第 1 章 绪论 …………………………………………………………………………… 1
1.1 热处理的概念及其在金属材料生产中的作用 ……………………… 1
1.2 热处理发展简介及研究内容 …………………………………………… 2
1.2.1 热处理技术的发展历史……………………………………………… 2
1.2.2 热处理的研究对象 …………………………………………………… 3
1.2.3 金属热处理方法及工艺……………………………………………… 3
1.3 热处理与相图 ……………………………………………………………… 5
1.4 固态相变的分类及特点…………………………………………………… 7
1.4.1 固态相变的类型 ……………………………………………………… 7
1.4.2 固态相变的特点 …………………………………………………… 10
本章小结…………………………………………………………………………… 13
习题 ………………………………………………………………………………… 14
第 2 章 钢的奥氏体加热转变……………………………………………………… 15
2.1 概述 ………………………………………………………………………… 15
2.1.1 奥氏体定义 …………………………………………………………… 15
2.1.2 奥氏体晶体结构 …………………………………………………… 16
2.1.3 奥氏体晶体性能 …………………………………………………… 17
2.2 珠光体向奥氏体的等温转变 …………………………………………… 18
2.2.1 奥氏体转变热力学 ………………………………………………… 18
2.2.2 奥氏体转变机制 …………………………………………………… 19
2.2.3 奥氏体转变动力学 ………………………………………………… 22
2.2.4 奥氏体转变的影响因素 …………………………………………… 25
2.3 钢在连续加热时珠光体向奥氏体的转变 …………………………… 27
2.4 奥氏体晶粒度及其控制 ………………………………………………… 30
2.4.1 奥氏体晶粒度………………………………………………………… 30
2.4.2 奥氏体晶粒大小的影响因素 ……………………………………… 32
本章小结…………………………………………………………………………… 38
习题 ………………………………………………………………………………… 38
第 3 章 珠光体转变 ………………………………………………………………… 40
3.1 珠光体的组织形态与晶体结构 ………………………………………… 40
3.2 珠光体的形成过程 ……………………………………………………… 44
3.2.1 片状珠光体的形成机制 …………………………………………… 44
3.2.2 粒状珠光体的形成机制 …………………………………………… 46
3.3 珠光体转变动力学 ……………………………………………………… 48
3.3.1 珠光体的形核率及长大速度 ……………………………………… 48
3.3.2 珠光体等温转变动力学图 ………………………………………… 49
3.3.3 CCT 图中的珠光体转变 …………………………………………… 51
3.3.4 珠光体转变的影响因素 …………………………………………… 52
3.4 亚(过)共析钢的珠光体转变…………………………………………… 55
3.5 伪共析体 …………………………………………………………………… 62
本章小结…………………………………………………………………………… 63
习题 ………………………………………………………………………………… 64
第 4 章 马氏体转变 ………………………………………………………………… 65
4.1 钢中马氏体的晶体结构 ………………………………………………… 65
4.2 钢中马氏体的组织形态 ………………………………………………… 68
4.3 马氏体的机械性能 ……………………………………………………… 76
4.4 马氏体转变的主要特点 ………………………………………………… 82
4.4.1 表面浮凸与界面共格 ……………………………………………… 82
4.4.2 马氏体转变的无扩散性 …………………………………………… 83
4.4.3 非恒温转变与转变的不完全性…………………………………… 84
4.4.4 马氏体转变的可逆性 ……………………………………………… 85
4.5 马氏体转变机理…………………………………………………………… 86
4.5.1 马氏体转变的热力学条件 ………………………………………… 86
4.5.2 马氏体转变动力学 ………………………………………………… 92
本章小结 ………………………………………………………………………… 103
习题 ……………………………………………………………………………… 104
第 5 章 贝氏体转变………………………………………………………………… 105
5.1 钢中贝氏体的组织形态………………………………………………… 105
5.2 钢中贝氏体的机械性能………………………………………………… 110
5.3 贝氏体转变的基本特征………………………………………………… 113
5.4 贝氏体转变机制 ………………………………………………………… 115
5.4.1 贝氏体相变的形核 ………………………………………………… 115
5.4.2 贝氏体转变切变机制 ……………………………………………… 116
5.4.3 贝氏体转变的台阶机制…………………………………………… 117
5.5 贝氏体转变的热力学条件及转变过程 ……………………………… 118
5.5.1 贝氏体转变的热力学条件 ……………………………………… 118
5.5.2 贝氏体形成过程 …………………………………………………… 119
本章小结 ………………………………………………………………………… 123
习题 ……………………………………………………………………………… 123
第 6 章 钢的过冷奥氏体转变图 ………………………………………………… 125
6.1 过冷奥氏体等温转变图………………………………………………… 125
6.1.1 过冷奥氏体转变图的概念 ……………………………………… 125
6.1.2 过冷奥氏体等温转变图(IT 图)的建立 ……………………… 126
6.1.3 过冷奥氏体等温转变图(IT 图)的分析 ……………………… 128
6.1.4 影响过冷奥氏体等温转变图(IT 图)的因素 ………………… 129
6.2 过冷奥氏体连续冷却转变图 ………………………………………… 132
6.2.1 过冷奥氏体连续冷却转变图(CCT 图)的建立 ……………… 132
6.2.2 过冷奥氏体连续冷却转变图的分析 …………………………… 134
6.2.3 过冷奥氏体连续冷却转变图与等温转变图的比较 ………… 136
6.3 过冷奥氏体转变图的应用 …………………………………………… 138
6.3.1 过冷奥氏体等温转变图的应用 ………………………………… 138
6.3.2 过冷奥氏体连续冷却转变图的应用 …………………………… 138
本章小结 ………………………………………………………………………… 139
习题 ……………………………………………………………………………… 139
第 7 章 淬火钢回火时的转变 …………………………………………………… 141
7.1 淬火钢回火时的组织转变 …………………………………………… 141
7.1.1 马氏体中碳原子的偏聚…………………………………………… 142
7.1.2 马氏体的分解 ……………………………………………………… 143
7.1.3 残留奥氏体的转变 ………………………………………………… 145
7.1.4 碳化物类型的变化 ………………………………………………… 146
7.1.5 碳化物的聚集长大 ………………………………………………… 149
7.1.6 基体 α 相状态的变化……………………………………………… 150
7.2 合金元素对回火转变的影响 ………………………………………… 153
7.3 钢在回火时机械性能的变化 ………………………………………… 155
7.3.1 硬度和强度的变化 ………………………………………………… 156
7.3.2 塑性和韧性的变化 ………………………………………………… 156
7.3.3 钢的回火脆性 ……………………………………………………… 157
本章小结 ………………………………………………………………………… 162
习题 ……………………………………………………………………………… 163
第 8 章 合金的时效………………………………………………………………… 165
8.1 合金时效的条件和过程………………………………………………… 165
8.1.1 时效的概念 ………………………………………………………… 165
8.1.2 合金的时效过程 …………………………………………………… 167
8.2 合金时效动力学及其影响因素 ……………………………………… 172
8.2.1 合金时效脱溶沉淀过程的等温动力学图……………………… 172
8.2.2 影响时效的因素 …………………………………………………… 173
8.3 时效后的微观组织 ……………………………………………………… 174
8.4 合金在时效过程中性能的变化 ……………………………………… 177
8.4.1 时效强化机理 ……………………………………………………… 177
8.4.2 时效硬化机制 ……………………………………………………… 178
8.5 调幅分解 ………………………………………………………………… 180
8.5.1 调幅分解的热力学条件…………………………………………… 180
8.5.2 调幅分解的特点 …………………………………………………… 182
8.5.3 调幅分解的过程 …………………………………………………… 183
8.5.4 调幅分解的组织和性能…………………………………………… 183
本章小结 ………………………………………………………………………… 184
习题 ……………………………………………………………………………… 185
第 9 章 钢的退火及正火 ………………………………………………………… 187
9.1 钢的退火 ………………………………………………………………… 187
9.1.1 完全退火与不完全退火…………………………………………… 188
9.1.2 球化退火 …………………………………………………………… 189
9.1.3 均匀化退火 ………………………………………………………… 191
9.1.4 去应力退火和再结晶退火 ……………………………………… 192
9.2 钢的正火 ………………………………………………………………… 194
9.3 退火和正火的选择应用………………………………………………… 196
本章小结 ………………………………………………………………………… 197
习题 ……………………………………………………………………………… 198
第 10 章 钢的淬火及回火 ………………………………………………………… 200
10.1 钢的淬火 ……………………………………………………………… 200
10.1.1 淬火应力､变形及开裂 ………………………………………… 200
10.1.2 淬火介质 ………………………………………………………… 205
10.1.3 钢的淬火工艺规范及应用 …………………………………… 208
10.1.4 钢的淬透性 ……………………………………………………… 212
10.2 钢的回火 ……………………………………………………………… 220
10.2.1 钢的回火特性 …………………………………………………… 220
10.2.2 钢的回火工艺制订 ……………………………………………… 224
本章小结 ……………………………………………………………………… 227
习题 ……………………………………………………………………………… 228
第 11 章 其他类型热处理 ………………………………………………………… 230
11.1 形变热处理 …………………………………………………………… 230
11.1.1 形变热处理的分类和应用 …………………………………… 230
11.1.2 形变热处理强韧化的机理 …………………………………… 230
11.1.3 影响形变热处理强韧化效果的工艺因素…………………… 232
11.2 表面热处理 …………………………………………………………… 232
11.2.1 表面热处理的目的､分类及应用 …………………………… 232
11.2.2 感应加热表面淬火 ……………………………………………… 233
11.2.3 火焰加热表面淬火 ……………………………………………… 236
11.2.4 激光束､电子束热处理 ………………………………………… 238
11.2.5 其他表面热处理方式…………………………………………… 240
11.3 化学热处理 …………………………………………………………… 242
11.3.1 钢的渗碳 ………………………………………………………… 243
11.3.2 钢的渗氮 ………………………………………………………… 251
11.3.3 钢的碳氮共渗 …………………………………………………… 257
11.3.4 其他化学热处理方法…………………………………………… 260
本章小结 ……………………………………………………………………… 262
习题 ……………………………………………………………………………… 262
参考文献 ……………………………………………………………………………… 264