钢件的淬火开裂及防止方法（第2版）

　　《钢件的淬火开裂及防止方法（第2版）》内容以钢件的淬火裂纹及其防止方法为中心，介绍了与淬火开裂相关的马氏体的晶体结构特点和切变特征；详细论述了导致钢件淬火裂纹的内部因素和外部条件，如淬火马氏体的本质脆性及影响因素；阐述了淬火宏观内应力的成因及变化规律，并分析了从马氏体的显微开裂到钢件的宏观开裂的形成机理；最后介绍了生产中影响钢件淬裂的因素及其防止措施和工艺方法等。《钢件的淬火开裂及防止方法（第2版）》既有深入的理论分析，又有较丰富的生产技术经验，对于防止实际生产中的钢件开裂有较好的指导作用。《钢件的淬火开裂及防止方法（第2版）》可供从事钢铁材料科学研究的科研人员及从事钢件热处理生产的技术人员阅读，也可供大专院校金属材料等热加工类专业师生参考。

　　刘宗昌，1940年生，内蒙古科技大学教授。1965年毕业于北京钢铁学院（现北京科技大学）金属学系。现为中国热处理学会理事，《金属热处理》、《热处理技术与装备》、《热处理》等杂志编委会委员，享受政府特殊津贴。1992年被评为冶金工业部高校先进科技工作者；1993年获全国优秀教师称号并获得奖章。2007年被评为内蒙古教学名师。长期从事金属材料、固态相变和钢的冶金质量研究，完成横向、纵向课题共计30多项。获省部级科技进步奖10项，专利两项。出版的学术著作和教材有：《钢件的淬火开裂及防止方法》、《材料组织结构转变原理》、《金属材料工程概论》、《过冷奥氏体扩散型相变》、《金属学与热处理》、《金属固态相变教程》、《冶金类热处理及计算机应用》等；发表学术论文200余篇。

1钢中马氏体相变与淬火
1．1马氏体相变的特征及定义
1．1．1马氏体相变的基本特征
1．1．2马氏体相变的判据
1．1．3马氏体相变及马氏体的定义
1．2马氏体相变的分类
1．2．1按相变驱动力分类
1．2．2按马氏体相变动力学特征分类
1．3马氏体相变热力学及马氏体点
1．3．1Fe-C合金马氏体相变热力学条件
1．3．2相变驱动力和相变阻力的热力学运算
1．3．3纯铁的马氏体点
1．3．4钢的马氏体点
1．3．5马氏体点在生产实际中的应用
1．4马氏体的物理本质及组织形态
1．4．1钢中马氏体的物理本质
1．4．2体心立方马氏体（小于0．2％C）
1．4．3体心正方马氏体（O．2％～1．9％C）
1．4．4马氏体的晶体结构与质量体积的关系
1．4．5Fe-M系合金马氏体
1．4．6有色合金马氏体
1．5马氏体相变的形核
1．5．1引言
1．5．2位错圈相界面模型
1．5．3应变核胚模型
1．5．4层错形核及长大模型
1．6马氏体相变晶体学的经典模型
1．6．1马氏体相变的K-S切变模型
1．6．2马氏体相变的G-T模型，均匀切变和非均匀切变
1．6．3马氏体相变的B-B双重切变模型
1．7马氏体相变晶体学的唯象学说
1．7．1不变平面应变的概念
1．7．2贝茵应变不是不变平面应变
1．7．3不畸变平面的产生
1．7.4简单切变
1．7．5刚性转动
1．7．6矩阵式描述
1．8奥氏体的稳定化及残留奥氏体
1．8．1奥氏体的热稳定化
1．8．2奥氏体的机械稳定化
1．8．3残留奥氏体
1．9马氏体的力学性能
1．9．1马氏体的强度和硬度
1．9．2马氏体的韧性和脆性
1．9．3马氏体相变超塑性
1．10钢件的淬火
1．10.1淬火的定义
1．10．2淬火加热温度
1．10．3淬火冷却介质
1．10．4钢的淬透性
1．10．5常用淬火方法
参考文献

2钢的淬火显微开裂
2．1马氏体显微裂纹的形态
2．2马氏体显微裂纹的形成
2．3影响淬火显微开裂的因素
2．3．1淬火介质温度的影响
2．3．2马氏体转变分数的影响
2．3．3马氏体中固溶碳量的影响
2．3．4马氏体片长度是控制因素
2．4显微裂纹对钢力学性能的影响
2．4．1显微裂纹对韧性的影响
2．4．2显微裂纹对强度的影响
参考文献

3热处理应力
3．1基础应力及残余应力
3．1．1急冷热应力及残余应力
3．1．2急冷相变应力及残余应力
3．1．3急热热应力引起的残余应力
3．1．4组织不同而引起的内应力
3．2淬火热处理应力
3．2．1心部已淬透时的应力分布
3．2．2心部未淬透时的应力分布
3．3表面淬火应力
3．3.1高频淬火产生的热处理应力
3．3．2火焰淬火的热处理应力
3．4化学热处理残余应力
3．4．1渗碳淬火产生的残余应力
3．4．2气体氮化的热处理应力
3．5热处理应力对力学性能及淬火开裂的影响
3．5．1残余应力对硬度的影响
3．5．2残余应力对疲劳强度的影响
3．5．3残余应力对脆性及淬火开裂的影响
3．6残余应力的去除
3．6．1热法去应力原理
3．6．2回火时热处理应力的变化
参考文献

4钢件的淬火裂纹形态及断口
4．1淬火裂纹的形态
4．1．1纵向裂纹
4．1．2横向裂纹和弧形裂纹
4．1．3网状裂纹（龟裂）
4．1．4剥离裂纹
4．1．5应力集中裂纹
4．2钢的淬火断口形态
4．3钢的淬火沿晶开裂机理
4．3．1淬火钢沿晶断裂成因
4．3．2不均匀膨胀应变机制
4．4裂纹成核及扩展
4．4．1格里菲思（Griffith）缺口强度理论
4．4．2裂纹的形核
4．4．3裂纹的扩展
参考文献

5影响淬火开裂的因素
5．1钢材冶金质量的影响
5．1．1粗视偏析的影响
5．1．2固溶体偏析的影响
5．1．3固溶氢的影响
5．1．4夹杂物的影响
5．2含碳量及合金元素的影响
5．2．1含碳量的影响
5．2．2合金元素的影响
5．3原始组织的影响
5．3．1珠光体形态的影响
5．3．2非平衡组织的影响
5．3．3碳化物不均匀性的影响
5．4零件尺寸和形状的影响
5．4．1尺寸的影响
5．4．2形状的影响
5．5加热不当的影响
5．5．1加热温度的影响
5．5．2加热炉的影响
5．5．3氧化的影响
5．6淬火冷却的影响
5．6．1临界区和危险区
5．6．2淬裂的危险时刻
5．6．3调整淬火应力的冷却
5．6．4调整残留奥氏体量
5．6．5调整淬火马氏体中的含碳量
5．7淬后加工处理对裂纹的影响
5．7．1淬后热处理的影响
5．7．2淬后机械加工的影响
5．7．3淬后化学热处理的影响
参考文献

6防止钢件淬火开裂的方法
6．1钢材的选择
6．1．1从淬透性上考虑选择钢材
6．1．2从淬硬性上考虑选择钢材
6．1．3选择过热和脱碳敏感性小的钢材
6．2淬火零部件的设计
6．2．1断面均匀
6．2．2圆角过渡
6．3合理制定热处理技术条件
6．3．1整体淬火改为局部（或表面）硬化

7钢件开裂实例分析
8热处理变形及防止方法
附表