第一章 绪 论（1） 1.1 引 言（1） 1.2 热处理在金属材料生产中的作用（2） 1.3 热处理的基本类型（5） 第二章 均匀化退火（9） 2.1 铸态合金的组织及性质（9） 2.2 均匀化退火时合金组织及性能的变化（14） 2.3 均匀化退火工艺（14） 第三章 基于回复及再结晶过程的退火（30） 3.1 回 复（30） 3.2 再结晶（36） 3.3 再结晶晶粒长大及晶粒大小（46） 3.4 二次再结晶（57） 3.5 退火织构（62） 3.6 有序合金的回复与再结晶（69） 3.7 复相合金的再结晶（73） 3.8 回复退火及再结晶退火工艺规程（86） 3.9 消除应力退火（99） 第四章 基于固态相变的退火（105） 4.1 固态相变的基本类型及其一般规律（105） 4.2 钢的退火（132） 4.3 有色金属合金的退火（179） 第五章 无多型性转变合金的淬火和时效（186） 5.1 固溶化及固溶处理（187） 5.2 过饱和固溶体分解过程热力学（189） 5.3 脱溶序列（197） 5.4 时效后合金的组织特征（214） 5.5 时效时合金性能的变化（228） 5.6 影响时效过程及材料性能的因素（238） 5.7 淬火（固溶处理）及时效规程（244） 5.8 无序—有序转变及有序化强化（266） 第六章 有多型性转变合金的淬火和回火（276） 6.1 马氏体相变的基本理论（276） 6.2 钢中的马氏体相变（289） 6.3 钢的淬火（305） 6.4 钢中贝氏体转变和等温淬火（311） 6.5 钢的回火（322） 6.6 钢的时效硬化（343） 6.7 钢的表面淬火（347） 6.8 有色合金贝氏体转变（358） 6.9 有色合金马氏体和弹性马氏体（361） 6.10 钛合金的淬火及时效（回火）（377） 第七章 形变热处理（387） 7.1 热变形时金属组织的变化（387） 7.2 时效型合金的形变热处理（395） 7.3 马氏体转变型合金的形变热处理（403） 第八章 化学热处理（412） 8.1 化学热处理的基本过程（412） 8.2 钢的化学热处理（419） 8.3 钛合金的化学热处理（428） 8.4 元素的扩散去除（430） 第九章 热处理的工艺基础（432） 9.1 加热方法（432） 9.2 热处理加热气氛（436） 9.3 冷却介质（449） 9.4 热处理时的变形和裂纹（458） 主要参考书目（467）

【作 者】：周善初

【出 版 社】：中南大学出版社

【出版时间】：2005-02

【ISBN】：7-81061-734-6/TB·026

【字 数】：369（千字）

【页 码】：468（页）

【定 价】：￥38（元）

【开 本】：32开

加热是金属热处理主要工序之一。选用合理的加热方法可以保证和提高金属热处理的质量（见金属热处理质量控制）。有些零件在热处理后出现的缺陷就是由于加热方法不当造成的。加热时，应保持温度适当而均匀以避免或减少金属表面氧化、脱碳，同时还应控制加热速度。这些都与恰当地选择加热方法有关。早期的加热是以木炭或煤为燃料，在敞开的灶式炉中进行的。后来改变燃烧室的位置，制成不同形式的反射炉，提高了加热效率。为了改变因火焰直接接触工件而引起的表面氧化脱碳，一些中、小型工件常采用间接加热方法，如将工件埋在熔融盐液等介质中加热，即“浴炉”加热，可以基本上避免氧化，减少脱碳。液体和气体燃料的采用，电加热的扩大应用，使金属热处理的加热方法更趋完善，加热温度更易于控制，同时避免了环境污染。在第一次世界大战前后出现专门制造热处理加热炉的企业 。

金属热处理综述

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。

金属热处理加热

加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度 ，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异，但一般都是加热到某特性转变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致， 使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

金属热处理冷却

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

金属热处理加热方法，加热是金属热处理主要工序之一。

选用合理的加热方法可以保证和提高金属热处理的质量（见金属热处理质量控制）。有些零件在热处理后出现的缺陷就是由于加热方法不当造成的。加热时，应保持温度适当而均匀以避免或减少金属表面氧化、脱碳：同时还应控制加热速度。这些都与恰当地选择加热方法有关。早期的加热是以木炭或煤为燃料，在敞开的灶式炉中进行的。后来改变燃烧室的位置，制成不同形式的反射炉，提高了加热效率。为了改变因火焰直接接触工件而引起的表面氧化脱碳，一些中、小型工件常采用间接加热方法，如将工件埋在熔融盐液等介质中加热，即“浴炉”加热，可以基本上避免氧化，减少脱碳。液体和气体燃料的采用，电加热的扩大应用，使金属热处理的加热方法更趋完善，加热温度更易于控制，同时避免了环境污染。在第一次世界大战前后出现专门制造热处理加热炉的企业。30年代初期，可控气氛光亮加热法和机械化连续热处理设备的出现，使热处理的加热方法又前进一步。60年代以后真空热处理的问世，可控气氛的扩大应用，新热源的移植，氧探头和微处理机的应用等，使热处理加热方法有了更新的发展。按热源的不同，金属热处理加热方法大致可分为燃料燃烧加热法、电加热法和高能量密度能源加热法3大类。燃料燃烧加热法　所用燃料可以是固体（煤）、液体（油）和气体（煤气、天然气、液化石油气）。燃煤加热　煤的资源丰富，燃煤反射炉在热处理加热方法中有过一定的地位。煤的性质和反射炉的结构，决定了煤不易完全燃烧，因而煤炉热效率低，加热质量和劳动条件差，煤烟污染环境。这些缺点，使得燃煤加热法逐渐被其他加热方法所取代。液体燃料加热　主要使用重柴油作燃料，适用于大型加热炉加热，也用于外热式盐浴炉的加热，一般在炉子加热室外墙一侧或两侧安装喷嘴。液体燃料用于加热外热式盐浴炉时，喷嘴则安装在坩埚外的炉壳上。液体燃料在喷嘴中与空气混合，并在压缩空气的作用下雾化，然后喷出喷嘴，在加热室中（或在盐浴炉的坩埚外）燃烧，以加热工件（或坩埚）。喷嘴的合理设计与布置，对保持炉温均匀、节省燃料起着关键作用。喷嘴喷出的雾化油也可以在炉内的辐射管中燃烧，加热辐射管以间接加热工件。燃油比燃煤容易控制加热温度，适用于大件整体的加热和供油量充足的地区。气体燃料加热　在喷嘴中，气体与一定比例的空气混合后喷出燃烧。这种方法可直接加热放在加热室中的工件，也可以把火焰喷入装在加热室中的辐射管，间接加热工件。用于盐浴炉时，喷嘴装在坩埚外的炉壳上，火焰射向坩埚外侧以加热熔盐。用于加热的气体燃料有煤气、天然气和液化石油气等。调节空气与气体的比值可以获得氧化或还原的燃烧气氛，从而减少工件加热时的氧化脱碳程度。这种加热方法适用于大件整体加热和燃气供应充足的地区。另一种方式是用喷嘴的火焰直接加热工件表面，这时喷嘴和工件作相对移动，所用气体为氧-乙炔、氧-丙烷、氧-甲烷等。这种加热方法即火焰淬火，适用于工件的表面淬火。电加热法　以电为热源，通过各种方法使电能转变为热能以加热工件。电加热时，温度易于控制，无环境污染，热效率高。电加热有多种方法。电热元件加热　利用工频（50～60赫）交变电流通过电热元件时产生的电阻热加热工件。电热元件常布置在加热室内四周或两侧，以保证加热室内温度均匀；也有把元件装在辐射管内对工件间接加热的。对于外热盐浴炉或金属浴炉，则把电热元件布置在坩埚外、壳体内的空间。这种加热方法也可用于氧化铝粒子的浮动粒子炉。它适用于工件整体加热和电能充足的地区。工件电阻加热　降压后的交变电流直接通过工件，由工件本身电阻产生热量使工件温度提高。这种方法适用于对截面均匀的工件进行整体加热。还有一种方式是利用滚动铜轮压在金属工件上，通以低电压大电流的交变电流，利用铜轮与工件间的接触电阻产生热量而加热工件表面。工件感应加热　把工件放在一个螺旋线圈内，线圈中通以一定频率（一般高于工频）的交流电，使放在线圈中的工件产生涡流电流，利用工件本身的电阻产生热量而被加热。这种加热的深度可随电流频率提高而变浅，称为感应加热热处理。感应加热主要用于加热工件表面，但采用较低频率而工件直径又小时，也可以进行整体加热。这种加热方法效率高，耗电少，多用于中、小零件的加热淬火。加热介质电阻加热　将工业频率的低压交变电流导入埋在介质中的电极，利用电流流过介质时产生的电阻热使介质本身达到高温。工件放在这种高温介质中进行加热，可以减少或避免氧化脱碳。这种介质都是导电体，如盐、石墨粒子等。加热炉的炉型有内热式盐浴炉和石墨浮动粒子炉。这种加热方法主要用于中、小零件的加热淬火。高能量密度能源加热　以很大的功率密度加热工件表面，加热时间以毫秒计，功率密度可达106～108瓦／厘米2，采用的热源有太阳能、激光束和电子束等。太阳能加热　以聚光式太阳能加热器加热工件。激光束加热　利用CO2连续激光发生器产生的激光，经过聚焦产生高温射束照射工件，使工件局部表面薄层瞬时达到淬火温度或熔化温度。照射停止后，表面热量迅速传入基底材料而使表面淬硬或迅速凝固。利用激光束加热的工艺有相变硬化-淬硬、表面“上光”-快速凝固、表面合金化等。使反射镜可以改变光束的方向，所以这种方法最适用于内壁（如汽缸套）加热，但热效率较低。电子束加热　利用高速运动的电子轰击工件表面，使很高的动能迅速转变为热能，将工件表面温度迅速提高到淬火温度或熔化温度。照射停止后，表面热量在瞬时间即可传入冷态的基底材料而淬硬或迅速凝固。与激光加热一样，电子束加热的工艺也有相变硬化、表面“上光”和表面合金化等。由于加热需要在真空室内进行，工件批量受到一定限制，但热效率较高。参考书目　南京机器制造学校编：《热处理炉及车间设备》，机械工业出版社，北京，1984。　梁文林编：《感应加热装置》，机械工业出版社，北京，1982。 2100433B