《新型马氏体时效不锈钢及其强韧性》是一本较全面、系统地介绍超高强度不锈钢——马氏体时效不锈钢显微组织结构与性能关系以及强韧化方法与机理研究成果的著作。书中融有作者多年来的科研成果及国内外研究的新进展。《新型马氏体时效不锈钢及其强韧性》从必不可少的金属学与热处理的基础理论知识开始,详细介绍了马氏体时效不锈钢的合金化特点、组织结构与发展趋势等;重点介绍了利用Thermo-Cale热力学计算软件优化马氏体时效不锈钢热处理工艺、循环相变细化晶粒工艺、分级时效热处理工艺以及马氏体时效不锈钢的强韧化机理;给出了新型高强高韧马氏体时效不锈钢不同热处理下的显微组织、性能及相互关系;详细介绍了一种利用模糊辨识方法对马氏体时效不锈钢的性能进行预测以及对马氏体时效不锈钢合金成分的优化设计方法,并给出了设计实例;最后对一种新型马氏体时效不锈钢的耐海水腐蚀性能进行了深入研究。
《新型马氏体时效不锈钢及其强韧性》可供高等院校材料专业师生及相关专业科研、工程技术人员参考使用。
马氏体时效不锈钢是由低碳马氏体相变强化和时效强化两种强化效应叠加强化的高强度不锈钢。它具有马氏体时效钢的全部优点,又具有马氏体时效钢所不具备的不锈性,同时还对沉淀硬化不锈钢的某些性能进行了改进。它是超高强度不锈钢最具有发展前途的钢种,现已广泛应用于航空航天、机械制造、原子能等重要领域。近年来随着海洋开发、宇宙开发等对不锈钢的使用可靠性要求日益严格,对马氏体时效不锈钢的力学性能、耐腐蚀性能提出了更高的要求。提高现有马氏体时效不锈钢的强度级别,改善马氏体时效不锈钢的耐蚀性,研究开发具有优异强韧性和耐蚀性相配合的新型马氏体时效不锈钢,是国际上高强度不锈钢领域的热点之一。
作者有幸置身于新型钢铁材料的研究当中,多年来一直从事马氏体时效不锈钢的研究。本书包含了作者近年来的最新研究成果,重点介绍了马氏体时效不锈钢热处理工艺优化方法和提高马氏体时效不锈钢强韧性的工艺方法;详细介绍了一种钢铁材料的成分优化设计方法,以及新型马氏体时效不锈钢的组织及性能。作者希望本书能够对我国高强度不锈钢领域在知识更新和开阔视野方面起到一点促进作用,也希望能够借助本书给初步涉及这个领域的读者提供一个方便的入门途径。本书可供高等院校材料专业师生及相关专业科研、工程技术人员参考使用。
为便于理解后面对马氏体时效不锈钢的研究成果,本书第1章阐述了必不可少的金属学基础理论,包括材料的结构、钢的热处理、钢的强韧化理论基础和金属腐蚀的基本原理。第2章介绍了国内外马氏体时效不锈钢的发展概况,内容包括马氏体时效不锈钢的成分与力学性能、合金化特点、组织结构、强韧化机理等。第3章利用Thermo-Calc热力学计算软件,对马氏体时效不锈钢高温析出相、时效析出相进行热力学计算,为马氏体时效不锈钢的热处理工艺优化提供了理论依据。第4章详细论述了新型高强高韧马氏体时效不锈钢的力学性能、显微组织结构及其相互关系。第5章介绍了两种提高马氏体时效不锈钢强韧性的方法,即循环相变细化晶粒工艺和分级时效热处理工艺;借助物理)台金原理,分析了马氏体时效不锈钢强化机理。第6章讲述了模糊辨识方法在马氏体时效不锈钢中的应用,基于模糊聚类方法建立了力学性能以及Ms温度预测的模糊模型,为新型不锈钢的设计提供了基础。书后附有详细的源程序,供读者参考。在此基础上,重点介绍了一种新的不锈钢设计方法,对马氏体时效不锈钢的成分进行优化设计,开发出一种新型马氏体时效不锈钢,并对其组织性能进行了详细研究。第7章对一种新型马氏体时效不锈钢的耐海水腐蚀性能进行了研究。
在本书的撰写和出版过程中,哈尔滨工业大学尹钟大、朱景川教授提供了支持和帮助,燕山大学刘福才教授在性能预测的模糊模型建立过程中给予具体指导,在此一并表示感谢。
鉴于作者在上述领域的理论与实践方面的局限性,书中疏漏和不当之处在所难免,欢迎广大读者指正。
第1章 金属学基础
1.1 材料的结构
1.1.1 材料在固态下的结合方式
1.1.2 金属及合金的结构
1.2 钢的热处理
1.2.1 钢在加热时的转变
1.2.2 钢在冷却时的转变
1.2.3 马氏体转变
1.2.4 钢的热处理工艺
1.3 钢的强韧化理论基础
1.3.1 钢的强度与强化
1.3.2 钢的韧性与韧化
1.4 金属腐蚀的基本原理
1.4.1 金属腐蚀的基本概念与分类
1.4.2 电化学腐蚀基本知识
1.4.3 金属的钝化
1.4.4 金属的常见腐蚀形态
1.4.5 金属腐蚀程度的表示方法
第2章 马氏体时效不锈钢研究现状
2.1 马氏体时效钢的发展
2.2 马氏体时效不锈钢的化学成分与力学性能
2.2.1 国外马氏体时效不锈钢的化学成分与力学性能
2.2.2 国内马氏体时效不锈钢的化学成分与力学性能
2.3 马氏体时效不锈钢的合金化特点
2.4 马氏体时效不锈钢的组织结构
2.4.1 马氏体
2.4.2 金属间化合物
2.4.3 残余奥氏体
2.5 马氏体时效不锈钢强韧化机理
2.5.1 马氏体时效(不锈)钢强化机理
2.5.2 马氏体时效(不锈)钢韧化机制
2.6 马氏体时效不锈钢的生产工艺
2.6.1 马氏体时效不锈钢的冶炼与加工
2.6.2 马氏体时效不锈钢的热处理工艺
2.7 马氏体时效不锈钢发展趋向
第3章 马氏体时效不锈钢热处理工艺优化
3.1 Thermo-Calc热力学计算系统
3.2 00Cr13Ni7C04M04W2马氏体时效不锈钢热处理工艺优化
3.2.1 00Cr13Ni7C04M04W2马氏体时效不锈钢析出相的热力学计算
3.2.2 00Cr13N17C04M04W2马氏体时效不锈钢高温固溶析出相的热力学计算
3.2.3 00Cr13N17C04M04W2马氏体时效不锈钢时效析出相的热力学计算
3.2.4 00Cr13N17C04M04W2马氏体时效不锈钢析出行为
3.2.5 00Cr13Ni7C04M04W2马氏体时效不锈钢热处理工艺
3.2.6 00Cr13Ni7C04M04W2马氏体时效不锈钢力学性能
3.3 00Cr13Ni7C05M04Ti马氏体时效不锈钢热处理工艺优化
3.3.1 00Cr13Ni7C05M04Ti马氏体时效不锈钢高温析出相的热力学计算
3.3.2 00Cr13Ni7C05M04Ti马氏体时效不锈钢时效析出相的热力学计算
3.3.3 00Cr13Ni7C05M04Ti马氏体时效不锈钢热处理工艺
第4章 新型高强高韧马氏体时效不锈钢的力学性能与显微组织
4.1 新型高强高韧马氏体时效不锈钢的力学性能
……
第5章 马氏体时效不锈钢的强韧化
第6章 马氏体时效不锈钢力学性能预测与合金化设计
第7章 马氏体时效不锈钢耐海水腐蚀性能研究
附录 Ms温度预测模糊模型源程序
参考文献
名词索引