钢的成分、组织与性能 上PDF电子书下载

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