本书全面介绍常用钢类的成分、组织与性能，以及它们之间的关系，同时介绍各钢类相关标准及工程应用。本书分上下册，上册包括绪论，钢的生产工艺与冶金质量，铁基二元相图与钢的相组成，合金元素对钢中相变的影响，合金元素对钢的性能的影响，非合金钢、低合金钢和微合金钢，机械制造用结构钢等；下册包括专门用途的机械制造用结构钢、工模具钢、不锈钢、耐热钢与高温合金等。
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1948年武汉大学机械系毕业
1951年～1954年哈尔滨工业大学研究生斑
1958年～1960年前苏联莫斯科钢铁学院进修1948年～1954年武汉大学机械系助教。1954年～1956年北京钢铁学院苏联专家翻译。1956年～1962年华中工学院讲师，1962年～1978年副教授，1978年至今华中科技大学教授，1981年被评为博士导师，1997年当选为中国工程院院士。曾任中国发明协会全国委员会委员（第一、二届），国家发明奖励评审委员会冶金评审组委员（1983年至1993年）。国家教委科技委员会材料学科组成员。现任中国模具协会顾问等。曾任中国发明协会全国委员会委员（第一、二届），国家发明奖励评审委员会冶金评审组委员（1983年至1993年）。国家教委科技委员会材料学科组成员。现任中国模具协会顾问等。
目录
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第0章 绪论 1
参考文献 7
第1章 钢的生产工艺与冶金质量 8
1.1 钢的冶炼 8
1.1.1 普通铁水预处理 8
1.1.2 氧气转炉炼钢 9
1.1.3 电弧炉炼钢 10
1.1.4 感应炉炼钢 13
1.1.5 炉外精炼 13
1.1.6 特种冶炼 18
1.2 钢的浇注 20
1.2.1 模铸钢锭 20
1.2.2 连续铸钢 23
1.3 钢的压力加工 26
1.3.1 轧制 26
1.3.2 锻造 28
1.3.3 薄板坯连铸连轧 35
1.3.4 冷轧薄钢板和钢带 36
1.4 钢的增材制造 38
1.4.1 增材制造技术 38
1.4.2 粉末制备技术 41
1.4.3 增材制造的应用 42
1.5 钢的冶金质量和质量检验 43
1.5.1 偏析 44
1.5.2 低倍缺陷 45
1.5.3 髙倍缺陷 52
1.5.4 断口检验 59
1.6 钢的分类 62
1.6.1 按化学成分分类 62
1.6.2 按主要质量等级和主要性能或使用特性的分类 63
1.6.3 其他分类方法 66
1.6.4 编号方法 67
参考文献 82
第2章 铁基二元相图与钢的相组成 84
2.1 钢中常见元素与铁的相图 84
2.1.1 铁碳合金相图 84
2.1.2 合金元素对铁同素异构转变的影响 85
2.1.3 二元铁合金相图 86
2.2 铁基固溶体和钢中的碳化物 97
2.2.1 铁基固溶体 97
2.2.2 钢中的碳化物 100
2.2.3 合金元素在铁素体和渗碳体间的分配 105
2.3 钢中的氮化物和硼化物 107
2.3.1 氮化物 107
2.3.2硼化物 108
2.4 钢中的金属间化合物 108
2.4.1 σ相 109
2.4.2 拉弗斯相 110
2.4.3 有序相 110
2.5 合金元素对铁碳合金状态图的影响 111
2.5.1 合金元素对钢的共析成分的影响 111
2.5.2 合金元素对钢临界点的影响 113
2.6 溶质原子在晶粒中的分布 115
2.6.1 溶质原子与晶体缺陷的交互作用 115
2.6.2 晶界的平衡偏聚 116
2.6.3 晶界的非平衡偏聚 117
参考文献 119
第3章 合金元素对钢中相变的影响 121
3.1 钢中的扩散问题 121
3.2 碳在铁中的热力学活度 124
3.3 合金元素对钢在加热时转变的影响 127
3.3.1 奥氏体的形成 127
3.3.2 合金元素对奥氏体形成及其成分不均匀性的影响 128
3.3.3 非平衡组织加热时奥氏体的形成 129
3.3.4 碳化物和氮化物溶解于奥氏体中的规律 132
3.3.5 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响 134
3.3.6 热变形对奥氏体组织状态的影响 138
3.4 合金元素对珠光体转变的影响 140
3.4.1 珠光体转变 140
3.4.2 亚共析钢或过共析钢的珠光体转变 143
3.4.3 影响珠光体转变的动力学因素 146
3.4.4 钢中的相间析出 148
3.5 合金元素对马氏体转变的影响 150
3.5.1 马氏体转变的特点 150
3.5.2 马氏体的组织形态 152
3.5.3 影响马氏体组织形态的因素及奥氏体稳定化 153
3.5.4 马氏体的力学性能 157
3.6 合金元素对贝氏体转变的影响 159
3.6.1 贝氏体转变特点和转变机制 159
3.6.2 贝氏体的组织形态 160
3.6.3 合金元素对贝氏体转变动力学的影响 166
3.6.4 贝氏体的力学性能 168
3.7 合金元素对过冷奥氏体转变曲线的影响 171
3.8 合金元素对淬火钢回火转变的影响 178
3.8.1 碳钢的回火过程 178
3.8.2 合金元素对马氏体分解的影响 182
3.8.3 合金元素对残余奥氏体转变的影响 183
3.8.4 合金元素对铁素体组织的影响 184
3.8.5 合金元素对碳化物转变的影响 185
3.8.6 合金元素对回火稳定性的影响 189
3.8.7 回火脆性 192
3.9 固溶处理与时效 203
3.9.1 脱溶过程 204
3.9.2 脱溶相粒子的粗化 207
3.9.3 低碳钢的时效 208
参考文献 214
第4章 合金元素对钢的性能的影响 219
4.1 钢的强度 220
4.1.1 静拉伸试验 220
4.1.2 决定断裂类型的因素和力学状态图 226
4.1.3 在其他静加载下的力学性能 227
4.1.4 强化机理 234
4.2 钢的韧性 245
4.2.1 冲击试验 245
4.2.2 低温脆性和韧脆转变温度 248
4.2.3 几种接近实际服役条件的冲击试验 250
4.2.4断裂韧度 254
4.2.5 影响断裂韧度的因素 258
4.2.6 断裂韧度与其他性能的关系 259
4.3 疲劳性能与磨损 261
4.3.1 疲劳极限 261
4.3.2 低周疲劳 263
4.3.3 疲劳裂纹的萌生与扩展 264
4.3.4 影响疲劳强度的因素 266
4.3.5 冲击疲劳 269
4.3.6 磨损 270
4.4 合金元素对钢的力学性能的影响 276
4.4.1 合金元素对铁素体力学性能的影响 276
4.4.2 合金元素对退火和正火结构钢力学性能的影响 283
4.4.3 合金元素对淬火和回火结构钢力学性能的影响 285
4.5 钢的淬透性 289
4.5.1 淬透性 289
4.5.2 淬透性的测定 290
4.5.3 合金元素对淬透性的影响 294
4.5.4 硼对淬透性的影响 297
4.6 热变形成形性 299
4.6.1 控制轧制与控制冷却 299
4.6.2 锻造性能 307
4.7 冷变形成形性 309
4.7.1 拉深成形性 309
4.7.2 胀形成形性 311
4.7.3 弯曲成形性 313
4.7.4 钢板冲压性能的试验方法 314
4.8 焊接性 315
4.8.1 焊接方法与焊接缺陷 316
4.8.2 影响钢材焊接性的因素 317
4.8.3 熔焊后钢的组织 320
4.8.4 钢的焊接性判据 322
4.8.5 焊接裂纹试验方法 323
4.9 切削加工性和能量加工技术 325
4.9.1 评定切削加工性的标准 325
4.9.2 影响钢材切削性能的因素 327
4.9.3 钢中夹杂物热加工时的变形性能 329
4.9.4 易切削元素和易切削机理 329
4.9.5 能量加工技术 338
参考文献 340
第5章 非合金钢、低合金钢和微合金钢 345
5.1 非合金钢 345
5.1.1 普通质量非合金钢 345
5.1.2 优质非合金钢 349
5.2 低合金钢及微合金钢 355
5.2.1 低合金钢的发展 355
5.2.2 低合金髙强度钢的性能要求和分类 367
5.2.3 低合金髙强度钢的合金化 369
5.2.4 低合金髙强度钢的组织与性能 375
5.3 可焊接低合金高强度钢 386
5.3.1 —般结构用钢 386
5.3.2 桥梁用钢 387
5.3.3 锅炉和压力容器用钢 395
5.3.4 造船和海上采油平台用钢 403
5.3.5 工程机械用钢 416
5.3.6 钢结构建筑用钢 420
5.3.7 钢板粧用钢 428
5.3.8 油气输送管线用钢 430
5.3.9 连续油管用钢 455
5.4 低合金高强度冲压钢 457
5.4.1 低合金高强度冲压钢板对性能的要求 458
5.4.2 低合金高强度热轧冲压钢板 462
5.4.3 双相钢 472
5.4.4 相变诱导塑性钢（TRIP钢）和孪生诱导塑性钢（TWIP钢） 482
5.4.5 低合金高强度冷轧薄钢板 493
5.5 耐候钢与耐海水腐蚀钢 506
5.5.1 金属的电化学腐蚀 506
5.5.2 大气腐蚀 508
5.5.3 合金元素对耐候性的影响 509
5.5.4 耐候钢的成分、性能与应用 511
5.5.5 耐海水腐蚀钢 517
5.6 低合金耐磨钢 521
5.6.1 矿山用低合金耐磨钢 522
5.6.2 工程机械用低合金耐磨钢板 527
5.6.3 系泊链钢 533
5.6.4 低合金钢轨钢 535
5.7 低合金钢筋 545
5.7.1 低合金钢筋概述 545
5.7.2 钢筋的基本性能要求 546
5.7.3 我国低合金钢筋的发展和钢种系列 547
5.7.4 低合金钢筋的合金化 554
5.8 碳素钢及低合金钢钢丝 555
5.8.1 钢丝的生产 556
5.8.2 钢丝的热处理 557
5.8.3 碳素钢丝 559
5.8.4 冷镦钢丝 566
参考文献 579
第6章 机械制造用结构钢 589
6.1 调质钢对基本性能的要求 589
6.1.1 调质钢的淬透性 589
6.1.2 调质钢对综合力学性能的要求 591
6.1.3 调质钢的切削加工性 597
6.2 渗碳钢对基本性能的要求 598
6.2.1 渗碳齿轮的主要失效形式 598
6.2.2 渗碳钢对力学性能的要求 600
6.2.3 渗碳钢的淬透性 603
6.2.4 渗碳钢的耐磨性和显微组织 604
6.2.5 渗碳钢的工艺性能 609
6.2.6 渗碳零件的工艺路线和热处理方案选择 612
6.3 机械制造用合金结构钢的发展 613
6.3.1 合金结构钢 614
6.3.2 保证淬透性钢 619
6.3.3 航空航天用优质结构钢 625
6.4 合金结构钢系列 632
6.4.1 锰系（锰钢、锰钒钢） 632
6.4.2 铬系（铬钢、铬硅钢、铬钒钢、铬钼钢） 634
6.4.3 铬锰系（铬锰钢、铬锰硅钢、铬锰钛钢、铬锰钼钢） 640
6.4.4 铬镍系（铬镍钢、铬镍钼钢、铬镍钨钢、铬镍锰钼钢、铬镍锰钒钢） 647
6.4.5 硅锰系（硅锰钢、硅锰钼钒钢） 659
6.4.6 渗氮钢 661
6.4.7 含硼钢和含稀土元素的钢 665
6.4.8 低淬透性钢 673
6.4.9 低碳马氏体钢 676
6.4.10 机械零件的钢材选用 680
6.5 易切削结构钢 681
6.5.1 硫系易切削钢 682
6.5.2 铅系、锡系易切削钢 685
6.5.3 钙系、钙硫系及含稀土易切削钢 688
6.6 非调质机械结构钢 690
6.6.1 非调质机械结构钢的发展 690
6.6.2 非调质机械结构钢的合金化与热加工 693
6.6.3 非调质机械结构钢的设计 697
6.6.4 非调质机械结构钢的应用 702
6.7 超高强度钢 708
6.7.1 超高强度钢的性能要求和分类 709
6.7.2 低合金超高强度钢 710
6.7.3 二次硬化型中合金超高强度钢 719
6.7.4 二次硬化型高合金超高强度钢 722
6.7.5 马氏体时效钢 728
6.7.6 超高强度钢的增材制造 732
6.8 铸造结构钢 734
6.8.1 铸钢的铸造性能和生产工艺 734
6.8.2 铸造碳钢 736
6.8.3 铸造低合金钢 737
6.8.4 铸造耐磨钢 745
6.9 大锻件用结构钢 760
6.9.1 大型锻件的生产工艺特点 760
6.9.2 大型锻件用钢的选用 770
6.9.3 大型锻件的第一热处理 790
6.9.4 大型锻件的第二热处理 793
参考文献 796
第三版前言
第二版前言
第一版前言
第7章 专门用途的机械制造用结构钢 803
7.1 弹簧钢 803
7.1.1 弹簧钢的工作条件和性能要求 803
7.1.2 弹簧钢所含元素及其作用 805
7.1.3 弹簧钢的化学成分及其性能 807
7.1.4 弹簧钢的生产 818
7.1.5 热成形弹簧的热处理 819
7.1.6 冷成形螺旋弹簧的热处理 821
7.1.7 弹簧的特殊处理 830
7.2 轴承钢 831
7.2.1 滚动轴承的工作条件及对滚动轴承钢的要求 831
7.2.2 合金元素在轴承钢中的作用 833
7.2.3 轴承钢的冶金质量及其对轴承钢性能的影响 835
7.2.4 轴承钢的冷拔材、钢丝和管材的生产 849
7.2.5 髙碳铬轴承钢及其热处理 849
7.2.6 渗碳轴承钢 863
7.2.7 中碳轴承钢 870
7.2.8 不锈轴承钢 871
7.2.9 中温、髙温、髙温不锈和髙温渗碳轴承钢 874
7.3 低温钢 882
7.3.1 低合金低温钢 882
7.3.2 镇系低温钢 885
7.3.3 超低温奥氏体钢 891
参考文献 892
第8章 工模具钢 896
8.1 工具钢的分类和工具钢的基本性能 896
8.2 刃具用非合金及合金工具钢 906
8.2.1 非合金工具钢 906
8.2.2 合金工具钢 913
8.3 高速钢 922
8.3.1 髙速钢的化学成分 922
8.3.2 髙速钢的组织 927
8.3.3 碳及合金元素对髙速钢组织和性能的影响 934
8.3.4 髙速钢的生产和热加工 947
8.3.5 髙速钢的淬火加热 954
8.3.6 髙速钢的淬火冷却 962
8.3.7 髙速钢的回火 968
8.3.8 各类髙速钢的应用 9H
8.3.9 粉末冶金髙速钢 981
8.3.10 喷射成形髙速钢 989
8.3.11 髙速钢的表面处理 995
8.4 冷作模具钢 1001
8.4.1 冷作模具钢对性能的要求 1001
8.4.2 非合金工具钢 1005
8.4.3 低合金工具钢 1006
8.4.4 髙铬及中铬工具钢 1011
8.4.5 含锰较髙的空冷微变形钢 1029
8.4.6 髙速钢 1031
8.4.7 基体钢 1035
8.4.8 钢结硬质合金 1039
8.4.9 冷轧辊用钢 1043
8.5 热作模具钢 1050
8.5.1 热作模具钢对性能的要求 1051
8.5.2 热锻模具钢 1053
8.5.3 高热强性热作模具钢 1064
8.5.4 奥氏体型热作模具钢 1091
8.6 塑料模具钢 1096
8.6.1 塑料模具钢的性能要求和分类 1096
8.6.2 预硬型塑料模具钢 1098
8.6.3 时效硬化型塑料模具钢 1113
8.6.4 我国塑料模具钢的行业标准 1128
8.7 其他工模具用钢 1132
8.7.1 量具用钢 1132
8.7.2 耐冲击工具用钢 1134
8.7.3 高耐磨热作模具钢 1138
8.7.4 无磁模具钢 1139
8.7.5钎具用钢 1140
参考文献 1148
第9章 不绣钢 1156
9.1 不锈钢的性能要求和腐蚀类型 1156
9.1.1 不锈钢的性能要求 1156
9.1.2 不锈钢的腐蚀类型 1159
9.2 不锈钢的组织和分类 1163
9.2.1 不锈钢的组织 1163
9.2.2 不锈钢的分类 1167
9.3 马氏体不镑钢 1200
9.3.1 碳及合金元素对马氏体不锈钢组织和性能的影响 1200
9.3.2 低碳及中碳&13型不锈钢 1204
9.3.3 低碳含镍的Crl7Ni2型不锈钢 1209
9.3.4 髙碳&18型不锈钢 1212
9.4 铁素体不镑钢 1212
9.4.1 铁素体不锈钢的组织和脆性 1213
9.4.2 合金元素对铁素体不锈钢组织和性能的影响 1215
9.4.3 常用铁素体不锈钢的钢号、性能和应用 1221
9.5 奥氏体不镑钢 1233
9.5.1 奥氏体不锈钢的组织 1233
9.5.2 —些元素对奥氏体不锈钢组织和性能的影响 1241
9.5.3 奥氏体不锈钢的热处理和冷变形强化 1251
9.5.4 常用奥氏体不锈钢的钢号、性能和应用 1254
9.6 奥氏体-铁素体不镑钢 1266
9.6.1 双相不锈钢的组织 1266
9.6.2 双相不锈钢的性能特点 1270
9.6.3 常用双相不锈钢的钢号、性能和应用 1284
9.7 沉淀硬化不锈钢 1296
9.7.1 马氏体沉淀硬化不锈钢 1296
9.7.2 半奥氏体沉淀硬化不锈钢 1307
9.7.3 奥氏体沉淀硬化不锈钢 1313
9.8 其他不镑钢 1314
9.8.1 髙氮不锈钢 1314
9.8.2 生物医用不锈钢 1325
9.8.3 抗菌不锈钢 1329
9.8.4 不锈钢精密箔材 1333
参考文献 1336
第10章 耐热钢与高温合金 1342
10.1 对耐热钢与高温合金的要求 1343
10.1.1 耐热钢与髙温合金的抗氧化性能 1343
10.1.2 耐热钢与髙温合金的髙温力学性能 1357
10.1.3 耐热钢与高温合金的强化 1369
10.2 热强钢 1372
10.2.1 动力机组锅炉用钢管 1373
10.2.2 电站机组叶轮、紧固件用钢 1406
10.2.3 汽轮机叶片用钢 1410
10.2.4 奥氏体热强钢 1422
10.3 抗氧化钢 1434
10.3.1 铁素体和马氏体抗氧化钢 1434
10.3.2 奥氏体抗氧化钢 1437
10.4 阀门钢 1441
10.4.1 阀门钢的成分与性能 1441
10.4.2 马氏体阀门钢 1447
10.4.3 奥氏体阀门钢和阀门合金 1454
10.4.4 发动机排气阀的技术条件 1464
10.5 高温合金 1467
10.5.1 铁基高温合金 1469
10.5.2 镍基高温合金 1476
10.5.3 钴基高温合金 1510
10.5.4 Ti-Al系金属间化合物高温结构材料 1518
10.5.5 高温结构材料的增材制造 1538
10.6 高温合金近期研究动态与展望 1541
10.6.1 发展历程及技术难点评述 1542
10.6.2 合金成分设计 1556
10.6.3 变形、强化与损伤研究 1567
参考文献 1577
索引 1587
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