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第1章　引论 1

1.1　不锈钢概述 1

1.1.1　不锈钢的发展概述 1

1.1.1.1 不锈钢发展历史 1

1.1.1.2　不锈钢发展现状 2

1.1.2　不锈钢组织性能概述 3

1.1.3　不锈钢品种概述 6

1.1.3.1　奥氏体不锈钢 6

1.1.3.2　铁素体不锈钢 6

1.1.4　双相不锈钢 6

1.2　国外不锈钢的生产和现状 7

1.2.1 国外不锈钢的现状 7

1.2.1.1　不锈钢市场 7

1.2.1.2　不锈钢产量 8

1.2.1.3　不锈钢消费量 9

1.2.2　国外不锈钢的生产 9

1.2.2.1　原材料 9

1.2.2.2　工艺技术及装备 10

1.2.2.3　现代生产技术 10

1.2.3 国外生产不锈钢工厂类型及特点 11

1.2.3.1 大型钢铁联合企业内设置不锈钢工厂 11

1.2.3.2　专业化不锈钢厂 12

1.2.3.3　在特殊钢企业中生产不锈钢 13

1.2.4 国外不锈钢生产的发展趋向和重大先进技术 13

1.2.5 国外不锈钢钢种的发展 15

1.2.5.1　马氏体不锈钢 15

1.2.5.2　铁素体不锈钢 16

1.2.5.3　奥氏体不锈钢 18

1.2.5.4　双相不锈钢 19

1.2.5.5　沉淀硬化型不锈钢 21

1.3　我国不锈钢的生产和现状 22

1.3.1　我国不锈钢的发展 22

1.3.1.1 总体发展 22

1.3.1.2　我国大型现代化不锈钢企业的发展 22

1.3.1.3　我国民营特色不锈钢企业的发展 23

1.3.2　我国不锈钢的现状 24

1.3.2.1　我国的不锈钢市场 24

1.3.2.2　我国的不锈钢的供应状况 25

1.3.2.3　我国的不锈钢的消费状况 26

1.3.3 国内不锈钢的生产 27

1.3.3.1　工艺技术设备 27

1.3.3.2　品种与质量 27

1.3.3.3　我国不锈钢主要生产企业和特点 28

1.3.4　我国不锈钢产业存在的问题 28

1.4　不锈钢产业的发展和趋势 30

1.4.1　全世界不锈钢的发展 30

1.4.1.1　全世界不锈钢消费现状 30

1.4.1.2　全世界主要钢厂不锈钢生产现状 31

1.4.1.3　全世界不锈钢发展前景 31

1.4.1.4 影响不锈钢的发展因素和面临的问题 31

1.4.2　全世界主要不锈钢钢铁公司的发展 32

1.4.2.1　从企业发展战略类型看各大钢铁公司的发展 32

1.4.2.2　KTS的发展 33

1.4.2.3　Acerinox集团的发展 33

1.4.2.4　于齐诺尔的发展 34

1.4.2.5 POSCO的扩张发展 35

1.4.2.6 Avestapolarito公司的发展 35

1.4.2.7 日本各大钢铁公司间的不锈钢业务合作关系 36

1.4.3 中国不锈钢产业的发展 37

1.4.3.1　整体趋势 37

1.4.3.2　未来中国不锈钢市场需求预测 37

1.4.3.3　不锈钢品种发展趋势 38

1.4.4 中国不锈钢产业发展对策 40

参考文献 41

第2章　不锈钢的定义、分类和牌号 42

2.1　不锈钢的定义 42

2.1.1 定义 42

2.1.2　不锈钢的成分特点 42

2.2　不锈钢的分类 44

2.2.1 分类 44

2.2.2　分类介绍 45

2.2.2.1 马氏体不锈钢 45

2.2.2.2　铁素体不锈钢 46

2.2.2.3　奥氏体不锈钢 48

2.2.2.4　双相不锈钢 50

2.2.2.5　沉淀硬化型不锈钢 52

2.2.3　不锈钢的基本性能 54

2.2.3.1 力学性能 54

2.2.3.2　物理性能 58

2.2.3.3　不锈钢的腐蚀方式与腐蚀性能 61

2.2.3.4　不锈钢的主要特性对比 67

2.2.3.5　分类不锈钢的基本性能总结 70

2.3　不锈钢的牌号 74

2.3.1 中外不锈钢牌号表示方法 74

2.3.1.1 中国 74

2.3.1.2　法国 78

2.3.1.3　德国 79

2.3.1.4 国际标准化组织 79

2.3.1.5 日本 79

2.3.1.6　韩国 80

2.3.1.7　俄罗斯 81

2.3.1.8　瑞典 81

2.3.1.9 英国 83

2.3.1.10　美国 84

2.3.2　中国不锈钢牌号 85

2.3.2.1 中国GB标准不锈钢棒材与钢板 85

2.3.2.2 中国GB标准不锈钢无缝钢管的钢号与化学成分 96

2.3.2.3 中国GB标准流体输送用不锈钢无缝钢管 98

2.3.2.4 中国GB标准不锈钢丝 100

参考文献 103

第3章　不锈钢的组织 104

3.1　铁素体不锈钢 104

3.1.1 概述 104

3.1.2　分类 105

3.1.2.1　按合金元素Cr含量分类 105

3.1.2.2　按杂质含量分类 105

3.1.3　铁素体不锈钢的组织 106

3.1.3.1 Fe-Cr二元合金相图 106

3.1.3.2 Fe-Cr-C、Fe-Cr-N三元合金相图 107

3.1.3.3　铁素体不锈钢中的相 107

3.1.4　合金元素对铁素体不锈钢的影响 110

3.1.4.1　铬元素的影响 111

3.1.4.2　钼元素的影响 115

3.1.4.3　镍元素的影响 122

3.1.4.4　钛及铌元素的影响 124

3.1.4.5　其他元素的影响 127

3.1.4.6　碳和氮等杂质元素的影响 129

3.1.5　铁素体的共性 130

3.1.5.1　475℃脆性 130

3.1.5.2　σ相脆性 133

3.1.5.3　高温脆性 133

3.1.5.4　碳、氮化物的析出 134

3.1.6　铁素体不锈钢的抗蚀性 136

3.1.6.1 晶间腐蚀 136

3.1.6.2　应力腐蚀 138

3.1.6.3　点腐蚀 140

3.1.6.4　缝隙腐蚀 142

3.1.6.5　均匀腐蚀 143

3.2　沉淀硬化型不锈钢 144

3.2.1 概述 144

3.2.2　分类 144

3.2.3　马氏体系沉淀硬化不锈钢 145

3.2.3.1　化学成分与特点 145

3.2.3.2　组织特征 146

3.2.3.3　力学性能 147

3.2.3.4　焊接性能 147

3.2.3.5　热处理制度 148

3.2.4　半奥氏体型沉淀硬化不锈钢 149

3.2.4.1　化学成分与特点 149

3.2.4.2　组织特征 150

3.2.4.3　力学性能 151

3.2.4.4　焊接性能 151

3.2.4.5　热处理制度 152

3.2.5　奥氏体型沉淀硬化不锈钢 153

3.2.6　奥氏体铁素体沉淀硬化不锈钢 154

3.3　马氏体不锈钢 154

3.3.1 概述 154

3.3.2　马氏体铬不锈钢的相图和相 155

3.3.3　合金元素对马氏体铬不锈钢组织和性能的影响 155

3.3.3.1 铬的影响 155

3.3.3.2　碳的影响 157

3.3.3.3 钼的影响 158

3.3.4 马氏体铬镍不锈钢的相图和相 159

3.3.5　合金元素对马氏体铬镍不锈钢组织和性能的影响 161

3.3.5.1 镍的影响 161

3.3.5.2　钼的影响 163

3.3.5.3　铝的影响 165

3.3.5.4　铜的影响 166

3.3.5.5　钴的影响 166

3.3.5.6　碳和氮的影响 168

3.3.5.7　钛的影响 168

3.4　奥氏体不锈钢 169

3.4.1　概述 169

3.4.2　奥氏体不锈钢中的相 169

3.4.2.1　铁素体相的形成 170

3.4.2.2　马氏体转变 172

3.4.2.3　碳化物及氮化物沉淀 175

3.4.2.4　金属间相的形成 180

3.4.3　合金元素对奥氏体不锈钢组织和性能的影响 183

3.4.3.1　碳的影响 184

3.4.3.2　铬的影响 184

3.4.3.3　镍的影响 188

3.4.3.4　钼的影响 193

3.4.3.5 氮的影响 195

3.4.3.6　铜的影响 199

3.4.3.7　硅的影响 204

3.4.3.8　锰的影响 206

3.4.3.9　钛和铌的影响 209

3.4.3.10　硫的影响 211

3.4.3.11　磷的影响 212

3.4.3.12　硼的影响 214

3.4.3.13　稀土元素的影响 215

3.5　双相不锈钢 217

3.5.1　概论 217

3.5.1.1　双相不锈钢的定义 217

3.5.1.2　双相不锈钢的历史 218

3.5.1.3　双相不锈钢的分类及代表牌号 219

3.5.2　相组成 222

3.5.2.1　双相不锈钢相图 222

3.5.2.2　合金元素对相组成的作用 225

3.5.2.3　合金元素在两相间的分配 227

3.5.3　组织转变 229

3.5.3.1　组织转变的特点 229

3.5.3.2　双相不锈钢中的组织转变及相的析出 229

3.5.4　双相不锈钢的力学性能 246

3.5.4.1　力学性能特点及强化机制 246

3.5.4.2　力学性能 247

3.5.4.3　双相不锈钢超塑性变形 248

3.5.4.4　双相不锈钢的加工及工艺性能 250

3.5.5　双相不锈钢的耐腐蚀性能 250

3.5.6　双相不锈钢的焊接性能 253

3.5.7　化学成分与合金元素的作用 254

3.5.7.1　化学成分 254

3.5.7.2　合金元素的作用 255

3.5.7.3　合金元素的综合作用 259

3.5.7.4　组织的作用 259

3.5.8　双相不锈钢在工业中的应用及新开发的几种双相不锈钢 260

3.5.8.1　双相不锈钢在工业中的应用 260

3.5.8.2　新开发的几种双相不锈钢 262

3.5.9　含氮的双相不锈钢和新型稀土双相不锈钢 262

3.5.9.1　含氮双相不锈钢 262

3.5.9.2　含氮双相不锈钢的冶炼工艺 263

3.5.9.3　新型稀土双相不锈钢 264

3.5.10　奥氏体-马氏体双相不锈钢 265

参考文献 266

第4章　不锈钢的耐腐蚀性 268

4.1　不锈钢中腐蚀的方式、简介和原理 268

4.1.1　不锈钢的腐蚀问题现状 268

4.1.2　不锈钢的钝性 269

4.1.2.1　钝性 269

4.1.2.2　钝性的电化学含义 270

4.1.2.3　钝性的破坏与修复 272

4.1.2.4　合金成分及显微结构对不锈钢钝化的影响 274

4.1.3　不锈钢的腐蚀类型 276

4.1.4　不锈钢腐蚀行为的测量和评定方法 282

4.1.4.1　腐蚀评定和测量方法综述 282

4.1.4.2　电化学测量方法 286

4.1.5　各种不锈钢的耐腐蚀性能和防护方法 287

4.2　点腐蚀 288

4.2.1　点腐蚀的基本概念和不锈钢的点腐蚀现象 288

4.2.2　点腐蚀的产生条件 289

4.2.3　点腐蚀的形貌特征 290

4.2.4　点腐蚀的电化学特性 291

4.2.5　不锈钢点腐蚀的生长机理 293

4.2.6　影响不锈钢点腐蚀性能的因素和防止措施 295

4.2.6.1　影响不锈钢点腐蚀的材料因素 295

4.2.6.2　影响不锈钢点腐蚀的环境因素 297

4.2.6.3　不锈钢点腐蚀的防止措施 298

4.2.7　几种主要不锈钢的耐点腐蚀性能 298

4.2.7.1　奥氏体不锈钢的耐点腐蚀性能 298

4.2.7.2　铁素体不锈钢的耐点腐蚀性能 304

4.2.7.3　马氏体不锈钢的耐点腐蚀性能 305

4.2.7.4　双相不锈钢的耐点腐蚀性能 308

4.2.8　点腐蚀试验方法 310

4.2.8.1　点腐蚀的化学浸泡试验方法 310

4.2.8.2　点腐蚀的电化学试验方法 316

4.2.8.3　点腐蚀现场试验 323

4.3　缝隙腐蚀 323

4.3.1　概述 323

4.3.2　影响缝隙腐蚀的因素及其防止措施 325

4.3.3　缝隙腐蚀图谱 326

4.3.4　各种不锈钢的缝隙腐蚀 328

4.4　晶间腐蚀 328

4.4.1　概述 328

4.4.2 晶间腐蚀产生的原因及其影响因素 329

4.4.3　几种特殊形式的晶间腐蚀 330

4.4.4　晶间腐蚀图谱 331

4.4.5 防止晶间腐蚀的途径及其评定方法 337

4.4.6　奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 339

4.4.7　其他类型不锈钢的晶间腐蚀 340

4.5　应力腐蚀 342

4.5.1　概述 342

4.5.2　应力腐蚀破裂产生的条件及其机理 342

4.5.3　影响应力腐蚀的因素及其防止措施 344

4.5.4　应力腐蚀图谱 345

4.5.5　各种不锈钢的应力腐蚀 351

4.6　疲劳腐蚀、电偶腐蚀、磨损腐蚀以及气腐蚀 352

4.6.1　疲劳腐蚀 352

4.6.1.1 引言 352

4.6.1.2　冶金因素的影响 355

4.6.1.3　试验和环境因素的影响 357

4.6.2 电偶腐蚀 359

4.6.3　磨耗腐蚀 361

4.6.4　气蚀 362

4.7　全面腐蚀 363

4.7.1　引言 363

4.7.2　腐蚀速度的表达方式 367

4.7.3　酸 369

4.7.3.1　硫酸 369

4.7.3.2　盐酸 371

4.7.3.3　磷酸 371

4.7.3.4　硝酸 372

4.7.3.5　有机酸 374

4.7.3.6　其他酸 375

4.7.4　碱 375

4.8　燃气腐蚀和熔融物腐蚀 376

4.8.1 引言 376

4.8.2　氧化 377

4.8.2.1 引言 377

4.8.2.2　氧化的特征 377

4.8.2.3　成分的影响 378

4.8.2.4　显微组织的影响 381

4.8.2.5　环境的影响 383

4.8.3　硫化 384

4.8.3.1 引言 384

4.8.3.2　二硫化碳环境 385

4.8.3.3　氢-硫化氢环境 386

4.8.3.4　硫蒸气 386

4.8.3.5　燃烧气氛 387

4.8.4　渗碳 387

4.8.5　氮化 389

4.8.6 卤素气体 390

4.8.7　熔融物 391

参考文献 392

第5章　不锈钢的物理及力学性能 393

5.1　不锈钢的力学性能 393

5.1.1　力学性能的一般规律 393

5.1.1.1　铁素体不锈钢 393

5.1.1.2　马氏体不锈钢 396

5.1.1.3　奥氏体不锈钢 400

5.1.1.4　沉淀硬化型不锈钢 410

5.1.1.5　产品形状对力学性能的影响 412

5.1.2　强度和强化 414

5.1.2.1　奥氏体不锈钢的强度规律 414

5.1.2.2　超高强度不锈钢 416

5.1.3　韧性和韧化 419

5.1.3.1　韧性的意义 419

5.1.3.2　韧化的措施 421

5.1.4　应力腐蚀断裂 425

5.1.4.1　概述 425

5.1.4.2　奥氏体不锈钢的氯脆 427

5.1.4.3　不锈钢的其他应力腐蚀断裂 449

5.1.5　氢脆 453

5.1.5.1　氢脆基础知识 453

5.1.5.2　机理 458

5.1.5.3　马氏体及沉淀硬化不锈钢 460

5.1.5.4　奥氏体不锈钢氢脆性 462

5.2　不锈钢的物理性能 466

5.2.1　概述 466

5.2.1.1　物理性能与温度的相关性 467

5.2.1.2　低温下的物理性能 468

5.2.2　奥氏体不锈钢的物理性能 470

5.2.3　双相不锈钢的物理性能 471

5.2.4　沉淀硬化不锈钢的物理性能 471

5.2.5 马氏体不锈钢的物理性能 471

5.2.6　变形不锈钢的室温物理性能 472

5.2.7　铸造不锈钢的室温物理性能 472

参考文献 477

第6章　不锈钢的生产工艺 478

6.1　不锈钢的冶炼 478

6.1.1 不锈钢主要冶炼工艺设备的配置 478

6.1.2　不锈钢的冶炼工艺路线 480

6.1.2.1　不锈钢一步法冶炼工艺 480

6.1.2.2　不锈钢二步法冶炼工艺 482

6.1.2.3　不锈钢三步法冶炼工艺 492

6.1.2.4　炉料与不锈钢冶炼工艺 494

6.1.3　不锈钢冶炼工艺路线的选择 496

6.2　不锈钢的浇铸 498

6.2.1　不锈钢模铸浇铸 498

6.2.2　不锈钢连铸浇铸 499

6.2.2.1　不锈钢连铸的发展概况 500

6.2.2.2　不锈钢连铸设备 502

6.2.2.3　中间包冶金 503

6.2.2.4　钢水和铸坯在结晶器内的行为 504

6.2.2.5　铸坯凝固技术 506

6.2.2.6　特殊不锈钢的连铸技术 507

6.2.2.7　大方坯和小方坯的连铸技术 508

6.2.2.8　薄板坯连铸技术 508

6.2.2.9　不锈钢连铸中常见的问题 511

6.3　不锈钢的加工 513

6.3.1　不锈钢板的生产技术 513

6.3.1.1　不锈钢板的生产过程 513

6.3.1.2　不锈钢板的热轧 514

6.3.1.3　不锈钢板的冷轧 516

6.3.2　不锈钢的热处理 518

参考文献 518

第7章　不锈钢的应用 520

7.1 引言 520

7.2　不锈钢的特性 520

7.3　不锈钢的应用 523

7.3.1　不锈钢在建筑领域的应用 526

7.3.1.1　高耐蚀性不锈钢的开发 527

7.3.1.2　造型性和表面加工、表面处理 528

7.3.1.3　建筑结构用不锈钢 530

7.3.1.4　从用户看建筑用不锈钢 531

7.3.1.5　建筑用装潢材料 532

7.3.1.6　使用建筑结构用不锈钢材料的系统构架 533

7.3.1.7　不锈钢建筑用螺栓 534

7.3.1.8　不锈钢在建筑业中应用实例 535

7.3.2　不锈钢在海洋装置上的应用 538

7.3.2.1 海水腐蚀 538

7.3.2.2　高速船用高强度双相不锈钢 543

7.3.2.3　其他应用 549

7.3.3　不锈钢在石油工业中的应用 551

7.3.4　不锈钢在汽车业的应用 555

7.3.4.1　汽车排气系统用不锈钢 555

7.3.4.2　汽车车架用不锈钢 557

7.3.4.3　汽车用不锈钢零件 558

7.3.4.4　汽车装饰用不锈钢 559

7.3.4.5　汽车用不锈钢的腐蚀问题 559

7.3.4.6　对我国汽车用不锈钢的展望 564

7.3.5　在核工业中的应用 565

7.3.6　在肥料工业中的应用 568

7.3.7　在航空航天业中的应用 570

7.3.7.1　不锈钢在航空航天业应用的概述 570

7.3.7.2　航空用不锈钢 570

7.3.7.3　航空航天用超高强度钢 574

7.3.8　在造纸和纸浆工业中的应用 579

7.3.9　在合成树脂工业中的应用 580

7.3.10　在食品工业中的应用 581

7.3.11　在医疗事业中的应用 582

参考文献 582

第8章　我国不锈钢标准主要技术要求 585

8.1　钢的分类 585

8.2　不锈钢的牌号及化学成分 585

8.3　尺寸、外形、重量及允许偏差 588

8.3.1　热轧圆钢和方钢的尺寸、外形及允许偏差 588

8.3.2　热轧扁钢的尺寸、外形及允许偏差 589

8.3.3　热轧六角钢和八角钢的尺寸、外形及允许偏差 593

8.3.4　锻制圆钢和方钢的尺寸、外形及允许偏差 595

8.3.5　锻制扁钢的尺寸、外形及允许偏差 596

8.4　长度及允许偏差 599

8.4.1 通常长度 599

8.4.2　定尺、倍尺长度 600

8.4.3　交货状态 600

8.4.4　力学性能 600

8.4.5　低倍组织 604

附录　不锈钢棒或试样的典型热处理制度 605