本书以图解的方式介绍了热处理基础与实用技术，主要内容包括：热处理的世界、钢铁材料的特性与热处理基础、热处理的方法和机理、金属材料的热处理、表面硬化和改性处理、热处理质量检测和常遇到的问题、热处理技术的未来、热处理问答。本书章节标题简洁明了、方便查阅，内容由浅入深，而且时时对内容进行小结，即使是初学者也不会感到生硬。书中不但大量采用插图，而且每个插图都能做到自成一体，非常便于读者的阅读和理解。通过对本书的学习，读者基本可以掌握比较全面的热处理知识体系。

译者序前言1　热处理的世界1　什么是热处理？22　日常生活和热处理技术之间的关系43　从铁器到高性能零部件 — 热处理的发展64　热处理技术的应用示例 — 工具钢和汽车零部件8小专栏　游学笔记 — 一种炼铁古法（踏辅炼铁）102　钢铁材料的特性与热处理基础5　钢铁材料的特性是什么？126　铁、钢和铸铁的区别是什么？147　碳在钢中的作用168　什么是合金？189　什么是钢铁材料的相变？2010　什么是铁-碳（Fe-C）相图？①2211　什么是铁-碳（Fe-C）相图？②2412　如何观察钢铁材料的组织？2613　通过热处理获得的组织的名称和性能①2814　通过热处理获得的组织的名称和性能②3015　什么是等温转变图（TTT图）？3216　什么是连续冷却转变图（CCT图）？3417　含金元素的分类及其作用363　热处理的方法和机理18　热处理的操作流程4019　热处理的核心设备 — 加热设备4220　热处理中重要的温度控制4421　热处理中使用的气体4622　气氛发生装置4823　什么是退火？5024　退火① — 完全退火5225　退火② — 等温退火5426　退火③ — 球化退火5627　退火④ — 去应力退火5828　正火及其目的6029　正火 — 正常正火6230　淬火及其目的6431　淬火冷却介质的类型6632　什么是淬透性？6833　回火及其目的7034　回火脆性7235　固溶处理7436　时效处理7637　残留奥氏体和深冷处理784　金属材料的热处理38　钢铁是如何制成的？8239　钢铁材料的命名体系是什么？8440　用于机械结构的碳钢及其热处理8641　用途广泛的机械结构用合金钢及其热处理9042　增强性能的特殊钢和工具钢及其热处理① — 应用于工具9443　增强性能的特殊钢和工具钢及其热处理② — 应用于模具9844　耐腐蚀不锈钢及其热处理10245　用于高速和高精度的轴承钢及其热处理10646　强度和寿命至关重要的弹簧钢及其热处理方法11047　铸钢及其热处理11448　铸铁及其热处理11649　铝合金及其热处理11850　铜合金及其热处理122小专栏　印度的阿育王柱 —“不生锈的铁柱”1265　表面硬化和改性处理51　表面硬化处理的分类12852　渗碳技术的变化13053　根据目的控制气氛13254　用CO气体进行渗碳的原理13455　气体渗碳工艺13656　真空渗碳（减压渗碳）工艺13857　离
子渗碳工艺14058　碳氮共渗工艺14259　渗氮方法的种类14460　气体渗氮工艺14661　盐浴氮碳共渗14862　气体氮碳共渗15063　离子渗氮15264　其他渗氮方法15465　高频感应淬火15666　火焰淬火15867　表面改性方法的种类16068　物理气相沉积（PVD）16269　化学气相沉积① — 热CVD16470　化学气相沉积② — 等离子体CVD166小专栏　热处理设备的维护和检查1686　热处理质量检测和常遇到的问题71　什么是质量检测？17072　什么是硬度测试？17273　测试材料的强度17474　什么是无损检测？17675　什么是变形测量？17876　热处理问题的类型18077　问题的例子① — 脱碳18278　问题的例子② — 淬火开裂18479　问题的例子③ — 淬火变形18680　问题的例子④ — 晶界氧化18881　问题的例子⑤ — 磨削裂纹190小专栏　国家资格【金属热处理技能士】1927　热处理技术的未来82　热处理中的节能措施19483　有可能实现零淬火畸变吗？19684　极低摩擦磨损的涂层（DLC）19885　应用计算机的全自动化热处理20086　热处理面临的挑战202小专栏　热处理技能的传承2048　热处理问答Q-1　机械结构用碳钢和机械结构用合金钢有什么区别？206Q-2　为什么不同种类的钢有不同的淬火温度？206Q-3　碳钢经水冷淬火后，为什么容易产生淬火裂纹？207Q-4　为什么铁加热到910℃时体积会缩小？207Q-5　为什么渗碳的目标表面碳的质量分数是0.7% ~ 0.8%？208Q-6　S45C在高频感应淬火之前是否需要进行调质？209Q-7　为什么对SUS304进行气体氮碳共渗困难？处理后的耐蚀性如何？210Q-8　当对S45C进行气体氮碳共渗时，在表面形成的渗层是否像电镀层那样？210Q-9　为什么珠光体是分层的？211Q-10　气体渗碳有两种方法：共析渗碳法和渗碳-扩散法，应用时有什么区别？211Q-11　为什么气体碳氮共渗处理后表面局部有黑色异物或金属光泽？213Q-12　在间歇式气体渗碳炉中进行油淬（60℃的淬火油）时，工件表面出现茶色条纹或蓝色条纹，这是为什么？214Q-13　如果使用未经回火的淬火件会怎样？214Q-14　为什么奥氏体等温处理不需要进行回火处理？215Q-15　如果用水或油淬火时不搅拌，会发生什么？215小专栏　热处理和声音
216附录　热处理术语217参考文献226

译者序 几年前有幸参加日本热处理技术协会的
考察团，在德国进行了为期10天的热处理技术考察。行
程刚好是环绕德国一周，走访了热处理方面知名的大学
、研究所以及相关设备公司和热处理加工专业公司，其
中包括德国联邦材料研究和测试研究所（简称BAM）。
大名鼎鼎的马氏体发现者——阿道夫·马滕斯[Adolf
Martens （1850—1914年） ]曾任该研究所的所长。
马滕斯曾经用自制的显微镜观察金相组织，并且建设性
地提出组织观察将在未来的热处理研究和实践中起到极
为重要的作用。 时至今日，热处理的目的是改变组
织这一观念已经得到了广泛认可，且金相组织学也早已
成为热处理专业的最重要学科，组织观察的方法也有了
长足进步。光学显微镜的性能提升自然不用多说，扫描
电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、电子探
针（EPMA）及电子背散射衍射（EBSD）等方法也越来越
普及。通过这些方法，不但放大的倍率越来越高，还可
以对所观察的视野进行定性与定量分析。译者在日本东
北大学金属材料研究所读博士期间接触到的3D Atom
Probe，甚至可以对材料进行原子尺度的分析。这些仪
器虽然谈不上已经“飞入寻常百姓家”，但也早在各大
工业材料分析机构开始使用，并在各类热处理学术期刊
的论文中经常被提及。马滕斯在一百多年前的预见成了
现实。 在机械制造业的现场，组织检验也是质量管
理的重中之重。因为组织与机械零部件的强度，尤其是
疲劳强度，以及产品可靠性之间的关系极为密切。
日本的机械制造业，一般广义地将加工分为两大类：机
械加工和热加工。机械加工一般是指应用车床、钻床、
铣床等机床的加工方式，以数控（NC）加工为代表，数
控化程度高；热加工则一般是指铸造、锻造、焊接以及
热处理这样的传统加工方式。两者之间的不同不仅体现
在数控化程度上，在质量管理方法上的差异也非常大。
前者，主要通过对加工后零部件的尺寸测量来保证质量
，对一些重要零部件，基本是全数测量。而后者，尤其
是热处理，主要通过过程控制来保证质量。这是因为热
处理工艺参数与热处理结果之间的对应关系不显著，温
度提高1℃或者处理时间提高1min，又或者合金元素的
质量分数提高0.1%等，这些大多与结果之间没有明显的
可观察到的对应关系。大多数情况是1个温度范围、1个
时间范围，或者1个含量范围对应一个组织区间和硬度
区间，而且组织和硬度也不能与强度，尤其是疲劳强度
完全对应。换句话说，在热处理领域，单纯从现象出发
很难理解本质，因此，对热处理从业人员来说，必须拥
有较高的以组织为核心的热处理理论素养，不但要知其
然，更要知其所以然。 这也恰恰是本书的写作目的
。通过对本书的学习，读者基本可以大致建立比较全面
的热处理知识体系。本书共分8章，可以分为3部分：第
1部分是第1~3章，该部分对热处理和钢铁材料的发展进
程，以及热处理的方法和机理进行了概述；第2部分是
第4和第5章，该部分介绍了钢铁材料以及非铁金属材料
的一般（整体）热处理、钢铁材料的表面硬化热处理；
第3部分是第6~8章，该部分介绍了热处理质量检测和常
遇到的问题，以及对热处理技术未来的展望。







孟凡辉　　

1）本书以图解的方式介绍了热处理基础与实用技术，共包括86个专题、5个小专栏、15个实用问题解答。2）本书章节标题简洁明了、方便查阅，内容由浅入深，而且时时对内容进行小结，即使是初学者也不会感到生硬。书中不但大量采用插图，而且每个插图都能做到自成一体，非常便于读者的阅读和理解。通过对本书的学习，读者基本可以掌握比较全面的热处理知识体系。