金属热处理缺陷分析及案例

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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

编辑推荐

　　《金属热处理缺陷分析及案例》可供热处理研究、生产、检验的工程技术人员及管理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。

作者简介

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。

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