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安全衛生與環境5
1.4熱處理設備的綠色、低碳、智能化發展5
參考文獻5
第2章熱處理溫度測量6
2.1熱處理設備和儀表繫統分類6
2.1.1熱處理爐分類6
2.1.2儀表繫統分類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數字式溫度顯示調節儀表16
2.3.2智能調節儀17
2.4繫統精度校驗（SATs）19
2.4.1繫統精度校驗和最大允許調整量要求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氣體淨化裝置52
3.2.8可控氣氛經濟指標對比56
3.3可控氣氛的碳勢控制57
3.3.1爐內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氣氛組分關繫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數字化熱處理98
5.2.1熱處理繫統層級劃分98
5.2.2數字化熱處理設備98
5.2.3熱處理數字化生產100
5.2.4遠程數字化接口要求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熱處理車間生產任務和生產綱領115
6.4車間工作制度及年時基數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熱處理車間建築物與構築物131
6.10車間公用動力和輔助材料消耗量132
6.11熱處理車間的職業衛生、職業安全137
6.12熱處理車間的環境保護138
6.13節約能源與合理用能140
6.14熱處理車間人員定額141
6.15熱處理車間主要數據、技術經濟指標和設計工作說明142
參考文獻143
第7章熱處理節能、環保與安全144
7.1熱處理節能144
7.1.1熱處理節能的幾個基本因素144
7.1.2熱處理節能的基本策略和途徑146
7.1.3熱處理工藝與節能146
7.1.4熱處理設備節能148
7.1.5熱處理的餘熱利用150
7.1.6熱處理工輔具的節能152
7.1.7生產管理節能153
7.2熱處理環境保護154
7.2.1熱處理生產的環境污染與危害154
7.2.2熱處理的環境保護要求157
7.3熱處理安全生產158
7.3.1熱處理生產的危險因素和有害因素158
7.3.2熱處理廠房和作業環境的安全159
7.3.3生產物料和剩餘物料的使用與
儲存安全159
7.3.4生產裝置的使用安全160
7.3.5熱處理工藝作業過程的安全161
7.3.6熱處理生產安全衛生防護技術措施162
7.3.7熱處理生產安全衛生管理措施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熱處理鹽浴使用範圍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熱處理塗料179
8.4.1熱處理保護塗料179
8.4.2化學熱處理防滲塗料180
8.5淬火冷卻介質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淬火冷卻介質的選擇193
8.5.5聚合物淬火液冷卻繫統的安裝、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

《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，屬於國家核心競爭力。踐行該路線圖應該結合我國經濟發展的大環境變化和制造轉型升級的發展要求，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中的關鍵工藝之一，對發揮材料潛力、延長關鍵零件服役壽命和推動整體制造業的節能減碳和高質量發展起著關鍵作用。為了促進行業技術進步，交流和推廣先進經驗，指導工藝操作，1972年由原一機部機械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的專業技術人員編寫了《熱處理手冊》，出版後深受廣大讀者歡迎。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展，湧現出許多先進技術、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，滿足企業生產和行業技術發展的需要，切實發揮工具書的作用。鋻於此，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、繫統性、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、促進技術進步的目的。
本次修訂，重點體現以下幾方面：
在實用性方面，突出一個“用”字，做到應用為重，學用結合。體現基礎理論、基礎工藝、基礎數據、基本方法、典型案例、先進標準的有機結合。
在繫統性方面，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、環保，標準化等，確保體繫清晰，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，但在章節內容上根據近年來國內新興行業的發展和各行業熱處理技術發展狀況，結合我國熱處理企業應用的現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和科研單位的實用數據，可靠真實。修訂後的手冊將成為一套更加適用的熱處理工具書，對機械工業提高產品質量，研發新產品起到積極的作用。
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，並將第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展情況進行了繫統梳理，從設備選用人員的角度出發，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、關鍵結構、主要參數（如裝載量、額定溫度、溫度均勻性、氣氛均勻性、真空度、功率、轉速、流量等）、技術規範、節能環保、安全操作、維護保養等內容，對其他章節進行了修訂，完善了熱處理裝備的自動化、數字化和智能化內容。
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、瀋順飛、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、企業及機械工業出版社的大力支持，在此一並致謝。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