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第1篇 概论1

第1章 钢铁材料的地位和作用3

1在结构材料领域20世纪是钢铁材料的世纪3

2钢铁材料的优势4

3市场需求5

4 21世纪钢铁仍是占主导地位的结构材料5

第2章 钢铁材料和冶金工艺的进展6

1钢铁材料的发展由凭经验到靠科学6

2冶金工艺从手工技艺到工程科学6

3钢的强韧化7

3.1固溶强化7

3.2沉淀强化7

3.3形变强化8

3.4晶粒细化强化8

3.5韧化8

4高洁净钢与炉外精炼9

4.1炉外精炼迅速发展的背景9

4.2炉外精炼技术的主要功能9

5钢质的均匀性与连续铸钢10

6组织细化与控轧控冷11

第3章 21世纪钢铁材料的发展展望14

1 21世纪国外钢铁材料的发展展望14

1.1钢铁材料性能的超级化14

1.2钢铁均质材料的复合化14

1.3钢铁结构材料的功能化14

1.4钢铁材料的智能化14

1.5钢铁材料的环境协调化14

1.6钢铁材料的计算机设计14

1.7钢铁材料“绿色”生产新工艺、新技术和新装备的逐步实用化14

2 21世纪国内钢铁材料的发展展望15

2.1我国钢铁材料的现状与差距15

2.2到2020年我国钢铁材料的发展目标15

2.3到2020年我国钢铁材料的发展方向15

2.4到2020年急待开发的先进钢铁材料15

第4章 钢铁材料的分类19

1钢的分类19

1.1按化学成分分类19

1.2按主要质量等级和主要性能及使用特性分类19

1.3按冶炼方法分类24

1.4按脱氧程度分类25

1.5按碳含量高低分类25

1.6按金相组织分类25

2铁的分类25

2.1生铁25

2.2直接还原铁（DRI）26

2.3纯铁26

2.4铸铁26

第5章 合金元素在钢铁材料中的作用27

1钢中的合金元素27

1.1非合金钢中的其他元素27

1.2合金钢中的合金元素27

2合金元素对铁碳平衡相图的影响30

2.1铁碳平衡相图30

2.2铁和其他合金元素的二元素平衡相图的类型30

2.3合金元素对Fe-C平衡相图的影响30

3合金元素在钢中的分布和存在状态31

3.1合金元素在不同金相组织中的溶解度31

3.2合金元素在钢中的分布倾向32

4合金元素对钢的组织及热处理的影响33

4.1合金元素对钢的相变和组织的影响33

4.2合金元素对热处理的影响34

5合金元素对钢性能的影响36

5.1合金元素对钢力学性能的影响36

5.2合金元素对钢焊接性和切削性的影响38

5.3合金元素对钢物理性能的影响38

5.4合金元素对钢化学稳定性的影响39

第6章 钢的固态相变与微观组织40

1钢的固态相变40

2铁碳平衡图40

3珠光体转变41

4贝氏体转变42

4.1上贝氏体42

4.2下贝氏体42

4.3无碳化物贝氏体43

4.4粒状贝氏体43

5马氏体相变43

第7章 钢的基础热处理45

1钢在加热时的转变45

2钢的过冷奥氏体转变46

3退火48

3.1重结晶退火48

3.2等温退火49

3.3均匀化退火49

3.4球化退火49

3.5再结晶退火50

3.6去应力退火50

4正火50

5淬火50

5.1淬火加热温度50

5.2理想的淬火冷却曲线50

5.3冷却方式51

6回火51

6.1回火的温度51

6.2特殊碳化物和二次硬化52

6.3回火脆性52

第8章 钢铁材料的主要性能53

1钢铁材料的力学性能53

1.1硬度53

1.2强度与塑性53

1.3疲劳强度53

1.4高温力学性能53

1.5磨损与接触疲劳53

2钢铁材料的工艺性能54

2.1铸造性54

2.2锻造性54

2.3焊接性54

2.4切削性54

2.5热处理工艺性54

3钢铁材料的化学性能54

3.1耐腐蚀性54

3.2抗氧化性55

4钢铁材料的物理性能55

4.1热学性能55

4.2电学性能55

4.3磁性55

参考文献57

第2篇 钢铁牌号表示方法59

第1章 我国钢铁产品牌号的表示方法61

1概述61

2生铁62

3铁合金62

4铸铁62

5铸钢63

6碳素结构钢和低合金高强度结构钢63

6.1碳素结构钢63

6.2低合金高强度结构钢64

7优质碳素结构钢64

8易切削钢和深冲压用钢64

8.1易切削钢64

8.2深冲压用钢64

9合金结构钢64

10非调质机械结构钢64

11弹簧钢和轴承钢65

11.1弹簧钢65

11.2轴承钢65

12工具钢65

12.1碳素工具钢65

12.2合金工具钢65

12.3高速工具钢65

13不锈钢和耐热钢65

14焊接用钢65

15电工用硅钢和电磁纯铁65

15.1电工用硅钢65

15.2电磁纯铁66

16高温合金和耐蚀合金66

16.1高温合金66

16.2耐蚀合金66

17精密合金和高电阻电热合金66

17.1精密合金66

17.2高电阻电热合金66

18快淬金属66

19硬质合金67

20粉末冶金材料67

第2章 我国钢铁及合金牌号统一数字代号的表示方法69

1概述69

2合金结构钢69

3轴承钢70

4铸铁、铸钢及铸造合金70

5电工用钢和纯铁71

6铁合金和生铁71

7高温合金和耐蚀合金72

8精密合金及其他特殊物理性能材料72

9低合金钢72

10杂类材料73

11粉末及粉末材料73

12快淬金属及合金73

13不锈、耐蚀和耐热钢74

14工具钢74

15 非合金钢74

16焊接用钢和合金75

第3章 我国钢材规格的标记方法与钢材理论重量计算76

1概述76

2型钢76

2.1型钢的品种与规格76

2.2型钢规格的标记方法77

2.3型钢的理论重量计算78

3钢板和钢带79

3.1钢板和钢带的品种与规格79

3.2钢板和钢带规格的表示方法79

3.3钢板和钢带的理论重量计算80

4钢管80

4.1钢管的品种与规格80

4.2钢管规格的标记方法80

4.3钢管的理论重量计算81

5线材和钢丝81

5.1线材的品种与规格81

5.2钢丝的品种与规格82

5.3线材和钢丝规格的标记方法82

5.4线材和钢丝的理论重量计算82

6钢材状态标记和涂色标记83

6.1钢材状态标记83

6.2钢材涂色标记83

第3篇 铁85

第1章 概述87

第2章 纯铁89

1纯铁的组织转变89

2纯铁的磁性变化90

3纯铁的性质90

4纯铁的种类及应用91

4.1按生产方法分类91

4.2按用途分类92

第3章 生铁100

1生铁的冶炼100

1.1高炉冶炼生铁100

1.2非高炉炼铁100

2生铁的种类100

2.1按化学成分分类100

2.2按用途分类101

参考文献104

第4篇 铸铁与铸钢105

第1章 铸铁107

1灰铸铁107

1.1灰铸铁牌号107

1.2灰铸铁技术要求107

1.3灰铸铁适用范围108

1.4灰铸铁选用技术110

2球墨铸铁123

2.1球墨铸铁牌号123

2.2球墨铸铁技术要求123

2.3球墨铸铁适用范围124

2.4球墨铸铁选用技术128

3蠕墨铸铁136

3.1蠕墨铸铁牌号136

3.2蠕墨铸铁技术要求137

3.3蠕墨铸铁适用范围137

3.4蠕墨铸铁选用技术138

4可锻铸铁142

4.1可锻铸铁牌号142

4.2可锻铸铁技术要求142

4.3可锻铸铁适用范围142

4.4可锻铸铁选用技术144

5抗磨铸铁146

5.1抗磨白口铸铁及其选用146

5.2抗磨球墨铸铁及其选用152

6冷硬铸铁154

6.1轧辊用冷硬铸铁及其选用154

6.2一般用冷硬铸铁及其选用160

7耐热铸铁162

7.1耐热铸铁牌号162

7.2耐热铸铁技术要求162

7.3耐热铸铁适用范围163

7.4耐热铸铁选用技术165

8耐蚀铸铁167

8.1高硅耐蚀铸铁及其选用167

8.2高镍耐蚀铸铁及其选用169

8.3高铬耐蚀铸铁及其选用170

8.4中、低合金耐蚀铸铁及其选用170

8.5专用耐蚀铸铁及其选用171

9奥氏体铸铁172

9.1奥氏体灰铸铁及其选用172

9.2奥氏体球墨铸铁及其选用174

第2章 铸钢176

1铸造碳钢176

1.1铸造碳钢牌号176

1.2铸造碳钢技术要求176

1.3铸造碳钢适用范围176

1.4铸造碳钢选用技术176

2铸造中、低合金钢182

2.1一般工程与结构用低合金铸钢及其选用182

2.2中、低合金高强度铸钢及其选用185

2.3微量合金化铸钢及其选用195

3铸造中、高强度不锈钢197

3.1工程结构用中、高强度铸造不锈钢及其选用197

3.2铸造沉淀硬化型不锈钢及其选用199

4铸造耐磨钢199

4.1铸造耐磨锰钢及其选用199

4.2铸造耐磨中铬钢及其选用201

4.3铸造耐磨低合金钢及其选用201

4.4铸造耐磨碳钢及其选用205

4.5铸造耐磨石墨钢及其选用205

5铸造耐热钢和合金205

5.1一般用途铸造耐热钢和合金及其选用205

5.2非标准型铸造耐热钢及其选用207

5.3铸造热强钢及其选用208

6铸造耐蚀钢和合金209

6.1一般用途铸造耐蚀钢及其选用209

6.2非标准型铸造耐蚀钢及其选用212

6.3铸造耐蚀合金及其选用217

7特殊用途铸钢217

7.1低温用铸钢及其选用217

7.2铸造工具用铸钢及其选用218

7.3承压用铸钢及其选用218

7.4焊接结构用铸造碳素钢及其选用223

7.5熔模铸造用铸造碳钢及其选用224

8专业常用铸钢225

8.1大型铸件常用铸钢及其选用225

8.2重型机械常用铸钢及其选用229

8.3水轮机常用铸钢及其选用230

8.4汽轮机常用铸钢及其选用230

8.5铁道机车车辆常用铸钢及其选用230

8.6冶金轧辊常用铸钢及其选用231

8.7无磁与电工常用铸钢及其选用233

参考文献237

第5篇 非合金钢239

第1章 概述241

1非合金钢按其主要质量等级分类241

1.1普通质量非合金钢241

1.2优质非合金钢241

1.3特殊质量非合金钢241

2非合金钢按其主要性能或使用特性分类242

2.1以规定最高强度为主要特征的非合金钢242

2.2以规定最低强度为主要特征的非合金钢242

2.3以限制碳含量为主要特征的非合金钢242

2.4非合金易切削钢242

2.5非合金工具钢242

2.6具有专门规定磁性能或电性能的非合金钢242

2.7其他非合金钢242

第2章 普通质量非合金结构钢243

1概述243

1.1分类及特性243

1.2在国民经济中的作用243

1.3国内外现状243

1.4发展趋势和展望243

2合金元素在钢中的作用244

2.1钢中的相244

2.2合金元素对钢组织性能的影响244

3钢的成形与加工245

3.1钢的热加工245

3.2钢的冷加工245

4钢的热处理与表面处理245

5常用钢号化学成分、性能特点及用途246

5.1化学成分246

5.2力学性能246

5.3物理性能246

5.4工艺性能246

6钢号的选择原则、注意事项及选用举例248

6.1钢号的选择原则248

6.2选用时注意事项248

6.3选用举例249

7Q235A冲击吸收功及FATT249

第3章 优质非合金结构钢250

1概述250

1.1分类及特性250

1.2在国民经济中的作用251

1.3国内外现状251

1.4发展趋势和展望251

2合金元素在钢中的作用252

2.1钢中的相252

2.2合金元素对钢组织性能的影响252

3钢的成形与加工252

4钢的热处理与表面处理252

5常用钢号化学成分、性能特点及用途252

5.1化学成分252

5.2力学性能253

5.3特性及用途253

6钢号的选择原则与注意事项279

第4章 碳素工具钢280

1概述280

1.1分类及特性280

1.2在国民经济中的作用281

1.3国内外现状281

1.4发展趋势和展望281

2合金元素在钢中作用281

2.1钢中的相281

2.2合金元素对钢组织性能的影响281

3钢的成形与加工281

4钢的热处理与表面处理281

5常用钢号化学成分、性能特点及用途281

6钢号的选择原则、注意事项及选用举例284

6.1钢号的选择原则284

6.2选用时注意事项284

第5章 焊接用非合金钢285

1分类及特性285

2在国民经济中的作用285

3国内外现状285

4发展趋势和展望285

5非合金结构钢的焊接286

第6章 专业用非合金钢287

1概述287

1.1分类及特性287

1.2在国民经济中的作用287

1.3国内外现状287

1.4发展趋势和展望288

2造船用非合金钢288

3锅炉和压力容器用非合金钢289

4桥梁用非合金钢290

5铁路用非合金钢290

6非合金钢建筑钢筋291

参考文献292

第6篇 低合金钢293

第1章 概述295

1低合金钢的定义295

2低合金钢的标准297

2.1中国标准297

2.2 ISO标准298

2.3美国标准299

2.4日本标准300

3低合金高强度钢的强韧化与合金化原理302

3.1低合金高强度钢的性能要求302

3.2低合金高强度钢的组织性能关系与强化方式的选择303

3.3低合金高强度钢的合金化304

4低合金钢的分类306

第2章 焊接高强度钢308

1概述308

1.1分类及其特性308

1.2焊接高强度钢的性能要求308

2合金元素在钢中的作用311

2.1钢中的相311

2.2合金元素的作用312

3焊接高强度钢品种、性能和特点312

3.1锅炉和压力容器用低合金钢312

3.2普通船舶用低合金钢314

3.3桥梁用低合金钢315

3.4海上采油平台用钢316

3.5油气管线用低合金钢317

3.6建筑用低合金钢319

4焊接高强度钢321

4.1一般结构用钢321

4.2桥梁用钢322

4.3压力容器用钢323

4.4锅炉用钢326

4.5造船和海上采油平台用钢328

4.6工程机械用钢331

4.7建筑用钢331

4.8油气输送管线用钢334

4.9车辆用钢337

第3章 低合金冲压钢338

1概述338

2板成形概念338

2.1延展性参数338

2.2应变硬化指数n值和塑性应变比r值338

2.3综合成形参数F值339

2.4由冲压模拟试验测定的成形参数339

3低合金冲压用高强度钢的分类339

4合金元素在钢中的作用340

4.1钢中的相340

4.2合金元素对钢的组织和性能的影响340

5生产工艺技术341

5.1热轧高强度钢生产工艺技术341

5.2冷轧高强度钢生产工艺技术342

6典型钢种介绍343

6.1热轧高强度钢343

6.2热轧双相钢板344

6.3滚型车轮用钢344

6.4高强度Al镇静钢（含P钢）346

6.5高强度IF钢346

6.6超低碳高强度BH钢346

7冷轧双相钢346

第4章 耐候钢347

1耐候钢的成分设计347

1.1耐候钢的耐候机制347

1.2合金元素对耐候性的影响349

2耐候钢的成分、组织与性能352

2.1耐候钢的化学成分352

2.2耐候钢的组织353

2.3耐候钢的性能354

3耐候钢的应用356

3.1耐候钢的使用方式356

3.2耐候钢的应用领域356

4耐候钢开发的新方向356

4.1开发新一代耐候钢356

4.2进一步对耐候钢的耐候机制进行研究357

5低合金耐海水腐蚀钢357

5.1耐海水腐蚀钢的发展历史357

5.2耐海水腐蚀钢的性能358

5.3耐海水腐蚀钢的成分设计特点358

5.4耐海水腐蚀钢的生产359

5.5耐海水腐蚀钢的典型钢号359

第5章 低合金耐磨钢361

1概述361

1.1材料耐磨性与低合金耐磨钢361

1.2低合金耐磨钢的发展概况362

1.3低合金耐磨钢的分类及其特性363

1.4低合金耐磨钢的发展趋势366

2低合金耐磨钢的合金成分设计367

2.1合金元素对耐磨性能的影响367

2.2不同类型低合金耐磨钢中合金元素的作用368

3低合金耐磨钢的生产369

3.1轧材直接使用的低合金耐磨钢的生产369

3.2轧材改锻使用的低合金耐磨钢的生产370

3.3铸造低合金耐磨钢的生产370

4低合金耐磨钢的常用钢号370

4.1铁道用低合金耐磨钢370

4.2农机具用低合金耐磨钢373

4.3矿用低合金耐磨钢376

5低合金耐磨钢钢号的选择原则及注意事项379

5.1摩擦材料之间的匹配与工况条件的适应性380

5.2低合金耐磨钢的系列化、标准化380

5.3重视冶金质量对低中合金耐磨钢质量的影响380

5.4双金属复合材料及铸渗工艺的发展381

第6章 低合金钢筋382

1概述382

2低合金钢筋的分类和性能要求382

2.1钢筋的分类382

2.2钢筋的基本性能要求382

3低合金钢筋的合金化384

3.1固溶强化钢筋（Si、Mn）384

3.2微合金化钢筋384

3.3余热处理钢筋386

3.4预应力钢筋386

4钢筋的生产工艺386

4.1钢筋的热轧386

4.2钢筋的调质热处理387

4.3钢筋的轧后余热处理387

4.4钢筋的冷加工388

5我国低合金钢筋品种和质量的发展388

5.1钢筋强度等级系列388

5.2钢筋牌号和品种389

5.3钢筋外形的改进390

5.4钢筋品种和性能的新进展390

5.5我国现行标准的钢筋质量水平391

6我国低合金钢筋的性能和应用392

6.1热轧钢筋392

6.2余热处理Ⅲ级钢筋393

6.3预应力混凝土用热处理钢筋394

6.4预应力混凝土用钢丝、钢绞线394

6.5低合金（中强）钢丝和冷拔低碳钢丝395

6.6冷轧带肋钢筋395

7国内外实物质量的对比396

7.1钢筋的化学成分与碳当量396

7.2力学性能及工艺性能396

7.3化学成分和力学、工艺性能数据分析397

7.4尺寸公差和表面质量397

第7章 低合金钢轨钢398

1概述398

1.1钢轨分类及其特性398

1.2国内外现状及发展趋势和展望398

2合金元素在钢轨钢中的作用399

3钢轨钢的生产工艺特点400

3.1钢轨的生产400

3.2钢轨的焊接400

4钢轨的热处理400

4.1钢轨的热处理工艺401

4.2钢轨钢热处理工艺的选择402

5常用钢轨钢的化学成分、性能特点及用途402

5.1常用钢号及化学成分402

5.2低合金钢轨钢的性能要求403

第8章 微合金钢406

1概述406

1.1微合金钢的定义406

1.2微合金钢的发展概况406

1.3微合金钢的分类及其特性407

1.4微合金钢的性能要求407

1.5微合金钢在国内经济中的作用408

1.6微合金钢的发展趋势408

2微合金化技术原理409

2.1微合金元素在钢中的固溶量及微合金碳氮化物的体积分数的变化规律409

2.2微合金碳氮化物的长大及其尺寸变化规律410

2.3微合金碳氮化物阻止高温奥氏体晶粒长大411

2.4微合金元素及微合金碳氮化物对铁基体再结晶行为的影响411

2.5微合金元素及微合金碳氮化物对铁基体γ→α相变行为的影响412

2.6微合金碳氮化物的沉淀强化412

2.7微合金元素与氧、硫、碳、氮元素的交互作用及固定作用412

2.8微合金钢中主要合金元素的作用413

3微合金钢的生产与加工414

3.1微合金钢的冶炼414

3.2微合金钢的连铸415

3.3微合金钢的再结晶控制轧制（RCR）416

3.4微合金钢的未再结晶控制轧制（CCR）417

3.5微合金钢的形变诱导铁素体相变（DIFT）418

3.6微合金钢的双相区控制轧制和铁素体区控制轧制419

3.7微合金钢的控制冷却419

4微合金钢的常用钢号420

5微合金钢号的选择原则、注意事项及选用实例420

5.1建筑用微合金钢420

5.2桥梁用微合金钢422

5.3油气管线用微合金钢423

5.4汽车用微合金钢425

5.5低温用微合金钢426

5.6普通船舶用微合金钢427

参考文献429

第7篇 超细晶钢431

第1章 概述433

1经济建设和社会发展需要新一代钢铁材料433

1.1构件的轻量化433

1.2发达国家的基础设施更新433

1.3我国的经济建设需要大量高性能钢材433

2新一代钢铁材料的主要特征433

3组织细化理论和控制技术的新进展434

3.1超细晶铁素体／珠光体钢434

3.2超细组织低（超低）碳贝氏体钢434

3.3无碳化物贝氏体／马氏体复相钢435

3.4耐延迟断裂高强度马氏体钢435

3.5超细晶钢的选用435

第2章 铁素体／珠光体钢436

1形变诱导（强化）铁素体相变（DIFT、DEFT）和铁素体动态再结晶436

1.1形变诱导（强化）铁素体相变的热力学436

1.2形变诱导（强化）铁素体相变的证实437

1.3形变诱导（强化）铁素体相变的动力学437

1.4化学成分对形变诱导（强化）铁素体相变的影响438

1.5低碳碳素钢产生DIFT的必要条件439

1.6铁素体的动态再结晶439

1.7形变诱导（强化）铁素体相变的特征439

2热轧流程的超细晶综合控制理论与技术440

3工业生产及产品性能440

3.1薄板440

3.2长型材441

3.3中厚板442

3.4超细晶耐大气腐蚀钢板443

第3章 超细组织低（超低）碳贝氏体钢444

1概述444

1.1研制低（超低）碳贝氏体型新钢类的意义444

1.2低（超低）碳贝氏体钢的强化机制445

1.3低（超低）碳贝氏体钢的组织类型及形貌445

1.4钢种基本特征445

2新型超细组织低（超低）碳贝氏体钢449

2.1新的组织超细化技术思路及细化效果449

2.2中温组织超细化的原理分析453

2.3超细化板条束的变形行为456

3新型超细组织低（超低）碳贝氏体钢的性能特征及用途458

3.1 590 MPa级低（超低）碳贝氏体钢458

3.2 685 MPa级低（超低）碳贝氏体钢459

3.3 785 MPa级DB785及HQ785DB钢460

3.4 800 MPa级原型钢的试生产及使用情况461

3.5新一代钢的焊接性能462

第4章 无碳化物贝氏体／马氏体复相钢464

1无碳化物贝氏体／马氏体复相钢的特性464

1.1无碳化物贝氏体／马氏体钢强韧性464

1.2无碳化物贝氏体／马氏体复相钢延迟断裂性能的影响465

1.3无碳化物贝氏体／马氏体复相钢的疲劳特性466

2无碳化物贝氏体／马氏体复相钢性能改善的机理466

2.1无碳化物贝氏体／马氏体复相钢强韧化机理466

2.2无碳化物贝氏体／马氏体复相钢延迟断裂机理468

3无碳化物贝氏体／马氏体复相钢的合金设计及其组织结构469

4无碳化物贝氏体／马氏体复相钢的应用前景471

第5章 耐延迟断裂高强度马氏体钢472

1高强度马氏体钢的延迟断裂472

1.1延迟断裂的概念和特征472

1.2氢与高强度钢的延迟断裂行为473

2新型耐延迟断裂高强度钢的性能特征473

2.1钢种设计思路及其实验验证473

2.2微观组织和力学性能特征477

2.3延迟断裂行为481

3工业应用及其前景481

参考文献483

第8篇 镍基和铁镍基耐蚀合金485

第1章 概述487

1定义和分类487

2主要合金元素的作用487

2.1铬487

2.2铝487

2.3钨487

2.4铜487

2.5铁487

2.6硅487

2.7铌、钽487

2.8钛487

2.9铝487

2.10氮487

3镍基和铁镍基耐蚀合金的发展488

4耐蚀合金中的碳化物489

4.1Ni3 C489

4.2MC489

4.3Cr7C3489

4.4M23C6490

4.5M6C490

4.6Mo12 C和Mo2 C490

5耐蚀合金中的金属间相491

5.1σ相491

5.2Laves相（η相）491

5.3μ相491

5.4γ′相491

5.5Ni4Mo492

第2章 纯镍493

1镍碳二元相图493

2热加工纯镍的性能493

2.1Ni200和Ni201的化学成分493

2.2室温力学性能493

2.3低温性能493

2.4高温力学性能495

2.5Ni200和Ni201的耐蚀性496

2.6热加工、冷成形、热处理和焊接性能499

2.7Ni200和Ni201的物理性能499

3应用500

第3章 杜拉镍301501

1杜拉镍301的化学成分501

2杜拉镍301的性能501

2.1室温力学性能501

2.2高温力学性能503

2.3耐蚀性503

2.4热加工、冷成形、热处理和焊接性能503

2.5物理性能503

3应用504

第4章 镍铜耐蚀合金505

1铜对镍耐蚀性的影响505

1.1铜对镍电化学行为的影响505

1.2铜对镍耐蚀性的影响506

2常用镍铜耐蚀合金的组织、性能和应用507

2.1Ni68Cu28Fe（Mone1400）507

2.2Ni68Cu28Al（Monelk-500）519

第5章 镍铬耐蚀合金524

1铬对镍耐蚀性的影响525

1.1铬对镍电化学行为的影响525

1.2铬对镍在氧化性酸介质中耐蚀性的影响525

1.3铬对镍在强氧化性硝酸中耐蚀性的影响525

1.4铬对镍在高温气体中耐蚀性的影响526

2常用镍铬耐蚀合金的组织、性能和应用527

2.1 0Cr15Ni75Fe（Inconel600）——NS312527

2.2 0Cr23Ni63Fe14Al（Inconel 601）——NS313537

2.3 0Cr20Ni65Ti3AlNb541

2.4 0Cr30Ni60Fe10（Inconel690）543

2.5 0Cr35Ni65Al（Corronel 230）——NS-314547

2.6 0Cr50Ni50（In-657、In-589、Inconel671）548

第6章 镍钼耐蚀合金552

1Ni-Mo二元相图和中间相552

2钼和铁、铬对Ni-Mo合金的影响552

2.1钼对镍性能的影响552

2.2铁、铬对Ni-Mo合金性能的影响552

3常用镍铜耐蚀合金的组织、性能和应用555

3.1 0Mo28Ni65Fe（Hastelloy B）-NS321556

3.2 00Mo28Ni69Fe2（Hastelloy B-2）-NS322562

3.3 00Mo29Ni65FeCr（Hastelloy B-3）565

第7章 镍铬钼耐蚀合金567

1 Ni-Cr-Mo三元相图和相567

2 Ni-Cr-Mo耐蚀合金中的合金元素及其作用567

2.1 Cr， Mo的作用567

2.2 Fe对Ni-16Cr-16Mo-4W合金耐蚀性的影响569

2.3 Cu对00Cr16Ni60Mo16合金耐蚀性的影响569

3镍铬钼耐蚀合金的组织、性能和应用570

3.1 0Cr16Ni60Mo16W4（Hastelloy C）572

3.2 00Cr16Ni60Mo16W4（Hastelloy C-276）577

3.3 00Cr16Ni65Mo16Ti（Hastelloy C-4）580

3.4 00Cr22Ni60Mo13W3（Hastelloy C-22）583

3.5 00Cr21Ni58Mo16W4（Inconel686）587

3.6 00Cr23Ni59Mo16（Nicllfer 5923hMo-Alloy 59）589

3.7 00Cr23Ni59Mo16Cu2（Hastelloy C-2000）592

3.8 1Cr22Ni60Mo9Nb4（Inconel 625）593

3.9 00Cr16Ni76Mo2Ti596

第8章 镍铬钼铜耐蚀合金600

1铜对镍铬钼合金耐蚀性的影响600

2常用几种镍铬钼铜耐蚀合金的组织、性能和应用600

2.1几种合金的化学成分和组织结构600

2.2力学性能600

2.3在各种介质中的耐蚀性601

2.4热加工、冷加工、热处理和焊接604

2.5应用604

第9章 铁镍基耐蚀合金605

1镍铁铬耐蚀合金605

1.1铬对Fe-Ni合金耐蚀性的影响605

1.2常用Ni-Fe-Cr耐蚀合金成分、组织、性能和应用607

2镍-铁-钼合金614

2.1钼对镍-铁-铬合金耐蚀性的影响614

2.2常用镍-铁-铬-钼耐蚀合金的组织性能和应用615

3镍-铁-铬-钼-铜耐蚀合金617

3.1铜对Ni-Fe-CrMo合金耐蚀性的影响618

3.2铬对镍-铁-钼-铜合金耐蚀性的影响618

3.3常用Ni-Fe-Cr-Mo-Cu耐蚀合金的组织、性能和应用619

参考文献648

第9篇 电热合金649

第1章 概述651

1对高电阻电热合金的要求、分类及其特点651

1.1对高电阻电热合金的要求651

1.2高电阻电热合金的分类651

1.3高电阻电热合金的特点651

2在国民经济中的作用652

2.1电热元件652

2.2高、中温电阻元件652

2.3应力测量元件652

2.4特种构件652

3国内外现状652

4发展趋势和展望653

第2章 镍基电热合金654

1镍铬合金的相654

1.1合金状态图（相图）654

1.2镍铬合金相图654

2合金元素在镍基电热合金钢中的作用654

2.1常用物理、化学数据654

2.2合金元素与γ相区的关系654

2.3合金元素在镍基电热合金中的作用656

2.4镍铬合金的抗拉强度657

2.5镍基电热合金的抗氧化性能657

2.6镍基合金的电阻特性659

2.7其他元素的影响660

第3章 镍基电热合金的成形与加工661

1镍基合金的热加工661

1.1镍基合金坯料的外观质量661

1.2影响镍基合金加工的内在因素661

1.3Ni-Cr合金的加热制度661

1.4Ni-Cr合金的热加工662

2Ni-Cr合金的冷加工663

2.1拔丝冷加工工艺663

2.2碱浸664

2.3酸洗664

2.4白化（钝化）664

2.5涂层664

2.6润滑剂664

2.7镍基电热合金钢丝的拉拔664

第4章 Fe-Cr-Al铁基电热合金665

1铁铬铝合金的相665

1.1铁铬铝合金相图665

1.2合金元素的影响665

1.3Fe-Cr-Al的熔度图665

1.4铁铬单边空间平衡图665

1.5Fe-Cr-Al三元合金组织结构的变化666

2合金元素的作用667

2.1Fe667

2.2Cr667

2.3Al667

2.4其他合金元素的作用667

3Fe-Cr-Al合金的性能668

3.1Fe-Cr-Al合金抗氧化性能668

3.2稀土对Fe-Cr-Al电热合金寿命的影响668

3.3良好的高温应变材料性能670

3.4铁铬铝合金的力学性能671

第5章 Fe-Cr-Al电热合金成形与加工674

1Fe-Cr-Al合金的成形674

1.1Fe-Cr-Al合金的4种成形路线674

1.2Fe-Cr-Al合金钢的坯料674

2Fe-Cr-Al合金的热加工675

2.1Fe-Cr-Al合金钢锭的锻造开坯675

2.2Fe-Cr-Al合金盘条的热轧加工676

3Fe-Cr-Al合金丝的冷加工677

3.1Fe-Cr-Al合金粗丝拔丝加工677

3.2Fe-Cr-Al合金盘条和丝材的拔制678

第6章 电热合金常用牌号化学成分、性能及选用681

1常用牌号化学成分和性能681

2选用原则681

3选材应注意的几个问题682

3.1最高允许使用温度682

3.2电阻温度系数对炉温的影响682

3.3炉丝表面负荷的选择682

3.4Fe-Cr-Al丝还是Ni-Cr丝的选择682

3.5影响电热合金丝耐腐蚀性能的因素683

4选用683

4.1选用电功率683

4.2元件的表面负荷684

4.3电热合金元件线径的确定685

参考文献688

第10篇 高温合金689

第1章 概述691

1高温合金的重要特征和用途691

1.1高温合金主要的金属特征691

1.2合金元素的强化效应691

1.3高温合金的应用692

2高温合金的分类和牌号693

2.1分类693

2.2牌号表示方法693

2.3高温合金和金属间化合物高温材料牌号的命名和使用693

2.4常用高温合金和金属间化合物高温材料牌号及其化学成分694

第2章 变形高温合金705

1概述705

1.1用途705

1.2变形高温合金的分类、牌号和强化机理705

1.3变形高温合金的生产企业与生产流程及所用设备707

1.4变形高温合金的冶金缺陷710

2盘类锻件用变形高温合金711

2.1盘类锻件用变形高温合金的特殊要求711

2.2盘类锻件用变形高温合金的成分、性能与热处理工艺712

2.3盘类零件的主要故障类型717

2.4模锻和制造盘类零件的技术关键717

3叶片用变形高温合金718

3.1叶片用变形高温合金的成分与特点718

3.2叶片用变形高温合金的力学性能719

3.3叶片的生产与应用719

3.4叶片的生产与应用中的质量问题与故障722

4环形件用变形高温合金722

4.1环形件用变形高温合金的成分和特点722

4.2变形高温合金环形锻件的生产过程723

4.3变形高温合金环形锻件的力学性能724

4.4环形件的典型故障724

5轴类零件用变形高温合金725

5.1轴类零件用变形高温合金725

5.2轴类零件的生产特点725

5.3轴类零件用坯料性能726

5.4轴类零件的质量分析726

6紧固件用变形高温合金726

6.1紧固件的应用与制造特点726

6.2紧固件用变形高温合金727

6.3紧固件的质量分析729

7板、带材用变形高温合金729

7.1板、带类变形高温合金的牌号、分类和使用温度729

7.2铁基板材合金730

7.3镍基板材合金732

7.4钴基固溶型板、带材变形高温合金737

8管材用变形高温合金738

9变形高温合金丝材738

第3章 铸造高温合金739

1概述739

2铁基（铁-镍基）普通铸造高温合金740

3镍基普通铸造高温合金741

4钴基普通铸造高温合金744

5高铬镍基和铬基普通铸造高温合金746

6细晶铸造高温合金747

7低碳高硼铸造高温合金750

8含铪铸造高温合金751

9低偏析铸造高温合金752

9.1低偏析镍基普通铸造高温合金753

9.2低偏析定向凝固高温合金753

10耐热腐蚀铸造高温合金754

11定向凝固高温合金756

12单晶高温合金759

13定向凝固共晶高温合金762

14铸造高温合金母合金质量控制和返回料使用764

14.1母合金化学成分的控制764

14.2母合金洁净度的控制764

14.3母合金锭表面质量和断面质量765

14.4母合金锭的力学性能765

14.5铸造高温合金返回料的利用765

15 高温合金精密铸件冶金质量控制766

16高温合金及其精密铸件的热处理769

16.1均匀化固溶处理769

16.2稳定化处理770

16.3时效热处理770

16.4消除应力热处理770

17高温合金精密铸件的热等静压771

18铸造高温合金的氧化、腐蚀和涂层防护773

18.1铸造高温合金的氧化773

18.2铸造高温合金的热腐蚀774

18.3铸造高温合金的涂层防护775

19铸造高温合金的焊接776

20铸造高温合金在民用工业的应用778

20.1柴油机和内燃机用增压涡轮778

20.2烟气轮机叶片778

20.3内燃机阀座779

20.4冶金加热炉垫块779

20.5离心喷吹玻璃棉用离心头779

20.6钴铬钼合金人工关节779

21铸造高温合金的牌号对照、使用标准和主要用途780

22铸造高温合金的物理力学性能781

22.1铸造高温合金的物理性能781

22.2铸造高温合金的蠕变性能782

22.3铸造高温合金的高周疲劳强度极限783

第4章 粉末高温合金和氧化物弥散强化（ODS）高温合金785

1粉末高温合金785

1.1粉末高温合金的发展概况785

1.2粉末高温合金的制造工艺786

1.3粉末高温合金的质量控制788

1.4几种镍基粉末高温合金的化学成分788

1.5几种粉末高温合金的物理性能及特征789

1.6技术标准规定的力学性能789

1.7几种粉末高温合金的组织结构790

2氧化物弥散强化（ODS）高温合金791

2.1概述791

2.2常用牌号与组织性能791

2.3合理选用794

第5章 金属间化合物高温结构材料799

1概述799

2Ti-Al系金属间化合物合金799

2.1Ti3 Al基和Ti2 AlNb基合金800

2.2γ-TiAl基合金813

3Ni-Al系金属间化合物基合金824

3.1Ni3 Al基合金825

3.2NiAl合金831

4Fe-Al系金属间化合物基合金833

4.1Fe3 Al基合金833

4.2FeAl基合金834

4.3Fe3Al基和FeAl基合金的制备和加工特点834

5其他系金属间化合物基合金简介834

5.1MoSi2金属间化合物合金834

5.2Mo5Si3金属间化合物合金835

5.3Nb3Al金属间化合物合金835

5.4Laves相金属间化合物基合金835

第6章 发散冷却高温结构材料836

1发散冷却高温结构材料的研究背景836

2发散冷却与发散冷却材料836

3丝网多孔发散冷却材料836

4丝网多孔发散冷却材料的基本性能837

5丝网多孔发散冷却材料的应用837

第7章 民用高温合金838

1概述838

2不同工业环境下所使用民用高温合金的特点838

2.1高温氧化环境838

2.2其他腐蚀环境839

3高温合金在民用工业中的应用领域840

参考文献842

第11篇 金属功能材料843

第1章 概述845

1金属功能材料的分类845

2金属功能材料的主要特点845

3作用和地位845

4我国金属功能材料发展简况846

5磁学基础846

5.1物质的磁性846

5.2磁效应847

5.3磁性参量的定义和单位849

5.4在交变磁场中的磁化851

第2章 软磁合金853

1铁镍系合金853

1.1概述853

1.2高起始磁导率（μi）合金854

1.3磁记录技术用高磁导率合金856

1.4高频用低损耗高磁导率合金858

1.5矩形回线合金859

1.6高ΔB和恒磁导率合金860

1.7具有较高Bs的高磁导率Ni-Fe合金861

1.8热磁补偿合金864

2铁铝合金864

2.1概述864

2.2相图和结构864

2.3基本性能865

2.4常用FeAl合金865

3铁硅铝系合金867

4铁钴系合金868

5铁铬系合金870

第3章 电工钢872

1电工纯铁和低碳电工钢872

2铁硅系合金（硅钢）874

2.1硅钢的基本特点和分类874

2.2相图和物理性能874

2.3无取向硅钢875

2.4冷轧取向硅钢877

2.5取向薄硅钢879

第4章 金属永磁材料882

1概述882

1.1永磁材料的基本物理参量882

1.2永磁材料的分类882

2铝镍钴永磁材料883

3可加工永磁材料885

3.1铁铬钴永磁材料886

3.2Mn-Al-C永磁材料887

3.3铂钴合金887

3.4半硬磁材料888

4稀土永磁材料890

4.1与稀土永磁有关的合金890

4.2烧结稀土永磁材料894

4.3黏结稀土永磁材料903

5几种新型的稀土永磁材料905

5.1双相纳米晶复合永磁材料905

5.2 2∶17型氮化物稀土永磁材料905

5.3 1：12型氮化物稀土永磁材料905

第5章 弹性合金907

1概述907

2高弹性合金910

2.1铜基高弹性合金910

2.2铁基高弹性合金911

2.3铁镍基高弹性合金913

2.4镍基高弹性合金915

2.5钴基高弹性合金916

2.6铌基高弹性合金917

2.7新型高弹性材料918

3恒弹性合金918

3.1概述918

3.2Fe-Ni系恒弹性合金919

3.3Co-Fe系恒弹性合金921

3.4非铁磁性恒弹性合金921

3.5高温恒弹性合金923

3.6其他恒弹性合金923

第6章 膨胀合金924

1概述924

1.1金属与合金的热膨胀特性924

1.2膨胀合金的分类927

1.3膨胀合金表示法927

2低膨胀合金927

2.1Fe-Ni36低膨胀合金927

2.2Fe-Ni-Co型低膨胀合金928

2.3其他低膨胀合金929

2.4因瓦和超因瓦合金的稳定化处理929

3定膨胀合金929

3.1定膨胀合金的特点929

3.2各类定膨胀合金929

4电子元器件用复合材料933

4.1电子元器件复合材料的特点933

4.2复合材料主要性能计算933

4.3复合膨胀材料933

第7章 热双金属934

1概述934

2热双金属的组元合金934

2.1被动层合金934

2.2主动层合金934

2.3组元合金的性能934

3热双金属的制造935

3.1熔合法935

3.2爆炸结合法935

3.3热轧结合法935

3.4固相结合——冷轧结合法935

4热双金属材料935

4.1牌号的演变935

4.2热双金属牌号分类及特征935

4.3热双金属的性能935

4.4热双金属国内外牌号的对照937

4.5热双金属的应用938

4.6热双金属使用注意事项938

4.7热双金属的稳定性处理938

4.8热双金属元件设计938

第8章 电性合金941

1电阻合金941

1.1精密电阻合金941

1.2应变电阻合金944

1.3热敏电阻合金945

2电热合金945

2.1Ni-Cr系电热合金945

2.2Fe-Cr-Al系电热合金946

2.3纯金属电热材料946

2.4不同介质气氛中电热合金的选择947

3热电偶合金947

3.1标准化热电偶品种948

3.2热电偶补偿导线950

4电触头材料951

4.1弱电触头材料951

4.2强电触头材料954

第9章 形状记忆合金956

1概述956

2形状记忆效应的产生956

3形状记忆合金的用途957

3.1形状的回复957

3.2执行机构957

3.3合金的超弹性957

4形状记忆合金的分类958

5形状记忆效应的产生机理958

5.1热弹性马氏体相变958

5.2应力诱发马氏体相变959

6几种主要的形状记忆合金959

6.1Ni-Ti合金959

6.2铜基合金960

6.3铁基合金960

7磁性形状记忆合金960

7.1磁性形状记忆合金的特点960

7.2Ni2 MnGa磁性形状记忆合金的特点961

7.3磁性形状记忆效应的产生机制961

8形状记忆合金的发展方向962

第10章 非晶态合金963

1概述963

1.1定义与基本特征963

1.2材料和工艺的两大突破963

1.3特殊的结构和优异特性963

1.4分类和应用965

2非晶态软磁合金965

2.1非晶态合金的结构及其形成965

2.2非晶态软磁合金的成分、分类及特点966

2.3铁基非晶态软磁合金及其应用969

2.4铁镍基非晶态软磁合金及应用975

2.5钴基非晶态合金及应用975

3非晶态钎焊料980

3.1概述980

3.2非晶态钎焊料的分类980

4微晶合金982

4.1快淬FeSiAl系合金982

4.2快淬Si-Fe合金983

4.3熔抽钢纤维984

第11章 纳米晶合金985

1纳米晶软磁合金985

1.1纳米晶结构及其形成985

1.2软磁性起源985

1.3FeCuMSiB系Finemet型合金986

1.4FeMM′B系Nanoperm型合金991

1.5非晶、纳米晶软磁合金的供货方式及铁芯系列应用简介994

2特种非晶微晶合金997

2.1非晶态薄膜997

2.2非晶微晶粉末997

2.3非晶态丝材997

第12章 减振合金998

1复相型998

2位错型998

3孪晶型998

4铁磁性减振合金998

4.1铁基铁磁性型减振合金999

4.2钴镍基铁磁性减振合金999

第13章 储氢合金1000

1概述1000

1.1储氢合金1000

1.2储氢合金的化学和热力学原理1000

1.3储氢合金的吸氢动力学1000

1.4储氢合金的吸氢反应机理1000

2储氢合金的研究开发概况1001

2.1AB5型稀土镍系储氢电极合金1001

2.2AB2型Laves相储氢电极合金1001

2.3镁基储氢合金1001

2.4V基固溶体型合金1002

3提高储氢合金综合性能的途径1002

3.1ABx合金A侧混合稀土组成的优化1002

3.2合金B侧元素的优化1002

3.3非化学计量比低钴无钴储氢合金1002

4储氢合金的制备工艺1003

4.1合金电极的表面处理1003

4.2储氢合金的制备工艺1003

5储氢合金的应用1003

5.1Ni／MH电池1003

5.2氢的储运与提纯1004

5.3其他方面的应用1004

参考文献1005

第12篇 钢铁焊接材料1007

第1章 概述1009

1焊接熔渣1009

2焊缝金属的合金化1009

第2章 焊条1011

1焊条的分类和牌号编制1011

1.1焊条的分类1011

1.2焊条的牌号编制1011

2结构钢焊条1014

2.1焊条的成分和性能1014

2.2焊条的选择和使用1014

2.3焊条与钢种的配套1018

3铬钼耐热钢焊条和低温钢焊条1019

3.1铬钼耐热钢焊条1019

3.2低温钢焊条1020

4不锈钢焊条1021

4.1不锈钢焊条的成分和用途1021

4.2不锈钢焊条的选择和使用1021

4.3不锈钢焊条与钢种的配套1024

5堆焊焊条1024

5.1堆焊焊条的成分和性能1024

5.2堆焊焊条的选择和使用1026

6铸铁焊条和镍基合金焊条1027

6.1铸铁焊条1027

6.2镍基合金焊条1028

第3章 焊丝和焊带1029

1焊丝的分类和牌号、型号编制1029

1.1焊丝的分类1029

1.2焊丝的牌号编制1029

1.3焊丝的型号编制1030

2碳钢和低合金钢焊丝1031

2.1埋弧焊用焊丝1031

2.2气体保护焊用焊丝1032

3不锈钢焊丝1037

3.1焊丝的成分和性能1037

3.2焊丝的选择和使用1039

3.3焊丝与钢种的配套1039

4堆焊用焊丝和焊带1040

4.1堆焊用焊丝1040

4.2堆焊用焊带1044

第4章 焊剂1047

1焊剂的分类和牌号编制1047

1.1焊剂的分类1047

1.2焊剂牌号编制1048

2焊剂的成分和特性1049

3焊剂的选择和使用1052

3.1焊剂选择原则1052

3.2焊剂使用注意事项1052

第5章 钎料1053

1铜基钎料1053

1.1铜钎料1053

1.2铜锌钎料1053

1.3铜锡钎料1054

1.4耐热铜基钎料1054

2锰基钎料1055

3镍基钎料1056

4钴基钎料1058

5银基钎料1058

5.1银铜锌镉系钎料1058

5.2银铜锌系钎料1060

5.3银铜系钎料1061

5.4银铜锡系钎料1061

5.5银锰钎料1061

6贵金属钎料1061

6.1金基钎料1061

6.2含钯钎料1062

7锡铅钎料1062

8活性钎料1063

第6章 钎剂1064

1软钎剂1064

2硬钎剂1065

3气体钎剂1065

参考文献1066