职业技能鉴定培训读本(中级工)--热处理工

当代世界各国的科学技术都在飞速发展，特别是作为支柱产业之一的材料工业，新理论、新技术、新工艺、新材料和新设备及其开发应用层出不穷。就材料应用领域而言，金属材料仍然是当今工业上应用最为广泛的材料。众所周知，热处理技术的应用对金属材料的性能起着举足轻重的作用，因此，热处理技术在工业领域将越来越受到重视。
为了满足广泛的企业热处理技术工人的岗位培训的需要，不断提高热处理技术工人的专业技术水平，增强热处理技术工人在科技迅速发展形势下的技术素质以及在市场经济体制下的竞争能力，根据技术工人技能鉴定考核大纲的要求，我们编写了《热处理工》。
本书简要介绍了金属学的有关基础知识和热处理原理，全面介绍了钢的各种热处理工艺、技能和规范以及常见工艺缺陷和防止措施，详细介绍了常用各类金属材料及典型零件的热处理方法、常用热处理设备和部分先进设备及其操作，同时还介绍了一些热处理新技术、新工艺和新方法。
本书共分四篇，基础理论知识、原理及工艺、钢铁材料及有色金属材料和设备及操作。其中第一篇、第二篇由邵红红编写，第三篇、第四篇由纪嘉明编写。全书由戈晓岚教授审核。
由于编者水平有限，其中可能会有不少缺点和不妥之处，恳请广大读者批评指正。

编者
2004年2月

本书共分四篇，包括基础理论知识、原理及工艺、钢铁材料及有色金属材料和设备及操作，介绍了金属学的有关基础知识和热处理原理，钢的各种热处理工艺、技能和规范以及常见工艺缺陷和防止措施，常用各类金属材料及典型零件的热处理方法，常用热处理设备和部分先进设备及操作，同时还介绍了一些热处理新技术、新工艺和新方法。书中概念清晰，重点突出，在强调应用、注重实际操作技能的同时，反映了新技术、新工艺、新材料的应用和发展。

第一篇基础理论知识
第一章金属学基础知识1
第一节金属的晶体结构2
一、晶体结构的基本概念2
二、常见金属的晶体结构2
第二节实际金属的晶体结构4
一、多晶体结构和亚结构4
二、实际金属晶体缺陷5
第三节纯金属的结晶与铸锭组织9
一、结晶基础9
二、结晶过程10
三、影响形核和长大的因素及晶粒尺寸控制12
四、金属铸锭组织及缺陷13
学习指导17
复习题18
第二章合金的相结构和二元合金相图19
第一节固态合金中的相结构20
一、固溶体20
二、金属化合物22
第二节二元合金相图23
一、二元合金相图的建立23
二、基本相图24
第三节相图与合金性能的关系32
一、力学性能和物理性能与相图的关系33
二、合金铸造性能与相图的关系34
学习指导35
复习题36
第三章铁碳合金37
第一节纯铁、铁碳合金的相结构及其性能37
一、纯铁及其同素异构转变37
二、FeFe3C合金的相结构及其性能39
第二节FeFe3C相图分析40
一、FeFe3C相图的特性点与特性线41
二、铁碳合金平衡结晶分析43
第三节FeFe3C相图的应用56
一、FeFe3C相图在选材上的应用56
二、FeFe3C相图在铸造方面的应用57
三、FeFe3C相图在锻造、轧制方面的应用57
四、FeFe3C相图在热处理方面的应用57
第四节碳钢57
一、含碳量对钢组织和力学性能的影响58
二、常存杂质元素对钢性能的影响58
学习指导60
复习题61
第四章金属材料的性能63
第一节金属材料的力学性能及其试验63
一、强度指标64
二、刚度指标68
三、塑性指标68
四、硬度指标70
五、韧性指标75
第二节金属材料的物理和化学性能77
一、金属材料的物理性能77
二、金属材料的化学性能79
第三节金属材料的工艺性能80
一、铸造性能80
二、焊接性能81
三、锻造性能81
四、切削加工性能81
五、热处理工艺性能82
学习指导82
复习题83
第五章金属的塑性变形与再结晶85
第一节金属的塑性变形85
一、金属的变形特性85
二、单晶体金属的塑性变形86
三、多晶体金属的塑性变形88
第二节冷塑性变形对金属组织和性能的影响88
一、冷塑性变形对金属组织结构的影响88
二、冷塑性变形对金属性能的影响89
三、残余应力91
第三节回复与再结晶92
一、变形金属与合金在加热时的变化92
二、回复93
三、再结晶94
四、晶粒长大96
五、影响再结晶后晶粒大小的因素96
第四节金属材料的热加工97
一、热加工与冷加工的区别97
二、热加工对材料的组织和性能的影响98
学习指导100
复习题101
第二篇原理及工艺
第六章钢的热处理102
第一节钢的热处理原理103
一、钢在加热时的组织转变103
二、钢在冷却时的组织转变109
第二节钢的热处理工艺121
一、钢的退火与正火121
二、钢的淬火与回火127
三、钢的冷处理143
第三节表面热处理144
一、表面淬火144
二、化学热处理148
第四节热处理新工艺简介158
一、形变热处理158
二、强韧化处理159
三、循环热处理160
学习指导161
复习题162
第三篇钢铁材料及有色金属材料
第七章工业用钢165
第一节概述165
一、钢的分类和编号165
二、各种元素对钢的性能的影响168
第二节结构钢179
一、碳素结构钢179
二、合金结构钢183
第三节工具钢201
一、碳素工具钢201
二、合金工具钢203
第四节特殊性能钢209
一、不锈耐酸钢209
二、耐热钢210
三、抗磨钢211
第五节常用材料的火花鉴别212
一、火花组成、形状及形成原因212
二、火花检验设备及操作注意事项214
三、碳钢火花特征214
四、合金元素对火花特征的影响217
学习指导221
复习题222
第八章铸铁224
第一节概述224
一、铸铁的成分、组织和性能特点224
二、铸铁的石墨化及影响因素225
三、铸铁的分类227
第二节灰铸铁228
一、灰铸铁的显微组织及力学性能228
二、影响灰铸铁力学性能的主要因素229
三、灰铸铁的牌号和应用231
四、孕育铸铁233
五、灰铸铁的热处理233
第三节蠕墨铸铁和可锻铸铁235
一、蠕墨铸铁235
二、可锻铸铁236
第四节球墨铸铁239
一、球墨铸铁的成分、组织、牌号、性能和用途239
二、球墨铸铁的热处理245
第五节特殊性能铸铁248
一、高强度合金铸铁248
二、耐磨铸铁248
三、耐热铸铁249
四、耐蚀铸铁249
学习指导251
复习题252
第九章有色金属材料254
第一节铝及铝合金254
一、铝及铝合金的特点254
二、铝及铝合金的分类及用途254
三、铝合金处理状态及代号255
四、铝及铝合金显微组织的分析256
五、铝及铝合金的热处理259
第二节铜及铜合金260
一、工业纯铜260
二、铜合金261
第三节轴承合金267
一、轴承合金的性能要求267
二、轴承合金的分类、牌号和基本组织268
三、常用轴承合金269
第四节其他有色金属及其合金272
一、钛及其合金272
二、镁及其合金273
三、锌及其合金274
学习指导274
复习题275
第四篇设备及操作
第十章热处理常用加热设备277
第一节电阻炉277
一、筑炉材料277
二、电阻炉的一般结构285
三、各种热处理电阻炉287
四、电阻炉安装、维护和安全操作294
第二节热处理浴炉296
一、外热式坩埚浴炉296
二、内热式管状加热器浴炉298
三、电极盐浴炉298
四、浴炉的使用、维修与安全操作301
五、流动粒子炉303
第三节真空炉与等离子热处理炉306
一、真空炉306
二、等离子热处理炉307
第四节表面加热装置310
一、感应加热的基本原理310
二、中、高频电流的特点311
三、感应热处理设备的选择312
四、导磁体和屏蔽作用314
五、淬火机床的选择315
六、火焰表面加热装置315
第五节特种热处理设备315
第六节冷却装置316
一、淬火槽316
二、淬火介质的循环冷却系统321
三、淬火机和淬火压床323
第七节热处理辅助设备325
一、清理设备325
二、清洗设备327
三、校正与校直设备330
学习指导331
复习题332
第十一章温度测量仪表及控制装置333
第一节常用温度检测仪表333
一、膨胀式温度计333
二、热电偶与补偿导线336
三、热电阻343
四、半导体温度计345
五、辐射温度计346
六、光电比色高温计347
七、热像仪348
第二节常用温度显示与调节仪表348
一、动圈式温度指示调节仪348
二、电子自动平衡式温度显示与调节仪表352
三、力矩电机式温度指示调节仪357
四、ER系列指示调节记录仪358
五、温度调节器359
第三节数字式温度显示仪表365
一、面板式数字温度仪表366
二、数字巡回检测装置367
三、带微处理机的数字式温度仪表369
第四节热处理炉温度调节回路372
一、电炉温度位式调节回路372
二、电炉温度连续调节回路377
三、采用大功率开关管的电炉温度调节回路380
学习指导384
复习题385
参考文献386