本书主要介绍了各类典型钢铁材料的热处理工艺，深入探讨了钢铁材料的热处理与性能的关系，详细介绍了整体淬火钢和表面强化钢的选材过程与步骤。本书将热处理工艺作为整个产品生产过程中的一个环节加以综合考虑，为热处理工程技术人员和产品设计人员提供了大量的实用技术资料。本书由世界上钢铁材料热处理各研究领域的专家撰写而成，反映了当代热处理工艺技术水平，具有先进性、全面性和实用性。
1）世界上热处理各研究领域专家的实际经验与理论的凝聚。
2）传承并开拓热处理工艺技术，反映了当代热处理技术水平。
3）将热处理工艺与产品的整个生产加工环节完美结合，对生产实践有大师级的指导价值。
4）具有先进性、全面性和实用性。
回顾1991年美国金属学会出版的美国金属手册（ASM Handbook）第4分册热处理部分，可以清楚地认识到，当时该手册仅一卷，现已完全无法容纳和满足当今热处理领域的数据更新和热处理技术发展的需要，出版更新和扩展日益增长的钢铁材料和有色金属材料热处理数据手册显得尤为重要和刻不容缓。此外, 考虑到美国金属学会已收集和出版的大量有关钢铁材料热处理的参考资料，仅钢铁材料热处理原理和工艺流程的内容就需要一整册篇幅，才能将其囊括其中。在还未介绍特殊工艺过程和典型钢铁材料热处理和性能前，仅热处理基础及工艺流程控制、热处理炉和感应加热等重要内容，也各需要1册的篇幅才能确保将其涵盖。
通过艰苦卓绝的努力，在这次出版的金属手册（ASM Handbook）的热处理分册中，包括了D卷《钢铁材料的热处理》在内的5卷。
本手册详细介绍了不同类型钢铁材料的热处理和性能，介绍了热处理工艺对不同合金钢工艺过程选择和性能的影响。新出版的手册不仅在内容上进行了更新，而且在内容上也进行了较大扩充。例如，增加了工业中齿轮钢和轴承钢热处理的重要内容，增加了含硼钢、含铜钢和锻钢的热处理，扩充了作为主体钢铁材料的碳钢和低合金钢的热处理。此外，工具钢和不锈钢的热处理内容也进行了深度的扩充。虽然该手册进行了大量更新，但我们还得承认，本书不可避免地会存在一些缺点和错误。
在此，我们要由衷地感谢所有为该书出版付出辛勤劳动的编辑、作者、审阅人和美国金属学会的工作人员。此外，我们还要特别感谢自始至终在整个出版工作中起到至关重要作用的编辑们，他们是：
感应热处理设备公司(美)(Inductoheat Inc.INDUCTOHEAT)，Valery Rudnev.
阿贾克斯托科感应设备有限公司(Ajax Tocco Magnethermic Inc.)，Ronald R.Akers.
汉诺威莱布尼兹大学(Leibniz Universitt of Hannover)，Egbert Baake.
美国金属学会(ASM International)，Vicki Burt.
鲍迪克技术有限公司(Bodycote)，Madhu Chatterjee.
新莱昂州圣尼古拉斯·德洛斯加尔萨大学(Universidad Autnoma de Nuevo Len)，Rafael Cols.
墨尔本皇家理工学院(RMIT University)，Edward (Derry) Doyle.
变形控制技术有限公司(FASM, Deformation Control Technology, Inc.)，ASM会员B.Lynn Ferguson.
德纳有限公司(Dana Corporation)，Gregory A.Fett.
移动和卫星通信技术研究所(顾问)(IMST Institute (Consultant)),Kiyoshi Funatani.
迪尔公司(美)(Deere & Company)，Robert J.Gaster.
迪肯大学(澳),前沿材料学院(Institute for Frontier Materials, Deakin University)，Peter Hodgson.
不来梅大学材料科学研究所(德)(IWT Bremen)，Franz Hoffmann.
卡尔斯鲁厄理工学院(德) (Karlsruhe Institute of Technology)，Jürgen Hoffmeister.
耐世特汽车公司(Nexteer Automotive Corp.)，Ron Hoppe.
美国金属学会(ASM International)，Steve Lampman.
材料科学基础研究所(德)［Stiftung Institut für Werkstofftechnik (Foundation Institute of Materials Science)］，Thomas Lübben.
好富顿国际公司(Houghton International)，D.Scott MacKenzie.
科罗拉多矿业大学(Colorado School of Mines)，David Matlock.
威廉尔金属公司(Villares Metals SA)，Rafael A.Mesquita.
汉诺威大学(Leibniz Universitt of Hannover)，Bernard Nacke.
伊利诺伊斯理工大学(Illinois Institute of Technology)，Philip Nash.
美国金属学会(ASM International)，Amy Nolan.
阿贾克斯托科 股份有限公司(Ajax Tocco Incorporated)，George Pfaffmann.
铁姆肯公司(The Timken Company)，Michael J.Schneider.
上奥地利应用科学大学(University of Applied Sciences, Upper AustriaWels)，Reinhold E.Schneider.
卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology)，Volker Schulze.
伍斯特理工学院(FASM, Worcester Polytechnic Institute)，ASM会员Richard Sisson.
科罗拉多矿业大学(Colorado School of Mines) Chester J.Van Tyne.
凯特林大学(退休) (Kettering University (retired))，Charles V.White.
铁热股份有限公司(Ferrotherm Incorporated)，Stan Zinn.
Jon L.DossettDr.George E.Totten
译者序
序
前言
使用计量单位说明
第1章概论1
1.1钢的选材和热处理设计问题1
1.1.1简介1
1.1.2热处理零件的钢种选择4
1.1.3残余应力6
1.1.4变形9
1.1.5尺寸变形计算12
1.1.6变形控制技术15
1.1.7脱碳17
1.1.8加热中的问题19
1.1.9热处理裂纹20
1.1.10与材料相关的问题22
1.1.11与设计相关的问题23
1.1.12热处理设计实例24
参考文献29
1.2淬火钢的选择30
1.2.1合金化31
1.2.2合金的选择35
1.2.3淬火硬化层深度39
1.2.4拉伸力学性能43
1.2.5硬度和淬透性与耐磨性45
1.3钢的淬火开裂倾向模拟48
1.3.1淬火开裂的早期研究48
1.3.2淬火开裂的分析和模拟54
1.3.3淬火开裂模拟实例57
1.3.4使用模拟预防淬火开裂61
参考文献62
1.4表面硬化钢的选择64
1.4.1渗碳钢65
1.4.2碳氮共渗钢71
1.4.3渗氮钢72
1.4.4感应或火焰淬火钢73
参考文献74
1.5渗碳钢的选择75
1.5.1渗碳钢的淬透性75
1.5.2淬火冷却介质76
1.5.3渗碳应力分析76
1.5.4渗碳层深度和类型77
1.5.5热处理工艺79
1.5.6渗碳齿轮钢81
参考文献85
1.6渗碳钢的微观组织和性能85
1.6.1渗碳浓度和硬度梯度86
1.6.2马氏体和残留奥氏体86
1.6.3合金元素的影响88
1.6.4奥氏体晶间断裂89
1.6.5渗碳钢中的微裂纹91
1.6.6过多的残留奥氏体和碳化物91
1.6.7残余应力93
1.6.8表面和内氧化94
1.6.9疲劳机制95
参考文献96
1.7渗氮层组织和性能99
1.7.1渗氮层99
1.7.2渗氮钢类型99
1.7.3渗氮工艺及其对组织和性能的
影响101
1.7.4展望106
参考文献106
第2章碳钢和低合金钢的热处理108
2.1碳钢的热处理108
2.1.1统一编号系统(UNS)110
2.1.2热处理工艺112
2.1.3碳钢的热处理分类115
2.1.4组织转变图116
2.1.5碳钢的淬透性122
2.1.6回火127
2.1.7热处理指导128
2.1.8易切削钢132
2.1.9铸造碳钢133
参考文献135
选择阅读135
2.2低合金钢的热处理136
2.2.1低合金钢的分类136
2.2.2合金元素的作用145
2.2.3锰系低合金钢156
2.2.4钼系低合金钢161
2.2.5铬钼系低合金钢168
2.2.6镍铬钼系低合金钢175
2.2.7镍钼系低合金钢187
2.2.8铬系低合金钢192
2.2.9铬钒系低合金钢199
2.2.10硅锰系低合金钢200
参考文献202
2.3空冷淬火高强度结构钢的热处理202
2.3.1空冷淬火钢的热处理原理203
2.3.2空冷淬火高强度结构钢的热处理
实践204
2.3.3空冷淬火马氏体不锈钢的热处理
实践211
参考文献215
2.4硼钢的热处理215
2.4.1硼钢的淬透性215
2.4.2硼钢的热处理工艺217
2.4.3硼钢热处理模拟223
2.4.4硼钢的应用224
参考文献226
2.5铜析出强化钢的热处理226
2.5.1概述227
2.5.2应用227
2.5.3美国材料和试验协会标准227
2.5.4铜析出强化钢的相组织229
2.5.5铜析出强化钢的成分和合金元素
作用230
2.5.6形变热处理231
2.5.7热处理工艺231
2.5.8热处理工艺、微观组织和力学性能
之间的关系239
致谢241
参考文献241
2.6钢制齿轮的热处理245
2.6.1齿轮热处理的概述246
2.6.2大型齿轮的热处理257
2.6.3工艺过程建模与设计优化258
2.6.4综合计算材料工程和设计优化261
参考文献262
2.7轴承的热处理264
2.7.1轴承类型264
2.7.2轴承的设计参数、性能特点和
材料要求265
2.7.3金相组织要求和热处理工艺
选择265
2.7.4整体淬火266
2.7.5马氏体热处理266
2.7.6热处理变形控制266
2.7.7整体淬火轴承钢尺寸的稳定性267
2.7.8整体淬火轴承钢晶粒尺寸268
2.7.9影响整体淬火轴承钢的淬火
问题268
2.7.1052100轴承钢系列中的高淬
透性钢270
2.7.11贝氏体热处理(贝氏体等温
淬火)270
2.7.12特殊用途整体淬火轴承钢272
2.7.13复合强化277
2.7.14渗碳277
2.7.15专用渗碳钢279
2.7.16专用钢的渗碳和渗氮281
2.7.17碳氮共渗283
2.7.18感应淬火285
参考文献286
2.8锻造直接热处理工艺与技术288
2.8.1锻热淬火和直接热处理的定义和
用途288
2.8.2直接热处理的微合金钢291
2.8.3控制轧制技术生产细晶组织棒材和
线材294
2.8.4碳含量对微合金直接热处理(DHT)
钢韧性的影响294
2.8.5微合金钢生产典型汽车零部件的
应用297
2.8.6连杆298
2.8.7锻热直接热处理设备299
参考文献300
2.9粉末冶金钢的热处理301
2.9.1粉末冶金工艺概述302
2.9.2粉末冶金钢的牌号命名305
2.9.3粉末冶金钢热处理简介307
2.9.4孔隙率对粉末冶金钢热处理的
影响307
2.9.5合金元素含量对粉末冶金钢淬透性
的影响310
2.9.6原料粉对均质性的影响312
2.9.7淬火和回火313
2.9.8烧结硬化316
2.9.9温压成形317
2.9.10粉末锻造317
2.9.11表面硬化318
2.9.12渗氮319
2.9.13蒸汽处理320
2.9.14发黑处理320
2.9.15感应淬火321
致谢322
参考文献322
第3章工具钢的热处理324
3.1工具钢热处理简介324
3.1.1工具钢的分类324
3.1.2工具钢的生产330
3.1.3工具钢的热处理330
参考文献337
3.2工具钢热处理过程与设备337
3.2.1工具钢奥氏体化、淬火和回火的
设备337
3.2.2工具钢渗氮和气体氮碳共渗
设备347
参考文献350
扩展阅读350
3.3工具钢的变形351
3.3.1变
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