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第1章 钢铁生产及其质量检验1

1.1 钢铁生产简述1

1.1.1 钢铁生产基本流程1

1.1.2 炼铁1

1.1.3 炼钢4

1.1.4 轧钢7

1.1.5 钢材品种及用途8

1.2 钢的冶炼13

1.2.1 铁水预处理13

1.2.2 转炉炼钢16

1.2.3 电炉炼钢20

1.2.4 炉外精炼22

1.3 电渣重熔28

1.3.1 电渣冶金原理28

1.3.2 电渣冶金去除杂质元素29

1.4 钢材的检验31

1.4.1 钢材的技术标准31

1.4.2 钢材质量的评定方法39

1.4.3 钢材工艺性能的评定方法40

1.4.4 钢材使用性能的评定方法40

1.4.5 钢铁生产中常规检验项目41

第2章 钢铁铸件及连铸坯的质量分析45

2.1 铸钢件及其质量分析45

2.1.1 铸钢的凝固方式及其对铸钢件质量的影响45

2.1.2 铸钢件的铸造缺陷及其影响因素48

2.1.3 提高铸钢件质量的工艺措施56

2.2 铸铁件及其质量分析62

2.2.1 铸铁石墨化及其影响因素62

2.2.2 灰口铸铁与球墨铸铁的凝固特征65

2.2.3 铸铁件的铸造缺陷及其质量分析69

2.2.4 提高铸铁件质量的措施77

2.3 连铸坯及其质量分析81

2.3.1 连铸工艺流程81

2.3.2 连铸坯凝固及其组织特点81

2.3.3 连铸坯的缺陷及其质量控制85

第3章 钢中的气体94

3.1 钢中气体的来源94

3.1.1 冶炼中原材料带入的气体94

3.1.2 脱氧剂和铁合金带入的气体95

3.1.3 浇注及其他冶金过程中带入的气体96

3.2 钢中氢的作用97

3.2.1 钢中氢的来源97

3.2.2 氢在钢中的存在形式和溶解97

3.2.3 氢损伤和氢致开裂100

3.2.4 减少钢中氢含量的措施106

3.3 钢中氮的作用108

3.3.1 氮在钢中的溶解及其分布108

3.3.2 氮在钢中的有利作用110

3.3.3 氮在钢中的不利影响110

3.3.4 减少钢中氮含量的措施117

3.4 钢中氧的作用119

3.4.1 氧在钢中的溶解119

3.4.2 氧在钢中的有利作用120

3.4.3 氧在钢中的不利影响121

第4章 钢中的非金属夹杂物及其检测124

4.1 钢中非金属夹杂物的来源124

4.1.1 内生非金属夹杂物125

4.1.2 外来非金属夹杂物126

4.2 钢中非金属夹杂物的分类127

4.2.1 按非金属夹杂物形态和分布特点分类127

4.2.2 按非金属夹杂物化学组成特点分类128

4.2.3 按非金属夹杂物在热加工过程中的变形特性分类130

4.2.4 按非金属夹杂物尺寸分类132

4.3 钢中的氧化物132

4.3.1 钢中氧的来源132

4.3.2 炼钢工艺中常见的脱氧方式132

4.3.3 钢中常用的脱氧剂134

4.3.4 钢中内生氧化物夹杂的形成机理135

4.4 钢中的氮化物和碳化物138

4.4.1 钢中的碳氮化钛138

4.4.2 钢中的碳氮化铌140

4.4.3 钢中的碳氮化铬和氮化铝140

4.5 钢中的硫化物141

4.5.1 钢中硫的来源及其化合物的形成141

4.5.2 硫化物的作用144

4.6 钢中典型的非金属夹杂物或析出物147

4.6.1 钢中典型的显微夹杂物（1～13μm）147

4.6.2 钢中典型的微细夹杂物或析出物（＜1μm）152

4.6.3 铸坯中典型的大型夹杂物153

4.7 非金属夹杂物对钢性能的影响及控制156

4.7.1 非金属夹杂物对钢材性能的影响156

4.7.2 典型钢种中夹杂物对钢性能的影响157

4.7.3 对钢中氧化物夹杂的控制159

4.7.4 对钢中硫化物的控制161

4.8 非金属夹杂物或析出物的检测163

4.8.1 钢中夹杂物的检测内容与方法163

4.8.2 钢中非金属夹杂物的常规检测164

4.8.3 钢中非金属夹杂物的微观分析172

4.8.4 非金属夹杂物快速检测法——火花诱导发射光谱法175

4.8.5 非金属夹杂物的分离提取及化学成分分析175

4.8.6 常用夹杂物检测方法的选择与改进178

第5章 塑性加工对钢的质量的影响180

5.1 钢的锻造过程的质量分析180

5.1.1 钢的锻造过程180

5.1.2 钢锻造后的质量181

5.1.3 钢锻造的典型缺陷及防止措施182

5.2 钢的热轧过程的质量分析184

5.2.1 热轧板带钢的质量分析185

5.2.2 热轧型钢的质量分析195

5.3 冷拔钢丝的质量分析203

5.3.1 冷拔钢丝的质量控制203

5.3.2 钢丝中典型缺陷及其对拉拔质量的影响204

5.4 冷轧带钢的质量分析208

5.5 热镀锌带钢质量分析及典型缺陷216

第6章 钢制构件的失效分析230

6.1 失效分析的定义及类型230

6.2 失效分析基础231

6.2.1 取样方法与制样方法231

6.2.2 失效分析的常用方法234

6.2.3 失效分析的步骤与过程238

6.3 失效分析案例240

6.3.1 42CrMo钢制车桥的疲劳失效分析240

6.3.2 13英寸钢制轮毂的疲劳失效分析242

6.3.3 帆布用不锈钢连接头断裂失效分析248

6.3.4 工作辊失效分析252

6.3.5 水轮发电机定子铁芯拉紧螺杆的失效分析257

6.3.6 构件失效检验举例267

参考文献271