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目录 1

第1章绪论 1

11普通碳素钢、普通低合金钢与微合金钢的定义、范畴 1

12微合金钢的产生和发展 4

121早期的经验性工作——微合金钢的萌芽 4

122扩展的Hall-Petch关系式——微合金钢产生的理论基础 6

6.7.1包辛格（Bauschinger）效应及其描述方法 56 7

2.2.3组织-性能关系的一般表达形式 9

123沉淀强化原理与微合金钢的产生 9

124控制轧制——微合金钢的发展 10

13微合金钢的特点 13

131微合金钢的化学成分特点 13

132微合金钢的生产工艺特点 14

133微合金钢的力学性能特点 15

134微合金钢的工艺性能特点 17

14微合金钢的技术经济特点 21

141钢铁材料发展现状和新型材料对钢铁工业的挑战 22

142钢铁工业的发展对策与微合金钢 24

143丰富的微合金元素资源 26

144微合金钢的经济效益 28

151组织-性能关系 30

15微合金钢的理论意义 30

152相变理论 31

153合金的强韧化 32

154形变与再结晶 33

155加工硬化与包辛格（Bauschinger）效应 34

156其它理论问题 35

16微合金钢的实际应用 36

17展望 38

参考文献 39

第2章微合金钢的性能 44

21 概述 44

2.2.1性能指标 46

2.2微合金钢组织-性能关系的一般形式 46

2.2.2显微缺陷组织参量 48

2.2.4微合金钢中的假设 51

2.2.5微合金钢中组织-性能关系的一般形式 56

2.3微合金钢的强化方式 57

2.3.1晶粒细化强化和Hall-Petch公式 57

2.3.2固溶强化及其与有关因素的交互作用 62

2.3.3位错与亚结构强化 68

2.3.4沉淀强化及质点与位错的相互作用 73

6.7.5拉、压间时效对双相钢BE、流变特性和矫顽力的影响——关于背应力测试方法的建议 5 76

2.3.5微合金钢中沉淀强化的机制及作用效果 81

2.3.6织构强化 86

2.3.7微合金钢的组织-强度关系式 90

2.4.1韧性及其表征参量 92

2.4微合金钢的韧化方式 92

2.4.2间隙固溶及置换固溶元素的影响 94

2.4.3脆化矢量 99

2.4.4晶粒细化韧化 102

2.4.5第二相的影响 105

2.4.6位错的影响 120

2.4.7织构的影响 123

2.4.8微合金钢的组织-冲击转折温度关系式 123

2.5微合金钢的成形性 125

2.5.1成形性和成形性试验 125

2.5.2有几何约束的成形性试验 126

2.5.3无几何约束的成形性试验 140

2.5.4微合金钢成形性的一些实验结果 142

2.5.5微合金钢成形构件的其它特性 147

2.6微合金钢的可焊性 153

2.6.1可焊性 153

2.6.2焊接强度 155

2.6.3焊接应力 156

2.6.4焊接裂纹与焊接脆性 158

2.7微合金钢强韧化方式选择 171

2.7.1晶粒细化 172

2.7.2间隙固溶强化 173

2.7.3置换固溶强化 174

2.7.4珠光体强化 175

2.7 .5夹杂物 176

2.7.6 M（CN）相沉淀强化 177

2.7.7位错强化及位错亚结构强化 178

2.7.8织构强化 179

参考文献 180

3.1概述 188

3.1.1晶粒细化方法 188

晶粒长大 188

第3章微合金钢的晶粒细化（一）——第二相阻止 188

3.1.2晶粒间界的一般概念 189

3.1.3晶界的运动 191

3.2第二相阻止晶粒长大的理论 201

3.2.1晶粒尺寸的阈值 201

3.2.2存在第二相质点时晶粒的长大问题 206

3.3.1固溶度积公式 209

3.3 固溶度积公式及理想化学配比——第二相质点的体积分数问题 209

3.3.2理想化学配比 216

3.3.3第二相质点体积分数的计算及有关问题的考虑 216

3.4.1第二相质点尺寸的控制因素 224

3.4 Ostwald熟化——第二相质点的尺寸问题 224

3.4.2Ostwald熟化过程的热力学分析 225

3.4.3点阵扩散控制的熟化过程 230

3.4.4界面反应控制的热化过程 232

3.4.5晶界扩散控制的熟化过程 234

3.4.6位错扩散控制的熟化过程 235

3.4.7第二相体积分数对熟化过程的影响 235

3.5微合金碳氮化物的粗化问题 239

3.5.1一般考虑 239

3.5.2微合金碳氮化物与奥氏体基体间的界面能 240

3.5.3扩散系数与溶质浓度 245

3.5.4微合金碳氮化物的粗化速率 251

3.6.1一般考虑 254

3.6微合金钢中微合金碳氮化物质点阻止晶粒长大的理论的实际应用 254

3.6.2均热过程中M（CN）相质点阻止晶粒长大的有关问题 256

3.6.3轧制过程中M（CN）相质点阻止晶粒长大的有关问题 266

3.6.4焊接过程中M（CN）相质点阻止晶粒粗化 276

附录Ⅰ 微合金碳氮化物的化学组成式的理论计算 278

参考文献 281

第4章微合金钢的晶粒细化（二）——相变与再结晶 284

细化晶粒 284

4.1概述 284

主要影响因素 287

4.2.1 γ→α相变的一般规律及其细化晶粒作用的 287

4.2微合金钢γ→α相变细化晶粒 287

4.2.2奥氏体晶粒有效直径与γ→α相变细化晶粒作用 295

4.2.3相变温度范围内冷却速率与γ→α相变细化晶粒作用 304

4.2.4合金元素及奥氏体化温度与γ→α相变细化晶粒作用 308

4.2.5形变储存能与γ→α相变细化晶粒作用 315

4.3微合金钢的形变与再结晶 320

4.3.1 奥氏体塑性热形变时组织结构的变化及其影响因素 321

4.3.2形变奥氏体回复再结晶的一般规律 324

4.3.3影响形变奥氏体再结晶的因素 336

4.3.4形变晶粒细化与再结晶晶粒细化方法的基本考虑 348

4.4微合金钢的形变晶粒细化与传统控制轧制工艺 350

4.4.1形变晶粒细化的基本原理 350

4.4.2热形变机制的影响因素 356

4.4.3阻止再结晶的因素及影响规律 357

4.4.4传统控制轧制钢种的成分设计 371

4.4.5传统控制轧制工艺方案的制定 375

4.5微合金钢的再结晶晶粒细化与再结晶控制轧制工艺 379

4.5.1 再结晶晶粒尺寸的影响因素和影响规律 379

4.5.2促进再结晶的因素及影响规律 390

4.5.3再结晶控制轧制钢种的成分设计 394

4.5.4再结晶控制轧制工艺方案的制定 397

参考文献 400

第5章微合金碳氮化物的沉淀析出 405

5.1概述 405

5.1.1微合金碳氮化物的作用 405

5.1.2微合金碳氮化物的控制要求 406

5.1.3微合金碳氮化物沉淀析出过程的控制方法 409

5.2微合金碳氮化物脱溶沉淀的一般理论 411

5.2.1脱溶沉淀的基本理论 411

5.2.2微合金碳氮化物脱溶沉淀过程的有关理论考虑 421

5.3微合金碳氮化物在奥氏体中的沉淀析出 436

5.3.1微合金碳氮化物在奥氏体中沉淀析出的基本实验规律 436

5.3.2微合金碳氮化物在奥氏体中沉淀析出的理论分析计算 456

5.3.3微合金碳氮化物在奥氏体中的沉淀析出规律的应用 483

5.4.1微合金碳氮化物在铁素体中沉淀析出的基本实验规律 489

5.4微合金碳氮化物在铁素体中的沉淀析出 489

5.4.2微合金碳氮化物在铁素体中沉淀析出的理论分析计算 502

5.4.3微合金碳氮化物在铁素体中的沉淀析出规律的应用 513

参考文献 517

第6章微合金双相钢 522

6.1概述 522

6.2微合金双相钢的组织 524

6.3微合金双相钢的性能 532

6.3.1微合金双相钢的单轴拉伸变形特性 532

6.3.2微合金双相钢的几个变形特性参量之间的关系 536

6.3.3影响微合金双相钢变形特性的因素 538

6.4.1微合金双相钢的疲劳强度 549

6.4.2微合金双相钢疲劳裂纹的萌生和扩展 549

6.4微合金双相钢的疲劳 549

6.4.3影响微合金双相钢疲劳性能的因素 552

6.5微合金双相钢的成形性 554

6.6微合金双相钢的组织和性能的关系 559

6.6.1混合物定律 560

6.6.2等应变模型和应变分配模型 561

6.6.3几种变形模型图示 564

6.6.4微观力学模型 565

6.6.5综合变形模型 566

6.7微合金双相钢的包辛格（Bauschinger）效应 567

6.7.2双相钢中的BE 569

6.7.3 BE的微观力学分析 571

6.7.4 BE和磁软化效应 574

6.7.6拉、压变形时背应力与矫顽力各向异性变化的关系——应力各向异性分析 579

6.8微合金双相钢的应用 584

参考文献 585

第7章微合金非调质钢 591

7.1概述 591

7.2微合金非调质钢的性能 593

7.2.1硬度 593

7.2.2强度和韧性 598

7.2.3尺寸效应和疲劳强度 604

7.2.4切削加工性 608

7.2.5高频淬透性和氮化性能 612

7.2.6可焊性和耐磨性 616

7.3非调质钢的合金设计和钢种选用 618

7.3.1非调质钢的组织和性能之间的关系 618

7.3.2非调质钢的成分、性能和固溶度积方程 621

73.3非调质钢钢种的选用 626

7.4高韧性非调质钢的发展 629

7.4.1非调质钢的强韧化机制与高韧性非调质钢的合金设计 629

7.4.2影响非调质钢韧性的因素 631

7.4.3合金元素、加工因素与组织性能之间关系的定量处理 634

7.4.4 高韧性非调质钢的研制和开发 638

7.5.1 贝氏体型非调质钢的种类和性能 642

7.5贝氏体型非调质钢的发展 642

7.5.2影响贝氏体型非调质钢性能的因素 644

7.6非调质钢的成分、性能、生产和应用 647

7.6.1 一些主要国家或钢公司生产的非调质钢的牌号和性能 647

7.6.2非调质钢的应用 654

参考文献 656

第8章微合金钢的工业生产和应用 660

8.1概述 660

8.2微合金钢的分类 662

8.2.1按微合金钢的成分分类 662

8.2.2按轧制品种分类 664

8.2.3按最终产品分类 666

8.2.4按ASTM标准分类 671

8.3微合金钢的生产 675

8.3.1大直径管线钢的合金设计 676

8.3.2轧制工艺 681

8.3.3夹杂物的影响 684

8.3.4焊接性能 686

8.3.5 管线钢生产时性能、组织和控制因素概貌 692

8.4微合金钢的应用 693

8.4.1 车辆 693

8.42桥梁 697

8.4.3船舶和采油平台 698

8.4.4锅炉与压力容器 700

8.4.5建筑结构 701

8.4.6油气管线 703

参考文献 705

附表 708