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第1章 概论1

第2章 热处理裂纹7

1 热处理裂纹的一般概念7

2加热不当形成的裂纹9

2．1升温速度过快引起的裂纹9

2．2表面增碳或脱碳引起的裂纹10

2．3过热或过烧引起的裂纹11

2．4在含氢气氛中加热引起的氢致裂纹12

3 金属零件的淬火裂纹14

3．1马氏体的显微裂纹14

3．2淬火裂纹16

3．2．1纵向裂纹18

3．2．2横向裂纹（弧形裂纹）20

3．2．3网状裂纹22

3．2．4剥离裂纹25

3．2．5应力集中裂纹26

3．2．6过热淬火裂纹27

4 影响淬火裂纹形成的因素27

4．1冶金因素的影响28

4．1．1钢件的冶金质量28

4．1．2钢件的化学成分31

4．1．3原始组织的影响32

4．2零件尺寸和结构的影响33

4．3工艺因素的影响36

4．3．1加热因素的影响37

4．3．2冷却因素的影响38

5 预防淬火裂纹的方法40

5．1正确进行产品设计40

5．1．1材料选择40

5．1．2零件的结构设计42

5．1．3热处理技术条件43

5．2合理安排工艺路线50

5．3．1加热介质52

5．3恰当确定加热参数52

5．3．2加热速度53

5．3．3加热温度54

5．3．4保温时间56

5．4选定合适的淬火方法60

5．5淬火介质的选择70

5．5．1淬火介质的冷却能力70

5．5．2淬火介质特点与选择73

5．6防止淬火裂纹的其他措施76

6其他热处理裂纹77

6．1回火裂纹77

6．2冷处理裂纹78

6．3时效裂纹79

6．4磨削裂纹79

6．5电镀裂纹82

第3章 热处理变形84

1 工件热处理的尺寸变化85

2 工件热处理的形状畸变89

3．1 淬火变形的趋势90

3 热处理变形的一般规律90

3．2影响热处理变形的因素92

3．2．1化学成分对热处理变形的影响92

3．2．2原始组织和热应力状态对热处理变形的影响97

3．2．3工件几何形状对热处理变形的影响100

3．2．4工艺参数对热处理变形的影响101

3．2．5时效与冷处理对热处理变形的影响106

3．3．1渗碳工件的变形109

3．3化学热处理工件的变形109

3．3．2渗氮工件的变形114

4热处理变形的校正116

4．1机械校正法116

4．2热处理校正法116

第4章 残余内应力119

1 热处理内应力119

1．1热应力119

1．2组织应力121

1．3热处理工件的残余应力分布及影响因素122

1．4表面淬火工作的残余应力124

1．5化学热处理工件的残余应力128

2残余应力对力学性能的影响129

2．1残余应力与硬度129

2．2残余应力与磨损130

2．3残余应力与疲劳133

2．3．1残余压应力提高工件的疲劳强度133

2．3．2残余应力对疲劳强度影响的机理137

2．4残余应力与腐蚀141

2．5残余应力与电镀142

3残余应力的调整和消除143

3．1热处理对消除残余应力的作用144

3．1．1消除应力退火144

3．1．2回火与残余应力的去除145

1 热处理与组织、性能的关系147

第5章 组织不合格147

2 氧化与脱碳150

2．1氧化150

2．2脱碳151

2．3防止和减轻氧化脱碳的措施153

3过热与过烧155

3．1过热155

4 低、中碳钢预备热处理球化体级别不合格160

3．2过烧160

5 渗碳组织缺陷161

5．1表层碳化物过多，呈大块状或网状分布162

5．2残余奥氏体量过多163

5．3马氏体粗大164

5．4内氧化164

5．5黑色组织166

5．5．1黑色点状组织167

5．5．2黑色网状组织169

6．1渗前原始组织中铁素体过多、回火索氏体组织粗大170

6 渗氮组织缺陷170

5．5．3托氏体黑色网带组织170

6．2化合物层疏松172

6．3针状组织173

6．4网状和脉状氮化物174

7 渗硼组织缺陷175

7．1渗硼层的非正常组织175

7．2硼化层较多孔洞177

第6章 力学性能不合格178

1 热处理和硬度178

1．1软点179

1．2硬度不足180

1．3高频淬火和渗碳工件的软点和硬度不足181

2 拉伸性能和疲劳强度不合格182

2．1拉伸性能不合格182

2．2疲劳性能不合格183

2．2．1淬火不充分的影响183

2．2．2渗碳层内氧化的影响184

2．2．4渗碳层中过量残余奥氏体的影响185

2．2．3碳氮共渗渗层中黑色组织的影响185

2．2．5渗碳层中网状和大块状碳化物的影响186

2．2．6脱碳的影响187

3耐腐蚀性能不良188

3．1热处理对晶间腐蚀和点腐蚀性能的影响190

3．2热处理对应力腐蚀开裂的影响193

4 持久蠕变性能不合格194

4．1．2高温合金热处理对持久蠕变性能的影响195

4．1高温合金热处理与持久蠕变性能195

4．1．1高温合金中的常见相195

4．2高温蠕变脆性200

5非铁金属合金力学性能不合格202

第7章 脆性206

1回火脆性206

1．1第一类回火脆性207

1．1．1第一类回火脆性机理208

1．1．2第一类回火脆性的抑制和防止209

1．2第二类回火脆性210

1．2．1影响第二类回火脆性的因素211

1．2．2第二类回火脆性机理213

1．2．3第二类回火脆性的抑制和防止214

2低温脆性216

2．1低温脆性的评定216

2．2钢的成分和组织对低温脆性断裂的影响217

2．2．1合金元素和杂质的影响218

2．2．2组织的影响219

3氢脆性222

3．1氢脆及其分类222

3．2钢的成分和组织对氢脆的影响223

4σ脆性225

4．1σ相的性质及其对性能的影响225

4．2钢的成分、热处理与σ相的形成226

5．1电镀脆性的影响因素227

5电镀脆性227

5．2防止电镀脆性的措施228

6渗层脆性229

6．1渗氮层脆性229

6．2渗硼层脆性230

第8章 其他热处理缺陷232

1 化学热处理和表面热处理特殊缺陷232

1．1渗碳硬化层深度不合格233

1．2渗氮硬化层深度不合格236

1．3渗硼、渗铝硬化层深度不合格237

1．4感应加热淬火硬化层深度不合格237

1．5火焰加热淬火硬化层深度不合格238

2直空热处理和保护热处理缺陷239

2．1直空热处理表面合金元素贫化与粘连239

2．2表面不光亮和氧化色242

2．3表面增碳或增氮244

3有色金属合金热处理缺陷245

3．1铝合金热处理缺陷246

3．2镁合金热处理缺陷248

3．3钛合金热处理缺陷249

3．4铜合金热处理缺陷249

3．5高温合金热处理缺陷251

第9章 热处理缺陷预防与全面质量控制254

1 热处理全面质量控制的概念254

2 基础条件控制255

2．1 环境条件控制255

2．1．1厂房255

2．1．2温度258

2．1．3照明与噪声260

2．2设备与仪表控制261

2．2．1 热处理炉的炉温均匀性及分类261

2．2．2热处理炉气氛控制263

2．2．3冷却设备控制267

2．2．4检验设备控制270

2．2．5温度仪表及控制系统271

2．2．6气氛仪表及控制系统274

2．3．1人员素质277

2．3．2质量管理277

2．3人员素质和管理水平277

3 热处理前质量控制281

3．1热处理零件设计的质量控制281

3．1．1材料选择281

3．1．2热处理技术要求的确定和标注285

3．1．3热处理零件结构形状设计291

3．2．1零件原材料质量控制293

3．2原材料质量控制293

3．2．2热处理工艺材料质量控制298

3．3热处理前各工序质量控制302

3．3．1锻造质量控制302

3．3．2铸造质量控制308

3．3．3焊接质量控制309

3．3．4机械加工质量控制311

4热处理中质量控制312

4．1待处理件的核查313

4．2预备热处理质量控制314

4．3最终热处理质量控制322

4．3．1工艺控制322

4．3．2设备选择与槽液控制333

4．3．3生产操作控制334

4．3．4质量要求与检验335

4．4表面热处理与化学热处理的质量控制336

4．4．1工艺方法选择337

4．4．2表面淬火质量控制339

4．4．3渗碳质量控制342

4．4．4渗氮质量控制345

4．4．5渗硼质量控制350

4．4．6渗铝质量控制352

5热处理后质量控制353

5．1．1热处理后防锈354

5．1．2表面强化354

5．1后处理质量控制354

5．1．3磨削加工356

5．1．4电镀358

5．2完善质量服务工作360

5．3重视环保技术安全工作361

5．3．1热处理生产的环境保护361

5．3．2热处理生产的技术安全363

1 汽车半轴淬火开裂与疲劳断裂的分析及防止措施367

第10章 热处理缺陷分析案例367

2 45钢工件在易裂尺寸范围开裂的分析及防止措施372

3 本体淬火裂纹的分析及防止措施374

4 三硝水-空气双液淬火裂纹的分析及防止措施377

5 绞肉机孔板淬火工艺的改进380

6 高碳钢及轴承钢零件淬火裂纹的分析及防止措施382

7 机床活塞超音频淬火裂纹的分析及防止措施387

8 汽车转向节中频淬火裂纹的分析及防止措施389

9 大型工件热处理过程中内裂的分析及防止措施394

10 高速钢焊接工具裂纹的分析及防止措施403

11曲线齿锥齿轮热处理变形的分析及防止措施409

12 无压淬火减少曲线齿锥齿轮平面翘曲变形414

13 齿轮淬火变形的分析及防止措施419

14 锥齿轮花键孔变形的分析及防止措施423

15 汽车稳定杆淬火工艺的改进425

16 工字卡规热处理变形的分析及防止措施428

17 利用热应力预弯曲减少上导轨淬火变形433

18 碟形刀片的防止变形热处理437

19 65Mn弹簧片热处理变形的分析及防止措施440

20 空心辊中频表面淬火变形的分析及防止措施442

21 气体氮碳共渗零件变形的分析及防止措施448

22 T10A模具线切割开裂的分析及防止措施451

23 大型冷冲模具热处理缺陷分析及改进措施453

24 热处理工艺对零件表面组织及磨削裂纹的影响455

25 木工锯条热处理残品的挽救措施461

26 气体渗碳件的补修工艺465

27 高频淬火构件低应力疲劳脆断的分析及防止措施468

28 20钢板冷冲压产生裂纹的原因及解决方法472

29 20CrMnTi钢预备处理组织缺陷分析474

30 20MnV钢圆环链质量分析478

31 15Cr钢活塞销淬火工艺的改进483

32游标卡尺测尺热处理新工艺485

33球墨铸铁底座退火工艺的改进488

34 冷作模具失效分析及改进措施491

35 叉车半轴中频淬火质量分析与工艺改进496

36 曲轴气体渗氮后表面硬度偏低的挽救措施500

37 65Mn钢爪型接地弹簧垫圈热处理工艺改进503

38 高强度钢甲醇裂解气保护热处理氢脆505

39 20CrMnTi钢齿轮碳氮共渗中的氢脆510

40 渗碳齿轮通氨淬火的氢脆现象516

41 Z10硅钢片的脆化与防止521

42 25Cr2Mo1V钢高温紧固螺栓脆化及恢复热处理524

43 汽车渗碳零件失效分析529

44 1Cr18Ni9Ti钢桔皮状表面的探讨538

参考文献542