钢从材料科学到结构工程PDF电子书下载

1导论 1

1.1高强低合金钢 1

1.1.1铁素体向魏德曼（Widmanstatten）奥氏体转变动力学 1

1.1.2拉伸行为随回火温度的变化 2

1.1.3与回火有关的层状断裂 4

1.2耐火结构钢 4

1.3耐热钢 6

1.4氮化物强化铁素体/马氏体钢 7

1.4.1低活化铁素体/马氏体钢和降碳的影响 7

1.4.2冲击韧性 9

1.5低镍马氏体时效钢 10

1.6冷成形钢制龙门架 12

1.7消防工程 14

参考文献 15

第一篇 合金钢的材料科学研究 25

2高强低合金钢 25

2.1扩散控制铁素体向魏德曼奥氏体转变动力学 25

2.1.1生长理论 25

2.1.2参数确定和计算 27

2.1.3小结 31

2.2用基辛格方法确定再结晶激活能 32

2.3拉伸行为随回火温度的变化 33

2.3.1微观组织和拉伸性能 33

2.3.2上屈服点 36

2.3.3应变硬化指数 37

2.3.4小结 38

2.4回火有关的分层断裂 39

2.4.1微观组织 39

2.4.2拉伸和冲击断口表面的分层 40

2.4.3等轴晶样品的断口形貌和韧性 44

2.4.4回火钢的裂口尖端金相组织及XRD 44

2.4.5分层与各向异性微观组织 46

2.4.6分层与应力条件以及分层对韧性的影响 47

2.4.7小结 49

参考文献 49

3耐火钢 51

3.1耐火设计 51

3.2钢的设计要素 52

3.2.1控制晶粒尺寸 52

3.2.2置换元素的特性 53

3.2.3加工、钢的成分和生产 54

3.3显微组织 55

3.3.1晶粒结构 55

3.3.2铁素体-奥氏体相变和析出 56

3.3.3新日铁耐火钢 58

3.3.4试验耐火钢 60

3.4力学性能 63

3.4.1强度 63

3.4.2伸长率和断口 64

3.4.3硬度和蠕变 65

3.4.4原子探针数据与力学性能变化之间的联系 65

3.4.5高温瞬时拉伸性能 66

3.4.6高温瞬时拉伸试验 67

3.5小结 67

参考文献 69

4耐热钢 70

4.1蠕变前的显微组织和蠕变断裂强度 70

4.2显微组织演变对蠕变断裂强度的影响 71

4.2.1马氏体板条结构 71

4.2.2 Laves相 71

4.2.3应力对显微组织演变的影响 74

4.3热力学计算 75

4.4原始显微组织和Laves相在蠕变中的长大 76

4.5 Laves相尺寸对蠕变行为的影响和钴对Laves相尺寸的影响 77

4.6短期热暴露钢的显微组织和力学性能 79

4.7热暴露对力学性能的影响 80

4.8热暴露对断裂特征的影响 81

4.9热暴露对显微组织的影响 83

4.10显微组织演变对力学性能的影响 86

参考文献 88

5氮化物强化的铁素体/马氏体钢 90

5.1显微组织、氮化物析出相、硬度及回火温度的影响 90

5.2冲击韧性及其与回火和相变的关系 94

5.3拉伸性能及化学成分和回火温度的影响 97

5.4夹杂物 102

5.5原奥氏体晶粒尺寸与正火温度的关系 104

5.6引发解理断裂的夹杂物 106

5.7传统的氮化物强化耐热钢 109

5.7.1显微组织及氮化物析出相 109

5.7.2力学性能、韧-脆转变温度及断口形貌 111

5.7.3氮化物析出相对屈服强度的影响 113

5.7.4 DBTT与回火温度的关系 113

参考文献 114

6超高强马氏体时效钢 118

6.1最先进的超高强钢 118

6.2马氏体时效钢的种类 120

6.3马氏体时效钢中的显微组织和析出相 123

6.3.1 PH13-8Mo马氏体时效钢 123

6.3.2析出相 124

6.4逆转变奥氏体和力学性能 125

6.4.1逆转变奥氏体 125

6.4.2力学性能 128

6.5析出相的演变和全过程 129

6.5.1粒子间距的计算 129

6.5.2析出物演变全过程 130

6.6研究趋势 131

6.6.1超细晶粒Fe-Ni-Mn钢、新型马氏体时效钢和原子探针断层扫描 131

6.6.2新钢种成分的计算机辅助合金设计方法 132

参考文献 133

7低镍马氏体时效钢 137

7.1 Fe-12Ni-6Mn钢中的析出动力学理论 137

7.1.1早期时效过程的理论分析 137

7.1.2整体时效过程 139

7.2参数确定 140

7.2.1强化、激活能和Avrami指数 140

7.2.2 Johnson-Mehl-Avrami公式中的反应速率常数 140

7.2.3长大和扩散常数 141

7.2.4在峰值硬度的临界晶核尺寸和析出相分数 142

7.3基本测量 143

7.3.1相变测定 143

7.3.2硬度 145

7.4显微组织 147

7.4.1显微术 147

7.4.2 X射线衍射分析 151

7.4.3热力学计算 152

7.5力学性能 154

7.5.1拉伸和冲击性能、断口形貌 154

7.5.2临界区退火和双相结构 156

7.5.3韧性 157

7.5.4总结 157

参考文献 158

第二篇 结构工程用钢 163

8混凝土结构 163

8.1不锈钢钢筋是一种可行的选择吗？ 163

8.2矿渣粉末 164

8.3水化磨细高炉矿渣 166

参考文献 167

9冷成形钢制龙门架 168

9.1基于遗传算法的龙门架优化设计 168

9.2实数编码遗传算法及其应用 169

9.2.1选择与精英策略 169

9.2.2实数编码交叉和变异算子 170

9.3示范框架 172

9.3.1框架几何结构，框架载荷和构件检查 172

9.3.2倾角的影响 173

9.4拓扑结构优化 173

9.5参数研究和设计建议 175

9.5.1参数研究 175

9.5.2最优拓扑结构的设计建议 175

9.6更复杂的框架 176

9.6.1框架参数和几何形状 176

9.6.2框架载荷分析 177

9.6.3构件检测 180

9.7优化构思 181

9.8设计实例 182

9.8.1具有固定拓扑结构的框架A 182

9.8.2具有不同倾角的框架A 183

9.8.3具有固定倾角和固定框架间距的框架B 186

9.8.4具有可变倾角和可变框架间距的框架B 186

9.9设计优化的高效遗传算法 187

9.9.1优化公式和选择算子中的小生境策略 188

9.9.2基准实例 189

9.9.3小结 190

9.10冷成形钢制龙门架建筑的原尺度消防测试 191

9.10.1研究目的 191

9.10.2对结构工程的益处及对工业的影响 191

参考文献 192

10消防工程 193

10.1消防安全设计 193

10.1.1研究方法和设计理念 193

10.1.2超薄楼板结构和耐火钢 194

10.1.3软件 195

10.1.4无消防措施的超薄楼板的抗弯矩能力 196

10.2钢结构中的热传递及其耐火性 198

10.2.1跨墙的浅楼层结构在火中的热传递 198

10.2.2未填充空隙的复合梁的耐火性 201

10.2.3消防流量数据的温度模拟 202

10.2.4膨胀涂层 203

10.3用于浅楼板梁的膨胀消防涂层厚度 205

参考文献 210

11有保护超薄楼板的耐火性 211

11.1消防试验 212

11.2数据处理与数值模型 214

11.2.1 Nullifire数据的温度修正 215

11.2.2温度分布随着涂层厚度的变化情况 216

11.3用于60min、 90min和120min耐火性的设计表 217

11.4较大的梁 218

11.5服务孔的影响及黏着性 219

11.6使用膨胀涂层保护的超薄楼板总结 220

11.7不对称超薄楼板梁 221

11.7.1测试 221

11.7.2数值模拟与负载率计算 222

11.7.3耐火120min所需要的涂层厚度 223

11.7.4服务孔的影响 223

11.7.5小结 225

参考文献 225

中英文索引 226

中文索引 241