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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4卷，共13章，內容包括：硬度檢驗、表面硬化層深度測定、材料化學成分的檢驗、宏觀組織檢驗與斷口分析、顯微組織分析與檢驗、熱處理金相檢驗與評級、力學性能試驗、無損檢測、殘余應力的測定、合金相分析及相變過程測試、金屬腐蝕與防護試驗、熱處理常用基礎數(shù)據(jù)、熱處理常用工藝數(shù)據(jù)。本手冊由中國機械工程學會熱處理分會組織編寫，內容系統(tǒng)全面，具有一定的權wei性、科學性、實用性、可靠性和先進性。

《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合我國經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境變化和制造轉型升級的發(fā)展要求，以關鍵構件的可靠性、服役壽命和結構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。
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、延長關鍵零部件服役壽命和推動整體制造業(yè)的節(jié)能減碳和高質量發(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，第一機械工業(yè)部機械科學研究院組織國內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，啟動了《熱處理手冊》的編寫工作，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，質量控制與質量檢驗、質量問題與分析，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、使命感總結編寫高質量、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)內容上根據(jù)近年來國內新興行業(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4卷，與第4版相比，主要做了以下變動：
由第4版的11章修訂為13章。將第4版熱處理質量管理和熱處理過程中的質量控制兩章合并移至第2卷。將原來第6章力學性能試驗中的硬度試驗部分移出，修訂為第1章硬度檢驗，重點介紹了各類硬度試驗方法及選用原則。新增了第2章表面硬化層深度測定，該章介紹了滲碳、滲氮硬化層及表面淬火硬化層深度的概念及測定方法；新增了第6章熱處理金相檢驗與評級，納入了低、中碳鋼和中碳合金鋼、熱作模具鋼、高碳高合金冷作模具鋼、高速工具鋼、感應淬火、滲碳淬火回火、滲氮層、滲硼層和滲金屬金相檢驗及組織評級等內容�？紤]到原來的熱處理常用數(shù)據(jù)一章篇幅較大，為了便于讀者查閱，將該章分為了第12章熱處理常用基礎數(shù)據(jù)和第13章熱處理常用工藝數(shù)據(jù)兩章。對其他章節(jié)內容進行了修訂，并重新編寫了第9章殘余應力的測定。
本手冊由徐躍明擔任總主編，本卷由單智偉、李俏、周根樹擔任主編，參加編寫的人員有：楊禎、王迪、胡小麗、劉國永、孫明正、陳忠穎、陸慧、董婷、席生岐、何斌鋒、高圓、任頌贊、韓永珍、李枝梅、付琴琴、牛靖、潘希德、姜傳海、楊傳錚、柳永寧、薛玉娜、任穎、朱嘉、蘇苗。
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
《熱處理手冊》第5版編委會

前言
第1章硬度檢驗1
1.1硬度試驗方法分類與選用原則1
1.1.1硬度試驗方法分類1
1.1.2硬度試驗方法選用原則2
1.2硬度試驗方法3
1.2.1布氏硬度試驗3
1.2.2洛氏硬度試驗16
1.2.3維氏硬度和努氏硬度試驗19
1.2.4肖氏硬度試驗23
1.2.5里氏硬度試驗24
1.2.6超聲接觸阻抗法25
1.3硬度檢測前工件或試樣的氧化脫碳層處理25
1.4硬度與強度及各種硬度之間的換算關系26
參考文獻31
第2章表面硬化層深度測定32
2.1表面硬化層深度測定通則32
2.1.1試樣選取及試樣制備32
2.1.2硬度梯度的測定32
2.2鋼件滲碳或碳氮共滲淬火硬化層深度測定33
2.2.1滲碳淬火硬化層深度的定義33
2.2.2硬度法測定硬化層深度33
2.2.3滲碳淬火硬化層深度測定結果表示方法33
2.2.4金相法測定滲碳淬火硬化層深度33
2.2.5淺滲碳硬化層深度測定34
2.3鋼件滲氮層深度測定34
2.3.1滲氮層深度的定義34
2.3.2硬度法測定滲氮層深度34
2.3.3金相法測定滲氮層深度34
2.4鋼件表面淬火硬化層深度的測定34
2.4.1表面淬火硬化層深度的定義34
2.4.2硬度法測定表面淬火硬化層深度35
2.4.3金相法測定表面淬火硬化層深度35
2.5鋼件滲金屬滲層深度的測定35
2.5.1滲層深度及滲層界面線35
2.5.2滲金屬層深度金相測定法36
2.6鋼鐵材料滲硼層深度的測定36
參考文獻37
第3章材料化學成分的檢驗38
3.1鋼的火花檢驗38
3.1.1火花的形成及結構38
3.1.2檢驗設備與操作39
3.1.3鋼的成分與火花特征39
3.2光譜分析44
3.2.1原子吸收光譜分析44
3.2.2原子熒光光譜分析45
3.2.3原子發(fā)射光譜分析45
3.2.4X射線熒光光譜分析46
3.2.5紅外光譜分析46
3.3微區(qū)化學成分分析47
3.3.1X射線能量色散譜分析47
3.3.2俄歇電子能譜分析47
3.3.3X射線光電子能譜分析48
3.3.4探針顯微分析49
3.3.5穆斯堡爾譜分析53
參考文獻54
第4章宏觀組織檢驗與斷口分析55
4.1宏觀檢驗55
4.1.1酸蝕檢驗55
4.1.2印痕法檢驗60
4.1.3著色滲透檢驗61
4.2斷口分析62
4.2.1斷口試樣的選擇62
4.2.2斷口試樣的清洗64
4.2.3斷口試樣的保存65
4.3宏觀斷口分析66
4.3.1斷裂分類66
4.3.2各類斷口形貌特征68
4.3.3裂紋源位置及裂紋擴展方向的判別70
4.4顯微斷口分析71
4.4.1顯微斷口分析方法71
4.4.2斷口顯微形貌特征72
4.4.3斷口顯微形貌與顯微組織的關系74
4.4.4斷口的典型顯微形貌特征舉例75
4.5失效分析77
4.5.1失效的定義與類型77
4.5.2失效分析的目的78
4.5.3失效分析方法79
參考文獻81
第5章顯微組織分析與檢驗82
5.1金相試樣的制備82
5.1.1取樣82
5.1.2制樣82
5.1.3顯微組織的顯示87
5.1.4制樣中常見缺陷及其消除措施88
5.2光學顯微鏡與電子顯微鏡的應用90
5.2.1光學顯微鏡的應用90
5.2.2電子顯微鏡的應用95
5.3定量金相方法99
5.3.1定量金相的標準符號及基本公式100
5.3.2測量方法100
5.3.3定量金相數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析101
5.3.4常用顯微組織參數(shù)測定舉例102
5.3.5金相組織的數(shù)字圖像及其處理技術106
5.3.6顯微組織軟件定量分析舉例109
5.4彩色金相技術113
5.4.1彩色成像的基本原理113
5.4.2干涉膜形成方法113
5.4.3彩色顯微攝影115
5.4.4彩色金相在顯微檢驗中的應用115
5.5典型工程材料的顯微組織檢驗119
5.5.1結構鋼與工具鋼的顯微組織檢驗119
5.5.2鋼中非金屬夾雜物的檢驗125
5.5.3不銹鋼與高錳鋼的顯微組織檢驗129
5.5.4鑄鐵的顯微組織檢驗130
5.5.5鋁及鋁合金的顯微組織檢驗132
5.5.6銅及銅合金的顯微組織檢驗135
5.5.7鈦及鈦合金的顯微組織檢驗136
5.5.8鎂及鎂合金的顯微組織檢驗137
5.5.9鋅及鋅合金的顯微組織檢驗138
5.5.10鎳及鎳合金的顯微組織檢驗138
5.5.11軸承合金的顯微組織檢驗138
5.5.12粉末冶金材料與硬質合金的顯微組織檢驗139
5.6熱處理顯微組織檢驗的相關標準141
5.7熱處理缺陷組織檢驗141
5.7.1偏析與帶狀組織檢驗141
5.7.2過熱與過燒組織檢驗142
5.7.3脫碳組織檢驗144
參考文獻145
第6章熱處理金相檢驗與評級146
6.1低、中碳鋼球化體評級146
6.2中碳鋼和中碳合金鋼馬氏體評級152
6.3熱作模具鋼馬氏體評級158
6.4高碳高合金冷作模具鋼金相檢驗與評級163
6.4.1Cr12系列鋼金相檢驗與評級163
6.4.2CrWMn鋼金相檢驗164
6.5高速工具鋼金相檢驗與評級166
6.5.1淬火晶粒度評級166
6.5.2淬火回火后過熱程度評級167
6.6鋼件感應淬火金相檢驗與評級168
6.7珠光體球墨鑄鐵件感應淬火金相檢驗與評級170
6.8鋼件滲碳淬火回火金相檢驗與評級172
6.8.1滲碳層中馬氏體評級172
6.8.2滲碳層中殘留奧氏體評級172
6.8.3滲碳層中碳化物評級175
6.8.4滲碳件心部組織評級177
6.8.5滲碳表層內氧化評級177
6.9滲氮層金相檢驗與評級178
6.9.1滲氮層脆性評級178
6.9.2滲氮層疏松評級178
6.9.3滲氮層中氮化物評級180
6.10滲硼層金相檢驗與評級180
6.11滲金屬金相檢驗181
6.11.1滲鉻層的金相檢驗181
6.11.2滲鋁層的金相檢驗182
6.11.3滲鋅層的金相檢驗183
參考文獻184
第7章力學性能試驗185
7.1靜拉伸試驗185
7.1.1靜拉伸試驗的特點185
7.1.2試樣185
7.1.3拉伸試驗機186

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