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第1章　钢铁材料基础知识 1

1.1　钢的合金化 1

1.1.1　铁碳合金相图 1

1.1.2　钢中的合金元素 5

1.1.3　合金元素与铁的相互作用 7

1.1.4　合金元素与碳的相互作用 9

1.1.5　合金元素对Fe-C（Fe3C）相图的影响 11

1.1.6　合金元素对奥氏体层错能的影响 12

1.1.7　常用合金元素的作用 13

1.2　钢铁中的基本组织 16

1.2.1　合金元素在钢中的存在形式 16

1.2.2　固溶体类型组织 17

1.2.3　化合物类型组织 20

1.3　钢的力学性能 23

1.3.1　金属的常规性能指标 23

1.3.2　疲劳强度 31

1.3.3　韧性 33

1.3.4　高温力学性能 36

1.4　钢的强韧化机制 37

1.4.1　钢的强化机理 38

1.4.2　钢的韧化途径 39

1.5　钢中微量合金元素的作用 41

1.5.1　钢中常见的微量元素 41

1.5.2　微量元素对钢的有益作用 41

1.5.3　微量元素对钢的有害影响 43

1.6　钢的分类和编号方法 44

1.6.1　钢的分类 45

1.6.2　钢的编号方法 46

第2章　工程构件用钢 53

2.1　碳素结构钢 54

2.1.1　碳素结构钢的分类 54

2.1.2　低碳钢的时效 56

2.2　低合金结构钢 58

2.2.1　低合金结构钢的性能要求 58

2.2.2　低合金高强度钢中合金元素的作用和影响 58

2.2.3　低合金高强度钢的冶金问题 64

2.2.4　我国的低合金高强度钢 65

2.3　特殊性能低合金高强度钢 69

2.3.1　耐候钢 70

2.3.2　耐海水腐蚀钢 72

2.3.3　表面处理钢材 72

2.3.4　汽车冲压钢板 74

2.3.5　石油、大然气管线钢 79

2.3.6　工程机械用钢与可焊接高强度钢 83

2.3.7　钢筋钢 84

2.3.8　低温用钢 86

2.3.9　钢轨钢 87

2.4　国外低合金高强度钢简介 88

2.5　工程构件用钢的发展趋势 89

第3章　机器零件用钢 93

3.1　调质钢 93

3.1.1　调质钢的力学性能要求 94

3.1.2　调质钢的合金化及组织特点 94

3.1.3　常用的调质钢 95

3.1.4　调质钢的冶金质量、热处理特点与组织、性能的关系 99

3.2　渗碳钢、氮化钢及低淬透性钢 102

3.2.1　渗碳钢的受力状态及对性能的要求 102

3.2.2　渗碳钢的合金化 104

3.2.3　常用的渗碳钢 107

3.2.4　渗碳钢的热处理特点 110

3.2.5　渗碳钢的应用 111

3.2.6　汽车渗碳齿轮用钢 114

3.2.7　氮化钢 116

3.2.8　低淬透性钢 121

3.3　低碳马氏体钢 122

3.4　冷镦冷锻和冷挤压用钢 126

3.5　易切削钢 132

3.6　非调质钢与贝氏体钢 135

3.6.1　非调质钢 135

3.6.2　贝氏体钢 137

3.7　弹簧钢 141

3.7.1　弹簧的工作条件和性能要求 141

3.7.2　热成形弹簧钢的成分、性能特点和应用范围 142

3.7.3　冷成形弹簧钢丝 147

3.8　轴承钢 149

3.8.1　滚动轴承的工作条件及对轴承用钢的要求 149

3.8.2　铬轴承钢的化学成分 150

3.8.3　铬轴承钢的锻造与热处理 152

3.8.4　特殊用途的轴承钢 156

3.8.5　轴承材料的新进展 159

3.9　特殊用途钢 160

3.9.1　耐磨钢 160

3.9.2　低温用钢 164

3.9.3　大锻件用钢 167

第4章　工模具用钢 177

4.1 刃具钢 177

4.1.1　刃具钢的工作条件和基本性能要求 177

4.1.2　刃具用的碳素工具钢 178

4.1.3　刃具用的低合金工具钢 181

4.1.4　高速钢 184

4.2　冷作模具钢 198

4.2.1　冷作模具钢的性能要求 198

4.2.2　碳素工具钢和低合金工具钢 199

4.2.3　高碳高铬模具钢 199

4.2.4　高碳中铬模具钢 202

4.2.5　含Mn的空冷微变形钢 203

4.2.6　高速钢冷作模具 203

4.2.7　马氏体型冷作模具钢 203

4.3　热作模具钢 205

4.3.1　热作模具的性能要求 205

4.3.2　锤锻模用钢 207

4.3.3　热挤压模用钢 208

4.3.4　压铸模用钢 211

4.4　塑料模具钢 212

4.4.1　塑料模具工作条件及基本要求 212

4.4.2　塑料模具用钢 213

4.5　基体钢 216

4.5.1　概述 216

4.5.2　几种基体钢及其特点 217

4.6　模具材料的进展 218

4.6.1　模具材料 218

4.6.2　热处理工艺 223

4.7　其他类型的工具钢 227

4.7.1　量具钢 227

4.7.2　耐冲击工具用钢 228

第5章　不锈钢 231

5.1　不锈钢的分类 231

5.2　不锈钢的合金化原理与腐蚀 232

5.2.1　不锈钢的合金化原理 232

5.2.2　不锈钢的腐蚀 233

5.3　铁素体不锈钢 239

5.4　马氏体不锈钢 244

5.4.1　马氏体不锈钢的成分和用途 244

5.4.2　Cr13型马氏体不锈钢及其热处理 246

5.4.3　马氏体-铁素体型不锈钢 249

5.5　奥氏体不锈钢 249

5.5.1　18-8型不锈钢 252

5.5.2　Cr-Mn及Cr-Mn-Ni型不锈钢 255

5.5.3　高Si和Mo奥氏体不锈钢 256

5.6　奥氏体-铁素体不锈钢 257

5.6.1　奥氏体-铁素体不锈钢的成分与特性 257

5.6.2　奥氏体-铁素体不锈钢的耐蚀性 258

5.6.3　奥氏体-铁素体不锈钢的相比例 259

5.6.4　典型的奥氏体-铁素体不锈钢 259

5.7　沉淀硬化型不锈钢 260

5.7.1　沉淀硬化型不锈钢的类型与特点 260

5.7.2　奥氏体-马氏体沉淀硬化型不锈钢 262

5.7.3　马氏体沉淀硬化型不锈钢 263

5.8　不锈钢的选用 263

第6章　耐热钢 269

6.1　概述 269

6.1.1　耐热钢的工作条件及其对性能的要求 269

6.1.2　耐热钢的失效 273

6.2　抗氧化钢 276

6.2.1　铁素体型抗氧化钢 279

6.2.2　奥氏体型抗氧化钢 279

6.3　珠光体（珠光体-铁素体）型热强钢 281

6.3.1　低碳珠光体（铁素体）型热强钢 281

6.3.2　中碳珠光体型热强钢 288

6.4　马氏体型热强钢 289

6.4.1　汽轮机叶片用钢 293

6.4.2　内燃机排气阀用钢 294

6.5　奥氏体型热强钢 295

第7章　超高强度钢与TRIP钢 298

7.1　超高强度钢 298

7.1.1　低合金超高强度钢 300

7.1.2　中合金超高强度钢 302

7.1.3　高合金超高强度钢——马氏体时效钢 302

7.1.4　HP9Ni-4Co钢 304

7.1.5　含Co马氏体时效钢 304

7.1.6　无Co马氏体时效钢 305

7.2　TRIP钢 306

7.2.1　Ni-Cr奥氏体TRIP钢 307

7.2.2　Si-Mn系TRIP钢 307

7.2.3　TRIP钢板及其在汽车工业的应用 309

第8章　铸铁 312

8.1　概述 312

8.1.1　铸铁中石墨的形态和分类 312

8.1.2　铁-石墨相图 313

8.1.3　铸铁中合金元素的作用 315

8.2　灰铸铁 317

8.2.1　灰铸铁的牌号、成分及组织 317

8.2.2　灰铸铁的性能 318

8.2.3　灰铸铁的热处理 319

8.2.4　灰铸铁的应用 320

8.3　可锻铸铁 322

8.3.1　可锻铸铁的成分和组织 322

8.3.2　可锻铸铁的牌号及性能 323

8.3.3　可锻铸铁的退火 324

8.3.4　可锻铸铁的应用 325

8.4　球墨铸铁 325

8.4.1　球墨铸铁的组织与成分 326

8.4.2　球墨铸铁的牌号和性能 327

8.4.3　球墨铸铁的热处理 329

8.4.4　球墨铸铁的应用 332

8.5　蠕墨铸铁 334

8.5.1　蠕墨铸铁的成分与组织 334

8.5.2　蠕墨铸铁的牌号与性能 335

8.5.3　蠕墨铸铁的热处理 336

8.5.4　蠕墨铸铁的应用 337

8.6　特种铸铁 338

8.6.1　耐磨铸铁 338

8.6.2　耐热铸铁 343

8.6.3　耐蚀铸铁 344

8.7　铸铁和铸造技术的发展 346

8.7.1　铸铁和铸造技术现状 346

8.7.2　铸铁和铸造技术发展方向 348

第9章　铸钢 350

9.1　概述 350

9.1.1　铸钢件的优点 350

9.1.2　铸钢件的应用 351

9.1.3　铸钢的分类及牌号 353

9.2　一般工程与结构用铸造碳钢和高强度铸钢 354

9.2.1　铸造碳钢 354

9.2.2　铸造碳钢的用途 356

9.3　铸造中、低合金钢 357

9.3.1　低合金结构铸钢 357

9.3.2 中、低合金高强度铸钢 358

9.3.3　微量合金化铸钢 358

9.4　铸造不锈钢及耐热钢 359

9.4.1　工程结构用中、高强度马氏体不锈钢 359

9.4.2　耐腐蚀铸造不锈钢及镍基铸造合金 360

9.4.3　铸造耐热钢 364

9.5　铸造耐磨钢 365

9.5.1　耐磨锰钢 365

9.5.2　耐磨中铬钢 366

9.5.3　耐磨低合金钢 367

9.5.4　耐磨碳钢 367

9.5.5　铸造石墨钢 368

9.6　铸造特殊用钢及专业用钢 368

9.6.1　铸造特殊用钢 368

9.6.2　专业铸造用钢 369

9.7　快速成形技术在铸造中的应用 374

9.7.1　快速成形技术概述 375

9.7.2　快速成形技术在铸造生产中的应用 376

9.7.3　各种快速成形技术在铸造上应用的比较 380

参考文献 381