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上册1

第0章 绪论1

参考文献8

第1章 钢的生产与冶金质量9

1.1 钢的冶炼9

1.1.1 普通铁水预处理9

1.1.2 氧气转炉炼钢10

1.1.3 电弧炉炼钢12

1.1.4 感应炉炼钢14

1.1.5 炉外精炼15

1.1.6 特种冶炼20

1.2 钢的浇注22

1.2.1 模铸钢锭23

1.2.2 连续铸钢26

1.3 钢的压力加工30

1.3.1 轧制30

1.3.2 锻造31

1.3.3 薄板坯连铸连轧38

1.3.4 冷轧薄钢板和钢带39

1.4 钢的冶金质量和质量检验41

1.4.1 偏析42

1.4.2 低倍缺陷44

1.4.3 高倍缺陷52

1.4.4 断口检验59

1.5 钢的分类62

1.5.1 按化学成分分类63

1.5.2 按主要质量等级和主要性能或使用特性的分类64

1.5.3 其他分类方法67

1.5.4 编号方法69

参考文献85

第2章 铁基二元相图与钢的相组成87

2.1 钢中常见元素与铁的相图87

2.1.1 铁碳合金相图87

2.1.2 合金元素对铁同素异构转变的影响88

2.1.3 二元铁合金相图89

2.2 铁基固溶体和钢中的碳化物101

2.2.1 铁基固溶体101

2.2.2 钢中的碳化物105

2.2.3 合金元素在铁素体和渗碳体间的分配111

2.3 钢中的氮化物和硼化物113

2.3.1 氮化物113

2.3.2 硼化物114

2.4 钢中的金属间化合物115

2.4.1 σ相115

2.4.2 拉氏相116

2.4.3 有序相117

2.5 合金元素对铁碳状态图的影响117

2.5.1 合金元素对钢的共析成分的影响117

2.5.2 合金元素对钢临界点的影响120

2.6 溶质原子在晶粒中的分布122

2.6.1 溶质原子与晶体缺陷的交互作用122

2.6.2 晶界的平衡偏聚123

2.6.3 晶界的非平衡偏聚125

参考文献127

第3章 合金元素对钢中相变的影响129

3.1 钢中的扩散问题129

3.2 碳在铁中的热力学活度133

3.3 合金元素对钢在加热时转变的影响135

3.3.1 奥氏体的形成135

3.3.2 合金元素对奥氏体形成和其成分不均匀性的影响137

3.3.3 非平衡组织加热时奥氏体的形成139

3.3.4 碳化物和氮化物溶解于奥氏体中的规律142

3.3.5 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响144

3.3.6 热变形对奥氏体组织状态的影响149

3.4 合金元素对珠光体转变的影响151

3.4.1 珠光体转变151

3.4.2 亚共析钢或过共析钢的珠光体转变154

3.4.3 影响珠光体转变动力学因素158

3.4.4 钢中的相间析出160

3.5 合金元素对马氏体转变的影响162

3.5.1 马氏体相变的特点162

3.5.2 马氏体的组织形态165

3.5.3 影响马氏体组织形态的因素及奥氏体稳定化167

3.5.4 马氏体的力学性能171

3.6 合金元素对贝氏体转变的影响174

3.6.1 贝氏体转变特点和转变机制174

3.6.2 贝氏体的组织形态175

3.6.3 合金元素对贝氏体转变动力学的影响182

3.6.4 贝氏体的力学性能184

3.7 合金元素对过冷奥氏体转变曲线的影响187

3.8 合金元素对淬火钢回火转变的影响196

3.8.1 碳钢的回火过程196

3.8.2 合金元素对马氏体分解的影响201

3.8.3 合金元素对残余奥氏体转变的影响202

3.8.4 合金元素对铁素体组织的影响204

3.8.5 合金元素对碳化物转变的影响204

3.8.6 合金元素对回火稳定性的影响210

3.8.7 回火脆性212

3.9 固溶处理与时效226

3.9.1 脱溶过程226

3.9.2 脱溶相粒子的粗化230

3.9.3 低碳钢的时效232

参考文献238

第4章 合金元素对钢的性能的影响244

4.1 钢的强度245

4.1.1 静拉伸试验245

4.1.2 决定断裂类型的因素和力学状态图252

4.1.3 在其他静加载下的力学性能254

4.1.4 强化机理262

4.2 钢的韧性274

4.2.1 冲击试验274

4.2.2 低温脆性和韧脆转变温度277

4.2.3 几种接近实际服役条件的冲击试验279

4.2.4 断裂韧度284

4.2.5 影响断裂韧度的因素288

4.2.6 断裂韧度与其他性能的关系290

4.3 疲劳性能与磨损292

4.3.1 疲劳极限292

4.3.2 低周疲劳294

4.3.3 疲劳裂纹的萌生与扩展295

4.3.4 影响疲劳强度的因素297

4.3.5 冲击疲劳301

4.3.6 磨损303

4.4 合金元素对钢的力学性能的影响309

4.4.1 合金元素对铁素体力学性能的影响310

4.4.2 合金元素对退火和正火结构钢力学性能的影响318

4.4.3 合金元素对淬火和回火结构钢力学性能的影响320

4.5 钢的淬透性324

4.5.1 淬透性324

4.5.2 淬透性的测定326

4.5.3 合金元素对淬透性的影响330

4.5.4 硼对淬透性的影响333

4.6 热变形成形性336

4.6.1 控制轧制与控制冷却336

4.6.2 锻造性能344

4.7 冷变形成形性345

4.7.1 拉深成形性346

4.7.2 胀形成形性348

4.7.3 弯曲成形性350

4.7.4 钢板冲压性能的试验方法351

4.8 焊接性353

4.8.1 焊接方法与焊接缺陷353

4.8.2 影响钢材焊接性的因素355

4.8.3 熔焊后钢的组织358

4.8.4 钢的焊接性判据361

4.8.5 焊接裂纹试验方法362

4.9 切削加工性364

4.9.1 评定切削加工性的标准365

4.9.2 影响钢材切削性能的因素366

4.9.3 钢中夹杂物热加工时的变形性能368

4.9.4 易切削元素和易切削机理369

参考文献379

第5章 非合金钢、低合金钢和微合金钢384

5.1 非合金钢384

5.1.1 普通质量非合金钢384

5.1.2 优质非合金钢389

5.2 低合金钢及微合金钢396

5.2.1 低合金钢的发展396

5.2.2 低合金高强度钢的性能要求和分类408

5.2.3 低合金高强度钢的合金化411

5.2.4 低合金高强度钢的组织与性能417

5.3 可焊接低合金高强度钢430

5.3.1 一般结构用钢430

5.3.2 桥梁用钢431

5.3.3 锅炉和压力容器用钢438

5.3.4 造船和海上采油平台用钢445

5.3.5 工程机械用钢450

5.3.6 钢结构建筑用钢453

5.3.7 油气输送管线用钢458

5.4 低合金高强度冲压钢474

5.4.1 低合金高强度冲压钢板对性能的要求475

5.4.2 低合金高强度热轧冲压钢板478

5.4.3 双相钢485

5.4.4 相变诱发塑性钢和孪生诱发塑性钢496

5.4.5 低合金高强度冷轧薄钢板505

5.5 耐候钢与耐海水腐蚀钢518

5.5.1 金属的电化学腐蚀519

5.5.2 大气腐蚀521

5.5.3 合金元素对耐候性的影响522

5.5.4 耐候钢的成分、性能与应用524

5.5.5 耐海水腐蚀钢531

5.6 低合金耐磨钢536

5.6.1 矿山用低合金耐磨钢536

5.6.2 低合金钢轨钢541

5.7 低合金钢筋548

5.7.1 低合金钢筋概述548

5.7.2 钢筋的基本性能要求549

5.7.3 我国低合金钢筋的发展和钢种系列550

5.7.4 低合金钢筋的合金化555

5.8 碳素钢及低合金钢钢丝557

5.8.1 钢丝的生产558

5.8.2 钢丝的热处理559

5.8.3 碳素钢丝561

5.8.4 冷镦钢丝567

参考文献581

第6章 机械制造用结构钢590

6.1 调质钢对基本性能的要求590

6.1.1 调质钢的淬透性590

6.1.2 调质钢对综合力学性能的要求593

6.1.3 调质钢的切削加工性599

6.2 渗碳钢对基本性能的要求601

6.2.1 渗碳齿轮的主要失效形式601

6.2.2 渗碳钢对力学性能的要求603

6.2.3 渗碳钢的淬透性606

6.2.4 渗碳钢的耐磨性和显微组织608

6.2.5 渗碳钢的工艺性能614

6.2.6 渗碳零件的工艺路线和热处理方案选择617

6.3 机械制造用合金结构钢的发展618

6.3.1 合金结构钢619

6.3.2 保证淬透性钢623

6.4 合金结构钢系列628

6.4.1 锰系628

6.4.2 铬系631

6.4.3 铬锰系637

6.4.4 铬镍系645

6.4.5 硅锰系655

6.4.6 渗氮钢658

6.4.7 硼钢和含稀土元素的钢663

6.4.8 低淬透性钢672

6.4.9 低碳马氏体钢675

6.4.10 机械零件的钢材选用680

6.5 易切削结构钢682

6.5.1 硫系易切削钢683

6.5.2 铅系、锡系易切削钢686

6.5.3 钙系、钙硫系及含稀土易切削钢689

6.6 非调质机械结构钢692

6.6.1 非调质机械结构钢的发展692

6.6.2 非调质机械结构钢的合金化与热加工694

6.6.3 非调质机械结构钢的设计700

6.6.4 非调质机械结构钢的应用705

6.7 超高强度钢711

6.7.1 超高强度钢的性能要求和分类711

6.7.2 低合金超高强度钢713

6.7.3 二次硬化型中合金超高强度钢722

6.7.4 二次硬化型高合金超高强度钢726

6.7.5 马氏体时效钢733

6.8 铸造结构钢738

6.8.1 铸钢的铸造性能和生产工艺738

6.8.2 铸造碳钢741

6.8.3 铸造低合金钢742

6.8.4 铸造耐磨钢750

6.9 大锻件用结构钢767

6.9.1 大型锻件的生产工艺特点767

6.9.2 大型锻件用钢的选用779

6.9.3 大型锻件的第一热处理793

6.9.4 大型锻件的第二热处理796

参考文献799

索引807