钢的物理冶金PDF电子书下载

1 物理冶金学概述 1

1.1 物理冶金学的概念和研究范畴 1

1.2 物理冶金学的发展史 3

1.2.1 人类冶金的历史 3

1.2.2 20世纪以前的物理冶金学 5

1.2.3 20世纪的物理冶金学 6

1.3 物理冶金学的应用和进展 8

1.3.1 TMCP技术 8

1.3.2 微合金化技术 10

1.3.3 薄板坯连铸连轧技术 11

1.3.4 低碳贝氏体钢的生产技术 11

1.3.5 氧化物冶金技术 13

参考文献 14

2 钢铁生产中的物理冶金问题 17

2.1 力学性能 17

2.1.1 位错 17

2.1.2 钢的强化 21

2.1.3 钢材的韧性 27

2.1.4 强化机理定量分析实例 33

2.2 再结晶 41

2.2.1 塑性加工 41

2.2.2 回复和再结晶机理 45

2.2.3 热轧过程中的组织变化 47

2.2.4 冷轧退火工艺的再结晶行为 54

2.3 相变 62

2.3.1 Fe-C相图 62

2.3.2 过冷奥氏体转变曲线 65

2.3.3 过冷奥氏体的相变组织 70

2.3.4 控制冷却和相变的关系 75

2.4 析出物 79

2.4.1 析出过程的热力学 79

2.4.2 析出物在钢中的作用 83

2.4.3 微合金碳氮化物 87

2.4.4 低碳钢中的硫化物 91

2.4.5 析出动力学的研究方法 94

2.4.6 物理化学相分析介绍 96

参考文献 99

3 钢铁材料的微观分析方法 106

3.1 光学显微镜 106

3.2 X射线衍射方法 107

3.2.1 X射线的性质 107

3.2.2 晶体学知识 108

3.2.3 布拉格公式和倒易点阵 109

3.2.4 X射线衍射的应用 111

3.3 透射电子显微镜 111

3.3.1 电子显微镜的诞生和发展 111

3.3.2 透射电镜的构造 113

3.3.3 选区衍射 113

3.3.4 衍衬像 116

3.3.5 微分析 118

3.3.6 高分辨率电子显微像 119

3.3.7 样品的制备 119

3.3.8 析出物相定性和衍射谱标定实例 121

3.4 扫描电子显微镜 123

3.4.1 扫描电镜的特点 123

3.4.2 扫描电镜的结构和工作原理 125

3.4.3 扫描电镜的电子成像 127

3.4.4 X射线能谱仪 129

3.4.5 背散射电子衍射 129

3.4.6 热煨弯管的外弧裂纹分析 131

3.5 CSP生产低碳钢中的硫化物分析实例 134

3.5.1 实验材料和方法 134

3.5.2 钢中硫化物的微观分析 135

3.5.3 钢中硫化物析出的热力学分析 141

3.5.4 纳米级硫化物的析出动力学分析 144

3.5.5 低碳钢中形成纳米级硫化物的条件 147

参考文献 148

4 物理冶金的热模拟研究方法 150

4.1 热模拟机简介 150

4.2 热模拟机工作原理 151

4.2.1 加热系统 151

4.2.2 机械系统 153

4.2.3 计算机控制系统 154

4.3 Gleeble-3800热模拟机的操作规范 154

4.3.1 编程页面简介 154

4.3.2 控制面板简介 156

4.3.3 操作步骤 158

4.4 Gleeble-3800热模拟机的应用范围 164

4.5 Gleeble-3800热模拟机在物理冶金学研究中的应用 164

4.5.1 奥氏体再结晶的热模拟研究 165

4.5.2 相变的热模拟研究 176

4.5.3 第二相析出的热模拟研究 189

参考文献 196

5 薄板坯连铸连轧低碳钢的组织演变 197

5.1 项目背景 197

5.1.1 薄板坯连铸连轧简介 197

5.1.2 物理冶金学特点 198

5.1.3 项目意义 203

5.2 CSP生产低碳钢连轧过程中的再结晶研究 203

5.2.1 低碳钢ZJ330在不同道次变形后的室温组织 203

5.2.2 CSP连轧阶段奥氏体的变形与再结晶行为 209

5.3 CSP生产低碳钢的奥氏体相变规律研究 215

5.3.1 低碳钢ZJ330的动态CCT曲线 215

5.3.2 层流冷却工艺对低碳钢ZJ330成品组织和力学性能的影响 217

5.3.3 CSP生产低碳钢ZJ330的控制轧制的特点 223

5.3.4 CSP生产低碳钢的奥氏体相变规律 225

5.4 CSP生产低碳钢的晶粒细化 225

5.4.1 CSP生产低碳钢成品板的组织和性能分析 225

5.4.2 CSP生产低碳钢晶粒细化的不利因素 229

5.4.3 CSP工艺生产低碳钢晶粒细化的机制 230

5.5 薄板坯连铸连轧低碳钢的组织演变研究规律 232

参考文献 233

6 钛微合金钢的TMCP工艺研究 237

6.1 项目背景 237

6.2 研究基础 239

6.2.1 珠钢CSP生产线的产品研发 239

6.2.2 纳米碳化物的沉淀强化效果 241

6.2.3 卷取温度对高强钢组织和性能的影响 244

6.3 TMCP工艺对钛微合金钢组织和性能的影响 248

6.3.1 板带材生产工艺 248

6.3.2 实验设计思路 249

6.3.3 力学性能实验结果 251

6.3.4 显微组织分析 251

6.3.5 析出物分析 253

6.3.6 晶粒细化和析出物对性能的影响 254

6.4 钛微合金钢再结晶、相变和析出规律的热模拟研究 255

6.4.1 再结晶规律的研究 255

6.4.2 相变规律 259

6.4.3 等温过程的析出规律研究 260

6.5 钛微合金钢中纳米析出物控制总结 263

参考文献 263

7 低碳贝氏体钢的关键技术研究 266

7.1 研究背景 266

7.1.1 低碳贝氏体钢的发展历史 266

7.1.2 低碳贝氏体钢的应用基础研究 268

7.1.3 国内低碳贝氏体钢的研发现状 270

7.1.4 立项依据（2008年） 272

7.2 低碳贝氏体钢的研发思路 273

7.2.1 化学成分和组织设计思路 273

7.2.2 实验室热模拟和轧制思路 275

7.3 实验钢的熔炼 277

7.4 实验室热模拟 278

7.4.1 实验材料和方法 278

7.4.2 相变温度的确定及连续冷却转变规律 279

7.4.3 钼和铬在实验钢中的作用 283

7.5 实验室轧制 284

7.5.1 实验材料和方法 284

7.5.2 实验钢的力学性能 286

7.5.3 实验钢的室温组织 288

7.6 低碳贝氏体钢研发总结 291

参考文献 291

8 管线钢焊接热影响区组织和性能研究 294

8.1 研究背景 294

8.1.1 管线钢和管线钢管的现状及发展趋势 294

8.1.2 管线钢的化学成分和生产工艺 298

8.1.3 管线钢焊接热影响区的组织、性能及研究方法 301

8.1.4 项目来源和意义 304

8.2 管线钢焊接热影响区的组织和性能 304

8.2.1 X80管线钢的成分、性能和焊接工艺 304

8.2.2 X80管线钢焊缝处的组织特征 306

8.2.3 X80管线钢焊接热影响区（HAZ）的组织变化 309

8.2.4 焊接接头的力学性能 310

8.3 X80管线钢的峰值温度对组织和析出物的影响 311

8.3.1 实验材料和方法 311

8.3.2 峰值温度对X80管线钢晶粒尺寸的影响 312

8.3.3 微观组织和析出物的透射电镜分析 313

8.4 X80管线钢焊接热影响区的热模拟实验研究 315

8.4.1 实验材料和方法 315

8.4.2 不同冷速下管线钢试样的室温组织 316

8.4.3 不同冷速下热模拟试样的冲击韧性 318

8.4.4 不同冷速下热模拟试样的冲击断口分析 318

8.5 管线钢焊接热影响区组织和性能研究总结 321

参考文献 322

9 轴承钢的相变与网状碳化物的控制研究 325

9.1 研究背景 325

9.1.1 轴承钢的发展 325

9.1.2 项目来源和意义 329

9.2 GCr15轴承钢的相变规律研究 331

9.2.1 实验材料和方法 331

9.2.2 静态CCT曲线和相变组织 332

9.2.3 动态CCT曲线和相变组织 335

9.2.4 GCr15轴承钢的相变规律 337

9.3 轴承钢GCr15中网状碳化物的控制研究 338

9.3.1 实验设计思路 338

9.3.2 实验内容与方法 339

9.3.3 网状碳化物的形成 340

9.3.4 网状碳化物析出的抑制 343

9.4 轴承钢相变规律与网状碳化物控制总结 344

参考文献 345