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1 高强度、超高强度不锈钢的概况1

1.1 高强度、超高强度不锈钢的发展史1

1.2 高强度、超高强度不锈钢的分类及其特点5

1.2.1 高强度、超高强度不锈钢的分类5

1.2.2 高强度、超高强度不锈钢的特点5

参考文献9

2 高强度、超高强度不锈钢的强韧化、疲劳与断裂和耐腐蚀的理论基础11

2.1 高强度、超高强度不锈钢强韧化的理论基础11

2.1.1 高强度、超高强度不锈钢的强化11

2.1.2 高强度、超高强度不锈钢的韧化23

2.2 高强度、超高强度不锈钢疲劳与断裂的理论基础30

2.2.1 疲劳裂纹的扩展31

2.2.2 疲劳裂纹扩展的物理模型31

2.2.3 疲劳裂纹扩展的力学行为与特征33

2.2.4 各种因素对疲劳强度的影响35

2.3 高强度、超高强度不锈钢耐蚀性的理论基础37

2.3.1 化学腐蚀38

2.3.2 电化学腐蚀43

2.3.3 应力作用下的腐蚀51

参考文献68

3 冷作硬化奥氏体高强度、超高强度不锈钢69

3.1 冷作硬化机理69

3.2 奥氏体不锈钢的冷作硬化性69

3.2.1 不稳定奥氏体铬镍不锈钢中的马氏体相变69

3.2.2 影响奥氏体不锈钢稳定性的因素71

3.2.3 奥氏体稳定性对奥氏体不锈钢力学性能的影响73

3.2.4 变形速率的影响77

3.2.5 冷变形量对钢力学性能的影响77

3.2.6 奥氏体不锈钢的加工成形性78

3.3 奥氏体冷作硬化高强度、超高强度不锈钢质量的改进89

3.3.1 提高冷作硬化高强度不锈钢质量和性能的基本措施89

3.3.2 影响冷轧Cr18-Ni8型不锈钢带力学性能的因素90

3.3.3 经济冷作硬化奥氏体不锈钢92

3.4 形变热处理与冷作硬化奥氏体不锈钢性能的比较95

3.5 负温轧制和负温处理高强度、超高强度不锈钢96

3.5.1 负温轧制高强度、超高强度不锈钢96

3.5.2 负温处理高强度、超高强度不锈钢99

3.6 常用的冷作硬化高强度、超高强度不锈钢及其生产工艺技术99

3.6.1 常用的冷作硬化高强度、超高强度不锈钢99

3.6.2 冷作硬化奥氏体高强度、超高强度不锈钢的生产工艺技术107

3.7 冷作硬化奥氏体高强度、超高强度不锈钢的进展107

3.7.1 NSSHT 200钢107

3.7.2 S系列节镍型高锰不锈钢NTKS1、NTKS2、NTKS4108

3.7.3 NTKH-1钢108

3.7.4 高强度弹簧用不锈钢NAS-7N109

3.7.5 耐蚀性高于SUS 301钢的高强弹簧钢NTK301M109

3.7.6 铁路车辆行业用301L不锈钢109

3.7.7 车辆结构用高强度不锈钢301LC110

3.7.8 疲劳性能良好的弹簧用奥氏体不锈钢R301R113

3.7.9 高强度高延性亚稳奥氏体不锈钢113

3.7.10 超高强度不锈钢114

3.7.11 奥氏体不锈钢PC钢丝及多股绞合线114

3.7.12 深冷硬化不锈钢115

3.7.13 零下低温淬硬的不锈钢115

3.7.14 冷处理硬化不锈钢SUS 304116

3.7.15 冷处理硬化型不锈钢1Crl5Ni5Cu2Mol116

3.7.16 冷处理硬化型不锈钢Crl2Ni5Cu3.5117

3.7.17 高氮不锈钢丝Nitronic 50117

3.7.18 1Crl4Ni6Mn4高强度不锈弹簧钢118

3.7.19 11Crl4Ni6Mn4CulMoTiNbV118

3.7.20 强度高且延性好的高强不锈钢119

3.7.21 高强度耐松弛耐蚀不锈钢120

3.7.22 高强度抗回火色冷轧不锈钢120

3.7.23 热加工后采用急冷处理的高强度不锈钢120

3.7.24 高锰奥氏体冷作硬化不锈钢120

3.7.25 无磁不锈弹簧钢DSN6及DSN8123

3.7.26 高强度耐蚀耐热弹簧钢123

3.7.27 クテイ才—S钢123

3.7.28 冷轧硬化奥氏体高强度、超高强度不锈钢的发展动向123

参考文献128

4 马氏体不锈钢130

4.1 马氏体不锈钢的强韧化机理130

4.1.1 马氏体不锈钢的强化机理130

4.1.2 马氏体不锈钢的回火过程与二次硬化139

4.1.3 影响马氏体不锈钢强度和韧性的主要因素144

4.2 合金元素对马氏体不锈钢组织和性能的影响151

4.2.1 铬的影响151

4.2.2 碳的影响156

4.2.3 镍的影响158

4.2.4 钼和钨的影响160

4.2.5 钒的影响161

4.2.6 钴的影响161

4.2.7 氮的影响162

4.2.8 残留元素和微量元素的影响163

4.2.9 多元合金元素的综合影响164

4.3 马氏体不锈钢的热处理165

4.3.1 淬火165

4.3.2 退火173

4.3.3 均匀化热处理179

4.3.4 化学热处理179

4.4 马氏体不锈钢的马氏体形态和亚结构181

4.4.1 板条马氏体的形态与亚结构181

4.4.2 影响马氏体亚结构的因素181

4.4.3 马氏体不锈钢的相变及析出相185

4.5 常用的马氏体不锈钢189

4.5.1 1Cr17Ni2钢189

4.5.2 1Cr11Ni2W2MoV钢194

4.5.3 9Cr18MoV钢202

4.5.4 1Cr10Co6MoVNbBN钢203

4.5.5 OCr16Ni6钢208

4.5.6 OCr16Ni5Mo1钢211

4.5.7 1Cr14Ni3W2VB钢216

4.5.8 1Cr12NiWMoV钢218

4.5.9 25Cr12Ni2W2Mo2V钢219

4.5.10 13Cr15Ni4Mo2.5N钢221

4.5.11 23Cr12NiMoWV钢223

4.5.12 18Cr13Ni2W3Mo钢224

4.6 马氏体不锈钢的进展226

4.6.1 材料的进展226

4.6.2 工艺技术的进展238

4.6.3 发展趋势与展望239

参考文献241

5 沉淀硬化不锈钢244

5.1 沉淀硬化不锈钢的概况244

5.1.1 沉淀硬化不锈钢的分类及其性能特点244

5.1.2 沉淀硬化不锈钢的发展史247

5.1.3 沉淀硬化不锈钢的发展现状及展望248

5.2 沉淀硬化不锈钢的强韧化机理252

5.2.1 沉淀硬化不锈钢的强化机理252

5.2.2 沉淀硬化不锈钢的韧化机理262

5.3 沉淀硬化不锈钢的热处理和金相组织269

5.3.1 沉淀硬化不锈钢的热处理269

5.3.2 沉淀硬化不锈钢的金相组织276

5.4 奥氏体沉淀硬化不锈钢292

5.4.1 奥氏体沉淀硬化不锈钢的典型牌号及其化学成分293

5.4.2 合金元素对奥氏体沉淀硬化不锈钢组织和性能的影响293

5.4.3 热处理对奥氏体沉淀硬化型不锈钢组织和性能的影响306

5.4.4 典型奥氏体沉淀硬化不锈钢大型锻件的力学性能及其影响因素310

5.4.5 常用的奥氏体沉淀硬化不锈钢及其生产工艺技术315

5.4.5.1 常用的奥氏体沉淀硬化不锈钢315

A OCr15Ni25Mo1Ti2VB钢315

B 3Cr18.5Ni9.5Mn3.5P钢319

C OCr12Ni20Ti3A1B钢322

D OCr12Ni22Ti3Mo1B钢323

E 1Cr20Ni26Mo1.5NbTiA1B钢325

5.4.5.2 奥氏体沉淀硬化不锈钢的生产工艺技术326

5.4.6 奥氏体沉淀硬化不锈钢的进展339

5.5 半奥氏体沉淀硬化不锈钢347

5.5.1 半奥氏体沉淀硬化不锈钢的特性347

5.5.2 半奥氏体沉淀硬化不锈钢的合金化348

5.5.3 半奥氏体沉淀硬化不锈钢的热处理361

5.5.4 半奥氏体沉淀硬化不锈钢的金相组织385

5.5.5 半奥氏体沉淀硬化不锈钢合金设计中的若干问题389

5.5.6 常用的半奥氏体沉淀硬化不锈钢399

5.5.6.1 OCr17 N17A1钢399

5.5.6.2 OCr15Ni7Mo2A1钢407

5.5.6.3 OCr12Mn5Ni4Mo3Al钢419

5.5.6.4 OCr16.5Ni4.5Mo3N钢430

5.5.6.5 1Crl5.5 Ni4.5Mo3N钢435

5.5.7 半奥氏体沉淀硬化不锈钢的进展440

5.6 马氏体沉淀硬化不锈钢458

5.6.1 马氏体沉淀硬化不锈钢的强韧化机理458

5.6.2 合金元素对马氏体沉淀硬化不锈钢组织和性能的影响478

5.6.3 马氏体沉淀硬化不锈钢相变的若干问题496

5.6.4 马氏体沉淀硬化不锈钢的热处理514

5.6.5 马氏体沉淀硬化不锈钢的失效524

5.6.6 常用的马氏体沉淀硬化不锈钢539

5.6.6.1 OCr17Ni4Cu4Nb钢539

5.6.6.2 OCr15Ni5Cu4Nb钢548

5.6.6.3 OCr13Ni8Mo2A1（PH13-8Mo）钢552

5.6.6.4 OCr15Ni5Cu2Ti钢557

5.6.7 马氏体沉淀硬化不锈钢的进展559

参考文献583

6 马氏体时效不锈钢591

6.1 马氏体时效钢591

6.1.1 马氏体时效钢的发展史及其特点591

6.1.2 马氏体时效钢的发展趋势及展望595

6.2 马氏体时效不锈钢601

6.2.1 马氏体时效不锈钢的发展史及其特点601

6.2.2 合金元素对马氏体时效不锈钢的组织和性能的影响604

6.2.3 热处理对马氏体时效不锈钢的组织和性能的影响663

6.2.4 马氏体时效不锈钢的强韧化738

6.2.5 马氏体时效不锈钢的若干金属学问题775

6.2.6 马氏体时效不锈钢的耐蚀性802

6.2.7 马氏体时效不锈钢的焊接性826

6.2.8 马氏体时效不锈钢的应用833

6.2.9 常用的马氏体时效不锈钢855

6.2.9.1 00 Cr11Ni10Mo2TiAl钢855

6.2.9.2 00 Cr12Ni8Cu2AlNb钢857

6.2.9.3 00 Cr13Ni8Mo2TiNbAl钢860

6.2.9.4 00 Cr12 Co12Ni4Mo4Ti钢863

6.2.9.5 00 Cr11NilOMo2Til钢866

6.2.9.6 00 Cr14Ni16Mo2NbAl钢867

6.2.9.7 00 Cr15Ni6Nb钢869

6.2.9.8 00 Cr16Ni5Al钢872

6.2.9.9 00 Cr12Ni11Mo1Ti1.65钢873

6.2.9.10 00 Cr11Ni8Co8.5Mo5Al1钢879

6.2.10 马氏体时效不锈钢的进展881

6.3 铁素体时效不锈钢924

6.3.1 铁素体时效不锈钢的发展背景924

6.3.2 铁素体时效不锈钢的合金设计思路及其合金化926

6.3.3 σ0.2≥880 MPa耐海水腐蚀铁素体时效不锈钢929

6.3.4 σ0.2≥685 MPa耐海水腐蚀铁素体时效不锈钢940

6.3.5 铁素体时效不锈钢的进展946

参考文献951

7 相变诱发塑性不锈钢960

7.1 相变诱发塑性不锈钢的发展概况960

7.2 相变诱发塑性不锈钢的理论基础961

7.2.1 钢的形变诱发马氏体相变961

7.2.2 形变对奥氏体稳定化的影响965

7.2.3 相变诱发塑性966

7.3 相变诱发塑性和相变诱发塑性不锈钢的应用972

7.3.1 TRIP钢性能的获得972

7.3.2 TRIP和残余奥氏体体积分数之间的关系973

7.3.3 奥氏体预变形对TRIP的影响973

7.3.4 用形变热处理和其他方法强化973

7.3.5 高合金TRIP钢和TRIP半不锈钢的化学成分、形变热处理和性能974

7.3.6 以形变诱发马氏体相变强化奥氏体钢980

7.3.7 奥氏体可成形性的改善980

7.4 相变诱发塑性不锈钢的进展980

参考文献981

8 高强度、超高强度不锈钢的生产、制造和应用中的工艺技术982

8.1 生产工艺技术982

8.1.1 精料是生产高强度、超高强度不锈钢的前提条件和重要的技术基础982

8.1.2 真空感应炉熔炼（VIM）988

8.1.3 真空自耗炉重熔(VAR）990

8.1.4 电渣重熔（ESR）993

8.1.5 等离子电弧炉重熔(PMR）999

8.1.6 等离子感应炉(PIE）1000

8.1.7 电子束炉重熔(EBR）1001

8.1.8 高氮不锈钢的加氮工艺技术与装备1006

8.1.9 钢锭（含重熔锭）的高温扩散退火（均匀化处理）1013

8.1.10 快锻机开坯1014

8.1.11 精锻机成材1015

8.1.12 快速冷凝技术1017

8.1.13 其他先进成形制造技术1017

8.2 焊接工艺技术1018

8.2.1 马氏体不锈钢的焊接1018

8.2.2 沉淀硬化不锈钢的焊接1021

8.2.3 马氏体时效不锈钢的焊接1036

8.3 切削和研磨机加工技术1036

8.3.1 切削机加工技术1036

8.3.2 磨削机加工技术1047

8.4 制造和使用环境方面的考虑1049

8.4.1 制造方面的考虑1050

8.4.2 使用环境方面的考虑1052

参考文献1052

9 高强度、超高强度不锈钢的选择1054

9.1 高强度、超高强度不锈钢的选择原则1054

9.1.1 全面掌握零部件的服役条件和制造工艺技术1054

9.1.2 根据零部件的服役条件选择钢的强度级别和相应的韧性和塑性1055

9.1.3 材料的不锈性、耐腐蚀性与抗氧化性是选材极为重要的依据1076

9.1.4 现有零部件成功的用材经验是设计的首选材料1097

9.1.5 必须高度重视材料的工艺制造性能1100

9.1.6 物理性能是选材必要的技术数据1106

9.1.7 订货的难易程度与价格因素1117

9.2 高强度、超高强度不锈钢选择应注意的问题1118

9.2.1 要综合考虑材料的强韧性及其变化的可能性1118

9.2.2 材料的不锈性和耐蚀性的相对性1118

9.2.3 失效分析为选材提供重要的信息1119

参考文献1120

附录1122

附录1 我国有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准目录1122

附录2 美国有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准目录1123

附录3 前苏联和俄罗斯有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准、钢号和标准中的代号解释及部分牌号对照1143

附录4 日本有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准目录1148

附录5 德国有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准目录1149

附录6 法国有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准目录1150

附录7 英国有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准目录1150

附录8 欧洲标准中有关高强度、超高强度不锈钢的不锈钢、耐热钢标准目录1150

附录9 国际标准（ISO）中有关高强度、超高强度不锈钢的标准目录1154

附录10 《Alloy Digest》杂志中有关高强度、超高强度不锈钢牌号的成分、工艺、组织、性能及用途等技术资料目录1163

参考文献1165