不銹鋼手冊

第1章 引論1
1.1 不銹鋼概述1
1.1.1 不銹鋼的發(fā)展概述1
1.1.1.1 不銹鋼發(fā)展歷史1
1.1.1.2 不銹鋼發(fā)展現(xiàn)狀2
1.1.2 不銹鋼組織性能概述3
1.1.3 不銹鋼品種概述6
1.1.3.1 奧氏體不銹鋼6
1.1.3.2 鐵素體不銹鋼6
1.1.4 雙相不銹鋼6
1.2 國外不銹鋼的生產(chǎn)和現(xiàn)狀7
1.2.1 國外不銹鋼的現(xiàn)狀7
1.2.1.1 不銹鋼市場7
1.2.1.2 不銹鋼產(chǎn)量8
1.2.1.3 不銹鋼消費(fèi)量9
1.2.2 國外不銹鋼的生產(chǎn)9
1.2.2.1 原材料9
1.2.2.2 工藝技術(shù)及裝備10
1.2.2.3 現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)10
1.2.3 國外生產(chǎn)不銹鋼工廠類型及特點(diǎn)11
1.2.3.1 大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)設(shè)置不銹鋼工廠11
1.2.3.2 專業(yè)化不銹鋼廠12
1.2.3.3 在特殊鋼企業(yè)中生產(chǎn)不銹鋼13
1.2.4 國外不銹鋼生產(chǎn)的發(fā)展趨向和重大先進(jìn)技術(shù)13
1.2.5 國外不銹鋼鋼種的發(fā)展15
1.2.5.1 馬氏體不銹鋼15
1.2.5.2 鐵素體不銹鋼16
1.2.5.3 奧氏體不銹鋼18
1.2.5.4 雙相不銹鋼19
1.2.5.5 沉淀硬化型不銹鋼21
1.3 我國不銹鋼的生產(chǎn)和現(xiàn)狀22
1.3.1 我國不銹鋼的發(fā)展22
1.3.1.1 總體發(fā)展22
1.3.1.2 我國大型現(xiàn)代化不銹鋼企業(yè)的發(fā)展22
1.3.1.3 我國民營特色不銹鋼企業(yè)的發(fā)展23
1.3.2 我國不銹鋼的現(xiàn)狀24
1.3.2.1 我國的不銹鋼市場24
1.3.2.2 我國的不銹鋼的供應(yīng)狀況25
1.3.2.3 我國的不銹鋼的消費(fèi)狀況26
1.3.3 國內(nèi)不銹鋼的生產(chǎn)27
1.3.3.1 工藝技術(shù)設(shè)備27
1.3.3.2 品種與質(zhì)量27
1.3.3.3 我國不銹鋼主要生產(chǎn)企業(yè)和特點(diǎn)28
1.3.4 我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)存在的問題28
1.4 不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和趨勢30
1.4.1 全世界不銹鋼的發(fā)展30
1.4.1.1 全世界不銹鋼消費(fèi)現(xiàn)狀30
1.4.1.2 全世界主要鋼廠不銹鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀31
1.4.1.3 全世界不銹鋼發(fā)展前景31
1.4.1.4 影響不銹鋼的發(fā)展因素和面臨的問題31
1.4.2 全世界主要不銹鋼鋼鐵公司的發(fā)展32
1.4.2.1 從企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略類型看各大鋼鐵公司的發(fā)展32
1.4.2.2 KTS的發(fā)展33
1.4.2.3 Acerinox集團(tuán)的發(fā)展33
1.4.2.4 于齊諾爾的發(fā)展34
1.4.2.5 POSCO的擴(kuò)張發(fā)展35
1.4.2.6 Avestapolarito公司的發(fā)展35
1.4.2.7 日本各大鋼鐵公司間的不銹鋼業(yè)務(wù)合作關(guān)系36
1.4.3 中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展37
1.4.3.1 整體趨勢37
1.4.3.2 未來中國不銹鋼市場需求預(yù)測37
1.4.3.3 不銹鋼品種發(fā)展趨勢38
1.4.4 中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策40
參考文獻(xiàn)41
第2章 不銹鋼的定義、分類和牌號(hào)42
2.1 不銹鋼的定義42
2.1.1 定義42
2.1.2 不銹鋼的成分特點(diǎn)42
2.2 不銹鋼的分類44
2.2.1 分類44
2.2.2 分類介紹45
2.2.2.1 馬氏體不銹鋼45
2.2.2.2 鐵素體不銹鋼46
2.2.2.3 奧氏體不銹鋼48
2.2.2.4 雙相不銹鋼50
2.2.2.5 沉淀硬化型不銹鋼52
2.2.3 不銹鋼的基本性能54
2.2.3.1 力學(xué)性能54
2.2.3.2 物理性能58
2.2.3.3 不銹鋼的腐蝕方式與腐蝕性能61
2.2.3.4 不銹鋼的主要特性對(duì)比67
2.2.3.5 分類不銹鋼的基本性能總結(jié)70
2.3 不銹鋼的牌號(hào)74
2.3.1 中外不銹鋼牌號(hào)表示方法74
2.3.1.1 中國74
2.3.1.2 法國78
2.3.1.3 德國79
2.3.1.4 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織79
2.3.1.5 日本79
2.3.1.6 韓國80
2.3.1.7 俄羅斯81
2.3.1.8 瑞典81
2.3.1.9 英國83
2.3.1.10 美國84
2.3.2 中國不銹鋼牌號(hào)85
2.3.2.1 中國GB標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼棒材與鋼板85
2.3.2.2 中國GB標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼無縫鋼管的鋼號(hào)與化學(xué)成分96
2.3.2.3 中國GB標(biāo)準(zhǔn)流體輸送用不銹鋼無縫鋼管98
2.3.2.4 中國GB標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼絲100
參考文獻(xiàn)103
第3章 不銹鋼的組織104
3.1 鐵素體不銹鋼104
3.1.1 概述104
3.1.2 分類105
3.1.2.1 按合金元素Cr含量分類105
3.1.2.2 按雜質(zhì)含量分類105
3.1.3 鐵素體不銹鋼的組織106
3.1.3.1 FeCr二元合金相圖106
3.1.3.2 FeCrC、FeCrN三元合金相圖107
3.1.3.3 鐵素體不銹鋼中的相107
3.1.4 合金元素對(duì)鐵素體不銹鋼的影響110
3.1.4.1 鉻元素的影響111
3.1.4.2 鉬元素的影響115
3.1.4.3 鎳元素的影響122
3.1.4.4 鈦及鈮元素的影響124
3.1.4.5 其他元素的影響127
3.1.4.6 碳和氮等雜質(zhì)元素的影響129
3.1.5 鐵素體的共性130
3.1.5.1 475℃脆性130
3.1.5.2 σ相脆性133
3.1.5.3 高溫脆性133
3.1.5.4 碳、氮化物的析出134
3.1.6 鐵素體不銹鋼的抗蝕性136
3.1.6.1 晶間腐蝕136
3.1.6.2 應(yīng)力腐蝕138
3.1.6.3 點(diǎn)腐蝕140
3.1.6.4 縫隙腐蝕142
3.1.6.5 均勻腐蝕143
3.2 沉淀硬化型不銹鋼144
3.2.1 概述144
3.2.2 分類144
3.2.3 馬氏體系沉淀硬化不銹鋼145
3.2.3.1 化學(xué)成分與特點(diǎn)145
3.2.3.2 組織特征146
3.2.3.3 力學(xué)性能147
3.2.3.4 焊接性能147
3.2.3.5 熱處理制度148
3.2.4 半奧氏體型沉淀硬化不銹鋼149
3.2.4.1 化學(xué)成分與特點(diǎn)149
3.2.4.2 組織特征150
3.2.4.3 力學(xué)性能151
3.2.4.4 焊接性能151
3.2.4.5 熱處理制度152
3.2.5 奧氏體型沉淀硬化不銹鋼153
3.2.6 奧氏體鐵素體沉淀硬化不銹鋼154
3.3 馬氏體不銹鋼154
3.3.1 概述154
3.3.2 馬氏體鉻不銹鋼的相圖和相155
3.3.3 合金元素對(duì)馬氏體鉻不銹鋼組織和性能的影響155
3.3.3.1 鉻的影響155
3.3.3.2 碳的影響157
3.3.3.3 鉬的影響158
3.3.4 馬氏體鉻鎳不銹鋼的相圖和相159
3.3.5 合金元素對(duì)馬氏體鉻鎳不銹鋼組織和性能的影響161
3.3.5.1 鎳的影響161
3.3.5.2 鉬的影響163
3.3.5.3 鋁的影響165
3.3.5.4 銅的影響166
3.3.5.5 鈷的影響166
3.3.5.6 碳和氮的影響168
3.3.5.7 鈦的影響168
3.4 奧氏體不銹鋼169
3.4.1 概述169
3.4.2 奧氏體不銹鋼中的相169
3.4.2.1 鐵素體相的形成170
3.4.2.2 馬氏體轉(zhuǎn)變172
3.4.2.3 碳化物及氮化物沉淀175
3.4.2.4 金屬間相的形成180
3.4.3 合金元素對(duì)奧氏體不銹鋼組織和性能的影響183
3.4.3.1 碳的影響184
3.4.3.2 鉻的影響184
3.4.3.3 鎳的影響188
3.4.3.4 鉬的影響193
3.4.3.5 氮的影響195
3.4.3.6 銅的影響199
3.4.3.7 硅的影響204
3.4.3.8 錳的影響206
3.4.3.9 鈦和鈮的影響209
3.4.3.1 0硫的影響211
3.4.3.1 1磷的影響212
3.4.3.1 2硼的影響214
3.4.3.1 3稀土元素的影響215
3.5 雙相不銹鋼217
3.5.1 概論217
3.5.1.1 雙相不銹鋼的定義217
3.5.1.2 雙相不銹鋼的歷史218
3.5.1.3 雙相不銹鋼的分類及代表牌號(hào)219
3.5.2 相組成222
3.5.2.1 雙相不銹鋼相圖222
3.5.2.2 合金元素對(duì)相組成的作用225
3.5.2.3 合金元素在兩相間的分配227
3.5.3 組織轉(zhuǎn)變229
3.5.3.1 組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)229
3.5.3.2 雙相不銹鋼中的組織轉(zhuǎn)變及相的析出229
3.5.4 雙相不銹鋼的力學(xué)性能246
3.5.4.1 力學(xué)性能特點(diǎn)及強(qiáng)化機(jī)制246
3.5.4.2 力學(xué)性能247
3.5.4.3 雙相不銹鋼超塑性變形248
3.5.4.4 雙相不銹鋼的加工及工藝性能250
3.5.5 雙相不銹鋼的耐腐蝕性能250
3.5.6 雙相不銹鋼的焊接性能253
3.5.7 化學(xué)成分與合金元素的作用254
3.5.7.1 化學(xué)成分254
3.5.7.2 合金元素的作用255
3.5.7.3 合金元素的綜合作用259
3.5.7.4 組織的作用259
3.5.8 雙相不銹鋼在工業(yè)中的應(yīng)用及新開發(fā)的幾種雙相不銹鋼260
3.5.8.1 雙相不銹鋼在工業(yè)中的應(yīng)用260
3.5.8.2 新開發(fā)的幾種雙相不銹鋼262
3.5.9 含氮的雙相不銹鋼和新型稀土雙相不銹鋼262
3.5.9.1 含氮雙相不銹鋼262
3.5.9.2 含氮雙相不銹鋼的冶煉工藝263
3.5.9.3 新型稀土雙相不銹鋼264
3.5.10 奧氏體馬氏體雙相不銹鋼265
參考文獻(xiàn)266
第4章 不銹鋼的耐腐蝕性268
4.1 不銹鋼中腐蝕的方式、簡介和原理268
4.1.1 不銹鋼的腐蝕問題現(xiàn)狀268
4.1.2 不銹鋼的鈍性269
4.1.2.1 鈍性269
4.1.2.2 鈍性的電化學(xué)含義270
4.1.2.3 鈍性的破壞與修復(fù)272
4.1.2.4 合金成分及顯微結(jié)構(gòu)對(duì)不銹鋼鈍化的影響274
4.1.3 不銹鋼的腐蝕類型276
4.1.4 不銹鋼腐蝕行為的測量和評(píng)定方法282
4.1.4.1 腐蝕評(píng)定和測量方法綜述282
4.1.4.2 電化學(xué)測量方法286
4.1.5 各種不銹鋼的耐腐蝕性能和防護(hù)方法287
4.2 點(diǎn)腐蝕288
4.2.1 點(diǎn)腐蝕的基本概念和不銹鋼的點(diǎn)腐蝕現(xiàn)象288
4.2.2 點(diǎn)腐蝕的產(chǎn)生條件289
4.2.3 點(diǎn)腐蝕的形貌特征290
4.2.4 點(diǎn)腐蝕的電化學(xué)特性291
4.2.5 不銹鋼點(diǎn)腐蝕的生長機(jī)理293
4.2.6 影響不銹鋼點(diǎn)腐蝕性能的因素和防止措施295
4.2.6.1 影響不銹鋼點(diǎn)腐蝕的材料因素295
4.2.6.2 影響不銹鋼點(diǎn)腐蝕的環(huán)境因素297
4.2.6.3 不銹鋼點(diǎn)腐蝕的防止措施298
4.2.7 幾種主要不銹鋼的耐點(diǎn)腐蝕性能298
4.2.7.1 奧氏體不銹鋼的耐點(diǎn)腐蝕性能298
4.2.7.2 鐵素體不銹鋼的耐點(diǎn)腐蝕性能304
4.2.7.3 馬氏體不銹鋼的耐點(diǎn)腐蝕性能305
4.2.7.4 雙相不銹鋼的耐點(diǎn)腐蝕性能308
4.2.8 點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)方法310
4.2.8.1 點(diǎn)腐蝕的化學(xué)浸泡試驗(yàn)方法310
4.2.8.2 點(diǎn)腐蝕的電化學(xué)試驗(yàn)方法316
4.2.8.3 點(diǎn)腐蝕現(xiàn)場試驗(yàn)323
4.3 縫隙腐蝕323
4.3.1 概述323
4.3.2 影響縫隙腐蝕的因素及其防止措施325
4.3.3 縫隙腐蝕圖譜326
4.3.4 各種不銹鋼的縫隙腐蝕328
4.4 晶間腐蝕328
4.4.1 概述328
4.4.2 晶間腐蝕產(chǎn)生的原因及其影響因素329
4.4.3 幾種特殊形式的晶間腐蝕330
4.4.4 晶間腐蝕圖譜331
4.4.5 防止晶間腐蝕的途徑及其評(píng)定方法337
4.4.6 奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕339
4.4.7 其他類型不銹鋼的晶間腐蝕340
4.5 應(yīng)力腐蝕342
4.5.1 概述342
4.5.2 應(yīng)力腐蝕破裂產(chǎn)生的條件及其機(jī)理342
4.5.3 影響應(yīng)力腐蝕的因素及其防止措施344
4.5.4 應(yīng)力腐蝕圖譜345
4.5.5 各種不銹鋼的應(yīng)力腐蝕351
4.6 疲勞腐蝕、電偶腐蝕、磨損腐蝕以及氣腐蝕352
4.6.1 疲勞腐蝕352
4.6.1.1 引言352
4.6.1.2 冶金因素的影響355
4.6.1.3 試驗(yàn)和環(huán)境因素的影響357
4.6.2 電偶腐蝕359
4.6.3 磨耗腐蝕361
4.6.4 氣蝕362
4.7 全面腐蝕363
4.7.1 引言363
4.7.2 腐蝕速度的表達(dá)方式367
4.7.3 酸369
4.7.3.1 硫酸369
4.7.3.2 鹽酸371
4.7.3.3 磷酸371
4.7.3.4 硝酸372
4.7.3.5 有機(jī)酸374
4.7.3.6 其他酸375
4.7.4 堿375
4.8 燃?xì)飧g和熔融物腐蝕376
4.8.1 引言376
4.8.2 氧化377
4.8.2.1 引言377
4.8.2.2 氧化的特征377
4.8.2.3 成分的影響378
4.8.2.4 顯微組織的影響381
4.8.2.5 環(huán)境的影響383
4.8.3 硫化384
4.8.3.1 引言384
4.8.3.2 二硫化碳環(huán)境385
4.8.3.3 氫硫化氫環(huán)境386
4.8.3.4 硫蒸氣386
4.8.3.5 燃燒氣氛387
4.8.4 滲碳387
4.8.5 氮化389
4.8.6 鹵素氣體390
4.8.7 熔融物391
參考文獻(xiàn)392
第5章 不銹鋼的物理及力學(xué)性能393
5.1 不銹鋼的力學(xué)性能393
5.1.1 力學(xué)性能的一般規(guī)律393
5.1.1.1 鐵素體不銹鋼393
5.1.1.2 馬氏體不銹鋼396
5.1.1.3 奧氏體不銹鋼400
5.1.1.4 沉淀硬化型不銹鋼410
5.1.1.5 產(chǎn)品形狀對(duì)力學(xué)性能的影響412
5.1.2 強(qiáng)度和強(qiáng)化414
5.1.2.1 奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度規(guī)律414
5.1.2.2 超高強(qiáng)度不銹鋼416
5.1.3 韌性和韌化419
5.1.3.1 韌性的意義419
5.1.3.2 韌化的措施421
5.1.4 應(yīng)力腐蝕斷裂425
5.1.4.1 概述425
5.1.4.2 奧氏體不銹鋼的氯脆427
5.1.4.3 不銹鋼的其他應(yīng)力腐蝕斷裂449
5.1.5 氫脆453
5.1.5.1 氫脆基礎(chǔ)知識(shí)453
5.1.5.2 機(jī)理458
5.1.5.3 馬氏體及沉淀硬化不銹鋼460
5.1.5.4 奧氏體不銹鋼氫脆性462
5.2 不銹鋼的物理性能466
5.2.1 概述466
5.2.1.1 物理性能與溫度的相關(guān)性467
5.2.1.2 低溫下的物理性能468
5.2.2 奧氏體不銹鋼的物理性能470
5.2.3 雙相不銹鋼的物理性能471
5.2.4 沉淀硬化不銹鋼的物理性能471
5.2.5 馬氏體不銹鋼的物理性能471
5.2.6 變形不銹鋼的室溫物理性能472
5.2.7 鑄造不銹鋼的室溫物理性能472
參考文獻(xiàn)477
第6章 不銹鋼的生產(chǎn)工藝478
6.1 不銹鋼的冶煉478
6.1.1 不銹鋼主要冶煉工藝設(shè)備的配置478
6.1.2 不銹鋼的冶煉工藝路線480
6.1.2.1 不銹鋼一步法冶煉工藝480
6.1.2.2 不銹鋼二步法冶煉工藝482
6.1.2.3 不銹鋼三步法冶煉工藝492
6.1.2.4 爐料與不銹鋼冶煉工藝494
6.1.3 不銹鋼冶煉工藝路線的選擇496
6.2 不銹鋼的澆鑄498
6.2.1 不銹鋼模鑄澆鑄498
6.2.2 不銹鋼連鑄澆鑄499
6.2.2.1 不銹鋼連鑄的發(fā)展概況500
6.2.2.2 不銹鋼連鑄設(shè)備502
6.2.2.3 中間包冶金503
6.2.2.4 鋼水和鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的行為504
6.2.2.5 鑄坯凝固技術(shù)506
6.2.2.6 特殊不銹鋼的連鑄技術(shù)507
6.2.2.7 大方坯和小方坯的連鑄技術(shù)508
6.2.2.8 薄板坯連鑄技術(shù)508
6.2.2.9 不銹鋼連鑄中常見的問題511
6.3 不銹鋼的加工513
6.3.1 不銹鋼板的生產(chǎn)技術(shù)513
6.3.1.1 不銹鋼板的生產(chǎn)過程513
6.3.1.2 不銹鋼板的熱軋514
6.3.1.3 不銹鋼板的冷軋516
6.3.2 不銹鋼的熱處理518
參考文獻(xiàn)518
第7章 不銹鋼的應(yīng)用520
7.1 引言520
7.2 不銹鋼的特性520
7.3 不銹鋼的應(yīng)用523
7.3.1 不銹鋼在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用526
7.3.1.1 高耐蝕性不銹鋼的開發(fā)527
7.3.1.2 造型性和表面加工、表面處理528
7.3.1.3 建筑結(jié)構(gòu)用不銹鋼530
7.3.1.4 從用戶看建筑用不銹鋼531
7.3.1.5 建筑用裝潢材料532
7.3.1.6 使用建筑結(jié)構(gòu)用不銹鋼材料的系統(tǒng)構(gòu)架533
7.3.1.7 不銹鋼建筑用螺栓534
7.3.1.8 不銹鋼在建筑業(yè)中應(yīng)用實(shí)例535
7.3.2 不銹鋼在海洋裝置上的應(yīng)用538
7.3.2.1 海水腐蝕538
7.3.2.2 高速船用高強(qiáng)度雙相不銹鋼543
7.3.2.3 其他應(yīng)用549
7.3.3 不銹鋼在石油工業(yè)中的應(yīng)用551
7.3.4 不銹鋼在汽車業(yè)的應(yīng)用555
7.3.4.1 汽車排氣系統(tǒng)用不銹鋼555
7.3.4.2 汽車車架用不銹鋼557
7.3.4.3 汽車用不銹鋼零件558
7.3.4.4 汽車裝飾用不銹鋼559
7.3.4.5 汽車用不銹鋼的腐蝕問題559
7.3.4.6 對(duì)我國汽車用不銹鋼的展望564
7.3.5 在核工業(yè)中的應(yīng)用565
7.3.6 在肥料工業(yè)中的應(yīng)用568
7.3.7 在航空航天業(yè)中的應(yīng)用570
7.3.7.1 不銹鋼在航空航天業(yè)應(yīng)用的概述570
7.3.7.2 航空用不銹鋼570
7.3.7.3 航空航天用超高強(qiáng)度鋼574
7.3.8 在造紙和紙漿工業(yè)中的應(yīng)用579
7.3.9 在合成樹脂工業(yè)中的應(yīng)用580
7.3.10 在食品工業(yè)中的應(yīng)用581
7.3.11 在醫(yī)療事業(yè)中的應(yīng)用582
參考文獻(xiàn)582
第8章 我國不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)要求585
8.1 鋼的分類585
8.2 不銹鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分585
8.3 尺寸、外形、重量及允許偏差588
8.3.1 熱軋圓鋼和方鋼的尺寸、外形及允許偏差588
8.3.2 熱軋扁鋼的尺寸、外形及允許偏差589
8.3.3 熱軋六角鋼和八角鋼的尺寸、外形及允許偏差593
8.3.4 鍛制圓鋼和方鋼的尺寸、外形及允許偏差595
8.3.5 鍛制扁鋼的尺寸、外形及允許偏差596
8.4 長度及允許偏差599
8.4.1 通常長度599
8.4.2 定尺、倍尺長度600
8.4.3 交貨狀態(tài)600
8.4.4 力學(xué)性能600
8.4.5 低倍組織604
附錄不銹鋼棒或試樣的典型熱處理制度605