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目录1

第一篇不锈钢引论1

第1章 变形不锈钢3

铁素体类不锈钢8

马氏体类不锈钢9

奥氏体类不锈钢10

沉淀硬化类不锈钢12

第2章 铸造不锈钢16

铸造和变形不锈钢的比较16

耐蚀不锈钢类17

耐热不锈钢类20

高合金铸件的生产及其常用范围22

各种合金的论述23

耐蚀型不锈钢23

耐热型不锈钢29

物理性能的影响34

购货注意事项35

标准39

参考文献41

第3章 不锈钢的熔炼42

操作42

大气熔炼——电弧炉42

大气熔炼——氧气顶吹转炉49

氩－氧脱碳50

真空脱碳54

工艺学56

脱碳的化学原理56

能量平衡63

电能68

表观热容量70

稳定态表面散热率71

热量消耗方面的其它考虑73

全面能量平衡74

数据的应用75

渣的还原作用77

脱磷83

脱硫84

合金料84

超低碳不锈钢的生产86

不锈钢酸性冶炼操作88

参考文献89

第二篇 不锈钢冶金学93

第4章 变形奥氏体不锈钢的组织和结构93

引言93

二元系相图93

三元相图100

铁－铬－镍系100

伪二元截面105

Fe-Cr-Ni合金中钼的影响106

Fe-Cr-Ni合金中间隙元素的影响107

铁－铬－锰系108

三元合金108

镍和氮的影响108

合金元素的影响110

铁素体的形成110

点阵参量114

固溶强化115

堆垛层错117

相变117

堆垛层错能119

马氏体相变123

奥氏体的稳定化129

成分与奥氏体的稳定性131

加工硬化136

织构140

碳化物的析出141

M23C8型碳化物142

MC型碳化物157

M8C型碳化物161

其他碳化物及有关化合物164

氮化物的析出166

中间相167

σ、x及Laves相167

Fe-Ni-Cr合金中σ相的平衡172

Fe-Ni-Cr-Mo合金中σ相的平衡176

σ相形成倾向的定量估算176

σ相的影响177

影响σ相形成的冶金因素178

不锈钢中时间－温度－析出关系的研究183

Fe-Ni-Cr合金183

Fe-Ni-Cr-Ti合金183

Fe-Ni-Cr-Mo合金184

Fe-Ni-Cr-Nb合金184

含有其他添加元素的Fe-Ni-Cr-Mo合金189

组织构成对热处理影响的概述191

参考文献194

第5章变形铁素体不锈钢的组织和结构198

引言198

组织结构198

碳和氮的影响199

强化机理201

热处理强化202

σ相204

475℃脆性205

高温脆性和耐蚀性的降低215

退火态合金的缺口敏感性233

铁素体不锈钢的焊接性、耐蚀性和塑性238

微量间隙元素239

间隙元素稳定化241

焊缝金属韧化添加剂245

σ相和475℃脆性的敏感性246

钼合金化246

总结248

参考文献250

组织结构254

第6章变形马氏体不锈钢的组织和结构254

当量数260

δ铁素体260

δ铁素体的分解261

σ相264

强化机理265

化学分析265

碳含量265

冷加工265

淬透性266

马氏体分级淬火268

奥氏体形变处理269

低碳马氏体的强化机理272

残余应力272

固溶强化272

初生奥氏体的晶粒尺寸272

显微组织和热处理的影响273

金相273

淬火275

冷却速度277

回火278

马氏体转变温度281

残余奥氏体282

参考文献283

第7章 变形沉淀硬化不锈钢的组织和结构284

引言284

半奥氏体沉淀硬化不锈钢285

奥氏体调整和马氏体转变286

沉淀硬化290

热处理时的特殊考虑292

普通半奥氏体沉淀硬化不锈钢及其化学成分、性能和热处理293

高温稳定性299

总结与典型用途299

马氏体沉淀硬化不锈钢299

奥氏体沉淀硬化不锈钢304

总结305

第8章 变形复相不锈钢的组织和结构307

引言307

组织结构307

复相组织307

超塑性311

热加工时的变形能力313

铸锭的热加工315

显微组织和机械性能的关系316

IN-744的机械性能321

高温停留时机械性能的稳定性321

普通产品的性能325

疲劳性能330

水溶液腐蚀330

热腐蚀331

焊接332

参考文献335

第9章铸造铁－铬合金的组织和结构336

引言336

一般原理336

强化336

显微组织336

分类338

相组成340

HA合金344

普通的铸造铬钢344

CA-15合金345

CA-40合金347

CA-6NM合金349

CB-7Cu合金350

CB-30、CC-50和HC合金352

参考文献353

一般原理354

强化354

引言354

第10章铸造铁－铬－镍合金的组织和结构354

显微组织356

分类360

相组成364

普通铸造铁－铬－镍合金367

耐蚀合金368

CF合金368

CD-4MCu合金372

CE-30合金372

CG-8M合金373

CH-20合金373

CN-7M合金374

参考文献374

CK-20合金374

Fe-Cr-Ni合金375

耐热合金375

Fe-Ni-Cr合金379

参考文献381

第11章铬对不锈钢的组织和性能的影响382

引言382

对显微组织的影响383

铁－铬系383

铁－铬－镍系383

奥氏体－奥氏体加铁素体相界386

奥氏体稳定化386

对脆性的影响387

σ相387

铬钢的脆性388

对相变和硬化的影响390

相变390

硬化391

Ms点391

对加工硬化的影响393

弹性模量393

电阻率393

热膨胀393

热导率393

比体积393

点阵常数393

对物理性能的影响393

对气体腐蚀的影响394

H2S的腐蚀394

抗碳化395

在烟道和工业废气中的抗硫作用395

抗氧化395

耐点蚀397

钝化397

在水溶液中耐蚀性397

熔盐的腐蚀398

应力腐蚀398

晶间腐蚀398

焊接后的晶间腐蚀398

含铬10～18％的低碳钢398

较高的铬、镍含量399

对热加工的影响399

奥氏体不锈钢的热加工性能399

疲劳强度400

对强度的影响400

对热处理的影响400

强化作用401

耐磨性401

冲击强度401

蠕变强度401

高温性能402

对焊接的影响402

铬－镍－锰奥氏体不锈钢403

沉淀硬化不锈钢403

参考文献404

第12章镍对变形和铸造不锈钢的组织和性能的影响406

引言406

镍对显微组织的影响406

奥氏体－奥氏体加铁素体相界406

σ相409

镍对铁素体不锈钢性能的影响410

熔炼410

热加工性能410

Ms点410

室温机械性能411

疲劳强度413

高温机械性能414

冷加工性能414

焊接414

耐全面腐蚀性415

抗应力腐蚀开裂性能417

液态金属腐蚀420

电阻率和热导率420

磁性421

搪瓷类的涂层421

镍在马氏体不锈钢中包括沉淀硬化钢中的作用421

室温机械性能421

高温机械性能425

耐全面腐蚀性425

铸件425

高温腐蚀和抗表面氧化427

室温机械性能427

镍在复相不锈钢中的作用427

热加工性能427

疲劳强度428

高温机械性能428

冷加工性能429

耐全面腐蚀性和抗应力腐蚀开裂429

磁性429

镍在奥氏体不锈钢中的作用429

熔点429

热加工性能430

高温腐蚀和抗表面氧化432

室温机械性能432

低温性能434

疲劳强度434

高温机械性能434

冷加工性能436

焊接438

耐全面腐蚀性440

抗应力腐蚀性能444

核性能448

液态金属腐蚀448

磁性449

电的性能451

热膨胀系数和热导率451

堆垛层错能451

铸件452

参考文献453

第13章 钼对变形和铸造不锈钢组织和性能的影响456

钼对变形奥氏体和铁素体不锈钢耐蚀性的影响456

在海水中456

在酸中457

点蚀和缝隙腐蚀461

奥氏体不锈钢的机械性能467

对奥氏体不锈钢组织的影响467

应力腐蚀467

钼对不锈钢组织和性能的影响467

热加工性能468

马氏体不锈钢469

不锈钢铸件471

高温腐蚀和表面氧化温度471

沉淀硬化不锈钢471

应用及典型例证472

AISI316和317型奥氏体不锈钢472

其它的奥氏体不锈钢和合金474

铁素体不锈钢475

参考文献475

残留元素476

残留元素的类型和含量476

第14章不锈钢中的残留元素和微量元素476

残留元素对热加工性能的影响479

残留元素对焊接性能的影响481

残留元素对机械性能的影响482

残留元素对耐蚀性的影响484

微量元素485

碳和氮485

起易切削作用的硫、硒和铅489

钛、铌和钽490

沉淀硬化元素：铝、钛、铜和磷491

其他合金元素493

参考文献494

第三篇耐腐蚀性497

第15章 成分、组织和热处理对不锈钢耐蚀性的影响497

奥氏体不锈钢497

成分497

全面腐蚀497

点蚀497

晶间腐蚀498

电偶腐蚀499

缝隙腐蚀499

应力腐蚀499

冲蚀－腐蚀500

热处理500

铁素体不锈钢500

成分500

全面腐蚀500

点蚀501

晶间腐蚀501

应力腐蚀501

缝隙腐蚀501

成分502

电偶腐蚀502

沉淀硬化型不锈钢及双相不锈钢502

冲蚀－腐蚀502

缝隙腐蚀503

点蚀503

全面腐蚀503

晶间腐蚀503

应力腐蚀503

电偶腐蚀504

冲蚀－腐蚀504

马氏体不锈钢504

成分504

耐蚀性504

参考文献505

第16章 在水溶液介质中的耐蚀性506

钝化506

钝化的电化学意义506

钝化的条件507

不锈钢509

合金元素对不锈钢钝化的影响509

钝化膜的保护能力511

腐蚀512

全面腐蚀513

晶间腐蚀617

点腐蚀622

缝隙腐蚀624

应力腐蚀开裂627

控应力628

温度629

溶液的氧化还原电位630

钢的化学成分与组织结构630

腐蚀介质630

电偶腐蚀631

冲蚀－腐蚀633

参考文献634

引言637

第17章在气态环境中耐蚀性637

氧化物结构638

氧化速率和机理638

金属与合金的氧化638

氧化物形态639

不锈钢的高温腐蚀642

与氧化性气体的反应642

反应动力学642

氧化机理643

实际情况645

氧化性气氛和微量添加元素的影响650

气氛的影响651

杂质的影响661

与硫化气体产生的反应663

反应动力学664

硫化机理664

实际情况665

二氧化硫的反应665

硫化氢的反应665

硫蒸气的反应669

烟道和工业废气的反应669

渗碳气体675

与其他气体产生的反应675

氢679

氮、氨679

卤族元素682

小结682

参考文献682

第18章对液态金属、盐类和燃灰沉积物的耐蚀性685

燃灰沉积物685

盐类687

氟化物盐类687

氯化物盐类692

磷酸盐696

液态金属697

钠697

氢氧化钠697

钾701

锂702

铯703

铅703

铋703

汞703

铟704

锡、锌、铝、镉704

镓704

参考文献705

第四篇物理及机械性能711

第19章不锈钢的物理性能711

引言711

磁导率714

比热714

熔化温度范围714

定义714

电阻率714

弹性模量714

密度714

热膨胀系数714

热导率715

热扩散率715

热膨胀715

热导率722

热扩散率725

比热726

电阻率727

弹性模量729

参考文献731

第20章 不锈钢在低温和室温下的机械性能733

在低温下733

引言733

成分和热处理的影响734

奥氏体的稳定性734

拉伸性能735

韧性737

疲劳性能744

热处理746

加工制造的影响746

在冷加工状态下的性能746

焊接状态下的性能750

小结753

在室温下753

引言753

拉伸性能754

马氏体不锈钢754

韧性758

疲劳和耐磨性760

加工制造的影响761

铁素体不锈钢761

拉伸性能761

韧性和疲劳性能762

加工制造的影响764

奥氏体不锈钢766

拉伸性能766

韧性和疲劳性能772

加工制造的影响774

沉淀硬化不锈钢776

拉伸和韧性性能776

加工制造的影响781

非标准类不锈钢781

参考文献784

第21章 不锈钢在高温下的机械性能786

在高温应力作用下金属材料的一般性能786

不锈钢的高温机械性能790

标准类的短时性能790

标准类与时间有关的性能790

奥氏体铬－镍－锰不锈钢802

沉淀硬化不锈钢803

铸造合金803

改进型高温不锈钢的研制809

H类奥氏体不锈钢809

添加氮的奥氏体不锈钢809

添加碳化物稳定元素的奥氏体不锈钢811

奥氏体高温合金813

Cr12％高温钢813

显微组织的稳定性817

参考文献818

第五篇设计和制造821

第22章锻件设计规范821

引言821

基础知况821

工艺参数824

锻件最经济设计的选择准则826

设计特点的选择查对表826

设计特点的选择828

零件形状分类835

设计要适应设备的特点841

各种设计方案的成本比较846

精密锻件——设计与选择849

参考文献851

第23章不锈钢挤压产品853

挤压概述853

直接挤压853

力的分析854

润滑不良挤压的物理概念856

挤压穿孔858

静液挤压858

钢的玻璃润滑挤压特性859

不锈钢玻璃润滑挤压——操作的详细步骤861

加热861

坯料的制备861

侧表面涂覆玻璃862

穿孔862

挤压863

矫直和去扭863

酸洗863

润滑方法864

实心断面的挤压864

空心断面的挤压864

穿孔865

产品的尺寸范围865

压头上的应力866

压力机所需要的力867

实心断面的挤压867

管子的挤压868

空心断面的挤压870

挤压件的长度870

挤压机的选择871

不锈钢挤压件的应用871

实心断面871

喷气发动机的环形件872

管子872

空心断面873

不锈钢挤压件生产厂的其它潜力873

设备的现状873

引言875

第24章 变形与铸造不锈钢件的切削加工875

硬化类不锈钢877

非硬化类不锈钢877

奥氏体类不锈钢877

易切削添加物878

切削加工的一般原则878

整体车刀切削工艺879

钻削881

铰削883

攻丝885

套丝（螺纹）886

滚丝888

仿形加工889

刮削899

剃削899

滚花904

辊轴抛光905

切割工艺906

六角车床加工906

铣削907

工具的修磨908

锯削909

切削油910

小结911

切削加工后的清洗与钝化911

铸造不锈钢的切削加工912

高速钢刀具912

硬质合金刀具916

拉削故障920

切削不锈钢时的故障核对表920

镗削故障921

切割故障922

钻削故障923

仿形加工故障924

铣削故障925

铰削故障925

车削故障926

攻丝故障927

套丝故障928

参考文献928

软钎焊原理929

定义929

软钎焊929

第25章 不锈钢软钎焊与硬钎焊929

硬钎焊932

定义932

硬钎焊的优点932

硬钎焊原理933

接头设计933

钎料的选择935

与硬钎焊有关的冶金问题937

硬钎焊方法940

表面准备、炉内气氛和熔剂940

硬钎焊接头试验941

参考文献943

焊接方法944

手工电弧焊944

第26章不锈钢的焊接944

钨极气体保护电弧焊945

熔化极气体保护电弧焊947

埋弧焊949

不锈钢的焊接特性950

铁素体不锈钢950

马氏体不锈钢952

奥氏体不锈钢953

沉淀硬化不锈钢956

不锈钢与异种金属的焊接957

接头设计需考虑的事项958

接头的结构形式958

不锈钢管的焊接966

铸造不锈钢966

接头的经济性966

第27章薄板、带钢和厚板的成形981

对成形性的选择981

成形性因素982

设备、工具和润滑984

剪切985

弯曲和滚压成形986

落料、冲孔和穿孔988

拉延989

旋压992

第28章用线材制作零件993

不锈钢线材的生产993

清洗与酸洗993

涂料993

拔丝机994

生产异形线材995

用不锈钢线材制作零件996

冷镦998

热处理发挥设计潜力1002

设计零件时应考虑到模具1003

为了避免发生问题，设计时应注意的几点1003

四滑块的线材成形1005

型锻和穿孔1005

弯曲半径的计算1006

参考文献1011

第29章不锈钢粉末冶金1012

引言1012

不锈钢粉末冶金的行情1013

粉末价格1013

不锈钢粉末冶金的用途1014

不锈钢粉末1016

雾化制粉1016

粉末特性1019

粉末性质1020

不锈钢粉末的供应情况1025

不锈钢粉末冶金原理1026

粉末润滑1026

粉末的压制成形1027

预烧结1027

烧结原理1028

烧结气氛1029

烧结周期1032

冷却速率1034

含碳量的控制1035

马氏体类不锈钢的工艺过程1036

不锈钢过滤材料1037

不锈钢粉末冶金技术1038

不锈钢粉末冶金的应用1038

牌号选择1039

不锈钢粉末冶金零件的设计1041

设计规则1042

压制及烧结工艺1049

材料标准1051

不锈钢过滤材料1052

过滤原理1053

精整工序1054

耐腐蚀性1056

不锈钢粉末冶金材料的供应厂商1057

参考文献1057

制管方法的影响1058

第30章管形件的成形1058

制造不锈钢管的可能性1058

不锈钢种类的影响1061

机械性能和制管的可能性1062

不锈钢钢管的成形性1066

奥氏体钢1067

铁素体钢1069

马氏体钢1070

成形方法1071

弯曲1072

旋压1080

扩孔和缩径1087

冷成形1089

镦锻1090

冷拉延及钢管缩径1091

参考文献1092

第31章 铸造生产1093

铸造基础1093

设计者的任务1093

合金的凝固1094

凝固收缩1096

铸造工艺1100

铸造工艺1101

砂型铸造1101

壳型铸造1113

精密铸造1116

陶瓷型铸造1119

砂型以外的铸件生产工艺设计1120

参考文献1124

第32章不锈钢的压铸1125

不锈钢压铸的优点1126

压铸工艺1127

压铸后的处理1130

第33章不锈钢热处理使用的保护气氛1131

引言1131

七种基本保护气氛1131

氩保护气氛1131

氦保护气氛1132

氢保护气氛1132

分解氨保护气氛1133

发热型保护气氛1139

氮保护气氛1142

真空保护1143

热处理的一般技术要求1146

表面硬化的技术要求1146

渗氮1146

第34章 不锈钢的表面硬化1146

电镀1147

渗硼1148

渗碳1148

火焰或等离子喷涂1149

液体渗氮1151

车间污染1155

转换污染1155

润滑剂－氧化物混合污染1155

表面污染1155

第35章 不锈钢的清洗1155

车间污染的清除1156

溶剂除油1156

蒸气除油1156

水－乳化液去污1157

水溶性－碱性去污剂1157

氧化物和氧化皮的清除1158

喷丸处理1158

滚筒或粉浆精整1159

钢丝刷、打磨和瓣形轮除氧化皮1160

酸洗1160

有机酸1160

稀无机酸1161

浓无机酸1161

氧化皮的处理1162

熔盐的种类1162

盐浴处理1162

氧化性盐浴1163

还原性盐浴1164

电解质盐浴1164

盐浴处理后的酸洗1165

无机酸1165

苛性螯合物洗浴1166

不锈钢带钢的连续清洗1166

热轧退火带钢1166

退火氧化皮的处理1167

线材的处理1168

盐浴处理1168

薄板和中厚板的处理1171

氧化性盐浴处理1172

铸造和锻压制品1172

氧化皮的构成1172

还原性盐浴处理1173

电解质处理1174

酸洗1174

棒材、型材和管材的处理1175

氧化性盐浴处理1175

还原性盐浴处理1176

不锈钢清洗工艺的发展趋势1177

第六篇 不锈钢的应用1181

第36章 不锈钢在建筑业上的应用1181

第37章 不锈钢在海洋装置上的应用1189

均匀锈蚀1190

缝隙腐蚀和点腐蚀1190

基本原理1190

应力腐蚀开裂1195

腐蚀疲劳1197

实际应用1197

推进器1197

泵1198

散装容器1198

热交换器1199

O形密封圈1199

参考文献1200

第38章 不锈钢在化学加工工业上的应用1201

晶间腐蚀1201

应力腐蚀开裂1202

点腐蚀1205

耐全面腐蚀性的比较1206

临界钝化1206

不锈钢在各种腐蚀性物质中的使用性能1209

硝酸1209

硫酸1211

亚硫酸1212

磷酸1213

盐酸1213

氨基磺酸1213

醋酸1213

甲〔蚁〕酸1214

其它有机酸1214

有机化合物1214

碱类1215

无机盐溶液1215

一般情况1215

参考文献1216

不锈钢制造的汽车装璜及装饰金属构件1217

现代材料，应用及技术条件1217

第39章 不锈钢在交通运输机械上的应用1217

应用不锈钢作装璜制品的历史1221

排气阀1228

马氏体合金1228

σ相合金1228

奥氏体合金1229

排气系统1230

催化式净化器1231

不锈钢在汽车上的其它用途1232

载重汽车（卡车）1234

拖车1234

不锈钢在其它交通运输机械上的用途1234

其它用途1235

公共汽车1235

快速运输列车装备1236

其它列车装备1236

参考文献1236

第40章不锈钢在食品工业上的应用1238

第41章不锈钢在酿酒工业上的应用1244

引言1244

光洁度1244

一般酒和白兰地酒的生产1245

蒸馏塔1248

啤酒酿造工业1249

第42章不锈钢在医疗器械上的应用1253

不锈钢体内植入物的使用历史1253

生态适应性1254

超细胞组织的体液1255

腐蚀问题1255

组织反应1256

生态力学1257

体内固定器械1258

其它矫形术上的应用1260

外科体内植入物的生产1263

冶金注意事项1263

制造注意事项1265

参考文献1266

第43章 不锈钢在纸浆及造纸工业上的应用1267

引言1267

机械化造浆1269

纸浆和造纸工艺1269

硫酸盐法造浆1271

亚硫酸盐法造浆1274

半化学法造浆1277

废纸造浆1279

纸浆漂白1279

造纸1283

参考文献1285

第44章 不锈钢在石油工业上的应用1286

硫化氢腐蚀1286

连多硫酸应力腐蚀1291

铁素体和马氏体不锈钢的脆性（铬的最低含量为12％）1293

氯化物应力腐蚀1294

硫酸1295

碳酸1295

碱性环境1296

高温工作条件1298

参考文献1301

第45章 不锈钢在核装置上的应用1303

引言1303

1975～2000年的主要核反应堆类型1303

核反应堆按用途分类1303

发电核反应堆按其重要性分类1305

各种发电反应堆的特性1307

不锈钢在核反应堆中的应用1309

在LMFBR中应用不锈钢时冶金工作者遇到的问题1311

关于规范和标准问题1311

关于核辐射问题1314

关于液态钠问题1317

关于长时间处于高温下的问题1320

参考文献1321

关于世界上铬的利用率问题1321

第46章不锈钢在高压氢中的应用1322

在氢中材料的性能1322

马氏体和沉淀硬化钢1323

铁素体钢1324

奥氏体钢1324

奥氏体－铁素体或复相钢1327

关于奥氏体钢其它注意事项1327

应用1329

不锈钢结构件1330

非结构件1331

小结1332

参考文献1333

高温结构件1334

第47章 不锈钢在航空及航天工业上的应用1334

引言1334

XB-70Valkyrie1335

阿波罗（Apollo）指令舱1336

压力容器1338

大型液体燃料运载火箭1338

高强度低温压力容器1341

低压流体容器1342

流体管路及其连接1343

材料选择1343

连接方法1344

紧固件1347

机械系统1347

参考文献1349

基本原理1350

第48章不锈钢在紧固件上的应用1350

引言1350

螺纹形式1356

机械性能要求1358

紧固件在工业上的应用1358

化学工业1358

航海工业1359

纸浆和造纸工业1359

污染控制工业1361

附录1363

附录1 各国不锈钢标准1363

附录2 专利合金1436

索引1449