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概论 1

一、材料表面工程技术的概念 1

二、材料表面强化技术及其目的 1

三、材料采用表面强化技术的实际意义 2

四、材料表面技术的分类及发展概况 4

第一章 化学热处理原理 9

第一节 化学热处理渗剂应具备的性能 10

第二节 渗剂中的物理化学过程 10

一、渗剂中的化学反应机理 10

二、催化剂(又称触媒剂)在渗剂分解反应中的作用 11

第三节 化学热处理中的相界面反应 12

一、扩散过程的宏观规律 14

第四节 被吸收原子在固体中的扩散规律 14

二、反应扩散 17

三、渗层的显微组织与相图的关系 19

四、影响渗层组织的因素 21

第五节 提高化学热处理速度和质量的措施 21

一、适当提高工艺温度 22

二、采用新工艺 22

三、采用多元共渗工艺 23

四、采用新工艺和新设备 23

五、采用化学催渗 24

六、采用物理催渗 24

二、常用渗碳钢及其选择 25

一、渗碳目的、工艺特点和分类 25

第一节 概述 25

第二章 钢的渗碳 25

三、渗碳介质应具备的性能 30

四、常用渗碳介质的类型、特性和选用 30

五、渗碳中的主要物理化学过程 36

六、碳在钢中的扩散和渗碳层的组织特点 37

七、零件渗碳后的热处理 38

第二节 渗碳零件的技术要求和检测 39

一、渗碳层的技术要求 39

二、渗碳零件的质量检测 42

第三节 气体渗碳工艺 43

一、综述 43

二、气体渗碳的主要工艺参数 44

三、可控气氛和炉气碳势的测量与控制原理 45

第四节 气体渗碳应用实例 50

一、齿轮的气体渗碳 50

二、汽车轮毂轴承套圈的气体渗碳 61

三、重载高速大型齿轮的深层渗碳 62

四、薄壁零件的浅层渗碳 66

第五节 其他渗碳工艺 69

一、固体渗碳工艺 69

二、液体渗碳工艺 70

二、渗氮层的形成机理和组织特点 72

一、渗氮的特点和分类 72

第一节 钢的渗氮 72

第三章 铜的渗氮、氮碳共渗和碳氨共渗 72

第二节 气体渗氮工艺 76

一、零件渗氮前的热处理 76

二、渗氮前的准备 77

三、渗氮过程和操作 77

四、气体渗氮工艺参数的选择 78

五、典型气体渗氮的工艺方法 80

六、渗氮零件的主要检验项目、内容和要求 82

七、渗氮零件缺陷及预防 84

八、渗氮应用实例 87

一、综述 93

第三节 气体氮碳共渗 93

二、气体氮碳共渗工艺参数的选择 94

三、含氧的氮碳共渗和氧氮共渗 96

四、气体氮碳共渗应用实例 98

第四节 气体碳氮共渗 103

一、碳氮共渗工艺的特点 104

二、气体碳氮共渗介质及其控制 105

三、碳氮共渗温度和时间的选择 107

四、碳氮共渗工艺过程 108

五、碳氮共渗层和共渗零件的力学性能 110

六、碳氮共渗应用实例 112

一、Fe-B系平衡相图与渗硼层组织 128

第一节 渗硼层的组织和性能 128

第四章 渗硼 128

二、渗硼层性能 131

第二节 常用渗硼方法 132

一、固体渗硼 132

二、液体(盐浴)渗硼 140

第三节 渗硼质量检测与控制 144

一、渗硼件的质量检验 144

二、渗硼层的组织缺陷及其控制 146

第四节 渗硼工艺应用 146

一、适合渗硼的材料 146

二、工件渗硼后的处理 147

三、渗硼应用实例 148

第五章 渗金属及多元共渗 152

第一节 渗金属原理 152

一、渗金属的物理化学过程 152

二、渗金属层的形成机理和组织特征 153

三、渗剂应具备的性能和配制原理 154

第二节 固体粉末渗铬工艺和应用 158

一、固体渗铬方法和工艺 159

二、渗铬层的组织和性能 162

三、渗铬应用实例——污水泵轴的粉末渗铬 165

第三节 渗钒工艺和应用 168

一、液体渗钒工艺 168

三、渗钒应用实例——薄片铣刀的盐浴渗钒 172

二、固体粉末渗钒工艺 172

第四节 渗钛工艺和应用 174

一、渗钛工艺 174

二、渗钛层的组织和性能 175

三、渗钛后的热处理 176

四、渗钛应用实例——切边模的粒状渗钛济渗钛 177

第五节 硼砂盐浴渗铌 179

第六节 多元共渗工艺 180

一、铬铝共渗工艺 181

二、硼砂盐浴铬钒共渗工艺 185

三、硼钒共渗工艺 191

第一节 概述 199

第六章 镀渗工艺 199

第二节 高速钢冷作模具镀渗Co—W—Ti三元合金镀渗层 200

一、电镀Co—W—Ti三元合金层工艺 201

二、氮碳共渗工艺 201

第三节 热浸渗铝和镀渗 202

一、铝液浴的成分和表面保护 202

二、热浸渗铝浴槽材料 203

三、热浸渗铝工艺 203

四、热浸渗铝零件或型材的扩渗(散)处理 206

五、热浸渗铝应用实例——喷流换热器的热浸渗铝+高温扩散工艺 206

第四节 钢铁零件镀渗铜锡合金层 209

第五节 钢制零件的化学镀Ni—P合金和渗硼的镀渗工艺 211

一、真空的基础知识 216

第七章 真空化学热处理 216

第一节 概述 216

二、真空加热特点 219

三、真空化学热处理的原理 222

第二节 真空渗碳 222

一、真空渗碳的基本原理 223

二、真空渗碳工艺 224

三、真空渗碳的优点 229

四、真空渗碳应用实例 230

第三节 真空渗氮、渗硼及渗金属 233

一、真空渗氮 233

二、真空碳氮共渗 233

三、真空渗硼 234

四、真空渗金属 235

第八章 等离子体化学热处理 236

第一节 概述 236

一、低压气体放电现象 236

二、等离子场中的物理化学现象 240

第二节 离子渗氮与离子氮碳共渗 242

一、离子渗氮工艺原理 242

二、离子渗氮层组织与性能 245

三、离子渗氮工艺 247

四、离子渗氮应用实例 255

五、离子氮碳共渗及其应用 257

一、离子渗碳 258

第三节 离子渗碳与离子碳氮共渗 258

二、离子碳氮共渗 264

第四节 离子渗硼及渗金属 266

一、离子渗硼工艺 266

二、离子渗金属工艺 266

第九章 气相沉积技术 271

第一节 概述 271

一、气相沉积 271

二、气相沉积的分类 271

三、气相沉积的应用 271

第二节 化学气相沉积 272

一、化学气相沉积工艺原理 273

二、化学气相沉积工艺方法及参量控制 275

三、化学气相沉积法的特点 277

四、新发展的化学气相沉积方法 278

第三节 物理气相沉积 284

一、概述 284

二、真空蒸镀 286

三、溅射镀 296

四、离子镀 304

第四节 气相沉积应用实例 313

一、化学气相沉积Ti(CN)涂层应用实例 313

二、等离子体化学气相沉积法沉积TiN涂层应用实例 316

三、等离子体增强金属有机物化学气相沉积法沉积Ti(CN)涂层应用实例 316

四、多弧离子镀TiN涂层应用实例 319

第十章 离子注入技术 323

一、离子注入及其发展 323

二、离子注入原理 323

三、离子注入强化机制 326

四、离子注入表面改性的特点 328

五、离子注入应用实例 329

第十一章 激光表面强化技术 333

第一节 概述 333

一、激光及其特性 333

二、激光加热的特点 335

一、工艺原理 336

第二节 激光相变强化(表面淬火) 336

三、目前研究应用的激光表面强化技术 336

二、工艺参数 337

二、激光表面淬火显微组织和性能特点 337

四、激光表面淬火工艺特点 339

五、激光表面淬火应用实例 340

第三节 激光熔凝及非晶化 341

一、激光熔凝 341

二、激光非晶化 343

第四节 激光表面合金化及熔覆 345

一、激光表面合金化 345

二、激光熔覆 346

主要参考文献 352