本书以热处理工艺设计为主线，系统地介绍了相关热处理技术。其主要内容包括：概述、热处理工艺设计的原则及程序、整体热处理工艺设计、表面热处理工艺设计、化学热处理工艺设计、真空热处理工艺设计、热处理质量检验、热处理工装设计。本书不仅是作者50多年从事热处理工艺技术工作的总结，也是热处理同仁，特别是热处理生产一线技术人员宝贵经验的高度概括。本书内容全面，技术数据翔实，图表丰富，实用性强，对热处理工艺设计与编制极具参考价值。

1）本书以热处理工艺设计为主线，系统地介绍了相关热处理技术。主要内容包括：概述、热处理工艺设计的原则及程序、整体热处理工艺设计、表面热处理工艺设计、化学热处理工艺设计、真空热处理工艺设计、热处理质量检验、热处理工装设计。
2）本书不仅是作者50多年从事热处理工艺技术工作的总结，也是热处理同仁，特别是热处理生产一线技术人员宝贵经验的高度概括。
3）本书内容全面，技术数据翔实，图表丰富，实用性强，对热处理工艺设计与编制极具参考价值。

热处理是理论性很强的科学，也是实践性很强的技术。热处理技术属于国家核心技术，在我国从材料大国和制造业大国走向强国的过程中具有举足轻重的作用。热处理是决定产品性能、寿命和可靠性的关键过程，热处理工艺水平是机械行业竞争的核心要素。
据考察，我国制造业中的大中型企业和部分中小型企业热处理工艺设计水平和工艺管理水平基本与国际水平相当，并在不断提高。但据资料所载，我国制造业中的中小微企业占80% 以上，这些企业的热处理质量不太稳定，主要原因是工艺设计和工艺管理水平存在较大的差距。有的企业热处理工艺设计与生产操作由同一人独立完成，而且这种情况的工艺设计仅仅是在其
头脑中构思，并无文件；有的企业由有多年实践经验的热处理师傅口头指挥代替工艺，由他人操作等；不规范的案例比比皆是。无论口头指挥操作还是仅在头脑中构思的工艺方案，都是随意性太强。这种原始的、粗放式的管理模式远远落后于形势，必须与时俱进，采用科学的工艺来指导实践。
鉴于上述情况，为了满足热处理行业的要求，作者根据从事热处理工艺设计50 多年的实践经验，结合现代热处理工艺技术的发展现状与现行的工艺技术规范，编写了本书。
本书共8 章。第1 章阐述了热处理工艺在制造业中的地位和热处理生产的特点；第2 章介绍了热处理工艺设计的原则及程序，内容包括热处理工艺的先进性、合理性、可行性、安全性、经济性和可检性，以及热处理工艺设计的过程与步骤等；第3 章介绍了整体热处理工艺设计，内容包括加热温度的选择、加热速度和加热时间的确定、淬火材料的形状换算、可控气氛热处理、淬火冷却工艺参数和回火工艺参数的选择等；第4 章介绍了表面热处理工艺设计，内容包括表面热处理工艺设计基础、感应热处理工艺设计、火焰淬火工艺设计、激光淬火与电子束淬火工艺设计等；第5 章介绍了化学热处理工艺设计，内容包括钢的渗碳、碳氮共渗、渗氮、氮碳共渗、渗硼、渗金属等；第6 章介绍了真空热处理工艺设计，内容包括真空热处理工艺参数设计、真空退火工艺设计、真空淬火回火工艺设计、真空化学热处理工艺设计；第7 章介绍了热处理质量检验，内容包括热处理质量检验方法及内容、热处理质量检验规程等；第8 章介绍了热处理工装设计，内容包括热处理工装在生产中的作用及设计要点，热处理工装的分类编号及管理，热处理工装的设计原则及程序，一般碳素钢、耐热钢工夹具强度的核算，热处理工装设计实例等。
本书不仅是作者50 多年从事热处理工艺技术工作的总结，也是热处理同仁，特别是热处理生产一线技术人员宝贵经验的高度概括，因此，本书应该是热处理行业的共同财富。技术共享，财富造福人类，这是作者的心愿，期望本书的出版能促进热处理行业的发展与进步。
在本书编写过程中，上海工具厂祝新发，哈尔滨第一工具厂刘秀英，成都量具刃具厂谢永辉，安徽嘉龙锋钢刀具有限公司胡明、胡会峰，河南第一工具厂张振刚，陕西关中工具厂孙承志，江苏晶工工具有限公司朱昌宏、蒋荣坤，江苏天工国际徐文瑛，江苏华苏工业炉公司刘朝雷，东风汽车公司量刃具分厂杨锴，南京科润公司左永平，浙江金华华南汽配公司赵纯，浙江永康求精热处理厂夏明道，浙江宁波大山金属科技有限公司叶振阳，浙江台州达兴热处理研究所罗永敏，浙江金华东斟西酌数字科技公司赵苏桂，浙江工业大学张丹宁，辽宁和兴热科技有限公司田宏等给予了大力支持和帮助，在此一并表示衷心感谢！
在本书编写过程中参考和引用了许多专著和论文，在此向相关文献的作者表示由衷的谢意，有少数著作的引用因种种原因未能一一列出作者名讳，深表歉意。
由于作者水平有限，书中疏漏和错误在所难免，恳请大家批评指正。
赵步青　　

前言
第1 章　概述 1
1.1　热处理工艺在机械制造业中的地位 1
1.2　热处理生产的特点 1
第2 章　热处理工艺设计的原则及程序 3
2.1　热处理工艺设计原则 3
2.1.1　热处理工艺的先进性 3
2.1.2　热处理工艺的合理性 3
2.1.3　热处理工艺的可行性 4
2.1.4　热处理工艺的安全性 5
2.1.5　热处理工艺的经济性 5
2.1.6　热处理工艺的标准化 6
2.1.7　热处理工艺的可检性 6
2.2　热处理工艺设计的过程与步骤 6
2.2.1　热处理工艺设计的依据 6
2.2.2　热处理工艺设计的基本内容 7
2.2.3　热处理工艺设计前的技术分析 10
2.2.4　热处理工艺方案的制订 11
2.2.5　工艺简图的用途及绘制 11
2.2.6　热处理设备的选用 12
2.2.7　热处理工艺装备的设计 12
2.2.8　热处理劳动定额的确定方法 14
2.2.9　热处理工艺文件的编写 14
2.2.10　热处理工艺的修改、验证与调整 21
第3 章　整体热处理工艺设计 24
3.1　热处理加热温度的选择 24
3.2　加热速度的确定 30
3.3　 加热时间的确定 32
3.4　淬火材料的形状换算 48
3.4.1　术语的意义 49
VI 热处理工艺设计与应用
3.4.2　等价直径的BS 求法 49
3.4.3　其他计算方法 57
3.5　可控气氛热处理 58
3.5.1　可控气氛热处理基本原理 58
3.5.2　可控气氛分类及其控制 62
3.5.3　可控气氛热处理工艺举例 67
3.6　淬火冷却工艺参数的选择 69
3.6.1　各种淬火方法的冷却工艺参数 69
3.6.2　常用淬火冷却介质的选用 70
3.6.3　其他淬火冷却介质的选用 75
3.7　回火工艺参数的选择 87
第4 章　表面热处理工艺设计 91
4.1　表面热处理工艺设计基础 91
4.1.1　表面淬火用材料 91
4.1.2　表面淬火的技术要求 92
4.1.3　快速加热表面淬火时的相变特点 92
4.1.4　钢件表面淬火后的组织与性能 94
4.2　感应热处理工艺设计 95
4.2.1　感应淬火设备的选择 95
4.2.2　感应器的设计 96
4.2.3　感应加热时间与比功率的选择 109
4.2.4　感应淬火工艺参数的确定 114
4.3　火焰淬火工艺设计 122
4.3.1　火焰淬火分类 122
4.3.2　火焰淬火用燃料和装置 124
4.3.3　火焰淬火的工艺设计 125
4.3.4　火焰淬火应用实例 129
4.4　激光淬火与电子束淬火工艺设计 132
4.4.1　激光淬火的工艺特点 132
4.4.2　激光淬火前的预处理方法 132
4.4.3　激光表面加热相变硬化 134
4.4.4　电子束淬火 138
第5 章　化学热处理工艺设计 141
5.1　钢的渗碳 141
5.1.1　气体渗碳 142
5.1.2　液体渗碳 157
5.1.3　固体渗碳 158
5.1.4　其他渗碳工艺 160
5.2　钢的碳氮共渗 164
5.3　钢的渗氮 173
5.3.1　工件渗氮前的预备热处理 173
5.3.2　气体渗氮 175
5.4　钢的氮碳共渗 185
5.4.1　气体氮碳共渗 185
5.4.2　液态氮碳共渗（盐浴氮碳共渗） 187
5.4.3　QPQ 处理 190
5.4.4　离子氮碳共渗 191
5.4.5　奥氏体氮碳共渗 192
5.4.6　固态氮碳共渗 193
5.5　钢的渗硼