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1 钢中的马氏体及其形成1

1.1 钢中马氏体的晶体结构1

1.1.1 体心立方马氏体2

1.1.2 体心正方结构2

1.1.3 体心正交马氏体3

1.1.4 马氏体晶体结构的不完整性3

1.1.5 马氏体晶体结构与比容的关系4

1.2 钢中马氏体相变的基本特征4

1.2.1 马氏体转变的无需扩散性5

1.2.2 马氏体转变的形变特征6

1.2.3 马氏体的亚结构7

1.2.4 位向关系和惯习面9

1.3 马氏体点10

1.3.1 物理意义10

1.3.2 Ms点在生产实际中的应用10

1.3.3 影响马氏体点的因素11

1.3.4 马氏体转变停止点Mf13

1.4.1 K-S模型14

1.4 马氏体相变晶体学14

1.4.2 G-T模型20

1.4.3 B-B双重切变模型21

1.4.4 表象理论22

1.5 钢中马氏体的组织形态28

1.5.1 板条状马氏体28

1.5.2 “隐晶”马氏体31

1.5.3 蝶状马氏体34

1.5.4 透镜片状马氏体35

1.6 马氏体的力学性能37

1.6.1 马氏体强化38

1.6.2 马氏体的韧性与脆性42

参考文献47

2 钢的淬火显微开裂49

2.1 马氏体显微裂纹的形态49

2.2 马氏体显微裂纹的形成58

2.3 影响淬火显微开裂的因素61

2.3.1 淬火介质温度的影响61

2.3.2 马氏体转变分数的影响62

2.3.3 马氏体中固溶碳量的影响62

2.3.4 马氏体片长度是控制因素65

2.4 显微裂纹对钢机械性能的影响67

2.4.1 显微裂纹对韧性的影响68

2.4.2 显微裂纹对强度的影响69

参考文献70

3 热处理应力72

3.1 基础应力及残余应力73

3.1.1 急冷热应力及残余应力73

3.1.2 急冷相变应力及残余应力75

3.1.3 急热热应力引起的残余应力76

3.2.1 心部已淬透时的应力分布77

3.1.4 组织不同而引起的内应力77

3.2 淬火热处理应力77

3.2.2 心部未淬透时的应力分布84

3.3 表面淬火应力90

3.3.1 高频淬火产生的热处理应力91

3.3.2 火焰淬火的热处理应力97

3.4 化学热处理残余应力99

3.4.1 渗碳淬火产生的残余应力99

3.5.1 残余应力对硬度的影响104

3.4.2 气体氮化的热处理应力104

3.5 热处理应力对机械性能及淬火开裂的影响104

3.5.2 残余应力对疲劳强度的影响105

3.5.3 残余应力对脆性及淬火开裂的影响105

3.6 残余应力的去除106

3.6.1 热法去应力原理106

3.6.2 回火时热处理应力的变化107

参考文献109

4.1.1 纵向裂纹110

4.1 淬火裂纹的形态110

4 钢件的淬火裂纹形态及断口110

4.1.2 横向裂纹和弧形裂纹113

4.1.3 网状裂纹(龟裂)117

4.1.4 剥离裂纹119

4.1.5 应力集中裂纹120

4.2 钢的淬火断口形态121

4.3 钢的淬火沿晶开裂机理126

4.3.1 淬火钢沿晶断裂成因评介127

4.3.2 不均匀膨胀应变观点128

4.4.1 Griffjth(格里菲思)缺口强度理论133

4.4 裂纹成核及扩展133

4.4.2 裂纹的形核134

4.4.3 裂纹的扩展137

参考文献138

5 影响淬火开裂的因素140

5.1 钢材冶金质量的影响140

5.1.1 粗视偏析的影响140

5.1.4．夹杂物的影响141

5.1.3 溶进氢气的影响141

5.1.2 固溶体偏析的影响141

5.2 含碳量及合金元素的影响142

5.2.1 含碳量的影响142

5.2.2 合金元素的影响145

5.3 原始组织的影响147

5.3.1 珠光体形态的影响147

5.3.2 非平衡组织的影响149

5.3.3 碳化物不均匀性的影响150

5.4.1 尺寸的影响151

5.4 零件尺寸和形状的影响151

5.4.2 形状的影响154

5.5 加热不当的影响157

5.5.1 加热温度的影响157

5.5.2 加热炉的影响160

5.5.3 氧化的影响160

5.6 淬火冷却的影响160

5.6.1 临界区和危险区160

5.6.2 淬裂的危险时刻161

5.6.3 调整淬火应力的冷却162

5.6.4 调整残留奥氏体量163

5.6.5 调整淬火马氏体中的含碳量163

5.7 淬后加工处理对裂纹的影响164

5.7.1 淬后热处理的影响164

5.7.2 淬火后机械加工的影响165

5.7.3 淬后化学热处理的影响166

参考文献166

6 防止钢件淬火开裂的方法168

6.1 钢材的选择168

6.1.1 从淬透性上考虑选择钢材169

6.1.3 选择过热和脱碳敏感性小的钢材171

6.1.2 从淬硬性上考虑选择钢材171

6.2 淬火零部件的设计173

6.2.1 断面均匀175

6.2.2 圆角过渡175

6.3 合理制定热处理技术条件176

6.3.1 整体淬火改为局部(或表面)硬化176

6.3.2 调整淬火件局部硬度178

6.3.3 注意质量效应179

6.4.2 预先热处理的作用185

6.4.1 正确锻造185

6.4 淬火前各工序应注意的问题185

6.5 合理确定加热参数187

6.5.1 正确地选择加热介质(或炉型)187

6.5.2 淬火加热速度的选择187

6.5.3 合理确定加热温度188

6.5.4 缩短保温时间191

6.6 合理选择淬火介质193

6.6.1 淬火介质的冷却能力193

6.6.2 常用淬火介质196

6.6.3 新型淬火剂201

6.7 选定合适的淬火冷却方法202

6.7.1 预冷淬火法204

6.7.2 双液淬火法205

6.7.3 分级淬火法207

6.7.4 等温淬火法208

6.7.5 薄壳淬火210

6.7.6 断续淬火法210

6.7.7 局部淬火法211

6.8.1 淬火件的搬运212

6.8 正确回火212

6.7.8 控制水温212

6.8.2 及时回火213

6.8.3 注意回火加热速度214

6.8.4 注意回火后的冷却215

6.9 表面强化热处理裂纹及防止215

6.9.1 感应加热淬火裂纹215

6.9.2 火焰淬火裂纹217

6.9.3 渗碳件的裂纹217

6.9.4 氮化件的裂纹219

参考文献219