热处理手册(第1卷)

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出版者:机械工业
作者:赵显曾 编
出品人:
页数:833
译者:
出版时间:2008-1
价格:82.00元
装帧:
isbn号码:9787111222897
丛书系列:
图书标签:
  • 热处理
  • 金属热处理
  • 材料科学
  • 机械工程
  • 制造工艺
  • 金属材料
  • 热处理技术
  • 工业工程
  • 金属加工
  • 材料工程
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具体描述

《21世纪独立学院系列规划教材·高等数学(下册)》为根据教学需要,做到内容选择适当,重点突出,难点分散;叙述深入浅出,便于自学。下册包括无穷级数、向量代数与空间解析几何、多元函数及其微分法、重积分、曲线积分与曲面积分5章。

《热处理手册(第1卷)》 本书概览 《热处理手册(第1卷)》是一部旨在系统性、全面性地阐述金属热处理基础理论、工艺方法以及相关应用技术的权威性著作。本书共分多卷,本卷作为系列的第一部,侧重于热处理的核心原理、基础知识体系的构建,以及最常用、最基础的热处理工艺的深入解析。全书以严谨的科学态度、清晰的逻辑结构和丰富的实践指导为特色,力求为读者提供一个坚实的热处理知识平台。 内容精要 第一章 绪论 本章将为读者勾勒出金属热处理的宏大图景。首先,我们将追溯热处理技术的发展历程,从古代的淬火炼刃到现代的精密调控,展现其在工业革命乃至当代科技发展中的关键作用。接着,我们将明确界定金属热处理的概念、目的和基本原理,强调其“以改变组织结构为手段,以改善性能为目的”的核心特征。此外,本章还会概述热处理在现代制造业中所扮演的关键角色,例如提升机械强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等,并简要介绍本套手册的整体结构和阅读指导,帮助读者快速进入热处理的学习轨道。 第二章 金属的结晶与相变 金属的组织结构是决定其性能的根本。本章将深入探讨金属的结晶过程,从原子排列到晶体的形成,详细阐述晶体的生长、孪晶、晶界等微观结构特征。在此基础上,我们将重点讲解金属(特别是钢)在加热和冷却过程中发生的各种相变。这包括固态相变的基本理论,如扩散型相变和无扩散型相变(马氏体相变)的机制。我们将深入分析铁碳合金在不同温度下的相组织,如奥氏体、铁素体、渗碳体、珠光体、贝氏体等,并重点介绍相图(如Fe-C相图)的解读方法,理解相图如何指导热处理工艺的设计。此外,本章还将触及合金元素对相变过程的影响,为理解复杂合金的热处理提供基础。 第三章 钢的热处理工艺基础 作为应用最广泛的金属材料,钢的热处理是本卷的重点。本章将系统介绍几种最基础、最核心的钢热处理工艺。 退火 (Annealing): 我们将详细阐述退火的目的(软化、消除内应力、改善切削性能、细化晶粒等)和不同类型的退火工艺,包括完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火和消除应力退火。对于每种退火工艺,我们将深入剖析其加热温度、保温时间、冷却方式等关键工艺参数,并解释其背后的组织转变机制及其对钢材性能的影响。 正火 (Normalizing): 正火工艺的原理、目的(细化晶粒、均匀组织、提高强度和韧性)及其操作要点将被详细介绍。我们将讨论正火与退火在冷却方式上的区别,并分析其对钢材组织和性能的独特影响。 淬火 (Quenching): 淬火是提升钢材硬度和强度的关键。本章将深入探讨淬火的原理,包括奥氏体化、过冷奥氏体以及马氏体相变。我们将详细分析淬火介质(水、油、空气、盐浴等)的选择原则及其对淬火冷却速度的影响,并讨论过冷奥氏体的稳定性、临界冷却速度等概念。同时,我们将深入讲解淬火过程中可能出现的缺陷,如淬裂、变形、硬度不足等,并提供相应的预防和控制措施。 回火 (Tempering): 淬火后的钢材硬度很高但脆性也大,回火是消除脆性、获得所需韧性的必要工艺。本章将详细介绍回火的目的(降低脆性、获得所需硬度和韧性、消除淬火应力)和不同回火温度所对应的组织转变及性能变化。我们将详细阐述低温回火、中温回火和高温回火的工艺特点,重点讲解回火贝氏体、回火索氏体、回火托氏体等回火组织及其形成的机理。此外,还将讨论回火脆性及其避免方法。 第四章 热处理工艺参数及其影响 本章将进一步深化对热处理工艺参数的理解,并探讨这些参数如何精细地调控金属性能。 加热温度与保温时间: 详细分析加热温度对奥氏体晶粒度、碳化物溶解度以及相变驱动力的影响。探讨保温时间不足和过长可能带来的问题。 冷却方式与冷却速度: 深入分析冷却介质的导热性、比热容、潜热等物理性质如何影响冷却速度。引入T-T-T曲线(等温转变曲线)和C-C-T曲线(连续冷却转变曲线)的概念,阐述它们在预测和控制淬火组织方面的作用,以及如何利用这些曲线来设计最优的冷却策略。 晶粒度控制: 探讨加热温度、保温时间和冷却速度对钢材晶粒尺寸的影响,以及细晶粒和粗晶粒对力学性能(如强度、韧性、疲劳寿命)的差异化影响。 内应力与变形: 分析热处理过程中产生内应力的原因(如相变应力、组织应力、温度应力),以及它们如何导致工件变形甚至开裂。介绍消除或减小内应力的有效手段,如预先应力处理、分级冷却、等温淬火等。 第五章 常见金属材料的预处理与常规热处理 本章将结合前几章的理论基础,针对几种常见的金属材料,介绍其预处理和常规热处理的典型工艺。 碳钢与合金钢: 针对不同碳含量和合金元素的钢种,介绍其退火、正火、淬火和回火的推荐工艺范围以及工艺要点。例如,讨论高碳钢的球化退火,中碳钢的淬火-回火强化,低合金钢的淬火-回火或正火工艺。 铸铁: 介绍铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁)在铸造后可能需要的热处理,如退火(用于消除应力、软化)、调质(用于提高性能)等,以及不同类型铸铁适用的热处理方法。 其他常见金属材料(简述): 可能会简要提及铜合金、铝合金等非铁基材料的常规热处理,如固溶处理、时效处理等,为后续卷次的深入探讨奠定基础。 应用与展望 《热处理手册(第1卷)》的内容聚焦于理论与基础工艺,为读者打下坚实的知识基础。掌握了本卷的内容,读者将能够理解金属热处理的基本原理,掌握最常用的热处理工艺,并能初步分析热处理工艺参数对材料性能的影响。本书为后续关于表面热处理、特殊热处理、热处理设备、质量控制及无损检测等更深入、更专业的探讨提供了不可或缺的入门基础。本书旨在成为每一位从事金属材料研究、工程设计、生产制造的技术人员和学生的案头必备参考书。

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前言第1章 基础资料 1.1 金属热处理分类及代号 1.1.1 基础分类 1.1.2 附加分类 1.1.3 常用热处理工艺及代号 1.2 合金相图 1.2.1 铁碳系合金相图 1.2.2 其他铁基合金相图 1.2.3 铝基、铜基及钛基合金相图 1.3 现行热处理标准题录 参考文献第2章 金属热处理的加热 2.1 金属和合金相变过程中的元素扩散 2.1.1 扩散的一般规律 2.1.2 碳在钢中的扩散 2.2 钢的加热转变 2.2.1 珠光体一奥氏体转变 2.2.2 铁素体一珠光体向奥氏体的等温转变 2.2.3 连续加热时的奥氏体形成过程 2.2.4 钢加热时的奥氏体晶粒长大 2.2.5 过热和过烧 2.2.6 钢的晶粒度对性能的影响 2.2.7 奥氏体晶粒度的显示和测定 2.3 加热介质和金属与介质的作用 2.3.1 加热介质分类 2.3.2 金属在各种介质中加热时的行为 2.4 加热计算公式及常用图表 2.4.1 影响加热速度的因素 2.4.2 钢件加热时间的经验计算法 2.4.3 从节能角度考虑的加热时间计算法 2.5 加热节能措施 2.5.1 加热设备的节能 2.5.2 加热工艺措施节能 2.5.3 合理的生产管理 2.6 可控气氛 2.6.1 分类及用途 2.6.2 制备方法 2.6.3 炉气控制原理 2.6.4 炉气检测方法 2.7 加热熔盐和流态床 2.7.1 加热熔盐的成分及用途 2.7.2 盐浴的脱氧及脱氧剂 2.7.3 长效盐 2.7.4 流态床加热的特点 2.8 真空中的加热 2.8.1 金属在真空中加热时的行为 2.8.2 金属在真空中的加热速度 参考文献第3章 金属热处理的冷却 3.1 钢的过冷奥氏体转变 3.1.1 过冷奥氏体的高温分解 3.1.2 马氏体转变与马氏体 3.1.3 贝氏体转变与贝氏体 3.1.4 过冷奥氏体等温分解转变动力学 3.2 钢件热处理的冷却过程 3.2.1 热处理的各种冷却方式 3.2.2 钢冷却时的内应力 3.2.3 淬火裂纹 3.2.4 淬火畸变 3.3 淬火冷却介质 3.3.1 淬火冷却介质应具备的特性及其分类 3.3.2 淬火介质冷却特性的评价方法 3.3.3 常用淬火介质及冷却方式 3.4 淬火冷却过程的计算机模拟 3.4.1 导热计算 3.4.2 相变量的计算 3.4.3 应力场分析 3.4.4 复杂淬火操作的模拟以及非线性处理 3.4.5 借助于计算机模拟进行热处理虚拟生产 参考文献第4章 钢铁件的整体热处理 4.1 钢的热处理 4.1.1 钢的退火与正火 4.1.2 钢的淬火 4.1.3 钢的回火 4.1.4 钢的感应穿透加热调质 4.2 铸铁的热处理 4.2.1 铸铁的分类和应用 4.2.2 铸铁热处理基础 4.2.3 白口铸铁的热处理 4.2.4 灰铸铁的热处理 4.2.5 球墨铸铁的热处理 4.2.6 可锻铸铁的热处理 参考文献第5章 表面加热热处理 5.1 感应加热热处理 5.1.1 感应加热原理 5.1.2 钢件感应加热时的相变特点 5.1.3 感应器 5.1.4 感应淬火工艺 5.1.5 超高频脉冲和大功率脉冲感应淬火 5.1.6 感应淬火件的回火 5.1.7 感应淬火常见的质量问题及返修 5.2 火焰淬火 5.2.1 火焰加热方法 5.2.2 火焰喷嘴和燃料气 5.2.3 火焰淬火工艺规范 5.3 激光、电子束热处理 5.3.1 激光热处理的特点 5.3.2 电子束热处理的特点 5.3.3 表面相变硬化 5.3.4 表面熔化快速凝固硬化 5.3.5 表面合金化和熔覆 5.3.6 激光热处理设备 5.4 其他表面热处理方式 5.4.1 接触电阻加热表面淬火 5.4.2 电解液加热表面淬火 5.4.3 浴炉加热表面淬火 参考文献第6章 化学热处理 6.1 钢的渗碳 6.1.1 渗碳原理 6.1.2 渗碳方法 6.1.3 渗碳用钢及渗碳后的热处理 6.1.4 渗碳层的组织和性能 6.1.5 渗碳件质量检查、常见缺陷及防止措施 6.2 钢的碳氮共渗 6.2.1 概述 6.2.2 气体碳氮共渗 6.2.3 其他碳氮共渗方法 6.2.4 碳氮共渗用钢及共渗后的热处理 6.2.5 碳氮共渗层的组织和性能 6.2.6 碳氮共渗工件质量检查与常见缺陷及防止措施 6.3 渗氮及以氮为主的共渗 6.3.1 渗氮 6.3.2 氮碳共渗 6.3.3 氧氮共渗 6.3.4 硫氮共渗 6.3.5硫氮碳共渗 6.4 渗金属及碳氮之外的非金属 6.4.1 渗硼 6.4.2 渗铝 6.4.3 渗锌 6.4.4 渗铬 6.4.5 熔盐碳化物覆层工艺 6.4.6 渗硫 6.4.7 渗硅、钛、铌、钒、锰 6.4.8 多元共渗与复合渗 6.5 离子化学热处理 6.5.1 离子化学热处理基础 6.5.2 离子渗氮 6.5.3 离子氮碳共渗 6.5.4 离子渗碳及碳氮共渗 6.5.5 离子渗硫及含硫介质的多元共渗 6.5.6 离子渗硼 6.5.7 离子渗金属 6.6 气相沉积与离子注入技术 6.6.1 气相沉积技术 6.6.2 离子注入技术 参考文献第7章 形变热处理 7.1 概述 7.2 低温形变热处理 7.2.1 低温形变热处理工艺 7.2.2 钢低温形变热处理的组织变化 7.2.3 钢低温形变热处理后的力学性能 7.2.4 其他低温形变热处理 7.3 高温形变热处理 7.3.1 高温形变热处理工艺 7.3.2 钢高温形变淬火的组织变化 7.3.3 钢高温形变热处理后的力学性能 7.3.4 钢的锻热淬火 7.3.5 控制轧制 7.3.6 非调质钢 7.4 表面形变热处理 7.4.1 表面高温形变淬火 7.4.2 预冷形变表面形变热处理 7.4.3 表面形变时效 7.5 形变化学热处理 7.5.1 形变对扩散过程的影响 7.5.2 钢件化学热处理后的冷形变 7.5.3 钢件化学热处理后的表面高温形变淬火 7.5.4 钢件晶粒多边化处理后的化学热处理 参考文献第8章 非铁金属的热处理 8.1 铜及铜合金的热处理 8.1.1 铜及铜合金的性能及用途 8.1.2 铜及铜合金的热处理概述 8.1.3 黄铜的热处理 8.1.4 青铜的热处理 8.1.5 白铜及其热处理 8.2 铝及铝合金的热处理 8.2.1 纯铝的特性 8.2.2 铝合金的分类 8.2.3 变形铝合金 8.2.4 铸造铝合金 8.2.5 变形铝合金的退火 8.2.6 变形铝合金的固溶处理与时效 8.2.7 其他热处理 8.2.8 变形铝合金加工及热处理状态标记 8.2.9 铸造铝合金的热处理 8.2.10 铝合金的热处理缺陷 8.3 镁合金的热处理 8.3.1 镁及镁合金 8.3.2 镁合金热处理的主要类别 8.3.3 热处理设备和操作 8.3.4 热处理缺陷及防止方法 8.3.5 镁合金热处理安全技术 8.4 钛及钛合金的热处理 8.4.1 钛合金中的合金元素 8.4.2 工业纯钛及钛合金的分类 8.4.3 钛合金中的不平衡相变 8.4.4 钛合金的热处理 8.4.5 影响钛合金热处理质量的因素 8.5 高温合金的热处理 8.5.1 高温合金的分类和牌号表示法 8.5.2 高温合金中的合金化元素及其作用 8.5.3 高温合金强化机制简介 8.5.4 高温合金的热处理 8.6 贵金属及其合金的热处理 8.6.1 贵金属及其合金的应用范围 8.6.2 贵金属基合金的热处理 参考文献第9章 铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理 9.1 概论 9.1.1 粉末冶金的应用范围 9.1.2 粉末冶金方法 9.1.3 粉末冶金材料的分类 9.2 铁基粉末冶金件及其热处理 9.2.1 铁基粉末冶金材料的分类 9.2.2 铁基粉末冶金材料的标记方法 9.2.3 铁基粉末冶金件的制造工艺流程 9.2.4 粉末冶金用铁和铁合金粉末 9.2.5 烧结铁、钢、不锈钢粉末冶金件的性能 9.2.6 提高铁基粉末冶金件性能的方法 9.2.7 铁基粉末冶金件的应用 9.2.8 铁基粉末冶金件的热处理 9.2.9 国外铁基粉末冶金件的牌号、成分和性能 9.3 钢结硬质合金及其热处理 9.3.1 钢结硬质合金的特点、牌号、性能和用途 9.3.2 钢结硬质合金的热处理 9.3.3 钢结硬质合金的组织与性能 9.4 粉末高速钢及其热处理 9.4.1 粉末高速钢类别和性能 9.4.2 热等静压和热挤压粉末高速钢 9.5 硬质合金及其热处理 9.5.1 硬质合金的分类和用途 9.5.2 影响硬质合金性能的因素 9.5.3 硬质合金的牌号、性能和用途 9.5.4 硬质合金的热处理 9.5.5 国外硬质合金牌号、性能及用途 参考文献第10章 功能合金的热处理 10.1 电性合金及其热处理 10.1.1 金属的导电性 10.1.2 导电合金 10.1.3 电阻合金 10.2 磁性合金的热处理 10.2.1 金属磁性的物理基础 10.2.2 软磁合金的热处理 10.2.3 永磁合金的热处理 10.3 膨胀合金的热处理 10.3.1 金属的热膨胀特性 10.3.2 低膨胀合金的热处理 10.3.3 铁磁性定膨胀合金的热处理 10.3.4 无磁性定膨胀合金的热处理 10.3.5 高膨胀合金的热处理 10.4 弹性合金的热处理 10.4.1 金属的弹性性能 10.4.2 高弹性合金的热处理 10.4.3 恒弹性合金的热处理 10.5 形状记忆合金及其定形热处理 10.5.1 超弹性和形状记忆效应 10.5.2 钛镍形状记忆合金 10.5.3 铜基形状记忆合金 10.5.4 形状记忆合金的应用 参考文献第11章 其他热处理技术 11.1 磁场热处理 11.1.1 磁场对材料固态相变的影响 11.1.2 磁场热处理对材料性能的影响及应用 11.1.3 磁场淬火设备及存在的问题 11.2 强烈淬火 11.2.1 强烈淬火原理 11.2.2 强烈淬火对钢组织性能的影响及其应用 11.2.3 强烈淬火设备 11.3 微弧氧化 11.3.1 微弧氧化的发展过程 11.3.2 微弧氧化基本原理 11.3.3 微弧氧化工艺及其装置 11.3.4 微弧氧化的应用实例 参考文献
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用户评价

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这本书的组织结构堪称教科书级的范本,它以一种近乎哲学思辨的方式,探讨了人类如何通过对温度和时间的精准调控,赋予无生命的金属以特定的“性格”和功能。我最欣赏的是作者在总结陈词中,对未来热处理技术发展趋势的展望,包括非平衡态热处理和智能化热处理系统的潜力,这让我看到了材料科学研究的广阔前景。在实际操作层面上,书中提供的不同热处理工艺的“窗口”——即允许的温度范围和时间区间——的精确界定,极大地帮助我优化了现有的一些生产流程,减少了因经验主义带来的不确定性。阅读它,就像是完成了一次全面的“内功修炼”,让你对材料的内在本质有了更深刻的敬畏。它不仅教会了我如何操作,更教会了我如何思考材料性能背后的物理机制,是一种从表象到本质的系统性认知升华。这本书无疑是为那些希望在材料工程领域达到精深造诣的同行们量身定做的一份重量级献礼。

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这本书的排版和插图质量堪称一流,这在专业技术书籍中并不常见,往往很多技术手册都是图文并茂但重点不突出。然而,这里的每一张金相显微照片和衍射图谱都像是精心挑选的艺术品,它们直观地展示了碳化物析出、晶粒细化等微观形貌的改变,极大地辅助了对文字描述的理解。我尤其欣赏作者对于“热处理气氛控制”这一环节的详尽论述,这往往是工业界最容易被忽视却至关重要的环节。书中对渗碳、氮化过程中活性氮原子和碳原子的渗透深度、表面硬度曲线的精确测算方法讲解得非常到位,甚至提到了如何利用残余奥氏体量来预测材料的最终韧性。对于我这种从事模具设计的人来说,了解材料在极限应力下的行为至关重要,而这本书恰好提供了那种“从材料诞生之初就介入控制”的视角。阅读这本书,感觉就像是走进了一个设备精良、记录详实的研究室,每一个实验步骤、每一次参数设定都有其充分的理论依据。

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我必须承认,这本书的阅读体验需要一定的专业基础,它并非一本轻松的睡前读物。它更像是一部需要不断查阅、反复比对的工具书和进阶教材的混合体。书中对高熵合金等前沿材料的热处理探索部分,展现了作者紧跟时代步伐的视野,这使得这本书超越了一般的经典手册,具备了前瞻性。我特别喜欢它在不同章节间建立起来的隐形联系,例如,通过对特定热处理温度的讨论,可以自然地引申到后续的机械加工性能,形成一个完整的材料生命周期认知。如果说有什么地方需要改进,也许是某些极端复杂的热传导方程推导部分,虽然严谨,但对于非数学背景的读者来说可能略显晦涩,需要花费额外的精力去啃读。尽管如此,正是这种对每一个细节毫不妥协的深度,才确立了它在行业内的权威地位。它迫使读者不能满足于“知道是什么”,而必须去探究“为什么是这样”,这种学术上的严谨性是极其宝贵的。

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拿到这本厚重的书时,我着实被它那近乎百科全书般的体量所震撼,它并非那种浮于表面的科普读物,而是真正扎根于实验数据和理论模型的深度探讨。我注意到其中大量篇幅用于介绍各种先进的热处理技术,比如等温淬火和马氏体分级转变的研究。书中详细对比了不同热处理方法对疲劳寿命、蠕变性能以及抗拉强度的细微影响,这种细致入微的分析让我对“优化”这两个字有了更深刻的理解。我尤其关注了关于热处理缺陷预防和矫正的章节,作者没有回避实际生产中经常遇到的问题,比如开裂、畸变等,并提供了大量的案例分析和预防措施,这对于指导实际生产中的质量控制工作具有极高的参考价值。阅读过程中,我常常需要停下来,对着书中的各种应力-应变曲线和相图反复揣摩,因为它们清晰地揭示了热处理参数与最终材料性能之间的内在联系。这本书的价值在于它提供了一套完整的、可追溯的知识体系,而不是零散的技巧汇总,它构建了一个坚实的理论框架,让读者能够举一反三,应对未知的材料挑战。

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这本书真是让我大开眼界,虽然我不是专业的冶金工程师,但对材料科学一直抱有浓厚的兴趣。翻开它,首先映入眼帘的是那些复杂而精密的图表和数据,对于理解金属在不同温度和气氛下的微观结构变化,提供了极为详尽的参考。我特别欣赏作者在解释热处理工艺对材料宏观性能影响时的那种深入浅出的笔法,即便是涉及到晶界扩散、相变动力学这些高深的概念,也能通过清晰的流程图和对比实例让人豁然开朗。例如,书中关于淬火过程冷却速率与奥氏体转变的关系分析得极其透彻,让我明白了为什么仅仅调整冷却介质就能带来如此巨大的硬度差异。此外,对不同类型钢材(如高碳钢、低合金钢)热处理规范的归纳总结,简直就是一本实用的操作指南,标注了详细的加热温度、保温时间和冷却方法,这对于那些希望在实验室或小型车间进行材料性能优化的读者来说,是无价之宝。整本书的编排逻辑性极强,从基础理论到具体应用,层层递进,让人在学习过程中不会感到迷失,仿佛有一位经验丰富的老技师在耳边耐心指导。我个人认为,这本书不仅适合专业人士,也极大地满足了像我这样有强烈求知欲的业余爱好者对“硬核”知识的渴求。

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