防止方法為中心，介紹了與淬火開裂相關(guān)的馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和切變特征；詳細(xì)論述了導(dǎo)致鋼件淬火裂紋的內(nèi)部因素和外部條件，如淬火馬氏體的本質(zhì)脆性及影響因素；闡述了淬火宏觀內(nèi)應(yīng)力的成因及變化規(guī)律，并分析了從馬氏體的顯微開裂到鋼件的宏觀開裂的形成機(jī)理；最后介紹了生產(chǎn)中影響鋼件淬裂的因素及其防止措施和工藝方法等?！　　朵摷拇慊痖_裂及防止方法(第2版)》既有深入的理論分析，又有較豐富的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，對于防止實(shí)際生產(chǎn)中的鋼件開裂有較好的指導(dǎo)作用?！朵摷拇慊痖_裂及防止方法(第2版)》可供從事鋼鐵材料科學(xué)研究的科研人員及從事鋼件熱處理生產(chǎn)的技術(shù)人員閱讀，也可供大專院校金屬材料等熱加工類專業(yè)師生參考。

作者簡介

　　劉宗昌，1940年生，內(nèi)蒙古科技大學(xué)教授。1965年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院（現(xiàn)北京科技大學(xué)）金屬學(xué)系?，F(xiàn)為中國熱處理學(xué)會理事，《金屬熱處理》、《熱處理技術(shù)與裝備》、《熱處理》等雜志編委會委員，享受政府特殊津貼。1992年被評為冶金工業(yè)部高校先進(jìn)科技工作者；1993年獲全國優(yōu)秀教師稱號并獲得獎?wù)隆?007年被評為內(nèi)蒙古教學(xué)名師。　　長期從事金屬材料、固態(tài)相變和鋼的冶金質(zhì)量研究，完成橫向、縱向課題共計30多項(xiàng)。獲省部級科技進(jìn)步獎10項(xiàng)，專利兩項(xiàng)。出版的學(xué)術(shù)著作和教材有：《鋼件的淬火開裂及防止方法》、《材料組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變原理》、《金屬材料工程概論》、《過冷奧氏體擴(kuò)散型相變》、《金屬學(xué)與熱處理》、《金屬固態(tài)相變教程》、《冶金類熱處理及計算機(jī)應(yīng)用》等；發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇。

書籍目錄

1　鋼中馬氏體相變與淬火1.1　馬氏體相變的特征及定義1.1.1　馬氏體相變的基本特征1.1.2　馬氏體相變的判據(jù)1.1.3　馬氏體相交及馬氏體的定義1.2　馬氏體相變的分類1.2.1　按相變驅(qū)動力分類1.2.2　按馬氏體相變動力學(xué)特征分類1.3　馬氏體相變熱力學(xué)及馬氏體點(diǎn)1.3.1　Fe～C合金馬氏體相變熱力學(xué)條件1.3.2　相變驅(qū)動力和相變阻力的熱力學(xué)運(yùn)算1.3.3　純鐵的馬氏體點(diǎn)1.3.4　鋼的馬氏體點(diǎn)1.3.5　馬氏體點(diǎn)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用1.4　馬氏體的物理本質(zhì)及組織形態(tài)1.4.1　鋼中馬氏體的物理本質(zhì)1.4.2　體心立方馬氏體（小于0.2％C)1.4.3　體心正方馬氏體（0.2％～1.9％C)1.4.4　馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)與質(zhì)量體積的關(guān)系1.4.5　Fe～M系合金馬氏體1.4.6　有色合金馬氏體1.5　馬氏體相變的形核1.5.1　引言1.5.2　位錯圈相界面模型1.5.3　應(yīng)變核胚模型1.5.4　層錯形核及長大模型1.6　馬氏體相變晶體學(xué)的經(jīng)典模型1.6.1　馬氏體相變的K—S切變模型1.6.2　馬氏體相變的G—T模型，均勻切變和非均勻切變1.6.3　馬氏體相變的8—B雙重切變模型1.7　馬氏體相變晶體學(xué)的唯象學(xué)說1.7.1　不變平面應(yīng)變的概念1.7.2　貝茵應(yīng)變不是不變平面應(yīng)變1.7.3　不畸變平面的產(chǎn)生1.7.4　簡單切變1.7.5　剛性轉(zhuǎn)動1.7.6　矩陣式描述1.8　奧氏體的穩(wěn)定化及殘留奧氏體1.8.1　奧氏體的熱穩(wěn)定化1.8.2　奧氏體的機(jī)械穩(wěn)定化1.8.3　殘留奧氏體1.9　馬氏體的力學(xué)性能1.9.1　馬氏體的強(qiáng)度和硬度1.9.2　馬氏體的韌性和脆性1.9.3　馬氏體相變超塑性1.10　鋼件的淬火1.10.1　淬火的定義1.10.2　淬火加熱溫度1.10.3　淬火冷卻介質(zhì)1.10.4　鋼的淬透性1.10.5　常用淬火方法參考文獻(xiàn)2　鋼的淬火顯微開裂2.1　馬氏體顯微裂紋的形態(tài)2.2　馬氏體顯微裂紋的形成2.3　影響淬火顯微開裂的因素2.3.1　淬火介質(zhì)溫度的影響2.3.2　馬氏體轉(zhuǎn)變分?jǐn)?shù)的影響2.3.3　馬氏體中固溶碳量的影響2.3.4　馬氏體片長度是控制因素2.4　顯微裂紋對鋼力學(xué)性能的影響2.4.1　顯微裂紋對韌性的影響2.4.2　顯微裂紋對強(qiáng)度的影響參考文獻(xiàn)3　熱處理應(yīng)力3.1　基礎(chǔ)應(yīng)力及殘余應(yīng)力3.1.1　急冷熱應(yīng)力及殘余應(yīng)力3.1.2　急冷相變應(yīng)力及殘余應(yīng)力3.1.3　急熱熱應(yīng)力引起的殘余應(yīng)力……4　鋼件的淬火裂紋形態(tài)及斷口5　影響淬火開裂的因素6　防止的鋼件淬火開裂的方法7　鋼件開裂實(shí)例分析8　熱處理變形及防止方法附錄

章節(jié)摘錄

　　3　熱處理應(yīng)力　　鋼件在熱處理中產(chǎn)生的應(yīng)力有第一、第二、第三類內(nèi)應(yīng)力，即鋼件各部位之間的宏觀內(nèi)應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）和晶粒范圍內(nèi)的應(yīng)力（第二類應(yīng)力），以及晶格內(nèi)部應(yīng)力（第三類應(yīng)力）。僅僅第一類內(nèi)應(yīng)力就足以引起工件的扭曲和產(chǎn)生裂紋。本章討論的是指第一類內(nèi)應(yīng)力。　　工件在加熱和冷卻過程中，將發(fā)生熱脹冷縮的體積變化，以及因組織轉(zhuǎn)變時新舊相比容差而發(fā)生的體積改變。由于熱傳導(dǎo)過程，工件表面比心部先加熱或先冷卻，在截面上各部分之間產(chǎn)生溫差，導(dǎo)致鋼件表層和心部不能在同一時刻發(fā)生上述體積變化。各部位體積變化的相互牽制便形成內(nèi)應(yīng)力。加熱或冷卻速度越大，工件截面上的溫差越大，所形成的內(nèi)應(yīng)力也越大。　　熱處理過程中所形成的內(nèi)應(yīng)力是不斷變化著的瞬時應(yīng)力。熱處理后在工件中存在的內(nèi)應(yīng)力是殘余內(nèi)應(yīng)力。瞬時應(yīng)力隨著溫度的變化和組織轉(zhuǎn)變的進(jìn)程而不斷地改變其大小和方向，也改變著分布狀態(tài)?！　「鶕?jù)內(nèi)應(yīng)力形成的原因，可分為溫差引起的脹縮不均勻而產(chǎn)生的熱應(yīng)力和由相變不同期及組織不均勻而產(chǎn)生的組織應(yīng)力?！　?shí)際上，熱處理應(yīng)力有功有過，它是鋼件變形、開裂的重要因素之一。但是，它也有其有利作用，例如，經(jīng)表面強(qiáng)化熱處理、噴丸、滾壓等工序，在工件表層造成有益的殘余壓應(yīng)力分布，能有效地提高力學(xué)性能，特別是大幅度地提高疲勞強(qiáng)度，延長工件使用壽命?！　「闱鍍?nèi)應(yīng)力的起因及其變化規(guī)律，對于發(fā)揮其有利作用及控制并消除其有害作用——變形和開裂，有著重要意義?！　?.1　基礎(chǔ)應(yīng)力及殘余應(yīng)力　　熱處理應(yīng)力可以說是基于各種原因而產(chǎn)生的基礎(chǔ)應(yīng)力的綜合。主要包括急冷熱應(yīng)力、急冷相變應(yīng)力、急熱熱應(yīng)力，以及表面硬化層和心部獲得不同組織時的相變應(yīng)力?，F(xiàn)在以這些因素單個起作用而產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行分析?！　?.1.1　急冷熱應(yīng)力及殘余應(yīng)力　　急冷熱應(yīng)力是普通淬火、滲碳淬火等熱處理操作中廣泛出現(xiàn)的應(yīng)力，它是由零件急冷時表層和心部的熱收縮不等時所造成的。

圖書封面

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