本手冊是一部熱處理專業(yè)的綜合工具書,共4卷。本卷是第2卷,共24章,內(nèi)容包括零件熱處理工藝性與設(shè)計原則;熱處理質(zhì)量管理;熱處理清潔生產(chǎn)與綠色工廠;齒輪,滾動軸承零件,彈簧,緊固件,大型鑄鍛件,工具,模具,量具,汽車、拖拉機及柴油機零件,金屬切削機床零件,氣動鑿巖工具及鉆探機械零件,農(nóng)機具零件,發(fā)電設(shè)備零件,石油化工機械零件,液壓元件零件,紡織機械零件,耐磨材料典型零件,航空零件,航天零件及風(fēng)電齒輪箱零件的熱處理;零件熱處理典型缺陷和失效分析。本手冊由中國機械工程學(xué)會熱處理分會組織編寫,內(nèi)容系統(tǒng)全面,具有一定的權(quán)wei性、科學(xué)性、實用性、可靠性和先進性。
1)本手冊是一部熱處理專業(yè)的綜合工具書,由中國機械工程學(xué)會熱處理分會組織編寫。手冊采用了現(xiàn)行的熱處理相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資料,內(nèi)容系統(tǒng)全面,圖表實例豐富,實用性和操作性強。
2)本手冊內(nèi)容包括零件熱處理工藝性與設(shè)計原則;熱處理質(zhì)量管理;熱處理清潔生產(chǎn)與綠色工廠;齒輪,滾動軸承零件,彈簧,緊固件,大型鑄鍛件,工具,模具,量具,汽車、拖拉機及柴油機零件,金屬切削機床零件,氣動鑿巖工具及鉆探機械零件,農(nóng)機具零件,發(fā)電設(shè)備零件,石油化工機械零件,液壓元件零件,紡織機械零件,耐磨材料典型零件,航空零件,航天零件及風(fēng)電齒輪箱零件的熱處理;零件熱處理典型缺陷和失效分析。
3)本套手冊在實用性方面,突出一個用字,做到應(yīng)用為重,學(xué)用結(jié)合,體現(xiàn)基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、基本方法、典型案例、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的有機結(jié)合;在系統(tǒng)性方面,突出一個全字,包括材料、組織、工藝、性能、應(yīng)用,材料熱處理、零件熱處理,質(zhì)量控制與質(zhì)量檢驗、質(zhì)量問題與分析,設(shè)備設(shè)計、選用、操作、維護,能源、安全、環(huán)保,標(biāo)準(zhǔn)化等,確保體系清晰,有用好用;在先進性方面,突出一個新字,著重介紹新材料、新工藝、新設(shè)備、新理念、新標(biāo)準(zhǔn)、新零件、前沿理論與技術(shù)。
《中國熱處理與表層改性技術(shù)路線圖》指出,熱處理與表層改性賦予先進材料極限性能,賦予關(guān)鍵構(gòu)件極限服役性能。熱處理與表層改性是先進材料和機械制造的核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù),屬于國家核心競爭力。踐行該路線圖應(yīng)該結(jié)合我國經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境變化和制造轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展要求,以關(guān)鍵構(gòu)件的可靠性、服役壽命和結(jié)構(gòu)重量三大問題為導(dǎo)向,以綠色化、精密化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化為著力點,通過關(guān)鍵構(gòu)件熱處理技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新,助推我國從機械制造大國邁向機械制造強國。
熱處理作為機械制造工業(yè)中的關(guān)鍵工藝之一,對發(fā)揮材料潛力、延長關(guān)鍵零部件服役壽命和推動整體制造業(yè)的節(jié)能減碳和高質(zhì)量發(fā)展起著關(guān)鍵作用。為了促進行業(yè)技術(shù)進步,交流和推廣先進經(jīng)驗,指導(dǎo)工藝操作,1972年,第一機械工業(yè)部機械科學(xué)研究院組織國內(nèi)從事熱處理的大專院校、研究院所和重點企業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員,啟動了《熱處理手冊》的編寫工作,手冊出版后深受廣大讀者歡迎。時至今日,《熱處理手冊》已修訂四次。
在第4版《熱處理手冊》出版的十幾年間,國內(nèi)外熱處理技術(shù)飛速發(fā)展,涌現(xiàn)出許多先進技術(shù)、裝備,以及全過程質(zhì)量管理方法和要求,因此亟須對《熱處理手冊》進行再次修訂,刪除陳舊過時的內(nèi)容,補充先進典型技術(shù),滿足企業(yè)生產(chǎn)和行業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要,切實發(fā)揮工具書的作用。鑒于此,中國機械工程學(xué)會熱處理分會組織國內(nèi)專家和學(xué)者自2020年5月起,按照實用性、系統(tǒng)性、先進性和高標(biāo)準(zhǔn)的原則開展修訂工作,以求達到能正確指導(dǎo)生產(chǎn)、促進技術(shù)進步的目的。
本次修訂,重點體現(xiàn)以下幾方面:
在實用性方面,突出一個用字,做到應(yīng)用為重,學(xué)用結(jié)合。體現(xiàn)基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、基本方法、典型案例、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的有機結(jié)合。
在系統(tǒng)性方面,突出一個全字,包括材料、組織、工藝、性能、應(yīng)用,材料熱處理、零件熱處理,質(zhì)量控制與質(zhì)量檢驗、質(zhì)量問題與分析,設(shè)備設(shè)計、選用、操作、維護,能源、安全、環(huán)保,標(biāo)準(zhǔn)化等,確保體系清晰,有用好用。
在先進性方面,突出一個新字,著重介紹新材料、新工藝、新設(shè)備、新理念、新標(biāo)準(zhǔn)、新零件、前沿理論與技術(shù)。
在高標(biāo)準(zhǔn)方面,突出一個高字,要求修訂工作者以高度的責(zé)任感、使命感總結(jié)編寫高質(zhì)量、高水平、高參考價值的技術(shù)資料。
此次修訂的體例與前4版保持了一定的繼承性,但在章節(jié)內(nèi)容上根據(jù)近年來國內(nèi)新興行業(yè)的發(fā)展和各行業(yè)熱處理技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合我國熱處理企業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀做了符合實際的增刪,增加了許多新內(nèi)容,其中的技術(shù)信息主要來自企業(yè)和科研單位的實用數(shù)據(jù),可靠真實。修訂后的手冊將成為一套更加適用的熱處理工具書,對機械工業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量,研發(fā)新產(chǎn)品起到積極的作用。
本卷為《熱處理手冊》的第2卷,與第4版相比,主要做了以下變動:
由第4版的19章修訂為24章。第1章零件熱處理工藝性與設(shè)計原則由第4版的第1章和第2章整合優(yōu)化而成。將第4版第3卷和第4卷的相關(guān)內(nèi)容進行整合,在第2卷中增加了第2章熱處理質(zhì)量管理第3章熱處理清潔生產(chǎn)與綠色工廠兩章。結(jié)合新興行業(yè)發(fā)展,增加了典型零件熱處理新技術(shù)、新材料和新工藝的內(nèi)容,包括第20章耐磨材料典型零件的熱處理第22章航天零件的熱處理第23章風(fēng)電齒輪箱零件的熱處理和第24章零件熱處理典型缺陷和失效分析等。其他章節(jié)除順序略有變動外,還對一些內(nèi)容進行了修訂,并增加了相關(guān)內(nèi)容,如在第8章大型鑄鍛件的熱處理中增加了大型轉(zhuǎn)子鍛件的熱處理和大型筒體與封頭鍛件的熱處理,在第10章模具的熱處理中增加了典型模具熱處理,在第21章航空零件的熱處理中增加了飛機后機身承力框的熱處理飛機梁的熱處理三聯(lián)齒的熱處理和交流伺服電動機定子和轉(zhuǎn)子的熱處理等內(nèi)容。
本手冊由徐躍明擔(dān)任總主編,本卷由程曉農(nóng)、羅新民、戴起勛擔(dān)任主編,參加編寫的人員有:袁志鐘、史有森、朱小軍、董小虹、陳國民、盧金生、葉健熠、楊俊生、張俊、唐建良、顧劍鋒、張智峰、王曉芳、祝新發(fā)、張岸、朱喆、朱本一、徐和平、劉群榮、謝永輝、朱蘊策、羅南忠、孫小情、李永勝、王樂剛、陳懿、張作貴、王延峰、王崢、梁曉輝、王小明、邵紅紅、王洪發(fā)、王廣生、賀瑞軍、成亦飛、胡建文、李建輝、唐麗娜、呂超君、崔慶新、聞強苗、汪正兵、常玉敏、趙萍麗。
第5版手冊的修訂工作得到了各有關(guān)高等院校、研究院所、企業(yè)及機械工業(yè)出版社的大力支持,在此一并致謝。同時,編委會對為歷次手冊修訂做出貢獻的同志表示衷心的感謝!
中國機械工程學(xué)會熱處理分會
《熱處理手冊》第5版編委會
前言
第1章零件熱處理工藝性與設(shè)計原則1
1.1零件熱處理工藝性1
1.1.1零件熱處理工藝性概述1
1.1.2鋼的淬透性2
1.1.3鋼的變形和開裂傾向5
1.1.4鋼的回火脆性和白點敏感性6
1.1.5鋼的回火穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性8
1.1.6鋼的其他熱處理工藝性10
1.1.7鋁合金的熱處理工藝性11
1.1.8鈦合金的熱處理工藝性14
1.2零件材料的選擇與熱處理技術(shù)要求15
1.2.1零件熱處理技術(shù)要求設(shè)計15
1.2.2選擇材料的基本原則、思路及合理性17
1.3零件熱處理的結(jié)構(gòu)工藝性20
1.3.1改善零件熱處理工藝性的結(jié)構(gòu)設(shè)計20
1.3.2改善零件結(jié)構(gòu)熱處理工藝性的其他措施22
1.4零件加工工藝路線與工序安排28
1.4.1零件的工藝路線與毛坯選擇28
1.4.2零件熱處理工序安排29
1.5零件熱處理工藝設(shè)計原則與要素32
1.5.1零件熱處理工藝設(shè)計原則32
1.5.2零件熱處理工藝設(shè)計要素34
1.5.3零件熱處理工藝性審核36
參考文獻38
第2章熱處理質(zhì)量管理39
2.1概論39
2.2熱處理質(zhì)量管理體系40
2.2.1質(zhì)量策劃40
2.2.2熱處理工藝管理42
2.2.3人員管理42
2.2.4設(shè)備管理42
2.2.5物料管理43
2.2.6熱處理工藝材料管理44
2.2.7熱處理作業(yè)環(huán)境管理44
2.3熱處理過程控制45
2.3.1待熱處理零件的控制45
2.3.2防滲處理45
2.3.3熱處理裝料45
2.3.4熱處理零件的清洗45
2.3.5熱處理工藝過程控制45
2.3.6熱處理典型工藝的管理46
2.4熱處理質(zhì)量檢驗48
參考文獻49
第3章熱處理清潔生產(chǎn)與綠色工廠50
3.1熱處理環(huán)境技術(shù)要求51
3.1.1污染的分類和來源51
3.1.2污染物的控制與排放技術(shù)要求51
3.2清潔綠色熱處理技術(shù)要求53
3.2.1基本要求53
3.2.2熱處理廠房53
3.2.3設(shè)備54
3.2.4熱處理工藝材料58
3.2.5熱處理工藝58
3.3清潔綠色熱處理工廠59
3.3.1綠色工廠59
3.3.2基本要求59
3.3.3綠色熱處理企業(yè)要求59
參考文獻63
第4章齒輪的熱處理64
4.1齒輪受力狀況及損壞特征64
4.1.1嚙合齒面間的摩擦力及齒面磨損64
4.1.2嚙合齒面的接觸應(yīng)力及接觸疲勞64
4.1.3齒輪的彎曲應(yīng)力及彎曲疲勞65
4.2齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞強度67
4.2.1鑄鐵齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞強度67
4.2.2調(diào)質(zhì)齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞強度68
4.2.3表面淬火齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞強度70
4.2.4滲碳淬火鍛鋼齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞強度70
4.2.5滲氮齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞強度74
4.3齒輪材料76
4.3.1齒輪用鋼76
4.3.2齒輪用鑄鐵78
4.3.3齒輪用銅合金84
4.4齒輪的熱處理工藝87
4.4.1齒輪的調(diào)質(zhì)87
4.4.2齒輪的表面淬火91
4.4.3齒輪的滲碳和碳氮共滲107
4.4.4齒輪的滲氮128
參考文獻143
第5章滾動軸承零件的熱處理144
5.1滾動軸承的工作條件及對用鋼的基本性能要求144
5.2滾動軸承常用鋼(合金)及其應(yīng)用范圍145
5.3一般用途滾動軸承零件的熱處理149
5.3.1高碳鉻鋼軸承零件馬氏體淬火150
5.3.2高碳鉻鋼軸承零件貝氏體等溫淬火和馬氏體分級淬火166
5.3.3高碳鉻鋼軸承零件在各種設(shè)備中的熱處理工藝167
5.3.4高碳鉻鋼軸承零件的感應(yīng)熱處理167
5.3.5高碳鉻鋼軸承零件預(yù)滲氮和碳氮共滲表面改性熱處理172
5.3.6軸承零件的真空熱處理174
5.3.7軸承零件表面的激光淬火176
5.3.8滲碳鋼制中小型軸承零件的熱處理179
5.3.9中碳合金鋼軸承零件的熱處理180
5.4特大、特輕、微型、精密等軸承零件的熱處理182
5.4.1特大及重大型軸承零件的熱處理182
5.4.2特輕軸承零件的熱處理184
5.4.3微型軸承零件的熱處理184
5.4.4高碳鉻鋼精密軸承零件的熱處理186
5.4.5鐵路車輛軸箱軸承零件的熱處理187
5.4.6汽車軸承零件的熱處理190
5.5特殊用途軸承零件的熱處理193
5.5.1耐蝕軸承零件的熱處理193
5.5.2含氮不銹軸承鋼及其熱處理197
5.5.3高溫軸承零件的熱處理199
5.5.4防磁軸承零件的熱處理208
5.6其他軸承零件的熱處理211
5.6.1保持架、鉚釘?shù)容S承零件的熱處理211
5.6.2沖壓滾針軸承零件的熱處理213
參考文獻218
第6章彈簧的熱處理219
6.1彈簧的分類、服役條件、失效形式和性能要求219
6.1.1彈簧的分類219
6.1.2彈簧的服役條件和失效形式220
6.1.3彈簧產(chǎn)品的性能要求222
6.2彈簧材料及其熱處理223
6.2.1彈簧常用原材料供貨狀態(tài)及其熱處理224
6.2.2特殊用途的彈簧材料及其熱處理232
6.3典型彈簧制造過程中的熱處理235
6.3.1乘用車和商用車懸架彈簧的熱處理235
6.3.2乘用車和商用車穩(wěn)定桿的熱處理237
6.3.3車用懸架扭桿彈簧的熱處理239
6.3.4車用駐動器彈簧的熱處理240
6.3.5汽車用內(nèi)燃機發(fā)動機氣門彈簧的熱處理240
6.3.6汽車用自動變速器彈簧的熱處理241
6.3.7汽車用離合器螺旋彈簧和膜片彈簧的熱處理242
6.3.8汽車行李艙扭桿彈簧的熱處理243
6.3.9輪軌列車轉(zhuǎn)向架彈簧的熱處理243
6.3.10輪軌列車駐動制動器彈簧的熱處理244
6.3.11輪軌列車鐵路地基隔振彈簧的熱處理245
6.3.12工程機械大彈簧的熱處理245
6.3.13碟簧的熱處理246
6.3.14彈性擋圈(卡簧)的熱處理247
6.3.15平面渦卷彈簧的熱處理247
6.4彈簧的特殊熱處理248
6.4.1彈簧的滲氮248
6.4.2彈簧的鹽浴熱處理249
6.4.3彈簧