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前言1

第一章 结构钢1

第一节 结构钢的分类2

一、钢的分类2

二、结构钢的分类4

第二节 结构钢牌号的表示方法8

一、钢铁产品牌号表示方法（GB/T221—2000）8

二、碳素结构钢和低合金结构钢的牌号表示10

三、优质碳素结构钢的牌号表示11

四、易切削钢的牌号表示11

五、合金结构钢的牌号表示12

六、非调质机械结构钢的牌号表示13

七、轴承钢的牌号表示13

八、焊接用钢的牌号表示14

第三节 工程用结构钢的牌号、化学成分、力学性能及应用14

一、普通碳素结构钢（GB/T700—1988）14

二、低合金高强度结构钢（GB/T1591—1994）17

三、高耐候结构钢（GB/T4171—2000）25

四、易切削结构钢（GB/T8731—1988）30

五、冷镦和冷挤压用钢（GB/T6478—2001）33

第二章 基础知识43

第一节 金属的晶体结构43

一、金属与合金43

二、晶体结构的基础知识44

三、实际金属中的晶体缺陷50

四、合金中的相52

第二节 金属材料的性能55

一、金属材料的力学性能55

二、金属材料的物理性能60

三、金属材料的化学性能64

四、金属材料的工艺性能65

第三节 Fe-Fe3C相图74

一、Fe-Fe3C相图74

二、Fe-Fe3C相图中基本组织的特性、力学性能77

第四节 合金元素在钢中的主要作用80

一、合金元素在钢中的分布81

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响83

三、合金元素与碳的相互作用84

四、合金元素对钢加热转变的影响87

五、合金元素对奥氏体冷却转变的影响90

六、合金元素对淬火钢回火转变的影响92

七、合金元素对钢的强韧性的影响94

八、合金元素对钢的组织与性能的影响99

九、常用合金元素在钢中的作用105

第三章 钢的热处理原理与工艺116

第一节 概述116

第二节 钢的加热和冷却转变117

一、钢在加热时的转变117

二、过冷奥氏体转变121

三、淬火钢的回火转变125

四、时效127

第三节 钢的热处理基本方法129

一、钢退火与正火129

二、钢的淬火135

三、钢的回火145

第四节 热处理常见缺陷及对策147

一、加热缺陷及对策147

二、淬火缺陷及对策149

三、回火缺陷及对策154

四、退火和正火常见缺陷及其对策155

第五节 热处理专业现行标准及热处理术语157

一、热处理专业现行标准目录157

二、金属热处理工艺术语159

三、化学热处理术语165

四、金属组织术语169

五、热处理缺陷术语173

第四章 渗碳钢及其热处理175

第一节 常用渗碳钢175

一、渗碳钢的化学成分特点175

二、常用渗碳钢的分类177

三、常用渗碳钢的牌号、标准、主要性能和用途178

四、选用渗碳钢的基本原则178

第二节 钢的渗碳工艺184

一、渗碳工艺过程、特点和应用范围184

二、气体渗碳187

三、固体渗碳194

四、真空渗碳198

五、渗碳操作要点204

六、操作注意事项208

七、气体渗碳的安全预防208

第三节 气体渗碳碳势控制209

一、概述209

二、氧探头传感器211

三、钢材合金元素对气氛碳势的影响217

第四节 渗碳层的组织、性能218

一、碳在钢中的扩散218

二、渗碳层的组织特点及性能219

三、渗碳层的技术要求220

四、渗碳层的性能222

五、渗碳件的性能222

第五节 渗碳件质量检查、常见缺陷及防止措施223

第六节 常用渗碳钢的热处理227

一、渗碳前的预处理227

二、渗碳后的热处理227

第七节 典型热处理工艺实例232

一、汽车后桥主动锥齿轮渗碳、淬火232

二、摆线轮热处理工艺233

三、支架的渗碳及热处理235

四、大齿轮固体渗碳淬火工艺238

第五章 渗氮钢及其热处理241

第一节 常用渗氮钢242

第二节 钢的渗氮工艺246

一、渗氮的基本过程246

二、渗氮温度247

三、渗氮时间247

四、氨分解率248

五、化学催渗250

六、渗氮工艺方法、目的和应用251

第三节 渗氮钢预先热处理263

第四节 渗氮层的相组成物与性能265

一、渗氮层相组成物的基本特性265

二、渗氮层的性能267

第五节 渗氮件的质量检查、常见缺陷及防止措施269

一、渗氮件的质量检查269

二、常见缺陷及防止措施272

三、缩短渗氮周期的方法275

第六节 典型渗氮工艺278

一、车床变速箱带拨叉齿轮的氮化处理278

二、车铣床主轴箱Ⅲ轴及轴上小齿轮的热处理工艺281

三、齿轮的离子氮化工艺283

四、中间大齿轮离子氮化工艺283

五、精密磨床主轴热处理284

第六章 调质钢及其热处理286

第一节 常用调质钢286

一、调质零件对力学性能与淬透性的要求286

二、调质钢的化学成分288

三、调质钢的特性和用途291

第二节 调质钢的热处理297

一、调质钢预先热处理297

二、调质热处理工艺297

三、大型工件的调质淬火306

第三节 操作注意事项及质量检验308

一、操作注意事项308

二、质量检验309

第四节 典型工艺实例310

一、汽车后桥半轴的热处理工艺310

二、连杆螺栓的热处理工艺312

三、C616车床主轴的热处理313

四、车床大刀架左右刀板的热处理工艺315

五、齿轮轴的调质工艺316

六、曲轴的调质工艺317

第七章 弹簧钢及其热处理319

第一节 常用弹簧钢320

一、弹簧钢的化学成分321

二、弹簧钢的性能特点和应用323

第二节 弹簧钢的热处理325

一、弹簧钢的退火326

二、弹簧钢的正火327

三、弹簧钢的淬火328

四、弹簧的回火330

五、弹簧的马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火334

六、热成形弹簧的热处理工艺335

七、冷成形弹簧的热处理工艺336

八、冷拔弹簧钢丝的热处理336

九、耐热弹簧钢的热处理337

十、操作注意事项339

第三节 提高弹簧件质量的措施339

一、喷丸处理339

二、松弛处理340

三、形变热处理340

四、低温碳氮共渗341

第四节 弹簧件的质量检验、热处理缺陷及对策342

一、质量检验342

二、弹簧件的热处理缺陷及对策343

第五节 典型工件的热处理344

一、压缩螺旋弹簧的热处理344

二、弹簧夹头的热处理345

第八章 滚动轴承钢及其热处理348

第一节 常用滚动轴承钢349

一、滚动轴承的工作条件及对性能的要求349

二、轴承钢的化学成分349

三、轴承钢的冶金质量352

四、轴承钢的碳化物不均匀性353

五、常用轴承钢的用途与特点354

第二节 滚动轴承钢的热处理357

一、滚动轴承钢的预先热处理357

二、滚动轴承钢的最终热处理363

三、渗碳轴承钢及其热处理370

第三节 特殊用途轴承零件的热处理374

一、耐腐蚀轴承零件的热处理374

二、耐高温轴承零件的热处理381

第四节 滚动轴承钢的热处理质量检验、缺陷及防止办法383

一、滚动轴承钢的热处理质量检验383

二、滚动轴承件的热处理缺陷及防止办法384

第五节 典型零件的热处理389

一、一般轴承套圈的热处理389

二、一般钢球的热处理390

三、一般滚子热处理392

第九章 铸钢热处理393

第一节 铸钢的牌号、成分、特性及用途393

一、铸钢牌号的表示方法393

二、一般工程用铸造碳钢的化学成分、力学性能和用途394

三、低合金铸钢的特性及用途396

四、耐热铸钢、不锈耐酸钢铸件的性能和用途397

第二节 铸钢的热处理402

一、铸钢件热处理的特点402

二、铸钢件热处理的主要工艺要素402

三、铸钢件热处理状态名称、代号和定义404

四、一般工程用铸造碳钢及合金铸钢的热处理405

五、不锈耐酸铸钢件的热处理制度及力学性能421

第三节 具体铸钢件的热处理工艺422

一、铰链梁的调质工艺422

二、大齿轮调质工艺422

三、右螺旋管粗加工后的调质工艺422

四、左、右旋齿轮调质工艺423

五、大齿轮粗加工后的调质工艺424

六、刹车毂调质工艺424

七、导向连杆粗加工后的调质工艺425

第十章 大型锻件热处理426

第一节 大型锻件的锻后热处理427

一、锻件中的白点与氢脆428

二、锻后热处理（第一热处理）429

第二节 大型锻件的最终热处理（第二热处理）433

一、大型锻件淬火、正火时的加热434

二、大型锻件淬火、正火时的冷却439

三、大型锻件的回火442

第三节 大型锻件的其他热处理工艺447

第四节 大型锻件热处理工艺举例449

一、冷轧辊的热处理449

二、热轧辊的热处理464

三、大锻件热处理的典型工艺464

第五节 重要电站锻件用钢及其热处理469

一、概述469

二、发电机转子和汽轮机低压转子的力学性能要求及热处理470

三、汽轮机高中压转子的材料及热处理480

四、水轮机大轴及镜板的热处理487

五、叶轮的热处理488

参考文献496