本书共4卷。本卷是第1卷，共17章，内容包括金属热处理术语，合金相图，金属热处理的加热，金属热处理的冷却，金属热处理的模拟，钢铁件的整体热处理，表面热处理，化学热处理，形变热处理，不锈钢、耐热钢与高温合金的热处理，有色金属的热处理，铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理，功能合金的热处理，先进高强钢及其热处理，气相沉积技术，喷丸强化，以及其他热处理技术。
适读人群 ：热处理工程技术人员、质量检验和生产管理人员，科研人员、设计人员、相关专业的在校师生。
1）本手册是一部热处理专业的综合工具书，由中国机械工程学会热处理分会组织编写。手册采用了现行的热处理相关技术标准资料，内容系统全面，图表实例丰富，实用性和操作性强。
2）本手册内容包括金属热处理术语，合金相图，金属热处理的加热，金属热处理的冷却，金属热处理的模拟，钢铁件的整体热处理，表面热处理，化学热处理，形变热处理，不锈钢、耐热钢与高温合金的热处理，有色金属的热处理，铁基粉末冶金件及硬质合金的热处理，功能合金的热处理，先进高强钢及其热处理，气相沉积技术，喷丸强化，以及其他热处理技术。
3）本套手册在实用性方面，突出一个“用”字，做到应用为重，学用结合，体现基础理论、基础工艺、基础数据、基本方法、典型案例、现行标准的有机结合；在系统性方面，突出一个“全”字，包括材料、组织、工艺、性能、应用，材料热处理、零件热处理，质量控制与质量检验、质量问题与分析，设备设计、选用、操作、维护，能源、安全、环保，标准化等，确保体系清晰，有用好用；在先进性方面，突出一个“新”字，着重介绍新材料、新工艺、新设备、新理念、新标准、新零件、前沿理论与技术。
《中国热处理与表层改性技术路线图》指出，热处理与表层改性赋予先进材料极限性能，赋予关键构件极限服役性能。热处理与表层改性是先进材料和机械制造的核心技术、关键技术、共性技术和基础技术，属于国家核心竞争力。践行该路线图应该结合我国经济发展的大环境变化和制造转型升级的发展要求，以关键构件的可靠性、服役寿命和结构重量三大问题为导向，以“绿色化、精密化、智能化、标准化”为着力点，通过关键构件热处理技术领域的创新，助推我国从机械制造大国迈向机械制造强国。
热处理作为机械制造工业中的关键工艺之一，对发挥材料潜力、延长关键零部件服役寿命和推动整体制造业的节能减碳和高质量发展起着关键作用。为了促进行业技术进步，交流和推广先进经验，指导工艺操作，1972年，第一机械工业部机械科学研究院组织国内从事热处理的大专院校、研究院所和重点企业的专业技术人员，启动了《热处理手册》的编写工作，手册出版后深受广大读者欢迎。时至今日，《热处理手册》已修订四次。
在第4版《热处理手册》出版的十几年间，国内外热处理技术飞速发展，涌现出许多先进技术、装备，以及全过程质量管理方法和要求，因此亟须对《热处理手册》进行再次修订，删除陈旧过时的内容，补充先进典型技术，满足企业生产和行业技术发展的需要，切实发挥工具书的作用。鉴于此，中国机械工程学会热处理分会组织国内专家和学者自2020年5月起，按照实用性、系统性、先进性和高标准的原则开展修订工作，以求达到能正确指导生产、促进技术进步的目的。
本次修订，重点体现以下几方面：
在实用性方面，突出一个“用”字，做到应用为重，学用结合。体现基础理论、基础工艺、基础数据、基本方法、典型案例、先进标准的有机结合。
在系统性方面，突出一个“全”字，包括材料、组织、工艺、性能、应用，材料热处理、零件热处理，质量控制与质量检验、质量问题与分析，设备设计、选用、操作、维护，能源、安全、环保，标准化等，确保体系清晰，有用好用。
在先进性方面，突出一个“新”字，着重介绍新材料、新工艺、新设备、新理念、新标准、新零件、前沿理论与技术。
在高标准方面，突出一个“高”字，要求修订工作者以高度的责任感、使命感总结编写高质量、高水平、高参考价值的技术资料。
此次修订的体例与前4版保持了一定的继承性，但在章节内容上根据近年来国内新兴行业的发展和各行业热处理技术发展状况，结合我国热处理企业应用的现状做了符合实际的增删，增加了许多新内容，其中的技术信息主要来自企业和科研单位的实用数据，可靠真实。修订后的手册将成为一套更加适用的热处理工具书，对机械工业提高产品质量，研发新产品起到积极的作用。
本卷为《热处理手册》的第1卷，与第4版相比，主要做了以下变动：
由第4版的11章修订为17章。新增加了“第1章金属热处理术语”“第5章金属热处理的模拟”“第10章不锈钢、耐热钢与高温合金的热处理”“第14章先进高强钢及其热处理”和“第16章喷丸强化”五章，并将“气相沉积”的内容从第4版“化学热处理”一章中移出，修订为“第15章气相沉积技术”。将“第2章合金相图”作为单独一章，取代了第4版的“基础资料”一章。在“第3章金属热处理的加热”一章中，重新编写了“固态相变过程中原子的扩散”和“钢的加热转变”，删除了“加热节能措施”，增加了“快速加热”内容。在“第4章金属热处理的冷却”一章中删除了“淬火冷却介质”和“淬火冷却过程的计算机模拟”内容，对“钢的过冷奥氏体转变”部分做了适当的增减，增加了“钢的硬度和淬透性”“冷却机制及冷却曲线”“冷却能力评价”“质量效应与等效冷速试样”“性能预测与工艺设计”“钢的淬火应力、裂纹与畸变”“几种淬火冷却工艺”“钢的冷处理”等内容。在“第6章钢铁件的整体热处理”一章中删除了“钢的感应穿透加热调质”。在“第7章表面热处理”一章中删除了“其他表面热处理方式”，对“感应热处理”进行了删减，增加了淬火零件的应力和畸变等内容。“第8章化学热处理”一章中，增加了对高温渗碳的介绍；扩充了对渗碳、碳氮共渗常用钢种的介绍；增补了“部分结构钢渗碳、淬火、回火热处理规范及性能”数据；删除了“流态床碳氮共渗”内容；将原“离子化学热处理”改为“真空及离子化学热处理”，补充了真空渗碳技术内容；在离子化学热处理部分，增补了对活性屏离子渗氮技术的介绍。“第17章其他热处理技术”中增加了“增材制造的热处理”等内容。对其他章节的一些内容进行了修订，如对“第13章功能合金的热处理”进行了大幅度删减，突出了功能合金的热处理技术内容。
本手册由徐跃明担任总主编，本卷由陈乃录、戎詠华担任主编，编写的人员有：李俏、左训伟、闫满刚、姚建华、张群莉、潘邻、吴勇、王铀、肖福仁、刘平、宋旼、张骥华、高玉魁。
第5版手册的修订工作得到了各有关高等院校、研究院所、企业及机械工业出版社的大力支持，在此一并致谢。同时，编委会对为历次手册修订做出贡献的同志表示衷心的感谢！
中国机械工程学会热处理分会
前言
第1章金属热处理术语1
1.1基础术语1
1.1.1总称类1
1.1.2加热类1
1.1.3冷却类2
1.2热处理工艺术语3
1.2.1退火类3
1.2.2正火类3
1.2.3淬火类3
1.2.4回火类5
1.2.5固溶与时效类5
1.2.6渗碳类6
1.2.7渗氮类7
1.2.8渗金属及渗其他非金属类7
1.2.9多元共渗类7
1.2.10表面处理类8
1.3组织与性能术语8
1.3.1组织类8
1.3.2性能类11
1.3.3热处理缺陷类12
1.4热处理装备术语12
1.4.1热处理设备类12
1.4.2辅助设备及装置类13
1.4.3传感器与仪表类13
参考文献13
第2章合金相图14
2.1单元系相图14
2.1.1相平衡和相律14
2.1.2单元系相图和相律应用示例14
2.2二元系相图15
2.2.1成分表示方法15
2.2.2相图测定方法15
2.2.3相图基本分析方法和杠杆定律16
2.2.4凝固过程中三种典型的转变相图17
2.2.5固态相变中几种典型的转变相图20
2.2.6综合分析实例一：Fe-Fe3C相图21
2.2.7综合分析实例二：富Al的Cu-Al相图及其合金时效析出对性能的影响27
2.2.8常用的Fe基二元相图31
2.2.9常用的Al基二元相图35
2.3三元系相图39
2.3.1三元相图基础39
2.3.2三元相图成分表示方法39
2.3.3等边成分三角形中的特殊线40
2.3.4成分的其他表示方法40
2.3.5三元相图概述41
2.3.6三元相图举例43
参考文献49
第3章金属热处理的加热50
3.1固态相变过程中原子的扩散50
3.2钢的加热转变51
3.2.1珠光体向奥氏体转变51
3.2.2贝氏体和马氏体向奥氏体转变53
3.2.3奥氏体化的动力学54
3.2.4钢加热时的奥氏体晶粒长大54
3.2.5过热和过烧56
3.3加热计算公式和常用图表56
3.3.1影响加热速度的因素56
3.3.2钢件加热时间的经验计算法57
3.3.3从节能角度考虑的加热时间计算法58
3.4快速加热61
3.4.1快速加热钢的组织转变和性能改善61
3.4.2快速加热中有色合金的组织转变和性能改善63
参考文献68
第4章金属热处理的冷却69
4.1钢的淬火69
4.2钢的过冷奥氏体转变70
4.2.1珠光体转变70
4.2.2马氏体转变72
4.2.3贝氏体转变74
4.2.4各组织的冲击韧性比较76
4.2.5过冷奥氏体的转变动力学曲线77
4.3钢的硬度和淬透性80
4.3.1钢的硬度80
4.3.2淬透性的定义80
4.3.3淬透性曲线的测量81
4.3.4淬透性曲线图81
4.3.5淬透性的计算81
4.4冷却机制及冷却曲线85
4.4.1液体淬火冷却机制85
4.4.2冷却曲线85
4.5冷却能力评价87
4.5.1表面换热系数87
4.5.2淬冷烈度87
4.6质量效应与等效冷速试样89
4.6.1质量效应89
4.6.2等效端淬距离89
4.6.3理想临界直径92
4.6.4等效冷速试样92
4.7性能预测与工艺设计93
4.7.1淬火硬度与对应马氏体组织含量的确定93
4.7.2淬火不完全度94
4.7.3回火温度与力学性能预测94
4.7.4淬火冷却工艺设计95
4.8钢的淬火应力、裂纹与畸变96
4.8.1淬火应力96
4.8.2淬火裂纹98
4.8.3淬火畸变100
4.9几种淬火冷却工艺101
4.9.1强烈淬火101
4.9.2水-空交替控时淬火104
4.9.3逆淬火107
4.9.4喷射淬火108
4.9.5气冷淬火111
4.10钢的冷处理114
4.10.1影响残留奥氏体量的因素114
4.10.2冷处理的工艺115
4.10.3冷处理的实现116
4.10.4冷处理的性能117
4.10.5冷处理的异议117
参考文献117
第5章金属热处理的模拟119
5.1热处理过程的模拟119
5.2热处理过程模拟的基础119
5.2.1基本物性参数119
5.2.2热传递计算120
5.2.3相变计算122
5.2.4应力和畸变计算122
5.3加热和冷却模拟实例123
5.3.1加热模拟123
5.3.2回火/正火的有限元模拟125
5.3.3淬火的有限元模拟125
参考文献129
第6章钢铁件的整体热处理130
6.1钢的热处理130
6.1.1钢的退火与正火130
6.1.2钢的淬火137
6.1.3钢的回火153
6.2铸铁的热处理160
6.2.1铸铁的分类和应用160
6.2.2铸铁热处理基础161
6.2.3白口铸铁的热处理168
6.2.4灰铸铁的热处理169
6.2.5球墨铸铁的热处理173
6.2.6可锻铸铁的热处理183
参考文献185
第7章表面热处理187
7.1感应热处理187
7.1.1感应加热原理187
7.1.2感应热处理基础192
7.1.3感应淬火工艺198
7.1.4感应淬火工艺参数208
7.1.5感应淬火件的回火221
7.1.6感应淬火零件的应力和畸变222
7.2火焰淬火228
7.2.1火焰加热方法228
7.2.2火焰喷嘴和燃料气229
7.2.3火焰淬火机床232
7.2.4火焰淬火工艺规范233
7.3高能束热处理236
7.3.1高能束热处理概述236
7.3.2激光淬火237
7.3.3激光退火243
7.3.4激光熔凝248
7.3.5激光合金化252
7.3.6激光熔覆255
7.3.7电子束热处理259
参考文献266
第8章化学热处理267
8.1钢的渗碳268
8.1.1渗碳原理268
8.1.2气体渗碳270
8.1.3其他渗碳方法277
8.1.4渗碳用钢及渗碳后的热处理280
8.1.5渗碳层的组织和性能283
8.1.6渗碳件质量检查、常见缺陷及防止措施284
8.2钢的碳氮共渗286
8.2.1碳氮共渗原理286
8.2.2气体碳氮共渗287
8.2.3其他碳氮共渗方法289
8.2.4碳氮共渗用钢及共渗后的热处理290
8.2.5碳氮共渗层的组织和性能292
8.2.6碳氮共渗工件质量检查与常见缺陷及防止措施293
8.3渗氮及其多元共渗294
8.3.1渗氮及其多元共渗原理294
8.3.2常用渗氮用钢及其预处理296
8.3.3
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