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1钢材的力学性能及评价方法1

1.1 钢的拉伸性能1

1.1.1 拉伸应力-应变曲线1

1.1.2 拉伸与均匀变形2

1.2 钢的韧性和冲击试验3

1.2.1 钢的韧性3

1.2.2 钢的韧性评价方法4

1.3 钢的蠕变性能6

1.3.1 蠕变曲线6

1.3.2 持久强度极限7

1.3.3 持久塑性8

1.3.4 应力松弛9

1.4 钢的疲劳性能9

1.4.1 钢的疲劳失效与应力状态9

1.4.2 应力循环与S- N曲线10

1.4.3 钢的疲劳性能评价11

1.4.4 疲劳的影响因素11

参考文献12

2钢的强化和韧化机理14

2.1 钢的强化机制14

2.1.1 固溶强化14

2.1.2 位错强化16

2.1.3 沉淀强化18

2.1.4 细晶强化19

2.1.5 相变强化21

2.2 钢的增塑和韧化机制22

2.2.1 钢的增塑机制23

2.2.2 钢的韧化机制26

2.2.3 钢的韧化方法28

参考文献31

3钢的奥氏体组织演变与控制33

3.1 高温变形奥氏体的再结晶33

3.1.1 动态回复和动态再结晶33

3.1.2 静态再结晶的控制37

3.1.3 再结晶区域图43

3.2 奥氏体变形储能及控制44

3.3 低温奥氏体的形成与控制48

3.3.1 低温奥氏体组织控制48

3.3.2 残余奥氏体的稳定性53

参考文献55

4热变形奥氏体的动态相变与控制57

4.1 过冷奥氏体相变及测试方法57

4.1.1 热分析法58

4.1.2 差示扫描量热法58

4.1.3 声发射法58

4.1.4 电阻法59

4.1.5 热膨胀法59

4.2 变形奥氏体的铁素体相变60

4.2.1 变形对奥氏体向铁素体（γ→α）转变的影响60

4.2.2 变形奥氏体的相变动力及形核62

4.2.3 热变形对γ→α相变温度的影响64

4.2.4 铁素体的变形与再结晶67

4.3 变形奥氏体的珠光体相变70

4.3.1 珠光体形核和珠光体形貌参数70

4.3.2 珠光体的形核与长大71

4.3.3 变形条件下的珠光体相变温度72

4.4 变形奥氏体的贝氏体相变74

4.4.1 贝氏体结构及形核75

4.4.2 贝氏体的相变动力77

4.4.3 典型低碳贝氏体钢的连续冷却相变79

4.4.4 贝氏体相变与MA组织控制81

4.5 变形奥氏体的马氏体相变82

4.5.1 马氏体相变温度的影响因素82

4.5.2 马氏体组织形态84

4.5.3 马氏体形态与力学性能的关系85

参考文献87

5微合金元素的溶解与析出控制90

5.1 微合金元素化合物特征90

5.2 微合金元素的高温溶解91

5.3 微合金元素的析出及控制94

5.3.1 微合金元素的析出动力学94

5.3.2 轧制过程中的析出98

5.3.3 冷却过程中的析出100

5.3.4 时效过程中的析出102

5.4 析出物的长大105

5.5 微合金元素及其在钢中的作用106

5.5.1 阻止加热时奥氏体晶粒长大106

5.5.2 抑制形变奥氏体的再结晶107

5.5.3 强韧化作用108

参考文献113

6轧制过程传热学与冷却控制115

6.1 传热过程物理现象115

6.1.1 冷却传热现象115

6.1.2 水冷时的换热现象116

6.1.3 汽水混合冷却117

6.1.4 相变与相变潜热117

6.2 对流换热系数及测量方法118

6.2.1 分析方法118

6.2.2 实验方法119

6.2.3 数值解法119

6.3 不同冷却方式与对流换热系数119

6.3.1 气雾冷却119

6.3.2 层流冷却120

6.3.3 缝隙喷射冷却132

6.3.4 柱状流喷射冷却138

6.4 不均匀冷却与残余应力141

6.4.1 残余应力的测量141

6.4.2 温度-相变-应力的耦合142

6.4.3 热轧残余应力的控制161

6.5 各种冷却装置及其应用162

6.5.1 先进冷却装置的技术特征163

6.5.2 钢材高效控冷技术的应用167

参考文献171

7金属塑性变形抗力的研究172

7.1 金属变形抗力研究概况172

7.1.1 变形抗力的概念与一般行为172

7.1.2 金属塑性变形抗力的影响因素172

7.1.3 金属塑性变形抗力研究概况176

7.1.4 现有的金属变形抗力数学模型178

7.2 金属塑性变形抗力的研究方法179

7.2.1 实验方法180

7.2.2 试验设备和试验方案181

7.2.3 静态软化率的研究182

7.3 典型钢种变形抗力研究案例183

7.3.1 X80管线钢183

7.3.2 X120管线钢187

7.3.3 SPHC热轧带钢191

7.3.4 95 CrMo工具钢196

参考文献204

8中厚板生产中的组织与性能控制205

8.1 中厚板生产工艺流程205

8.1.1 一般中厚板工艺流程205

8.1.2 特殊中厚板工艺流程205

8.1.3 中厚板生产常用工序功能205

8.1.4 组织与性能控制关键工序208

8.2 典型中厚板品种的组织与性能控制210

8.2.1 高强度管线钢中厚板210

8.2.2 桥梁用中厚钢板215

8.2.3 高层建筑用钢218

8.2.4 船舶及海洋工程用钢223

8.2.5 锅炉容器钢板229

8.3 中厚板的组织性能控制新工艺235

8.3.1 中间冷却（IC）与高效控制轧制235

8.3.2 温度梯度轧制（GTR）240

8.3.3 直接淬火（DQ）247

8.3.4 间断直接淬火（IDQ）与直接淬火分配（DQP）253

8.3.5 在线热处理（HOP）256

8.3.6 弛豫析出控制（RPC）260

8.3.7 常化控制冷却（NCC）261

参考文献267

9热轧带钢的组织性能控制269

9.1 热轧带钢生产工艺流程及特点269

9.1.1 常规带钢热连轧工艺流程269

9.1.2 薄板坯连铸连轧工艺流程271

9.1.3 薄带铸轧工艺流程274

9.2 带钢热轧过程的组织控制276

9.2.1 加热铸坯的组织控制276

9.2.2 热轧带钢生产过程的控制轧制278

9.3 热轧带钢的控制冷却及相变控制282

9.3.1 带钢轧后控制冷却工艺282

9.3.2 冷却工艺对组织性能的影响284

9.4 典型热轧带钢组织与性能控制应用288

9.4.1 热连轧TRIP钢的组织与性能控制288

9.4.2 热轧管线钢带的组织性能控制291

参考文献293

10组织性能控制在型钢生产中的应用295

10.1 棒材及钢筋的组织性能控制295

10.1.1 热轧棒材工艺及设备布置295

10.1.2 棒材热轧过程的温度控制298

10.1.3 热轧轴承钢棒材的组织控制302

10.1.4 传统棒材生产线的控制轧制311

10.1.5 热轧钢筋的组织性能控制313

10.2 线材的组织性能控制324

10.2.1 线材生产的温度控制324

10.2.2 线材在线热处理工艺335

10.3 异型材的组织性能控制338

10.3.1 H型钢的组织性能控制338

10.3.2 钢轨的在线热处理343

参考文献348

11热轧无缝钢管的组织性能控制350

11.1 热轧无缝钢管的用途及性能要求350

11.2 热轧无缝钢管的控制轧制351

11.2.1 热轧无缝钢管变形规律研究方法351

11.2.2 无缝钢管再结晶型控制轧制模拟研究355

11.3 热轧无缝管的组织性能控制应用360

11.3.1 轧后快速冷却工艺360

11.3.2 轧后直接淬火364

11.3.3 在线常化工艺377

参考文献383

12热轧钢材的组织性能预报与控制385

12.1 加热过程的组织演变385

12.1.1 奥氏体的形核与晶粒长大385

12.1.2 影响奥氏体晶粒尺寸的主要因素385

12.1.3 奥氏体晶粒长大模型386

12.2 轧制过程中的组织演变388

12.2.1 动态回复与再结晶388

12.2.2 静态回复与再结晶391

12.2.3 微合金元素的影响393

12.3 轧后冷却过程的组织演变399

12.3.1 相变平衡温度计算模型399

12.3.2 相变孕育期计算模型403

12.3.3 相变转变量计算模型404

12.4 室温组织与力学性能关系模型407

12.4.1 固溶强化模型408

12.4.2 析出强化模型408

12.4.3 位错强化模型409

12.4.4 细晶强化模型409

12.5 热轧钢材组织性能预报与控制系统及应用410

12.5.1 热轧钢材组织性能预报模型构成410

12.5.2 组织性能在线预报系统构成与应用412

参考文献415