目錄
總序
前言
第1章 概論 1
1.1 特殊鋼基本概念與分類 1
1.1.1 特殊鋼基本概念 2
1.1.2 特殊鋼分類 2
1.2 特殊鋼的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 14
1.2.1 國內(nèi)外特殊鋼現(xiàn)狀 14
1.2.2 特殊鋼發(fā)展趨勢 16
1.3 特殊鋼制備方法 21
1.3.1 特殊鋼冶煉方法 21
1.3.2 特殊鋼成形方法 23
1.3.3 特殊鋼熱處理 23
1.3.4 特殊鋼測試評價(jià) 23
1.4 大型構(gòu)件制備 24
1.4.1 大型構(gòu)件分類 24
1.4.2 大型構(gòu)件制備方法 30
1.4.3 大型構(gòu)件缺陷演化與控制技術(shù) 31
1.5 特殊鋼全生命周期研發(fā)測試 32
1.5.1 解決特殊鋼與高端基礎(chǔ)零部件制造難題 32
1.5.2 提出組織定制學(xué)術(shù)思想 33
1.5.3 持久支撐基礎(chǔ)零部件自主可控制造 34
參考文獻(xiàn) 37
第2章 低氧稀土鋼制備 43
2.1 氧在鋼中的作用 43
2.1.1 氧在鋼中的作用機(jī)制 43
2.1.2 氧對夾雜物的影響 44
2.1.3 氧對疲勞性能的影響 45
2.2 低氧潔凈鋼的制備 45
2.2.1 低氧潔凈鋼的冶煉 45
2.2.2 全流程控氧工藝 49
2.3 低氧稀土鋼的制備 51
2.3.1 稀土在鋼中的作用機(jī)制 52
2.3.2 稀土對高碳鉻軸承鋼中夾雜物的影響 59
2.3.3 氧對稀土鋼的影響機(jī)制 69
2.3.4 “雙低氧”稀土鋼的制備 71
2.4 低氧稀土鋼的夾雜物表征 74
2.4.1 低氧稀土鋼中夾雜物三維表征方法 74
2.4.2 鋼中非金屬夾雜物全自動提取設(shè)備 76
2.4.3 國內(nèi)外軸承鋼的夾雜物對比分析 78
參考文獻(xiàn) 79
第3章 低偏析鋼制備 83
3.1 鋼中偏析的類型與形成機(jī)制 83
3.1.1 鋼中偏析類型 83
3.1.2 自然對流作用下的偏析形成機(jī)制 85
3.1.3 鋼錠負(fù)偏析形成機(jī)制 100
3.2 氧致偏析的機(jī)制與控制 105
3.2.1 氧對偏析形成的影響機(jī)制 105
3.2.2 氧致通道偏析的大型鋼錠實(shí)物解剖 120
3.3 全域低偏析鋼的制造方法 128
3.3.1 低氧鋼的澆注與凝固控制 128
3.3.2 凝固自補(bǔ)縮與鑄鍛一體化 130
3.3.3 大型鍛坯構(gòu)筑成形技術(shù) 132
參考文獻(xiàn) 146
第4章 不銹鋼大型鑄件制備 150
4.1 馬氏體不銹鋼的成分設(shè)計(jì) 151
4.1.1 馬氏體不銹鋼的化學(xué)成分 151
4.1.2 鎳鉻當(dāng)量比設(shè)計(jì)與高溫鐵素體相控制 152
4.1.3 不銹鋼中氧含量的控制與點(diǎn)狀銹蝕 153
4.2 三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪大型鑄件的制備工藝 159
4.2.1 百噸級上冠鑄件的鑄造工藝設(shè)計(jì)與缺陷控制 159
4.2.2 百噸級下環(huán)鑄件的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 161
4.2.3 大型葉片的變形模擬與反變形控制 162
4.3 馬氏體不銹鋼中的逆變奧氏體相控制 165
4.3.1 回火過程中逆變奧氏體相的演化 165
4.3.2 逆變奧氏體熱穩(wěn)定性分析 172
4.3.3 逆變奧氏體的機(jī)械穩(wěn)定性與TRIP效應(yīng) 178
4.3.4 不銹鋼鑄件的熱處理工藝 190
4.4 高強(qiáng)韌馬氏體不銹鋼的擴(kuò)展應(yīng)用 190
4.4.1 關(guān)鍵合金元素控制 191
4.4.2 熱處理工藝的影響 192
參考文獻(xiàn) 193
第5章 大型鍛件制備 196
5.1 大型船用曲軸的制備 197
5.1.1 大型船用曲軸所需鋼錠制備 199
5.1.2 大型曲拐鍛件的彎鍛成形 204
5.1.3 大型曲拐鍛件的熱處理 222
5.2 核電大型鍛件的制備 232
5.2.1 核電大鋼錠的制備 232
5.2.2 核電大型鍛件的一體化成形 236
5.2.3 核電大型鍛件的熱處理 242
5.3 低溫工程用大型鍛件研制 249
5.3.1 均質(zhì)化大型鍛件近凈成形制備 250
5.3.2 新型熱處理工藝原理及應(yīng)用 251
參考文獻(xiàn) 254
第6章 高品質(zhì)軸承鋼制備 258
6.1 超低氧軸承鋼冶煉 258
6.1.1 氧對軸承鋼影響 258
6.1.2 低氧軸承鋼精煉 259
6.1.3 稀土軸承鋼冶煉 264
6.2 高均質(zhì)軸承鋼制備 265
6.2.1 GCr15軸承鋼均質(zhì)化制備 265
6.2.2 航空發(fā)動機(jī)用M50軸承鋼均質(zhì)化制備 266
6.2.3 盾構(gòu)機(jī)用CrMo軸承鋼均質(zhì)化制備 270
6.3 軸承鋼熱處理 275
6.3.1 M50鋼全流程熱處理 275
6.3.2 GCr15鋼全流程熱處理 280
6.3.3 高淬透性高碳鉻軸承鋼的全流程熱處理 290
6.3.4 42CrMo4M鋼熱處理 293
6.3.5 白蝕組織形成機(jī)制的新認(rèn)識 301
6.4 軸承鋼的應(yīng)力解析與控制 305
6.4.1 殘余應(yīng)力的檢測 305
6.4.2 表面壓應(yīng)力的形成 311
6.4.3 殘余應(yīng)力的控制 312
6.5 軸承鋼在高端軸承中的應(yīng)用與評價(jià) 312
6.5.1 軸承鋼全生命周期研發(fā)與評價(jià) 313
6.5.2 高端軸承的研發(fā)與應(yīng)用 313
參考文獻(xiàn) 323
第7章 多尺度模擬計(jì)算 326
7.1 第一性原理計(jì)算 326
7.1.1 氧致偏析的第一性原理計(jì)算 327
7.1.2 固溶稀土作用機(jī)制的第一性原理計(jì)算 331
7.1.3 稀土與碳交互作用的第一性原理計(jì)算 336
7.2 介觀尺度組織演化模擬計(jì)算 338
7.2.1 凝固組織演化的介觀尺度模擬計(jì)算 339
7.2.2 氧致偏析的介觀尺度模擬計(jì)算 345
7.2.3 固態(tài)相變介觀尺度模擬計(jì)算 354
參考文獻(xiàn) 373
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