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第一章 金属材料热处理基础知识1

第一节 金属学相关知识1

一、二元相图及杠杆定律1

二、Fe-Fe3C相图的运用11

三、金属的实际晶体结构19

第二节 合金钢和铸铁的牌号、性能及用途24

一、合金钢24

二、铸铁38

第三节 选材的基础知识42

一、使用性能与选材42

二、选材与材料工艺性能的关系44

三、经济性与选材44

第四节 编制热处理工艺45

一、编制热处理工艺的原则45

二、编制热处理工艺的步骤46

第五节 淬火冷却介质48

一、传统淬火冷却介质48

二、新型淬火冷却介质49

三、淬火冷却介质的选用原则53

第六节 热处理操作常识55

一、钢材的火花鉴别55

二、内热式盐浴炉的加热原理58

第七节 金属材料热处理基础技能训练58

训练1 用火花鉴别法分辨碳素钢及合金钢的牌号58

训练2 配制常用淬火冷却介质62

训练3 设计与制作内热式盐浴炉起动电极63

复习思考题64

第二章 常规热处理66

第一节 常规热处理基础知识66

一、奥氏体等温转变图和连续冷却转变图在生产上的运用66

二、钢的淬火方法68

三、淬透性及淬硬性72

四、淬火钢回火的金相组织转变对钢性能的影响76

第二节 合金元素在钢中的作用81

一、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响82

二、合金元素对钢热处理的影响84

三、合金元素对钢性能的影响87

第三节 常用钢的热处理91

一、调质钢及其热处理91

二、弹簧钢及其热处理96

三、滚动轴承钢及其热处理101

四、刀具钢及其热处理105

五、模具钢及其热处理112

六、量具钢及其热处理120

第四节 保护气氛热处理及真空热处理123

一、保护气氛热处理123

二、真空热处理130

第五节 常规热处理技能训练132

训练1 按工艺对高合金钢进行不完全退火操作132

训练2 对球墨铸铁工件进行退火、正火操作133

训练3 对合金结构钢进行淬火、回火操作135

训练4 对拉深、压延后的工件进行再结晶退火操作137

训练5 双液淬火、预冷淬火、局部淬火、分级淬火及等温淬火操作138

训练6 对结构钢进行锻造余热淬火操作146

复习思考题147

第三章 表面淬火处理148

第一节 感应淬火工艺参数的选择和感应器的制作方法148

一、感应淬火的基本原理和特点148

二、感应淬火工艺参数的选择150

三、感应器的构造与制作方法155

四、感应加热电源的种类、特点及应用范围159

五、感应加热设备的安全操作规程160

六、淬火机床的使用与维护161

第二节 火焰淬火162

一、火焰淬火的基本原理和特点162

二、火焰淬火的方法162

三、火焰淬火的设备162

四、火焰淬火的注意事项163

五、火焰淬火的操作步骤164

第三节 接触电阻加热淬火165

一、接触电阻加热淬火的基本原理166

二、接触电阻加热淬火的应用举例166

第四节 表面淬火处理技能训练167

训练1 淬火冷却介质的供给压力和流量调整167

训练2 对模数在10以上的大模数齿轮进行感应淬火168

训练3 按工艺对工件进行感应淬火和火焰淬火操作169

训练4 在±30℃误差范围内目测800～100℃炉温173

训练5 对铸铁机床导轨进行表面淬火操作174

复习思考题176

第四章 化学热处理178

第一节 气体渗氮178

一、渗氮钢178

二、气体渗氮的基本知识179

三、气体渗氮工艺182

四、气体渗氮的工艺流程及特点185

第二节 离子渗氮188

一、离子渗氮的基本原理188

二、离子渗氮的方法190

第三节 碳氮共渗191

一、碳氮共渗的基本原理191

二、气体碳氮共渗193

第四节 氮碳共渗194

一、氮碳共渗的基本原理194

二、气体氮碳共渗196

第五节 化学热处理技能训练197

训练1 对离子渗氮工件表面进行清洗及防渗处理197

训练2 气体渗氮、离子渗氮、碳氮共渗及氮碳共渗工装夹具的制作与选用199

训练3 氧探头的安装使用与维护保养200

训练4 进行离子渗氮装炉操作201

训练5 观测离子渗氮辉光层厚度并调整压力参数及电参数203

复习思考题204

第五章 表面清洗、清理与防锈的原理及方法205

第一节 表面清洗、清理与防锈的相关知识205

一、真空清洗机的工作原理与操作205

二、振动光饰设备的工作原理与操作207

三、电化学抛光的工作原理与操作208

第二节 发蓝和磷化处理的原理与工艺214

一、发蓝处理的原理与工艺214

二、磷化处理的原理与工艺216

第三节 表面清洗、清理与防锈技能训练219

训练1 发蓝液、磷化液以及防锈液的配制219

训练2 常温发蓝处理的基本操作220

训练3 常用磷化处理的基本操作222

复习思考题223

第六章 工件校正的方法及设备224

第一节 工件畸变的校正原理、方法及去应力的方法224

一、工件热处理畸变的校正原理及方法224

二、工件畸变校正后去应力的方法227

第二节 畸变校正设备228

一、畸变校正机228

二、辅助用具230

第三节 工件校正技能训练231

训练1 GCr15钢制导轨热处理后的矫直231

训练2 W18Cr4V钢制圆铣刀片热处理变形的校正232

复习思考题233

第七章 热处理质量检测及误差分析234

第一节 热处理质量检测234

一、用锉刀检验工件硬度的方法234

二、JB/T 6050—2006《钢铁热处理零件硬度测试通则》介绍235

三、碳素钢热处理的金相检验标准239

四、化学热处理工件硬度及脆性的测定244

第二节 热处理误差分析245

一、退火、正火件缺陷产生的原因及补救方法245

二、调质件缺陷产生的原因及补救方法246

三、感应淬火件缺陷产生的原因及补救方法247

第三节 热处理质量检测及误差分析技能训练249

训练1 销螺栓热处理裂纹分析249

训练2 销轴感应淬火裂纹分析250

训练3 用维氏硬度计检测渗碳层、渗氮层和薄板工件的硬度251

复习思考题252

第八章 热处理设备的维护与保养253

第一节 热处理常用加热设备的结构和性能253

一、热处理电阻炉253

二、热处理浴炉263

第二节 筑炉材料267

一、常用隔热材料及其特点267

二、金属筑炉材料269

三、耐火泥269

四、普通黏土砖270

第三节 热处理设备的故障分析与排除270

一、普通箱式电阻炉的故障分析与排除270

二、电极式盐浴炉的故障分析与排除277

第四节 热处理设备的维护与保养技能训练279

训练1 对已损坏的电热元件进行修复和更换279

训练2 小修炉衬及更换箱式电阻炉、井式电阻炉内的搁丝砖280

训练3 高频感应加热装置水冷系统的维护281

训练4 渗灌的补碳和退氮操作281

训练5 维护与更换炉盖、炉门石棉盘根282

复习思考题282

试题库284

知识要求试题284

一、判断题 试题284

答案328

二、选择题 试题293

答案329

技能要求试题312

一、GCr15钢轴承套圈淬火、回火处理312

二、Y12钢滚轮碳氮共渗处理314

三、GCr15钢滑座锻件球化退火处理315

四、GCr15钢滚珠丝杠热处理316

五、38CrMoAl钢机筒渗氮处理317

六、W18Cr4V钢片铣刀热处理318

七、45钢机床齿条的氮碳共渗处理319

八、球墨铸铁齿轮的等温淬火处理320

九、GCr15钢块规的热处理320

十、20CrMnTi钢半轴齿轮渗碳、淬火处理321

模拟试卷样例323

一、判断题 试题323

答案330

二、选择题 试题324

答案330

参考文献331