《软磁铁素体不锈钢》从磁性角度出发,详细论述了不锈钢材料的微观结构及其对性能的影响,并对影响不锈钢磁性能的因素进行了分析。在此基础上,对现代铁素体不锈钢材料的分类及其主要性能指标进行了解释和说明,并对现代铁索体不锈钢的性能特点进行了分析。重点讨论了现代铁素体不锈钢材料应用中的一些问题,包括铁素体不锈钢的性能特点、显微结构对性能的影响、耐腐蚀性能及合金元素对不锈钢性能的影响,还包括各种影响因素对铁素体不锈钢磁性能的影响以及铁素体不锈钢和马氏体不锈钢的磁性能特点等。
《软磁铁素体不锈钢》可对人们正确认识和使用不锈钢起借鉴作用,为从事铁素体不锈钢生产和磁性应用方面的专业技术人员提供一定的理论指导,也可供磁应用设计使用人员及相关人员参考。
本书是产学研合作的产物。新昌是国内最大的空调用四通阀生产基地之一,2002年国内空调四通阀市场急需一种1. 4105软磁易切削不锈钢来替代进口产品。当时,国外的产品不但品种单一、价格高、备货周期长,而且常常断货,企业不得不通过增加库存来应对。于是,我们与绍兴康健精密不锈钢有限公司合作,开发出了替代进口的430F系列产品,并进行了产业化生产。以此为出发点,我们开始了与企业的长期密切合作,合作内容涉及生产、研发、销售等各个方面。在此过程中,我们的合作也受到了作为国家科技进步示范县的浙江省新昌县人民政府的大力支持,特别是新昌县科技局给予了许多帮助。目前全国唯一一个县域国家科技成果转化服务示范基地落户新昌,在新昌县科技局的支持下,作为产学研合作的产物,新昌县政府出资成立了中国计量大学新昌研究院,使我们以后的产学研合作真正落地在了新昌。
随着科研、生产的深入和对市场的不断开拓,我们也在学习中不断成长。后来发现,这类材料不仅仅用在空调四通阀中,软磁不锈钢也不仅仅只有这一个品种。为了满足市场需求,也为了企业发展的需要,我们开始了在软磁不锈钢这个领域中的开拓。
材料是人类文明发展的先导,人类文明的划分是以材料为标志的:旧石器时代、新石器时代、铜器时代、铁器时代、半导体时代、新材料时代。而2025中国制造就是以材料为基础。人们应该还记得,在2015年12月18~ 21日召开的中央经济工作会议上,“去产能”被列为2016年五大结构性改革的任务之首。2016年1月4日是第一个工作日,这一天李克强总理是在山西度过的。总理在会上强调,一方面,我国钢铁产量严重过剩,但是另一方面,我国仍然需要进口一些特殊品类的高质量钢材。这时人们才意识到,圆珠笔头上的“圆珠”用钢,当时仍然需要进口。也就是说,一方面是普通钢种产能过剩,另一方面是大量进口特殊钢种。这些都说明了我国对钢铁产业进行结构调整的迫切性和必要性。
“圆珠”用钢这种不锈钢只需要解决易切削问题,而我们研究的软磁不锈钢,不但要易切削,还要求具有好的软磁性能、焊接性能等。当然,软磁不锈钢的品种很多,包括水阀、油阀、气阀等,在汽车发动机、电动工具、小家电等中有着广泛的应用,而我国在这方面的研究资料严重缺乏,长期存在的情况是,研究不锈钢的人不懂磁学,而学习磁学的人又不懂炼钢,由此造成了国内的现状。我们只能一边干,一边摸索。冶金工业出版社出版的《特殊钢丛书》,也就是希望为国内的特殊钢行业做出一些贡献。
刘亚丕,理学博士,博士后。1988年毕业于兰州大学物理系磁学专业,获理学学士学位;2000年毕业于兰州大学物理系凝聚态物理学专业,获理学博士学位,研究方向为磁性薄膜和超晶格,核磁共振。2002年浙江大学材料与化学工程学院博士后科研流动站与横店集团东磁有限公司博士后科研工作站出站博士后,研究方向为高频低功耗功率铁氧体材料。1988年6月至1997年8月在兰州电机集团有限责任公司从事生产和科研工作,2002年9月至今在中国计量大学从事科研和教学工作。
多年来一直立足于磁性材料生产企业,致力于解决企业生产急需的生产技术和产品研发工作,并以普及磁学的生产应用技术及技术常识,让更多的人参与企业研发为目标。先后从事过磁测量和永磁材料、软磁材料以及非晶纳米晶材料的生产和研究工作。
1 磁学基础知识
1.1 磁场和磁场强度
1.1.1 磁铁的磁场
1.1.2 磁场
1.1.3 电流产生的磁场
1.2 磁感应强度
1.3 铁磁物质的磁化和磁化强度
1.3.1 磁矩
1.3.2 磁化强度和磁极化强度
1.3.3 饱和磁化强度
1.4 磁化
1.5 磁场强度H、磁感应强度B和磁化强度M之间的关系
1.6 退磁场和退磁因子
1.7 磁化曲线和磁滞回线
1.7.1 磁化
1.7.2 磁化曲线
1.7.3 磁滞回线
1.7.4 最大磁感应强度和饱和磁感应强度
1.7.5 饱和磁化
1.8 磁导率和磁化率
1.8.1 起始磁导率和最大磁导率
1.8.2 复数磁导率
1.9 磁性的分类
1.9.1 磁性的起源
1.9.2 物质的宏观磁性和磁性的分类
1.10 技术磁化与磁畴
1.10.1 磁畴
1.10.2 技术磁化过程
1.10.3 用磁畴理论分析磁化过程
1.11 磁晶各向异性
1.11.1 磁晶各向异性能
1.11.2 磁晶各向异性
1.12 磁性的测量
1.12.1 环形样品的测量
1.12.2 棒状和片状样品的测量
2 金属学基础
2.1 金属的晶体结构
2.1.1 金属的概念
2.1.2 材料在固态下的结合方式
2.1.3 晶体结构
2.1.4 金属及合金的晶体结构及特点
2.1.5 实际金属的晶体结构及缺陷
2.2 固态合金中的相结构
2.2.1 合金和相
2.2.2 固溶体
2.2.3 金属间化合物
2.2.4 固溶体的性能
2.3 合金状态图
2.3.1 相图
2.3.2 二元合金状态图
2.4 金属的形变、回复与再结晶
2.4.1 形变对组织的影响
2.4.2 冷加工金属材料在加热时的组织变化
2.4.3 金属材料的热加工
2.5 合金中的固态转变
2.5.1 金属与合金的多形性转变
2.5.2 合金的有序一无序转变
2.5.3 马氏体型转变
2.5.4 过饱和固溶体的分解
2.6 热处理与固态转变
2.6.1 钢的热处理
2.6.2 钢的热处理工艺
2.7 不锈钢的热处理
……
3 不锈钢简介
4 现代不锈钢的微结构及分类
5 不锈钢的腐蚀
6 不锈钢的磁性
7 现代铁素体不锈钢
8 铁素体不锈钢的主要特点
9 铁素体不锈钢性能的主要影响因素
10 合金元素对相结构及性能的影响
11 国内外常用铁素体不锈钢的磁性能
参考文献
参考书目