第1章 钢的强韧化 1
1.1钢材的强化 1
1.1.1材料的强度 1
1.1.2钢的强化 3
1.2钢的韧化 7
1.2.1钢的韧性 7
1.2.2钢的韧化 11
1.3钢的强韧化的组织结构因素 13
1.3.1钢的强韧化和组织结构之间的关系 13
1.3.2从组织结构上进行钢的强韧化的方法 14
1.4细晶强韧化 15
1.4.1晶界的作用 15
1.4.2细晶强韧化机理 16
1.4.3细晶强韧化的方法 16
1.5复合组织强韧化 18
1.5.1复合组织强韧化 18
1.5.2基体与脆性相对钢的强韧性的影响 19
参考文献 22
第2章 结构的断裂 23
2.1裂纹 23
2.1.1裂纹在构件中的位置 23
2.1.2裂纹在外力作用下的扩展方式 23
2.2平面应力应变 24
2.2.1平面应力状态 24
2.2.2平面应变状态 25
2.3材料断裂判据 26
2.3.1裂纹体断裂判据 26
2.3.2材料脆性判据 27
2.4断裂韧度和应力强度因子 28
2.4.1断裂韧度 28
2.4.2应力强度因子 28
2.5平面应变断裂韧度 29
2.5.1张开型（Ⅰ型）裂纹条件下KI的表达式 29
2.5.2G与K之间的关系 32
2.5.3平面应变断裂韧度KIC的测定 32
2.6COD原理及其判据 35
2.6.1COD原理及定义 35
2.6.2裂纹尖端张开位移δc的测定 36
2.7钢的脆性破坏试验 37
2.7.1钢的脆性破坏试验方法及其评价法 37
2.7.2裂纹停止试验 42
2.8断口分析 44
2.8.1断口分析的意义和方法 44
2.8.2金属材料的宏观断口分析 45
2.8.3金属材料的微观断口形貌分析 46
参考文献 51
第3章 低温用钢的种类和性能 52
3.1概述 52
3.2低温用钢的种类 54
3.2.1按使用温度分类 55
3.2.2按化学成分分类 55
3.3低温用碳钢 56
3.3.1低温用碳钢的化学成分 56
3.3.2低温用碳钢的力学性能 56
3.3.3低温用碳钢的焊接性能 57
3.4低温用高强度钢 57
3.4.1低温用高强度钢的种类 57
3.4.2低温用高强度钢的化学成分 58
3.4.3低温用高强度钢的力学性能 61
3.5我国低温压力容器用无镍钢 62
3.6低温压力容器用镍钢 63
3.6.1低温压力容器用镍钢的种类 63
3.6.2低温压力容器用镍钢的化学成分和力学性能 63
3.7低温用非调质钢 65
3.7.1低温用非调质钢的化学成分 65
3.7.2低温用非调质钢的力学性能 66
3.8低温用调质钢的化学成分和力学性能 66
3.8.1低温用调质钢的化学成分 66
3.8.2低温用调质钢的力学性能 67
3.9我国低温用钢的化学成分和力学性能 69
参考文献 71
第4章 低温用钢的金属学 72
4.1对材料性能的要求 72
4.2影响母材性能的金属学因素 72
4.2.1连续冷却转变组织及淬透性 72
4.2.2回火时的组织变化 75
4.2.3合金元素的固溶 75
4.2.4杂质元素和非金属夹杂物 76
4.3钢材的力学性能 77
4.3.1静载强度 77
4.3.2塑性 81
4.3.3强度和塑性的异向性 81
4.3.4缺口冲击韧度 82
参考文献 90
第5章 低温用钢的焊接性 91
5.1低温用钢焊接接头的组织和性能 91
5.1.1焊缝金属的组织和韧性 92
5.1.2焊接热影响区的组织和韧性 102
5.2焊接裂纹 110
5.2.1焊接裂纹的种类 110
5.2.2焊接热裂纹 110
5.2.3焊接冷裂纹 112
5.3焊后热处理脆化 121
5.3.1焊后热处理 121
5.3.2焊后热处理脆化 121
5.4再热裂纹 122
5.4.1产生再热裂纹的机理 122
5.4.2产生再热裂纹的条件 122
5.4.3影响再热裂纹产生的因素 122
5.4.4再热裂纹敏感性评价 123
5.4.5防止再热裂纹的措施 123
5.5层状撕裂 123
5.5.1层状撕裂的形态 123
5.5.2层状撕裂产生的机理 124
5.5.3影响层状撕裂的因素 124
5.5.4层状撕裂敏感性的评价 125
5.5.5层状撕裂的防止措施 126
5.6防止裂纹的预热温度 127
参考文献 128
第6章 低温用钢的焊接 129
6.1低温用钢焊接方法 129
6.1.1焊条电弧焊 129
6.1.2埋弧焊 138
6.1.3钨极惰性气体保护焊 140
6.1.4熔化极气体保护电弧焊 140
6.2低温用钢焊接条件的选择 142
6.2.1控制焊接热输入 142
6.2.2预热和后热 143
6.3焊接缺陷对接头性能的影响 144
6.3.1焊接缺陷的分类 144
6.3.2应力集中的影响 144
6.3.3焊接缺陷的影响 144
6.3.4二维缺陷的标准化 145
6.3.5关于材料破坏的研究方法 145
6.4焊接接头脆性断裂 146
6.4.1脆性断裂特性 146
6.4.2焊接接头缺陷的评定 148
6.4.3焊接接头的脆性断裂强度 148
参考文献 153
第7章 低温用低合金钢的焊接工艺和接头性能 154
7.1Q345 DR（16MnDR）钢的焊接 154
7.1.1Q345 DR钢的化学成分及力学性能 154
7.1.2Q345 R钢的连续冷却组织转变图及其组织性能 154
7.1.3Q345R钢的焊接性 157
7.1.4Q345R钢的焊接工艺 159
7.1.5焊接接头性能 161
7.2铝镇静A336.6低温钢的焊接工艺和接头性能 164
7.2.1A336.6低温钢的化学成分和力学性能 164
7.2.2A336.6低温钢的焊接性 164
7.2.3A336.6低温钢的焊接方法 164
7.3 07MnNiCrMoVDR钢的焊接工艺和接头性能 166
7.3.1 07MnNiCrMoVDR钢的化学成分和力学性能 166
7.3.2 07MnNiCrMoVDR钢焊接工艺的优化 166
7.3.3 07MnNiCrMoVDR钢焊接接头的韧性 167
7.3.4 07MnNiCrMoVDR钢模拟焊接热影响区的组织 167
7.4 09MnNiDR低温钢的焊接工艺和接头性能 169
7.4.1 09MnNiDR低温钢的化学成分和力学性能 169
7.4.2 09MnNiDR低温钢的焊接性 169
7.4.3 09MnNiDR低温钢的焊接方法 170
7.5 15MnNiDR低温钢的焊接工艺和接头性能 172
7.5.1 15MnNiDR低温钢的化学成分和力学性能 172
7.5.2焊接材料 172
7.5.3 15MnNiDR低温钢的焊接性 172
7.5.4 15MnNiDR低温钢的焊接方法 172
7.6LT-50低温钢的焊接工艺和接头性能 173
7.6.1LT-50低温钢的化学成分 173
7.6.2LT-50低温钢的焊接性 174
7.6.3LT-50低温钢的焊接 174
7.7wNi为3.5％的镍钢的焊接工艺和接头性能 175
7.7.1wNi为3.5％的镍钢的应用和使用范围 175
7.7.2wNi为3.5％的镍钢的化学成分和力学性能 175
7.7.3wNi为3.5％的镍钢的焊接性 176
7.7.4焊条电弧焊 176
7.7.5埋弧焊 177
7.7.6MAG焊 178
7.7.7MIG焊 179
7.7.8wNi为3.5％的镍钢焊接接头低温韧性的影响因素 179
7.8LN90低温钢的力学性能和焊接工艺 182
7.9 09Mn2VDR钢的焊接工艺和接头性能 183
7.9.1 09Mn2VDR钢的化学成分和力学性能 183
7.9.2加工工艺和热处理 184
7.9.3 09Mn2VDR钢的焊接 184
7.10 06MnNbDR钢的焊接 185
7.10.1 06MnNbDR钢的化学成分和力学性能 185
7.10.2 06MnNbDR钢的显微组织 188
7.10.3 06MnNbDR钢的焊接 188
参考文献 189
第8章 低温用高合金钢的焊接 191
8.1wNi为9％的马氏体低温用镍钢的焊接 191
8.1.1化学成分 191
8.1.2合金元素的作用 192
8.1.3热处理 193
8.1.4力学性能 194
8.1.5物理性能 195
8.1.6焊接性 196
8.1.7焊接方法及焊接材料 206
8.1.8焊接工艺 209
8.1.9wNi为9％的镍钢焊条电弧焊（MMAW）焊接接头的力学性能 210
8.2超低温用超高强度镍-钴钢的焊接 215
8.2.1概述 215
8.2.2化学成分 216
8.2.3合金元素的作用 216
8.2.4力学性能 217
8.2.5热处理及其组织 218
8.2.6焊接性 218
8.2.7焊接方法及工艺 218
8.3超低温奥氏体无磁钢的焊接 219
8.3.1低温用奥氏体无磁不锈钢的焊接 219
8.3.2低温用锰-铝系高锰奥氏体无磁钢的焊接 222
8.3.3超低温高锰奥氏体无磁钢的焊接 224
8.4马氏体时效钢的焊接 231
8.4.1含钴马氏体时效钢的焊接 231
8.4.2无钴马氏体时效钢的焊接 244
8.4.3马氏体时效不锈钢的焊接 247
参考文献 253