本手冊是一部熱處理專業(yè)的綜合工具書，共4卷。本卷是第3卷，共22章，內(nèi)容包括：緒論，熱處理溫度測量，可控氣氛及碳勢控制、氮勢控制，熱處理工藝過程控制，熱處理自動化與智能化，熱處理車間設計，熱處理節(jié)能、環(huán)保與安全，熱處理工藝材料與淬火冷卻介質(zhì)，熱處理設備常用的材料及基礎構(gòu)件，可控氣氛熱處理爐，真空熱處理爐，感應熱處理設備，離子熱處理設備，激光熱處理設備，氣相沉積設備，鋁合金熱處理設備，鋼板熱處理生產(chǎn)線，大型鑄鍛件熱處理設備，熱處理冷卻設備，熱處理清洗設備，熱處理清理及強化設備，熱處理設備設計基礎及選型。本手冊由中國機械工程學會熱處理分會組織編寫，內(nèi)容系統(tǒng)全面，具有一定的權(quán)威性、科學性、實用性、可靠性和先進性。
1）本手冊是一部熱處理專業(yè)的綜合工具書，由中國機械工程學會熱處理分會組織編寫。手冊采用了現(xiàn)行的熱處理相關技術標準資料，內(nèi)容系統(tǒng)全面，圖表實例豐富，實用性和操作性強。
2）本手冊內(nèi)容包括緒論，熱處理溫度測量，可控氣氛及碳勢控制、氮勢控制，熱處理工藝過程控制，熱處理自動化與智能化，熱處理車間設計，熱處理節(jié)能、環(huán)保與安全，熱處理工藝材料與淬火冷卻介質(zhì)，熱處理設備常用的材料及基礎構(gòu)件，可控氣氛熱處理爐，真空熱處理爐，感應熱處理設備，離子熱處理設備，激光熱處理設備，氣相沉積設備，鋁合金熱處理設備，鋼板熱處理生產(chǎn)線，大型鑄鍛件熱處理設備，熱處理冷卻設備，熱處理清洗設備，熱處理清理及強化設備，熱處理設備設計基礎及選型。
3）本套手冊在實用性方面，突出一個用字，做到應用為重，學用結(jié)合，體現(xiàn)基礎理論、基礎工藝、基礎數(shù)據(jù)、基本方法、典型案例、現(xiàn)行標準的有機結(jié)合；在系統(tǒng)性方面，突出一個全字，包括材料、組織、工藝、性能、應用，材料熱處理、零件熱處理，質(zhì)量控制與質(zhì)量檢驗、質(zhì)量問題與分析，設備設計、選用、操作、維護，能源、安全、環(huán)保，標準化等，確保體系清晰，有用好用；在先進性方面，突出一個新字，著重介紹新材料、新工藝、新設備、新理念、新標準、新零件、前沿理論與技術。
《中國熱處理與表層改性技術路線圖》指出，熱處理與表層改性賦予先進材料極限性能，賦予關鍵構(gòu)件極限服役性能。熱處理與表層改性是先進材料和機械制造的核心技術、關鍵技術、共性技術和基礎技術，屬于國家核心競爭力。踐行該路線圖應該結(jié)合我國經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境變化和制造轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展要求，以關鍵構(gòu)件的可靠性、服役壽命和結(jié)構(gòu)重量三大問題為導向，以綠色化、精密化、智能化、標準化為著力點，通過關鍵構(gòu)件熱處理技術領域的創(chuàng)新，助推我國從機械制造大國邁向機械制造強國的進程。
熱處理作為機械制造工業(yè)中的關鍵工藝之一，對發(fā)揮材料潛力、延長關鍵零件服役壽命和推動整體制造業(yè)的節(jié)能減碳和高質(zhì)量發(fā)展起著關鍵作用。為了促進行業(yè)技術進步，交流和推廣先進經(jīng)驗，指導工藝操作，1972年由原一機部機械研究院組織國內(nèi)從事熱處理的大專院校、研究院所和重點企業(yè)的專業(yè)技術人員編寫了《熱處理手冊》，出版后深受廣大讀者歡迎。時至今日，《熱處理手冊》已修訂四次。
在第4版《熱處理手冊》出版的十幾年間，國內(nèi)外熱處理技術飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出許多先進技術、裝備，以及全過程質(zhì)量管理方法和要求，因此亟須對《熱處理手冊》進行再次修訂，刪除陳舊過時的內(nèi)容，補充先進典型技術，滿足企業(yè)生產(chǎn)和行業(yè)技術發(fā)展的需要，切實發(fā)揮工具書的作用。鑒于此，中國機械工程學會熱處理分會組織國內(nèi)專家和學者自2020年5月起，按照實用性、系統(tǒng)性、先進性和高標準的原則開展修訂工作，以求達到能正確指導生產(chǎn)、促進技術進步的目的。
本次修訂，重點體現(xiàn)以下幾方面：
在實用性方面，突出一個用字，做到應用為重，學用結(jié)合。體現(xiàn)基礎理論、基礎工藝、基礎數(shù)據(jù)、基本方法、典型案例、先進標準的有機結(jié)合。
在系統(tǒng)性方面，突出一個全字，包括材料、組織、工藝、性能、應用，材料熱處理、零件熱處理，質(zhì)量控制與質(zhì)量檢驗、質(zhì)量問題與分析，設備設計、選用、操作、維護，能源、安全、環(huán)保，標準化等，確保體系清晰，有用好用。
在先進性方面，突出一個新字，著重介紹新材料、新工藝、新設備、新理念、新標準、新零件、前沿理論與技術。
在高標準方面，突出一個高字，要求修訂工作者以高度的責任感、使命感總結(jié)編寫高質(zhì)量、高水平、高參考價值的技術資料。
此次修訂的體例與前4版保持了一定的繼承性，但在章節(jié)內(nèi)容上根據(jù)近年來國內(nèi)新興行業(yè)的發(fā)展和各行業(yè)熱處理技術發(fā)展狀況，結(jié)合我國熱處理企業(yè)應用的現(xiàn)狀做了符合實際的增刪，增加了許多新內(nèi)容，其中的技術信息主要來自企業(yè)和科研單位的實用數(shù)據(jù)，可靠真實。修訂后的手冊將成為一套更加適用的熱處理工具書，對機械工業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，研發(fā)新產(chǎn)品起到積極的作用。
本卷為《熱處理手冊》的第3卷，與第4版相比，主要做了以下變動：
由第4版的15章修訂為22章。新增了第2章 熱處理溫度測量第3章 可控氣氛及碳勢控制、氮勢控制第5章 熱處理自動化與智能化第10章 可控氣氛熱處理爐第16章 鋁合金熱處理設備第17章 鋼板熱處理生產(chǎn)線和第18章 大型鑄鍛件熱處理設備七章；將第4版中的真空與等離子熱處理爐一章拆分為第11章 真空熱處理爐第13章 離子熱處理設備兩章，并將第4版中的表面改性熱處理設備一章拆分為第14章 激光熱處理設備第15章 氣相沉積設備兩章；刪去了熱處理浴爐及流態(tài)粒子爐熱處理燃料爐兩章。以上修訂充分展示了近十年來熱處理設備發(fā)展的新動向。此次修訂對近年常用熱處理設備及其工藝應用的發(fā)展情況進行了系統(tǒng)梳理，從設備選用人員的角度出發(fā)，將熱處理爐按類型、加熱方式與氣氛進行分類介紹，增加了設備總圖、關鍵結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)（如裝載量、額定溫度、溫度均勻性、氣氛均勻性、真空度、功率、轉(zhuǎn)速、流量等）、技術規(guī)范、節(jié)能環(huán)保、安全操作、維護保養(yǎng)等內(nèi)容，對其他章節(jié)進行了修訂，完善了熱處理裝備的自動化、數(shù)字化和智能化內(nèi)容。
本手冊由徐躍明擔任總主編，本卷由韓伯群、曾愛群擔任主編，編寫的人員有：向建華、 束東方、董小虹、梁先西、曹治中、殷漢奇、王桂茂、蘇宇輝、馮耀潮、趙偉民、史有森、張志鵬、陳雪峰、李儒冠、彭天成、常玉敏、梁航、張良界、姚繼洪、馬敏、朱小軍、高彬彬、鄧喬楓、褚會東、吳石勇、沈順飛、陳志強、丁禮、牟宗山、夏金龍、耿凱、朱品亮、馬建中、叢培武、周新宇、李琳、王松明、楊曄、孫戍東、王暉、陸葉星、趙程、姚建華、陳智君、王梁、吳愛民、張貴鋒、趙彥輝、李賢君、巫小林、王昭東、胡文超、羅平、左訓偉、陳乃錄、沙麗華、王群華、施劍峰。
第5版手冊的修訂工作得到了各有關高等院校、研究院所、企業(yè)及機械工業(yè)出版社的大力支持，在此一并致謝。同時，編委會對為歷次手冊修訂做出貢獻的同志表示衷心的感謝！
中國機械工程學會熱處理分會
前言
第1章緒論1
1.1熱處理設備的分類1
1.1.1熱處理主要設備1
1.1.2熱處理輔助設備1
1.2熱處理爐的分類和特性2
1.2.1熱處理爐的分類2
1.2.2熱處理爐的主要特性2
1.3熱處理設備的技術經(jīng)濟指標3
1.3.1性能指標3
1.3.2運行指標4
1.3.3能耗及碳排放指標4
1.3.4可靠性及壽命4
1.3.5安全衛(wèi)生與環(huán)境5
1.4熱處理設備的綠色、低碳、智能化發(fā)展5
參考文獻5
第2章熱處理溫度測量6
2.1熱處理設備和儀表系統(tǒng)分類6
2.1.1熱處理爐分類6
2.1.2儀表系統(tǒng)分類7
2.2溫度傳感器7
2.2.1熱電偶7
2.2.2熱電阻15
2.2.3輻射溫度計15
2.2.4其他溫度傳感器15
2.3溫度顯示與控溫儀表16
2.3.1數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀表16
2.3.2智能調(diào)節(jié)儀17
2.4系統(tǒng)精度校驗（SATs）19
2.4.1系統(tǒng)精度校驗和最大允許調(diào)整量要求19
2.4.2實施條件21
2.4.3校驗周期21
2.4.4校驗程序21
2.5溫度均勻性測量（TUS）23
2.5.1實施條件和測量周期23
2.5.2檢測裝置和檢測方法25
2.5.3溫度均勻性測量和替代方法26
2.5.4補充熱輻射測試31
參考文獻31
第3章可控氣氛及碳勢控制、氮勢控制32
3.1可控氣氛分類、應用及安全32
3.1.1可控氣氛分類32
3.1.2可控氣氛的選擇與使用33
3.1.3可控氣氛的安全使用34
3.2可控氣氛的制備37
3.2.1放熱式氣氛制備37
3.2.2吸熱式氣氛制備42
3.2.3放熱-吸熱式氣氛發(fā)生器46
3.2.4甲醇裂解氣氛47
3.2.5氮基氣氛47
3.2.6氨氣的汽化與氨裂解氣48
3.2.7氣體凈化裝置52
3.2.8可控氣氛經(jīng)濟指標對比56
3.3可控氣氛的碳勢控制57
3.3.1爐內(nèi)氣氛與鋼鐵的氧化還原反應57
3.3.2碳勢控制61
3.4可控氣氛的氮勢控制69
3.4.1氮勢69
3.4.2氣氛組分關系71
3.4.3氣氛測量裝置74
3.4.4氮勢控制76
參考文獻77
第4章熱處理工藝過程控制78
4.1熱處理的溫度控制78
4.1.1影響溫度控制的因素78
4.1.2熱處理爐的溫度管理81
4.2熱處理的氣氛控制82
4.2.1影響氣氛控制的因素82
4.2.2熱處理氣氛的管理84
4.3熱處理的冷卻控制84
4.3.1影響冷卻控制的因素84
4.3.2熱處理冷卻的管理85
4.4熱處理工藝過程的監(jiān)視測量85
參考文獻88
第5章熱處理自動化與智能化89
5.1熱處理裝備自動化89
5.1.1工藝及過程自動控制89
5.1.2物流自動化93
5.1.3熱處理裝備的智能化96
5.2數(shù)字化熱處理98
5.2.1熱處理系統(tǒng)層級劃分98
5.2.2數(shù)字化熱處理設備98
5.2.3熱處理數(shù)字化生產(chǎn)100
5.2.4遠程數(shù)字化接口要求105
5.3熱處理智能化106
5.3.1智能化的基本概念106
5.3.2熱處理（滲碳）工藝在線決策111
5.3.3熱處理故障預測111
參考文獻113
第6章熱處理車間設計114
6.1工廠設計一般程序114
6.2熱處理車間分類114
6.3熱處理車間生產(chǎn)任務和生產(chǎn)綱領115
6.4車間工作制度及年時基數(shù)115
6.5工藝設計116
6.6熱處理設備的選型與計算117
6.7熱處理車間智能化121
6.8車間位置與設備平面布置122
6.9熱處理車間建筑物與構(gòu)筑物131
6.10車間公用動力和輔助材料消耗量132
6.11熱處理車間的職業(yè)衛(wèi)生、職業(yè)安全137
6.12熱處理車間的環(huán)境保護138
6.13節(jié)約能源與合理用能140
6.14熱處理車間人員定額141
6.15熱處理車間主要數(shù)據(jù)、技術經(jīng)濟指標和設計工作說明142
參考文獻143
第7章熱處理節(jié)能、環(huán)保與安全144
7.1熱處理節(jié)能144
7.1.1熱處理節(jié)能的幾個基本因素144
7.1.2熱處理節(jié)能的基本策略和途徑146
7.1.3熱處理工藝與節(jié)能146
7.1.4熱處理設備節(jié)能148
7.1.5熱處理的余熱利用150
7.1.6熱處理工輔具的節(jié)能152
7.1.7生產(chǎn)管理節(jié)能153
7.2熱處理環(huán)境保護154
7.2.1熱處理生產(chǎn)的環(huán)境污染與危害154
7.2.2熱處理的環(huán)境保護要求157
7.3熱處理安全生產(chǎn)158
7.3.1熱處理生產(chǎn)的危險因素和有害因素158
7.3.2熱處理廠房和作業(yè)環(huán)境的安全159
7.3.3生產(chǎn)物料和剩余物料的使用與
儲存安全159
7.3.4生產(chǎn)裝置的使用安全160
7.3.5熱處理工藝作業(yè)過程的安全161
7.3.6熱處理生產(chǎn)安全衛(wèi)生防護技術措施162
7.3.7熱處理生產(chǎn)安全衛(wèi)生管理措施163
參考文獻163
第8章熱處理工藝材料與淬火冷卻介質(zhì)164
8.1熱處理原料氣體164
8.1.1氫氣164
8.1.2氮氣164
8.1.3氨氣（液氨）165
8.1.4丙烷165
8.1.5丁烷165
8.1.6液化石油氣165
8.1.7天然氣165
8.1.8乙炔165
8.1.9甲醇166
8.2熱處理用鹽166
8.2.1熱處理鹽浴基本成分166
8.2.2熱處理鹽浴使用范圍167
8.2.3鹽浴校正（脫氧）劑167
8.3化學熱處理滲劑168
8.3.1氮碳共滲劑168
8.3.2QPQ復合處理工藝材料169
8.3.3滲硼劑170
8.3.4滲鉻劑171
8.3.5滲釩劑172
8.3.6滲鈦劑173
8.3.7硼鋁及多元金屬共滲劑174
8.3.8TD金屬碳化物覆層處理劑174
8.3.9滲硫劑175
8.3.10滲硅劑176
8.3.11滲鋅劑177
8.3.12滲鋁劑177
8.4熱處理涂料179
8.4.1熱處理保護涂料179
8.4.2化學熱處理防滲涂料180
8.5淬火冷卻介質(zhì)181
8.5.1水及鹽溶液181
8.5.2淬火油182
8.5.3聚合物淬火液187
8.5.4淬火冷卻介質(zhì)的選擇193
8.5.5聚合物淬火液冷卻系統(tǒng)的安裝、維護與控制195
參考文獻196
第9章熱處理設備常用的材料及基礎構(gòu)件198
9.1耐火材料198
9.1.1耐火材料的主要性能198
9.1.2常用
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