金属热处理缺陷分析及案例

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出版者:机械工业出版社
作者:王广生
出品人:
页数:546
译者:
出版时间:1997-12
价格:45.00元
装帧:精装
isbn号码:9787111056805
丛书系列:
图书标签:
  • 金属热处理
  • 热处理缺陷
  • 缺陷分析
  • 材料科学
  • 金属材料
  • 案例分析
  • 质量控制
  • 失效分析
  • 工艺技术
  • 机械工程
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具体描述

本书对热处理缺陷进行了全面系统论述,着重阐述了热处理裂纹、

变形超指标、残余应力过大、组织不合格、性能不合格、脆性等常见

热处理缺陷,采取理论分析与实际经验相结合的方法,讨论了各种热

处理缺陷的特征、产生原因、危害性及预防挽救措施,专门介绍了真

空热处理、保护热处理及有色金属热处理可能出现的缺陷;从预防的

角度介绍了热处理质量全面控制;最后一章还列举了各种类型热处理

缺陷分析的案例。

本书可供热处理研究、生产、检验的工程技术人员及管理人员阅

读,对机械产品设计、冷热加工工艺和维修人员,以及高等院校金属

材料及热处理专业师生也具有重要参考价值。

金属热处理奥秘:从理论到实践的深度探索 本书并非对《金属热处理缺陷分析及案例》的重复或挪用,而是旨在从更广阔的视角,为您揭示金属热处理世界的丰富内涵与精妙之处。我们将一同深入探索这一古老而又充满活力的技术领域,理解其在现代工业中不可替代的地位,以及其背后蕴含的科学原理与工程智慧。 第一篇:金属热处理的基石——理论体系的构建 本篇将为您系统梳理金属热处理的核心理论,为您打下坚实的知识基础。 金属学基础重温:在深入热处理之前,我们首先回顾金属基本知识,包括晶体结构、位错理论、相变动力学等。理解金属内部原子排列、晶界、晶粒生长等微观机制,是理解热处理效果的关键。我们将重点讲解固溶体、合金相图的解读方法,以及它们如何指导热处理工艺的设计。 热处理工艺原理剖析:从退火、正火、淬火到回火,本书将逐一深入剖析各种基本热处理工艺的原理。 退火:不仅仅是软化,更是为了消除内应力、细化晶粒、改善切削性能。我们将探讨不同退火方式(完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火)的作用机理,以及它们在不同金属材料上的应用。 正火:通过加热到临界温度以上并空冷,旨在获得均匀的组织和性能。我们将解析其对碳钢、合金钢的强化机制,以及与退火的异同。 淬火:淬火是获得高强度、高硬度的关键。我们将深入研究淬火介质(水、油、盐浴、聚合物)的选择及其影响,以及过冷奥氏体转变动力学,特别是贝氏体和马氏体转变的生成条件。 回火:回火是淬火后的必要工序,旨在降低脆性、提高韧性。我们将详细阐述不同回火温度下的组织变化,如低温回火(回火索氏体)、中温回火(回火屈氏体)、高温回火(回火托氏体)的形成过程,以及它们赋予金属的独特性能。 特殊热处理技术:除了基本工艺,我们还将触及更具挑战性的特殊热处理技术。 表面热处理:感应淬火、火焰淬火、化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗铬等)等,将详细介绍这些技术如何改变金属表面性能,同时保持心部韧性。 等温热处理:如等温淬火(马氏体时效处理)、等温退火等,重点在于理解等温转变的特点及其在特定合金钢中的应用。 时效处理:针对固溶强化合金,如铝合金、不锈钢等,我们将深入探讨自然时效与人工时效的机理,以及溶质原子在晶格中的扩散和沉淀过程。 第二篇:金属热处理的实践——工艺优化与设备选型 本篇将从工程实践的角度,指导您如何将理论知识转化为实际操作。 加热与冷却控制:精准的温度控制是热处理成功的关键。我们将探讨各种加热方式(感应加热、电阻炉加热、火焰加热)的优缺点,以及如何通过精确控制升温速率、保温时间、冷却速率来获得预期的组织和性能。 热处理设备选型与维护:不同的热处理工艺需要不同的设备。本书将为您介绍感应加热设备、各种类型的热处理炉(箱式炉、井式炉、推盘炉、网带炉)及其适用范围,并提供设备选型、操作与日常维护的指导。 气氛保护与真空热处理:在很多情况下,需要通过气氛保护或真空来防止工件氧化、脱碳或实现特殊的表面改性。我们将深入研究各种保护气氛(如氮气、氢气、惰性气体、还原性气氛)的成分及其作用,以及真空热处理在高端制造中的重要性。 工艺参数的优化与验证:如何根据材料特性、零件形状、使用要求来确定最佳的热处理工艺参数?本书将介绍经验公式、实验设计方法(DOE)以及计算机模拟在工艺优化中的应用,并强调如何通过金相分析、力学性能测试等手段来验证工艺效果。 第三篇:金属热处理的拓展——性能评估与应用领域 本篇将进一步拓展金属热处理的应用范围,并探讨如何评估热处理后的性能。 微观组织与性能的关系:本书将通过大量的金相照片和显微组织分析,直观展示不同热处理工艺对金属微观结构的影响,并深入分析微观组织(如晶粒度、相的形态和分布、碳化物、夹杂物)与宏观性能(强度、硬度、韧性、疲劳寿命、耐磨性、耐腐蚀性)之间的内在联系。 热处理过程中的应力与变形控制:热处理过程中,由于温度变化和相变,往往伴随着内应力和变形。我们将探讨如何通过合理的热处理工艺设计、加热冷却方式以及后续的应力消除处理来控制和减小这些不利影响。 不同金属材料的热处理特点:我们将聚焦于几种典型金属材料,如碳钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金、钛合金等,分析它们各自的相变规律和适用的热处理工艺,并简要介绍它们在航空航天、汽车制造、能源、电子等领域的广泛应用。 未来发展趋势与前沿技术:最后,我们将展望金属热处理技术未来的发展方向,包括智能化热处理、激光热处理、增材制造中的热处理、新型热处理材料等,激发您对这一领域的持续关注与探索。 通过对金属热处理理论、实践、评估与应用领域的全面梳理,本书旨在为您提供一个全面而深入的学习平台,帮助您深刻理解金属热处理的精髓,并能将其灵活应用于实际工作中,从而更好地掌握金属材料的性能,创造出更高品质的金属制品。

作者简介

目录信息

目 录
前言
第1章 概论
第2章 热处理裂纹
1热处理裂纹的一般概念
2加热不当形成的裂纹
2.1升温速度过快引起的裂纹
2.2表面增碳或脱碳引起的裂纹
2.3过热或过烧引起的裂纹
2.4在含氢气氛中加热引起的氢致裂纹
3金属零件的淬火裂纹
3.1马氏体的显微裂纹
3.2淬火裂纹
3.2.1纵向裂纹
3.2.2横向裂纹(弧形裂纹)
3.2.3网状裂纹
3.2.4剥离裂纹
3.2.5应力集中裂纹
3.2.6过热淬火裂纹
4影响淬火裂纹形成的因素
4.1冶金因素的影响
4.1.1钢件的冶金质量
4.1.2钢件的化学成分
4.1.3原始组织的影响
4.2零件尺寸和结构的影响
4.3工艺因素的影响
4.3.1加热因素的影响
4.3.2冷却因素的影响
5预防淬火裂纹的方法
5.1正确进行产品设计
5.1.1材料选择
5.1.2零件的结构设计
5.1.3热处理技术条件
5.2合理安排工艺路线
5.3恰当确定加热参数
5.3.1加热介质
5.3.2加热速度
5.3.3加热温度
5.3.4保温时间
5.4选定合适的淬火方法
5.5淬火介质的选择
5.5.1淬火介质的冷却能力
5.5.2淬火介质特点与选择
5.6防止淬火裂纹的其他措施
6其他热处理裂纹
6.1回火裂纹
6.2冷处理裂纹
6.3时效裂纹
6.4磨削裂纹
6.5电镀裂纹
第3章 热处理变形
1工件热处理的尺寸变化
2工件热处理的形状畸变
3热处理变形的一般规律
3.1淬火变形的趋势
3.2影响热处理变形的因素
3.2.1化学成分对热处理变形的影响
3.2.2原始组织和应力状态对热处理变形的影响
3.2.3工件几何形状对热处理变形的影响
3.2.4工艺参数对热处理变形的影响
3.2.5时效与冷处理对热处理变形的影响
3.3化学热处理工件的变形
3.3.1渗碳工件的变形
3.3.2渗氮工件的变形
4热处理变形的校正
4.1机械校正法
4.2热处理校正法
第4章 残余内应力
1热处理内应力
1.1热应力
1.2组织应力
1.3热处理工件的残余应力分布及影响因素
1.4表面淬火工件的残余应力
1.5化学热处理工件的残余应力
2残余应力对力学性能的影响
2.1残余应力与硬度
2.2残余应力与磨损
2.3残余应力与疲劳
2.3.1残余压应力提高工件的疲劳强度
2.3.2残余应力对疲劳强度影响的机理
2.4残余应力与腐蚀
2.5残余应力与电镀
3残余应力的调整和消除
3.1热处理对消除残余应力的作用
3.1.1消除应力退火
3.1.2回火与残余应力的去除
第5章 组织不合格
1热处理与组织、性能的关系
2氧化与脱碳
2.1氧化
2.2脱碳
2.3防止和减轻氧化脱碳的措施
3过热与过烧
3.1过热
3.2过烧
4低、中碳钢预备热处理球化体级别不合格
5渗碳组织缺陷
5.1表层碳化物过多,呈大块状或网状分布
5.2残余奥氏体量过多
5.3马氏体粗大
5.4内氧化
5.5黑色组织
5.5.1黑色点状组织
5.5.2黑色网状组织
5.5.3托氏体黑色网带组织
6渗氮组织缺陷
6.1渗前原始组织中铁素体过多、回火索氏体
组织粗大
6.2化合物层疏松
6.3针状组织
6.4网状和脉状氮化物
7渗硼组织缺陷
7.1渗硼层的非正常组织
7.2硼化层较多孔洞
第6章 力学性能不合格
1热处理和硬度
1.1软点
1.2硬度不足
1.3高频淬火和渗碳工件的软点和硬度不足
2拉伸性能和疲劳强度不合格
2.1拉伸性能不合格
2.2疲劳性能不合格
2.2.1淬火不充分的影响
2.2.2渗碳层内氧化的影响
2.2.3碳氮共渗渗层中黑色组织的影响
2.2.4渗碳层中过量残余奥氏体的影响
2.2.5渗碳层中网状和大块状碳化物的影响
2.2.6脱碳的影响
3耐腐蚀性能不良
3.1热处理对晶间腐蚀和点腐蚀性能的影响
3.2热处理对应力腐蚀开裂的影响
4持久蠕变性能不合格
4.1高温合金热处理与持久蠕变性能
4.1.1高温合金中的常见相
4.1.2高温合金热处理对持久蠕变性能的影响
4.2高温蠕变脆性
5非铁金属合金力学性能不合格
第7章 脆性
1回火脆性
1.1第一类回火脆性
1.1.1第一类回火脆性机理
1.1.2第一类回火脆性的抑制和防止
1.2第二类回火脆性
1.2.1影响第二类回火脆性的因素
1.2.2第二类回火脆性机理
1.2.3第二类回火脆性的抑制和防止
2低温脆性
2.1低温脆性的评定
2.2钢的成分和组织对低温脆性断裂的影响
2.2.1合金元素和杂质的影响
2.2.2组织的影响
3氢脆性
3.1氢脆及其分类
3.2钢的成分和组织对氢脆的影响
4σ脆性
4.1σ相的性质及其对性能的影响
4.2钢的成分、热处理与σ相的形成
5电镀脆性
5.1电镀脆性的影响因素
5.2防止电镀脆性的措施
6渗层脆性
6.1渗氮层脆性
6.2渗硼层脆性
第8章 其他热处理缺陷
1化学热处理和表面热处理特殊缺陷
1.1渗碳硬化层深度不合格
1.2渗氮硬化层深度不合格
1.3渗硼、渗铝硬化层深度不合格
1.4感应加热淬火硬化层深度不合格
1.5火焰加热淬火硬化层深度不合格
2真空热处理和保护热处理缺陷
2.1真空热处理表面合金元素贫化与粘连
2.2表面不光亮和氧化色
2.3表面增碳或增氮
3有色金属合金热处理缺陷
3.1铝合金热处理缺陷
3.2镁合金热处理缺陷
3.3钛合金热处理缺陷
3.4铜合金热处理缺陷
3.5高温合金热处理缺陷
第9章 热处理缺陷预防与全面质量控制
1热处理全面质量控制的概念
2基础条件控制
2.1环境条件控制
2.1.1厂房
2.1.2温度
2.1.3照明与噪声
2.2设备与仪表控制
2.2.1热处理炉的炉温均匀性及分类
2.2.2热处理炉气氛控制
2.2.3冷却设备控制
2.2.4检验设备控制
2.2.5温度仪表及控制系统
2.2.6气氛仪表及控制系统
2.3人员素质和管理水平
2.3.1人员素质
2.3.2质量管理
3热处理前质量控制
3.1热处理零件设计的质量控制
3.1.1材料选择
3.1.2热处理技术要求的确定和标注
3.1.3热处理零件结构形状设计
3.2原材料质量控制
3.2.1零件原材料质量控制
3.2.2热处理工艺材料质量控制
3.3热处理前各工序质量控制
3.3.1锻造质量控制
3.3.2铸造质量控制
3.3.3焊接质量控制
3.3.4机械加工质量控制
4热处理中质量控制
4.1待处理件的核查
4.2预备热处理质量控制
4.3最终热处理质量控制
4.3.1工艺控制
4.3.2设备选择与槽液控制
4.3.3生产操作控制
4.3.4质量要求与检验
4.4表面热处理与化学热处理的质量控制
4.4.1工艺方法选择
4.4.2表面淬火质量控制
4.4.3渗碳质量控制
4.4.4渗氮质量控制
4.4.5渗硼质量控制
4.4.6渗铝质量控制
5热处理后质量控制
5.1后处理质量控制
5.1.1热处理后防锈
5.1.2表面强化
5.1.3磨削加工
5.1.4电镀
5.2完善质量服务工作
5.3重视环保技术安全工作
5.3.1热处理生产的环境保护
5.3.2热处理生产的技术安全
第10章 热处理缺陷分析案例
1汽车半轴淬火开裂与疲劳断裂的分析及防止措施
245钢工件在易裂尺寸范围开裂的分析及防止措施
3本体淬火裂纹的分析及防止措施
4三硝水-空气双液淬火裂纹的分析及防止措施
5绞肉机孔板淬火工艺的改进
6高碳钢及轴承钢零件淬火裂纹的分析及防止措施
7机床活塞超音频淬火裂纹的分析及防止措施
8汽车转向节中频淬火裂纹的分析及防止措施
9大型工件热处理过程中内裂的分析及防止措施
10高速钢焊接工具裂纹的分析及防止措施
11曲线齿锥齿轮热处理变形的分析及防止措施
12无压淬火减少曲线齿锥齿轮平面翘曲变形
13齿轮淬火变形的分析及防止措施
14锥齿轮花键孔变形的分析及防止措施
15汽车稳定杆淬火工艺的改进
16工字卡规热处理变形的分析及防止措施
17利用热应力预弯曲减少上导轨淬火变形
18碟形刀片的防止变形热处理
1965Mn弹簧片热处理变形的分析及防止措施
20空心辊中频表面淬火变形的分析及防止措施
21气体氮碳共渗零件变形的分析及防止措施
22T10A模具线切割开裂的分析及防止措施
23大型冷冲模具热处理缺陷分析及改进措施
24热处理工艺对零件表面组织及磨削裂纹的影响
25木工锯条热处理残品的挽救措施
26气体渗碳件的补修工艺
27高频淬火构件低应力疲劳脆断的分析及防止措施
2820钢板冷冲压产生裂纹的原因及解决方法
2920CrMnTi钢预备热处理组织缺陷分析
3020MnV钢圆环链质量分析
3115Cr钢活塞销淬火工艺的改进
32游标卡尺测尺热处理新工艺
33球墨铸铁底座退火工艺的改进
34冷作模具失效分析及改进措施
35叉车半轴中频淬火质量分析与工艺改进
36曲轴气体渗氮后表面硬度偏低的挽救措施
3765Mn钢爪型接地弹簧垫圈热处理工艺改进
38高强度钢甲醇裂解气保护热处理氢脆
3920CrMnTi钢齿轮碳氮共渗中的氢脆
40渗碳齿轮通氨淬火的氢脆现象
41Z10硅钢片的脆化与防止
4225Cr2Mo1V钢高温紧固螺栓脆化及恢复热处理
43汽车渗碳零件失效分析
441Cr18Ni9Ti钢桔皮状表面的探讨
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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坦白说,我购买《金属热处理缺陷分析及案例》这本书的初衷,是想解决我们在实际生产中遇到的一些棘手问题。我们公司的产品对金属零件的强度和耐久性要求极高,一旦出现热处理方面的疏忽,带来的损失是难以估量的。这本书确实没有让我失望,它系统的梳理了金属热处理过程中最常遇到的几类缺陷,并且对每种缺陷的成因、判定方法以及预防措施都做了详尽的阐述。比如,对于渗碳层深度不足的问题,书中不仅指出了碳势和保温时间等关键工艺参数的影响,还结合了扩散动力学原理,让我明白了为什么会出现这种情况,以及如何通过调整工艺参数来有效解决。我尤其欣赏书中对“组织缺陷”的详细讲解,比如魏氏组织、网状碳化物等,这些细微的组织变化,往往是导致性能下降的根源,而这本书则给了我一把“显微镜”,让我能更清晰地“看见”这些问题。而且,案例的选取也非常有代表性,涵盖了不同类型的金属材料和不同的热处理工艺,这极大地拓宽了我的视野,也让我对如何在不同场景下应用热处理技术有了更深入的理解。对于正在面临类似挑战的工程师来说,这本书无疑是一本不可多得的“救命稻草”。

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这本《金属热处理缺陷分析及案例》真是让我大开眼界!我一直对金属材料的世界充满好奇,尤其是在工业生产中,那些看似微小的缺陷,往往能引发连锁反应,导致严重的后果。这本书就像一位经验丰富的导师,循循善诱地为我揭示了金属热处理过程中可能出现的各种“疑难杂症”。我特别喜欢它对缺陷成因的深入剖析,不再是简单的罗列,而是从微观组织、应力分布、工艺参数控制等多个维度进行解读,让我对“为什么会发生这个缺陷”有了更清晰的认识。例如,书中对淬火开裂的分析,不仅讲解了马氏体相变时的体积膨胀和残余应力,还结合了不同钢种的淬火敏感性差异,这对我理解实际生产中的情况非常有帮助。而且,案例分析部分更是精彩绝伦,将理论知识与实际问题紧密结合,让我能够看到那些抽象的理论是如何在真实世界中“显灵”的。通过这些生动的案例,我仿佛置身于生产一线,亲身参与到问题排查和解决方案的制定中,这种学习体验远比枯燥的理论学习要深刻得多。我推荐这本书给所有对金属材料和工业制造感兴趣的朋友,它绝对是一本能够提升你专业认知和解决问题能力的宝藏。

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在接触《金属热处理缺陷分析及案例》之前,我总觉得金属热处理是一个既神秘又有些难以捉摸的领域。这本书的出现,彻底改变了我的看法。它以一种极其友好的方式,将复杂的热处理原理和技术“接地气”地呈现出来。书中的语言并不生涩,而是力求通俗易懂,同时又不失专业性。我最喜欢的一点是,它不仅仅是告诉你“有哪些缺陷”,更重要的是教你“如何去分析和解决”。比如,在讨论“过热”和“回火脆性”时,书中并没有简单地给出定义,而是详细解释了这些缺陷产生的微观机制,以及如何通过金相检验等手段来准确地识别它们。这一点对于我这样想要提升自身专业技能的读者来说,至关重要。另外,书中大量的案例分析,仿佛是为我量身定做的“实战演练”,每一个案例都清晰地描述了问题的背景、分析过程和最终的解决方案,让我能够将书本上的理论知识迅速转化为实际的应用能力。我尝试将书中介绍的一些分析方法应用到我们日常的工作中,效果显著。这本书让我对金属热处理的理解,从“知其然”上升到了“知其所以然”的境界。

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说实话,我并不是金属热处理专业的科班出身,但因为工作需要,我不得不接触这方面的知识。《金属热处理缺陷分析及案例》这本书,可以说是给我打开了一扇新的大门。它的内容组织逻辑清晰,从基础理论到具体应用,层层递进,让我这个“门外汉”也能逐步理解其中的奥秘。书中对各种常见缺陷的描述,非常具体,而且配以大量的图示和表格,让我能够直观地感受到缺陷的存在以及它们对材料性能的影响。我特别喜欢其中关于“相变动力学”的讲解,虽然听起来有点高深,但作者用非常形象的比喻和浅显的语言,将复杂的概念解释清楚了,让我明白了为什么在不同的冷却速率下,会形成不同的组织结构。更重要的是,书中的案例分析,真实地反映了生产中的各种问题,比如热处理炉温不均导致的产品性能差异,或者淬火介质选择不当造成的开裂等。这些案例的分析过程,让我学会了如何系统地思考问题,如何从多个角度去寻找原因,而不是简单地归咎于某一个环节。总而言之,这是一本能够帮助非专业人士快速入门,并提升解决实际问题能力的好书。

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我一直对材料科学领域抱有浓厚的兴趣,尤其是金属材料的热处理,在我看来,这是一种“点石成金”的奇妙过程。《金属热处理缺陷分析及案例》这本书,恰恰满足了我对这个领域的探索欲望。书中对于各种热处理缺陷的论述,既有深度又不失广度,让我对这些“瑕疵”有了全新的认识。它不仅仅是列举了缺陷的名称,更重要的是深入探究了它们形成的原因,从晶体结构的变化到宏观应力的累积,都做了细致入微的分析。我尤其欣赏书中关于“组织应力”和“热应力”如何相互作用,最终导致材料产生变形甚至开裂的解释,这让我明白了许多看似微小的工艺波动,都可能成为引发严重缺陷的“导火索”。书中的案例部分更是锦上添花,每一个案例都像是一个精心设计的谜题,引导读者一步步地分析问题,找到症结所在,最终给出可行的解决方案。这种“案例驱动”的学习方式,让我能够更好地将书本上的理论知识与实际应用相结合,大大提升了我解决实际问题的能力。这本书让我认识到,金属热处理并非一成不变的公式,而是一门充满智慧和艺术的学问。

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