特種合金鋼選用與設計（簡體書）

幹勇，中國工程院，副院長。兼任中國科學技術協會第七屆委員會常委、中國金屬學會副理事長、中國材料研究學會副理事長等職。，中國工程院院士，中國工程院副院長；冶金專家，鋼鐵研究總院教授級高工。

幹勇院士主要從事鋼鐵冶金領域連鑄工程與新技術基礎理論、技術集成研究和近終型連鑄、高效連鑄等方面的工程開發及推廣工作。在凝固理論、結晶振動優化、連鑄保護渣、電磁冶金、電腦仿真等方面做了深入的工作，在高效連鑄、薄板坯連鑄工程化方面取得較為系統的成績。

第1章緒論

1.1特種合金鋼概述/001

1.2特種合金鋼選用與設計概述/003

1.3特種合金鋼生產製備/006

1.4特種合金鋼典型應用實例/010

1.5特種合金鋼選用與設計的發展及其意義/013

1.5.1特種合金鋼選用與設計系統/013

1.5.2特種合金鋼選用與設計方法發展/016

1.5.3鋼的選用與設計系統和產品全壽命週期/017

1.5.4鋼的選用與設計系統和綠色製造/017

1.5.5特種合金鋼選用與設計系統和可靠性/019

1.5.6特種合金鋼選用與設計系統和延壽/019

1.5.7特種合金鋼選用與設計系統和可持續發展/020

1.6本書內容與結構/020

參考文獻/021

第2章特種合金鋼力學行為及特性

2.1特種合金鋼力學性能及檢測/023

2.2特種合金鋼組織特徵與強韌性能/025

2.2.1組織與性能概念/025

2.2.2鋼的強化機制/027

2.2.3鋼的韌化機制/032

2.3特種合金鋼的疲勞性能/034

2.3.1疲勞性能概述/034

2.3.2特種合金鋼產品應力集中/035

2.3.3鋼的旋轉彎曲疲勞性能/037

2.3.4鋼的接觸疲勞性能及影響因素/040

2.3.5特種合金鋼產品疲勞的微觀機制/041

2.3.6特種合金鋼腐蝕疲勞損傷/042

2.3.7特種合金鋼產品熱機械疲勞/043

2.3.8特種合金鋼產品磨損疲勞/043

2.3.9基於疲勞抗力材料選擇原則/044

2.4特種合金鋼的蠕變抗力與耐熱性/047

2.4.1特種合金鋼蠕變機理/047

2.4.2特種合金鋼蠕變本質及評價/048

2.4.3特種合金鋼抗蠕變過程/052

2.4.4鋼在蠕變過程中微觀組織演變/054

2.4.5特種合金鋼使用溫度及變形機制/063

2.4.6基於蠕變抗力材料選擇原則/064

參考文獻/065

第3章特種合金鋼的工藝適應性與產品環境適應性能

3.1工藝適應性與環境適應性的概念 /067

3.2特種合金鋼表面完整性/067

3.3特種合金鋼耐腐蝕性能/072

3.3.1特種合金鋼腐蝕類型/072

3.3.2鋼的單一腐蝕失效模式/073

3.3.3鋼的綜合腐蝕失效模式/075

3.3.4特種合金鋼成分對耐蝕性的影響/076

3.3.5特種合金鋼防腐蝕選材方法/077

3.4特種合金鋼耐磨損性能/078

3.4.1磨損的過程及類型/078

3.4.2基於材料耐磨性的選材方法/081

參考文獻/083

第4章特種合金鋼表面處理與表面層

4.1特種合金鋼表面處理類別/084

4.2表面化學熱處理技術/085

4.2.1離子化學熱處理/085

4.2.2特種合金鋼滲碳工藝/086

4.2.3特種合金鋼滲氮工藝/091

4.2.4碳氮共滲工藝/093

4.2.5碳氮複合化學熱處理/097

4.2.6化學熱處理組織與硬度/098

4.3其他表面技術/104

4.3.1離子注入技術/104

4.3.2氣相沉積技術/105

4.3.3表面加熱淬火技術/105

4.3.4鐳射熔覆耐磨塗層/106

4.3.5熱噴塗技術/108

4.3.6真空熔結技術/113

4.4表層硬化結構/113

4.5表面處理技術的應用/114

參考文獻/115

第5章特種合金鋼失效分析與表面特性

5.1失效分析概述/117

5.1.1失效與失效分析內涵/117

5.1.2失效分析作用與意義/119

5.1.3失效分析技術的發展/120

5.2失效分析思路/121

5.3失效模式與原因/123

5.3.1基本概念/123

5.3.2特種合金鋼失效原因/124

5.3.3特種合金鋼失效分析/127

5.4失效分析流程與方法/130

5.4.1失效分析的方法及過程/130

5.4.2常用失效測試裝置/132

5.5特種合金鋼產品殘餘應力分析/133

5.5.1殘餘應力分析/133

5.5.2表面處理後殘餘應力分佈/134

5.6特種合金鋼腐蝕疲勞失效分析/136

5.7產品表面品質分析/137

參考文獻/138

第6章特種合金鋼選用與設計體系及原則

6.1選用與設計系統工程方法/139

6.1.1選用與設計系統邏輯結構/139

6.1.2系統工程內涵/140

6.1.3可靠性設計/141

6.1.4產品系統性/144

6.2特種合金鋼選用依據/144

6.2.1特種合金鋼環境適應性 /145

6.2.2特種合金鋼構件失效分析/145

6.2.3特種合金鋼及構件表面特性 /145

6.3特種合金鋼選用原則/146

6.3.1使用性能原則/146

6.3.2構件製造工藝性能原則/148

6.3.3性能及成本制約原則/151

6.4特種合金鋼設計原則/152

6.4.1環境制約原則/152

6.4.2工藝適應性原則/153

6.4.3經濟性制約原則/155

6.5特種合金鋼的設計程式/156

6.6特種合金鋼產品開發基礎/157

6.6.1材料及產品設計 /157

6.6.2表面處理及性能/158

6.6.3產品使用與維修/159

6.6.4考核與壽命評價/159

6.6.5材料及產品檢測/160

6.6.6材料及產品技術體系/160

6.6.7材料及產品標準體系/160

6.6.8材料及產品失效系統/161

參考文獻/161

第7章特種合金鋼在機械傳動系統中的應用

7.1傳動系統設計特徵與服役性能/163

7.2滾動軸承鋼/165

7.2.1滾動軸承鋼工況與性能要求/165

7.2.2滾動軸承鋼成分與製備/166

7.2.3滾動軸承鋼工藝與組織控制/168

7.2.4滲碳層與摩擦磨損/169

7.2.5軸承類零件失效形式/184

7.2.6軸承零件失效典型特徵與分析/185

7.2.7滾動軸承鋼品種與用途/186

7.3齒輪用鋼/188

7.3.1齒輪鋼工況與材料服役性能/188

7.3.2齒輪鋼材料及其表面處理/190

7.3.3齒輪鋼製備與模鍛成形/194

7.3.4齒輪類零件失效形式/201

7.3.5齒輪典型失效特徵與分析/204

7.3.6齒輪鋼的應用/209

7.4傳動軸用鋼/210

7.4.1軸件服役條件與材料性能/211

7.4.2軸件失效起源與形式/212

7.4.3軸件用鋼失效分析及應用/215

7.4.4軸件結構設計分析/217

參考文獻/220

第8章特種合金鋼在高溫動力機械中的應用

8.1服役環境對耐熱鋼的影響/222

8.2超超臨界電站鍋爐工況及材料性能要求/223

8.3高溫動力機械用鋼開發及應用/225

8.4USC電站及其燃煤電站耐熱鋼/229

8.5高溫動力機械用鋼組織性能/231

8.5.1X12鐵素體耐熱鋼/231

8.5.2HR3C奧氏體耐熱鋼/231

8.5.3高Cr馬氏體耐熱鋼/233

8.5.4抗磨耐熱鋼研發/238

參考文獻/239

第9章航空用超高強度特種合金鋼

9.1超高強度航空用鋼/242

9.2低合金超高強度鋼/247

9.3二次沉澱硬化鋼/249

9.4馬氏體時效鋼/251

參考文獻/258

第10章高性能耐磨特種合金鋼10.1概述/260

10.2耐磨合金鋼/263

10.2.1合金元素在耐磨合金鋼中的作用/263

10.2.2低合金耐磨鋼性能與工藝/264

10.2.3中合金耐磨鋼性能/266

10.3特種高速鋼/267

10.4特種模具鋼/272

10.4.1工具鋼及其分類/272

10.4.2模具鋼使用工況與性能/275

10.4.3冷作模具鋼的選用/278

10.4.4熱作模具用鋼的選用/281

10.5耐磨鋼的合金成分設計/285

參考文獻/286

第11章高純淨高強度特種合金鋼

11.1無間隙原子（IF）高強鋼/289

11.2相變誘發塑性（TRIP）鋼/291

11.3汽車用雙相高強（DP）鋼/294

11.4高品質管線用鋼/298

11.4.1管線鋼使用性能及發展/298

11.4.2管線鋼產品關鍵工藝技術/302

11.4.3低碳貝氏體管線鋼設計與開發/303

11.4.4低碳貝氏體鋼控軋控冷新技術/306

11.5高性能海洋船舶用鋼/307

11.5.1海洋船舶用鋼服役環境與性能要求/307

11.5.2海洋船舶用鋼失效分析/309

11.5.3海洋船舶用鋼選用原則/310

11.5.4海洋船舶用鋼成分組織設計/311

11.5.5海洋船舶產品防腐蝕設計/312

參考文獻/312

第12章特種合金鋼開發與應用新進展

12.1特種合金鋼產品開發新進展/314

12.1.1特種合金鋼產品設計思想與方法/314

12.1.2特種合金鋼及產品檢測技術/315

12.2特種合金鋼新產品/317

12.2.1航空發動機主軸軸承/317

12.2.2新一代超高強度鋼與起落架構件/319

12.3特種合金鋼應用新進展——高鐵軸承材料/321

12.3.1高鐵軸承服役環境及關鍵技術/321

12.3.2高鐵軸承鋼組織及其性能/328

參考文獻/339

索引