热处理手册 第2卷 典型零件热处理 第5版

《中国热处理与表层改性技术路线图》指出，热处理与表层改性赋予先进材料极限性能，赋予关键构件极限服役性能。热处理与表层改性是先进材料和机械制造的核心技术、关键技术、共性技术和基础技术，属于国家核心竞争力。践行该路线图应该结合我国经济发展的大环境变化和制造转型升级的发展要求，以关键构件的可靠性、服役寿命和结构重量三大问题为导向，以“绿色化、精密化、智能化、标准化”为着力点，通过关键构件热处理技术领域的创新，助推我国从机械制造大国迈向机械制造强国。
热处理作为机械制造工业中的关键工艺之一，对发挥材料潜力、延长关键零部件服役寿命和推动整体制造业的节能减碳和高质量发展起着关键作用。为了促进行业技术进步，交流和推广先进经验，指导工艺操作，1972年，第一机械工业部机械科学研究院组织国内从事热处理的大专院校、研究院所和重点企业的专业技术人员，启动了《热处理手册》的编写工作，手册出版后深受广大读者欢迎。时至今日，《热处理手册》已修订四次。
在第4版《热处理手册》出版的十几年间，国内外热处理技术飞速发展，涌现出许多先进技术、装备，以及全过程质量管理方法和要求，因此亟须对《热处理手册》进行再次修订，删除陈旧过时的内容，补充先进典型技术，满足企业生产和行业技术发展的需要，切实发挥工具书的作用。鉴于此，中国机械工程学会热处理分会组织国内专家和学者自2020年5月起，按照实用性、系统性、先进性和高标准的原则开展修订工作，以求达到能正确指导生产、促进技术进步的目的。
本次修订，重点体现以下几方面：
在实用性方面，突出一个“用”字，做到应用为重，学用结合。体现基础理论、基础工艺、基础数据、基本方法、典型案例、现行标准的有机结合。
在系统性方面，突出一个“全”字，包括材料、组织、工艺、性能、应用，材料热处理、零件热处理，质量控制与质量检验、质量问题与分析，设备设计、选用、操作、维护，能源、安全、环保，标准化等，确保体系清晰，有用好用。
在先进性方面，突出一个“新”字，着重介绍新材料、新工艺、新设备、新理念、新标准、新零件、前沿理论与技术。
在高标准方面，突出一个“高”字，要求修订工作者以高度的责任感、使命感总结编写高质量、高水平、高参考价值的技术资料。
此次修订的体例与前4版保持了一定的继承性，但在章节内容上根据近年来国内新兴行业的发展和各行业热处理技术发展状况，结合我国热处理企业应用的现状做了符合实际的增删，增加了许多新内容，其中的技术信息主要来自企业和科研单位的实用数据，可靠真实。修订后的手册将成为一套更加适用的热处理工具书，对机械工业提高产品质量，研发新产品起到积极的作用。
本卷为《热处理手册》的第2卷，与第4版相比，主要做了以下变动：
由第4版的19章修订为24章。“第1章零件热处理工艺性与设计原则”由第4版的第1章和第2章整合优化而成。将第4版第3卷和第4卷的相关内容进行整合，在第2卷中增加了“第2章热处理质量管理”“第3章热处理清洁生产与绿色工厂”两章。结合新兴行业发展，增加了典型零件热处理新技术、新材料和新工艺的内容，包括“第20章耐磨材料典型零件的热处理”“第22章航天零件的热处理”“第23章风电齿轮箱零件的热处理”和“第24章零件热处理典型缺陷和失效分析”等。其他章节除顺序略有变动外，还对一些内容进行了修订，并增加了相关内容，如在“第8章大型铸锻件的热处理”中增加了“大型转子锻件的热处理”和“大型筒体与封头锻件的热处理”，在“第10章模具的热处理”中增加了“典型模具热处理”，在“第21章航空零件的热处理”中增加了“飞机后机身承力框的热处理”“飞机梁的热处理”“三联齿的热处理”和“交流伺服电动机定子和转子的热处理”等内容。
本手册由徐跃明担任总主编，本卷由程晓农、罗新民、戴起勋担任主编，参加编写的人员有：袁志钟、史有森、朱小军、董小虹、陈国民、卢金生、叶健熠、杨俊生、张俊、唐建良、顾剑锋、张智峰、王晓芳、祝新发、张岸、朱喆、朱本一、徐和平、刘群荣、谢永辉、朱蕴策、罗南忠、孙小情、李永胜、王乐刚、陈懿、张作贵、王延峰、王峥、梁晓辉、王小明、邵红红、王洪发、王广生、贺瑞军、成亦飞、胡建文、李建辉、唐丽娜、吕超君、崔庆新、闻强苗、汪正兵、常玉敏、赵萍丽。
第5版手册的修订工作得到了各有关高等院校、研究院所、企业及机械工业出版社的大力支持，在此一并致谢。同时，编委会对为历次手册修订做出贡献的同志表示衷心的感谢！

中国机械工程学会热处理分会
《热处理手册》第5版编委会

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

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。

1）本手册是一部热处理专业的综合工具书，由中国机械工程学会热处理分会组织编写。手册采用了现行的热处理相关技术标准资料，内容系统全面，图表实例丰富，实用性和操作性强。
2）本手册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。
3）本套手册在实用性方面，突出一个“用”字，做到应用为重，学用结合，体现基础理论、基础工艺、基础数据、基本方法、典型案例、现行标准的有机结合；在系统性方面，突出一个“全”字，包括材料、组织、工艺、性能、应用，材料热处理、零件热处理，质量控制与质量检验、质量问题与分析，设备设计、选用、操作、维护，能源、安全、环保，标准化等，确保体系清晰，有用好用；在先进性方面，突出一个“新”字，着重介绍新材料、新工艺、新设备、新理念、新标准、新零件、前沿理论与技术。