本手册是一部热处理专业的综合工具书，共4卷。本卷是第2卷，共24章，内容包括零件热处理工艺性与设计原则；热处理质量管理；热处理清洁生产与绿色工厂；齿轮，滚动轴承零件，弹簧，紧固件，大型铸锻件，工具，模具，量具，汽车、拖拉机及柴油机零件，金属切削机床零件，气动凿岩工具及钻探机械零件，农机具零件，发电设备零件，石油化工机械零件，液压元件零件，纺织机械零件，耐磨材料典型零件，航空零件，航天零件及风电齿轮箱零件的热处理；零件热处理典型缺陷和失效分析。本手册由中国机械工程学会热处理分会组织编写，内容系统全面，具有一定的权wei性、科学性、实用性、可靠性和先进性。

前言

第1章零件热处理工艺性与设计原则1

1.1零件热处理工艺性1

1.1.1零件热处理工艺性概述1

1.1.2钢的淬透性2

1.1.3钢的变形和开裂倾向5

1.1.4钢的回火脆性和白点敏感性6

1.1.5钢的回火稳定性和热稳定性8

1.1.6钢的其他热处理工艺性10

1.1.7铝合金的热处理工艺性11

1.1.8钛合金的热处理工艺性14

1.2零件材料的选择与热处理技术要求15

1.2.1零件热处理技术要求设计15

1.2.2选择材料的基本原则、思路及合理性17

1.3零件热处理的结构工艺性20

1.3.1改善零件热处理工艺性的结构设计20

1.3.2改善零件结构热处理工艺性的其他措施22

1.4零件加工工艺路线与工序安排28

1.4.1零件的工艺路线与毛坯选择28

1.4.2零件热处理工序安排29

1.5零件热处理工艺设计原则与要素32

1.5.1零件热处理工艺设计原则32

1.5.2零件热处理工艺设计要素34

1.5.3零件热处理工艺性审核36

参考文献38

第2章热处理质量管理39

2.1概论39

2.2热处理质量管理体系40

2.2.1质量策划40

2.2.2热处理工艺管理42

2.2.3人员管理42

2.2.4设备管理42

2.2.5物料管理43

2.2.6热处理工艺材料管理44

2.2.7热处理作业环境管理44

2.3热处理过程控制45

2.3.1待热处理零件的控制45

2.3.2防渗处理45

2.3.3热处理装料45

2.3.4热处理零件的清洗45

2.3.5热处理工艺过程控制45

2.3.6热处理典型工艺的管理46

2.4热处理质量检验48

参考文献49

第3章热处理清洁生产与绿色工厂50

3.1热处理环境技术要求51

3.1.1污染的分类和来源51

3.1.2污染物的控制与排放技术要求51

3.2清洁绿色热处理技术要求53

3.2.1基本要求53

3.2.2热处理厂房53

3.2.3设备54

3.2.4热处理工艺材料58

3.2.5热处理工艺58

3.3清洁绿色热处理工厂59

3.3.1绿色工厂59

3.3.2基本要求59

3.3.3绿色热处理企业要求59

参考文献63

第4章齿轮的热处理64

4.1齿轮受力状况及损坏特征64

4.1.1啮合齿面间的摩擦力及齿面磨损64

4.1.2啮合齿面的接触应力及接触疲劳64

4.1.3齿轮的弯曲应力及弯曲疲劳65

4.2齿轮的材料热处理质量控制与疲劳强度67

4.2.1铸铁齿轮的材料热处理质量控制与疲劳强度67

4.2.2调质齿轮的材料热处理质量控制与疲劳强度68

4.2.3表面淬火齿轮的材料热处理质量控制与疲劳强度70

4.2.4渗碳淬火锻钢齿轮的材料热处理质量控制与疲劳强度70

4.2.5渗氮齿轮的材料热处理质量控制与疲劳强度74

4.3齿轮材料76

4.3.1齿轮用钢76

4.3.2齿轮用铸铁78

4.3.3齿轮用铜合金84

4.4齿轮的热处理工艺87

4.4.1齿轮的调质87

4.4.2齿轮的表面淬火91

4.4.3齿轮的渗碳和碳氮共渗107

4.4.4齿轮的渗氮128

参考文献143

第5章滚动轴承零件的热处理144

5.1滚动轴承的工作条件及对用钢的基本性能要求144

5.2滚动轴承常用钢（合金）及其应用范围145

5.3一般用途滚动轴承零件的热处理149

5.3.1高碳铬钢轴承零件马氏体淬火150

5.3.2高碳铬钢轴承零件贝氏体等温淬火和马氏体分级淬火166

5.3.3高碳铬钢轴承零件在各种设备中的热处理工艺167

5.3.4高碳铬钢轴承零件的感应热处理167

5.3.5高碳铬钢轴承零件预渗氮和碳氮共渗表面改性热处理172

5.3.6轴承零件的真空热处理174

5.3.7轴承零件表面的激光淬火176

5.3.8渗碳钢制中小型轴承零件的热处理179

5.3.9中碳合金钢轴承零件的热处理180

5.4特大、特轻、微型、精密等轴承零件的热处理182

5.4.1特大及重大型轴承零件的热处理182

5.4.2特轻轴承零件的热处理184

5.4.3微型轴承零件的热处理184

5.4.4高碳铬钢精密轴承零件的热处理186

5.4.5铁路车辆轴箱轴承零件的热处理187

5.4.6汽车轴承零件的热处理190

5.5特殊用途轴承零件的热处理193

5.5.1耐蚀轴承零件的热处理193

5.5.2含氮不锈轴承钢及其热处理197

5.5.3高温轴承零件的热处理199

5.5.4防磁轴承零件的热处理208

5.6其他轴承零件的热处理211

5.6.1保持架、铆钉等轴承零件的热处理211

5.6.2冲压滚针轴承零件的热处理213

参考文献218

第6章弹簧的热处理219

6.1弹簧的分类、服役条件、失效形式和性能要求219

6.1.1弹簧的分类219

6.1.2弹簧的服役条件和失效形式220

6.1.3弹簧产品的性能要求222

6.2弹簧材料及其热处理223

6.2.1弹簧常用原材料供货状态及其热处理224

6.2.2特殊用途的弹簧材料及其热处理232

6.3典型弹簧制造过程中的热处理235

6.3.1乘用车和商用车悬架弹簧的热处理235

6.3.2乘用车和商用车稳定杆的热处理237

6.3.3车用悬架扭杆弹簧的热处理239

6.3.4车用驻动器弹簧的热处理240

6.3.5汽车用内燃机发动机气门弹簧的热处理240

6.3.6汽车用自动变速器弹簧的热处理241

6.3.7汽车用离合器螺旋弹簧和膜片弹簧的热处理242

6.3.8汽车行李舱扭杆弹簧的热处理243

6.3.9轮轨列车转向架弹簧的热处理243

6.3.10轮轨列车驻动制动器弹簧的热处理244

6.3.11轮轨列车铁路地基隔振弹簧的热处理245

6.3.12工程机械大弹簧的热处理245

6.3.13碟簧的热处理246

6.3.14弹性挡圈（卡簧）的热处理247

6.3.15平面涡卷弹簧的热处理247

6.4弹簧的特殊热处理248

6.4.1弹簧的渗氮248

6.4.2弹簧的盐浴热处理249

6.4.3弹簧的喷丸强化处理249

6.4.4弹簧的加温加载（强压）处理249

参考文献250

第7章紧固件的热处理251

7.1螺纹紧固件的热处理251

7.1.1通用螺纹紧固件的热处理251

7.1.2专用螺纹紧固件的热处理263

7.2垫圈、挡圈、销和铆钉的热处理272

7.2.1垫圈和挡圈的热处理272

7.2.2销的热处理273

7.2.3铆钉的热处理273

7.3质量检验和控制274

7.3.1脱碳与增碳274

7.3.2淬火控制275

7.3.3回火控制276

7.3.4再回火试验277

7.3.5氢脆的检查和控制277

参考文献277

第8章大型铸锻件的热处理278

8.1大型锻件的锻后热处理278

8.1.1大型锻件中的白点与氢脆278

8.1.2大型锻件的扩氢计算279

8.1.3大型锻件的晶粒细化问题281

8.1.4锻后热处理工艺的制订原则与工艺参数281

8.1.5大型锻件锻后热处理的基本工艺类型与典型工艺曲线282

8.2大型锻件的最终热处理287

8.2.1大型锻件淬火、正火时的加热287

8.2.2大型锻件淬火、正火时的冷却290

8.2.3大型锻件的回火296

8.2.4大型锻件最终热处理工艺300

8.2.5大型锻件热处理后的力学性能300

8.3大型锻件的化学热处理305

8.3.1大型重载齿轮的深层渗碳305

8.3.2大型锻件的渗氮处理306

8.4热轧锻钢工作辊的热处理306

8.4.1热轧工作辊的种类、材质及技术要求306

8.4.2锻后热处理（正火+回火）307

8.4.3调质307

8.5冷轧锻钢工作辊的热处理308

8.5.1冷轧工作辊的种类和技术要求308

8.5.2冷轧工作辊用钢308

8.5.3冷轧工作辊制造工艺路线309

8.5.4锻后热处理309

8.5.5调质309

8.5.6淬火与回火310

8.6锻钢支承辊的热处理315

8.6.1支承辊的种类和技术要求315

8.6.2支承辊用钢315

8.6.3锻后热处理316

8.6.4预备热处理316

8.6.5最终热处理317

8.7大型转子锻件的热处理318

8.7.1大型转子锻件的种类和技术要求318

8.7.2大型转子锻件用钢320

8.7.3发电机转子与汽轮机低压转子热处理320

8.7.4汽轮机高、中压转子锻件热处理321

8.8大型筒体与封头锻件热处理323

8.8.1大型筒体与封头的种类和技术要求323

8.8.2锻后热处理323

8.8.3性能热处理324

8.9大型锻件的其他热处理工艺325

8.9.1锻件切削加工后的去应力退火325

8.9.2锻件矫直加热与回火工艺326

8.9.3电渣焊焊接件的热处理工艺326

8.10大型铸件的热处理327

8.10.1大型铸件热处理的种类与目的327

8.10.2重型机械类铸件热处理实例327

参考文献332

第9章工具的热处理334

9.1工具的服役条件及工具用钢334

9.1.1工具的服役条件334

9.1.2工具的失效方式334

9.1.3工具用钢334

9.1.4工具用钢的质量要求339

9.2工具钢的热处理工艺340

9.2.1碳素工具钢与合金工具钢的热处理工艺340

9.2.2高速工具钢的热处理工艺344

9.3工具钢热处理后的金相组织357

9.3.1碳素工具钢与合金工具钢热处理后的金相组织357

9.3.2高速工具钢热处理后的金相组织360

9.4影响高速工具钢工具使用寿命的因素364

9.4.1材料的影响364

9.4.2热处理的影响365

9.4.3力学性能的影响366

9.4.4显微组织的影响367

9.4.5表面状态的影响367

9.5典型工具的热处理368

9.5.1锉刀的热处理368

9.5.2手用锯条的热处理368

9.5.3手用丝锥的热处理369

9.5.4圆板牙的热处理369

9.5.5手用铰刀的热处理370

9.5.6搓丝板的热处理370

9.5.7滚丝轮的热处理372

9.5.8机用丝锥的热处理372

9.5.9麻花钻的热处理374

9.5.10车刀的热处理376

9.5.11拉刀的热处理376

9.5.12齿轮刀具的热处理378

9.5.13小型高速工具钢刀具的热处理379

9.5.14高速工具钢对焊刀具的热处理381

9.5.15常用五金和木工工具的热处理381

参考文献383

第10章模具的热处理384

10.1模具材料的分类384

10.2冷作模具的热处理386

10.2.1冷作模具的工作条件和要求386

10.2.2冷作模具的主要失效形式387

10.2.3冷作模具材料的选用387

10.2.4冷作模具的热处理工艺390

10.3热作模具的热处理395

10.3.1热作模具的工作条件和要求395

10.3.2热作模具的主要失效形式395

10.3.3热作模具材料的选用395

10.3.4热作模具的热处理工艺396

10.4塑料模具的热处理407

10.4.1塑料模具的工作条件和分类407

10.4.2塑料模具的主要失效形式407

10.4.3塑料模具材料的选用407

10.4.4塑料模具钢的热处理工艺408

10.5模具强韧化热处理411

10.5.1模具强韧化处理工艺411

10.5.2模具真空热处理工艺412

10.5.3模具表面强化技术及其应用416

10.6典型模具热处理424

参考文献439

第11章量具热处理441

11.1量具用材料441

11.1.1对量具用材料的要求441

11.1.2量具常用钢种及质量要求441

11.2钢制量具热处理工艺443

11.2.1量具制造工艺路线简介443

11.2.2预备热处理（或第一次热处理）443

11.2.3最终热处理（或第二次热处理）444

11.2.4量具热处理的技术要求445

11.2.5量块及高尺寸稳定性量规的热处理特点446

11.2.6热处理后机械加工（磨削）对量具的影响447

11.2.7表面涂层447

11.3典型量具热处理447

11.3.1百分表零件的热处理447

11.3.2游标卡尺零件的热处理448

11.3.3千分尺零件的热处理449

11.3.4螺纹环规和塞规的热处理450

参考文献451

第12章汽车、拖拉机及柴油机零件的热处理452

12.1活塞环的热处理452

12.1.1活塞环的服役条件和失效形式452

12.1.2活塞环的材料452

12.1.3活塞环的热处理工艺454

12.1.4活塞环的表面处理456

12.1.5活塞环的质量检验456

12.2活塞销的热处理458

12.2.1活塞销的服役条件和失效形式458

12.2.2活塞销材料458

12.2.3活塞销的热处理工艺459

12.2.4活塞销的质量检验461

12.2.5活塞销的常见热处理缺陷及预防补救措施461

12.3连杆的热处理462

12.3.1连杆的服役条件和失效形式462

12.3.2连杆材料462

12.3.3连杆的热处理工艺463

12.3.4连杆的质量检验466

12.3.5连杆的常见热处理缺陷及预防补救措施468

12.4曲轴的热处理469

12.4.1曲轴的服役条件和失效形式469

12.4.2曲轴材料469

12.4.3曲轴的热处理工艺469

12.4.4曲轴的质量检验475

12.4.5曲轴的常见热处理缺陷及预防补救措施475

12.5凸轮轴的热处理475

12.5.1凸轮轴的服役条件和失效形式475

12.5.2凸轮轴材料476

12.5.3凸轮轴的热处理工艺477

12.5.4凸轮轴的质量检验480

12.5.5凸轮轴的常见热处理缺陷及预防补救措施480

12.6挺杆的热处理480

12.6.1挺杆的服役条件和失效形式480

12.6.2挺杆材料481

12.6.3挺杆的热处理工艺482

12.6.4挺杆的质量检验485

12.6.5挺杆的常见热处理缺陷及预防补救措施485

12.7排气门的热处理486

12.7.1排气门的服役条件和失效形式486

12.7.2排气门材料487

12.7.3排气门的热处理工艺487

12.7.4排气门的质量检验495

12.7.5排气门的常见热处理缺陷及预防补救措施495

12.8半轴的热处理495

12.8.1半轴的服役条件和失效形式495

12.8.2半轴材料495

12.8.3半轴的热处理工艺496

12.8.4半轴的质量检验501

12.8.5半轴的常见热处理缺陷及预防补救措施501

12.9喷油泵柱塞偶件和喷油嘴偶件的热处理502

12.9.1喷油泵和喷油嘴偶件的服役条件和失效形式502

12.9.2喷油泵和喷油嘴材料502

12.9.3喷油泵和喷油嘴偶件的热处理工艺503

12.10履带板的热处理507

12.10.1履带板的服役条件和失效形式507

12.10.2履带板材料507

12.10.3履带板的热处理工艺508

12.10.4履带板的质量检验509

参考文献509

第13章金属切削机床零件的热处理510

13.1机床导轨的热处理510

13.1.1导轨的服役条件及失效形式510

13.1.2导轨材料510

13.1.3铸铁导轨的感应淬火511

13.1.4铸铁导轨的火焰淬火515

13.1.5铸铁导轨的接触电阻加热淬火517

13.1.6镶钢导轨热处理519

13.1.7机床导轨用材和热处理的进展519

13.2机床主轴的热处理521

13.2.1主轴的服役条件及失效形式521

13.2.2主轴材料521

13.2.3主轴的热处理工艺522

13.2.4机床主轴用材及热处理的进展526

13.3机床丝杠的热处理527

13.3.1丝杠的服役条件及失效形式527

13.3.2丝杠材料527

13.3.3梯形螺纹丝杠的热处理528

13.3.4滚珠丝杠的热处理531

13.3.5丝杠的特殊热处理工艺533

13.4机床基础件的去应力处理534

13.4.1机床基础件的服役条件及失效形式534

13.4.2自然时效534

13.4.3热时效534

13.4.4振动时效535

13.5机床其他零件的热处理536

13.5.1机床附件的热处理536

13.5.2机床离合器零件的热处理537

13.5.3弹簧夹头的热处理539

13.5.4蜗杆的热处理540

13.5.5花键轴的热处理542

13.5.6刀杆的热处理542

13.5.7分度齿轮的热处理544

13.5.8转盘的热处理544

参考文献545

第14章气动凿岩工具及钻探机械零件的热处理546

14.1凿岩机活塞的热处理546

14.1.1工作条件及失效形式546

14.1.2凿岩机活塞用材料546

14.1.320CrMnMo钢活塞的热处理546

14.1.435CrMoV钢活塞的热处理548

14.2冲击器活塞的热处理548

14.2.1工作条件及失效形式548

14.2.2技术条件和使用材料549

14.2.3制造工艺路线549

14.2.4