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第1章 热处理质量管理1

1．1 概论1

1．1．1 质量管理和质量保证基本术语1

1．1．2 现代质量管理特点1

1．1．3 热处理质量管理和质量体系2

1．1．4 热处理技术标准化与质量管理3

1．2 产品设计中的热处理质量控制3

1．2．1 材料选择3

1．2．2 热处理技术要求的确定6

1．3．1 热处理工艺流程及规范的优化设计8

1．3 热处理工艺设计中的质量控制8

1．3．2 热处理技术文件的制订9

1．3．3 热处理工艺设计中的经济分析9

1．3．4 设计中的评审与更改12

1．4 采购质量12

1．4．1 制订采购与委托服务文件12

1．4．2 选择合格的供货或委托单位12

1．4．3 签订质量保证协议12

1．4．4 采购品或委托热处理零件的质量验收12

1．5 原材料质量管理12

1．6．1 待处理工件的核查14

1．6 热处理工艺过程中的质量管理14

1．6．3 数理统计法在工序质量控制中的应用15

1．6．2 建立工序管理点，进行工序控制15

1．6．4 车间环境条件管理18

1．6．5 车间设备管理18

1．6．6 车间节能管理19

1．6．7 工艺材料的管理19

1．7．2 质量检验方式20

1．7．3 常用热处理质量检验方法20

1．7．1 质量检验工作的职能20

1．7 热处理质量检验20

1．7．4 热处理检测设备的检定和管理21

1．8 不合格品的控制与纠正措施22

1．9 热处理后的质量服务22

1．10 热处理质量改进23

1．11 质量成本23

1．11．1 核算质量成本的必要性23

1．11．2 质量成本构成23

1．11．3 质量成本构成比例及质量成本分析23

1．12．3 资格24

1．12．2 培训内容24

1．12 人员培训24

1．12．1 人员培训形式24

1．13 计算机在质量管理中的应用25

1．13．1 热处理工艺过程的控制25

1．13．2 质量检验26

1．13．3 质量档案及质量信息检索26

1．13．4 工序质量分析26

1．13．5 数据库的应用26

参考文献28

2．1．1 原始资料29

第2章 热处理过程中的质量控制29

2．1 待热处理工件的核查或验收29

2．1．2 待热处理件的外观、形状及尺寸要求30

2．2 加热质量控制30

2．2．1 热处理的炉温控制30

2．2．2 热处理加热介质控制35

2．2．3 正确选择加热参数37

2．3 正火与退火质量控制38

2．3．1 加热设备38

2．2．4 加热缺陷及其控制38

2．3．2 工件装炉39

2．3．3 冷却速度控制39

2．3．4 质量检验39

2．3．5 正火退火缺陷及其控制40

2．4 淬火与回火质量控制40

2．4．1 加热设备40

2．4．2 淬火介质及淬火槽40

2．4．3 淬火操作43

2．4．6 质量检验44

2．4．4 回火操作44

2．4．5 淬火、回火后的附属工序44

2．4．7 淬火回火质量缺陷及其控制45

2．5 感应加热与火焰加热表面淬火质量控制53

2．5．1 感应加热表面淬火质量控制53

2．5．2 火焰加热表面淬火质量控制55

2．6 化学热处理质量控制57

2．6．1 渗碳和碳氮共渗质量控制57

2．6．2 渗氮质量控制61

2．6．3 渗硼质量控制64

2．7．1 变形铝合金热处理质量控制66

2．7 铝合金及钛合金热处理质量控制66

2．7．2 钛合金热处理的质量控制68

参考文献70

第3章 材料化学成分的检验71

3．1 钢的火花检验71

3．1．1 火花的形成及结构71

3．1．2 检验设备与操作72

3．1．3 钢的成分与火花特征72

3．2．1 发射光谱分析78

3．2 光谱分析78

3．2．2 X射线荧光光谱分析80

3．2．3 激光显微光谱分析80

3．2．4 原子吸收和原子荧光光谱分析81

3．3 微区化学成分分析82

3．3．1 概述82

3．3．2 电子探针X射线显微分析83

3．3．3 俄歇电子能谱技术86

3．3．4 离子探针显微分析仪88

参考文献89

4．1．1 钢的酸蚀检验90

4．1 宏观检验90

第4章 宏观组织检验及断口分析90

4．1．2 印痕法检验96

4．1．3 液体渗透着色法96

4．2 断口分析98

4．2．1 断口试样的选择98

4．2．2 断口试样的清洗101

4．2．3 断口试样的保存103

4．3 宏观断口分析103

4．3．1 断裂分类103

4．3．2 各类断口形貌特征105

4．3．3 裂纹源位置及裂纹扩展方向的判别108

4．4 显微断口分析109

4．4．1 显微断口分析方法109

4．4．2 断口显微形貌特征110

4．4．3 断口显微形貌与显微组织的关系112

4．4．4 断口的典型显微形貌特征举例114

4．5 失效分析117

4．5．1 失效117

4．5．2 失效分析的目的118

4．5．3 失效分析方法119

参考文献121

第5章 显微组织分析与检验122

5．1 金相试样的制备122

5．1．1 取样122

5．1．2 制样122

5．1．3 显微组织的显示127

5．2 光学显微镜及电子显微镜在显微分析中的应用129

5．2．1 光学显微镜129

5．2．2 电子显微镜133

5．3．2 测量方法138

5．3．1 定量金相的标准符号及基本公式138

5．3 定量金相方法138

5．3．3 定量金相数据的统计分析140

5．3．4 常用显微组织参数测定举例141

5．3．5 图像分析仪145

5．4 彩色金相技术145

5．4．1 彩色成像的基本原理145

5．4．2 干涉膜形成方法146

5．4．3 彩色显微摄影的特点与要求148

5．4．4 彩色金相在显微检验中的应用148

5．5．1 结构钢与工具钢152

5．5 典型工程合金的显微组织检验技术152

5．5．2 钢中非金属夹杂物的显微检验159

5．5．3 铸铁162

5．5．4 不锈钢和奥氏体锰钢165

5．5．5 非铁合金167

5．5．6 粉末冶金材料与硬质合金173

5．6 热处理质量及缺陷组织检验174

5．6．1 偏析与带状组织175

5．6．2 过热与过烧176

5．6．3 脱碳177

5．6．4 表面硬化层深度的测定179

5．6．5 表面渗金属（或涂覆处理）的显微检验181

参考文献183

第6章 力学性能试验184

6．1 硬度试验184

6．1．1 硬度试验的意义及分类184

6．1．2 布氏硬度试验法184

6．1．3 洛氏硬度试验法189

6．1．4 维氏硬度、显微硬度和努氏硬度试验193

6．1．5 肖氏硬度试验201

6．1．6 莫氏硬度试验202

6．1．7 理氏硬度试验203

6．1．8 硬度与强度及各种硬度之间的换算关系204

6．2 静拉伸试验210

6．2．1 静拉伸试验的特点与意义210

6．2．2 试样210

6．2．3 拉伸试验机211

6．2．4 应力—应变曲线及其力学性能指标213

6．2．5 真实应力—应变曲线（σ—l或σ-？曲线）216

6．2．6 缺口拉伸与缺口偏斜拉伸试验217

6．2．7 低温拉伸试验218

6．2．8 拉伸试样断口分析219

6．2．9 几种常用钢材的静拉伸数据220

6．2．10 影响拉伸试验性能数据的主要因素220

6．2．11 拉伸试验中的计算机控制221

6．3 压缩、弯曲及扭转试验221

6．3．1 压缩试验221

6．3．2 弯曲试验222

6．3．3 静扭转试验223

6．3．4 剪切试验225

6．4．1 冲击试验的意义226

6．4．2 冲击试验与冲击试验机226

6．4 冲击试验226

6．4．3 冲击试验的应用228

6．4．4 几种接近实际服役条件的冲击试验232

6．5 断裂韧度试验235

6．5．1 断裂过程和断裂力学的一般概念235

6．5．2 应力强度因子K和平面应变断裂韧度KIC236

6．5．3 裂纹尖端张开位移CTOD和J积分243

6．5．4 断裂韧度测试技术245

6．6．1 疲劳失效特点248

6．6 疲劳试验248

6．6．2 疲劳性能指标249

6．6．3 常用结构钢、球墨铸铁及热处理后的疲劳特性255

6．6．4 多次冲击抗力试验258

6．6．5 疲劳裂纹萌生与扩展的性能259

6．6．6 疲劳试验技术262

6．6．7 疲劳试验机265

6．7 磨损试验267

6．7．1 磨损分类267

6．7．2 磨损试验机272

6．7．3 磨损量的测量及表示方法273

6．8．1 高温蠕变274

6．8 高温力学性能试验274

6．8．2 松弛稳定性277

6．8．3 其他高温力学性能281

参考文献283

第7章 无损检测284

7．1 内部缺陷检测284

7．1．1 射线检测284

7．1．2 超声波检测293

7．1．3 声发射检测302

7．2．1 磁力检测304

7．2 表层缺陷检测304

7．2．2 渗透检测310

7．2．3 涡流检测312

7．3 材质与热处理质量的无损检测316

7．3．1 硬度的无损检测316

7．3．2 表面硬化层深度的无损检测320

7．3．3 力学性能、显微组织的无损检测321

7．3．4 混料分选325

7．4 红外检测与微波检测326

7．4．1 红外检测326

7．4．2 微波检测328

参考文献329

第8章 残余应力的测定330

8．1 概述330

8．1．1 残余应力的分类330

8．1．2 残余应力与质量控制的关系330

8．2 残余应力的产生332

8．2．1 残余应力产生的根本原因332

8．2．2 热处理淬火时的残余应力332

8．2．3 表面淬火的残余应力334

8．2．4 表面化学热处理的残余应力335

8．2．5 表面强化的残余应力336

8．3 残余应力的测定337

8．3．1 残余应力的特点及测试方法337

8．3．2 常用残余应力测试方法337

8．3．3 X射线应力测定法（GB7704—1987）342

参考文献358

第9章 合金相分析及相变过程测试359

9．1 合金相分析方法359

9．1．1 X射线衍射分析359

9．1．2 电子衍射法362

9．1．3 中子衍射法366

9．1．4 低能电子衍射367

9．1．5 场离子显微分析369

9．2 相变过程测量370

9．2．1 相变点测定370

9．2．2 等温转变图（TTT曲线）与连续冷却转变图（CCT曲线）的建立方法375

9．3 钢中残留奥氏体测定379

9．3．1 金相法测定残留奥氏体379

9．3．2 磁性法测定残留奥氏体380

9．3．3 X射线衍射法测定残留奥氏体381

9．4．1 内耗法382

9．4 其他物理方法简介382

9．4．2 正电子湮没技术384

9．4．3 穆斯堡尔（M ? ssbauer）谱仪385

9．4．4 核磁共振法387

参考文献389

第10章 金属腐蚀与防护试验390

10．1 概述390

10．1．1 金属腐蚀定义390

10．1．2 金属腐蚀分类390

10．1．3 金属的氧化390

10．1．4 电化学腐蚀392

10．1．5 金属腐蚀评定方法396

10．1．6 影响腐蚀的因素397

10．2 局部腐蚀402

10．2．1 点蚀402

10．2．2 缝隙腐蚀404

10．2．3 电偶腐蚀404

10．2．4 晶间腐蚀404

10．3 金属在不同环境、介质中的腐蚀408

10．3．1 大气腐蚀408

10．3．2 淡水中的腐蚀410

10．4．1 应力腐蚀断裂411

10．3．3 熔盐腐蚀411

10．4 应力作用下的腐蚀破坏411

10．4．2 腐蚀疲劳416

10．4．3 氢致损伤418

10．5 高温氧化421

10．5．1 高温氧化特点421

10．5．2 钢铁材料的高温氧化422

10．5．3 高温氧化试验422

10．6 防腐蚀技术423

10．6．1 合理选择与使用材料423

10．6．2 表面防护424

10．6．3 缓蚀剂425

10．6．4 电化学防腐蚀427

参考文献428

第11章 热处理常用数据429

11．1 常用物理量单位换算429

11．2 常用物理化学数据438

11．2．1 元素周期表438

11．2．2 常见碳化物和金属间化合物点阵结构440

11．2．3 元素的物理和化学性质440

11．2．4 常用无机化合物的物理化学性质440

11．2．5 常用有机化合物的物理化学性质455

11．2．6 常用金属材料的物理性能464

11．2．7 元素饱和蒸气压对应的温度482

11．2．8 氧化物饱和蒸气压对应的温度483

11．2．9 钢的温度色483

11．2．10 回火温度色483

11．3 常用金属材料牌号、化学成分和力学性能484

11．3．1 钢484

11．3．2 铸钢533

11．3．3 合金材料536

11．4．1 钢547

11．4 常用金属材料热处理工艺参考数据547

11．4．2 高温合金584

11．5 常用钢热处理工艺参考曲线590

11．5．1 常用钢奥氏体等温转变曲线590

11．5．2 常用钢奥氏体连续冷却转变曲线626

11．5．3 常用钢改型连续冷却曲线661

11．5．4 常用钢的淬透性曲线692

11．6 常用钢的回火曲线和方程716

11．6．1 常用钢的回火曲线716

11．6．2 常用钢回火方程758

11．7．1 常用国外标准组织、行业名称及代号761

11．7 常用标准名称、代号及分类761

11．7．2 热处理专业现行标准名称、级别代号764

11．7．3 金属热处理工艺分类标准、代号766

11．7．4 国产标准型热处理电（热）炉系列代号、名称768

11．7．5 钢铁产品分类标记、名称代号769

11．7．6 变形铝及铝合金状态代号770

11．8 近代材料分析方法概要771

参考文献791

附录 法定计量单位及常用物理量的法定计量单位793