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1 热轧板带钢的物理模拟基础1

1.1 物理模拟的基本概念1

1.2 物理模拟的相似理论基础2

1.2.1 相似的一般概念2

1.2.2 相似三定理2

1.2.3 相似准数的推导方法3

1.2.4 塑性加工物理模拟中的相似条件4

1.2.5 物理模拟方法概述5

1.2.6 Gleeble热模拟系统及其应用5

1.2.7 平面压缩模拟系统特点及应用6

1.2.8 热轧试验机中试模拟及应用7

1.3 物理模拟技术的典型应用7

1.3.1 连铸领域8

1.3.2 热变形领域8

参考文献11

2 热轧板带钢的理论基础12

2.1 钢铁材料的强韧化机理12

2.1.1 钢铁材料的强化机理12

2.1.2 钢铁材料的韧化机理16

2.2 合金元素在钢铁材料中的作用18

2.2.1 钢中的五大元素18

2.2.2 钢中的气体元素22

2.2.3 钢中的微合金元素23

2.2.4 钢中的低熔点元素26

2.3 传统钢铁材料的组织类型及特点28

2.3.1 高温转变组织29

2.3.2 中温转变组织31

2.3.3 低温转变组织32

2.3.4 常见的低碳钢组织35

2.4 控制轧制与控制冷却工艺39

2.4.1 控制轧制40

2.4.2 控制冷却42

2.5 热处理工艺43

2.5.1 钢的退火与正火44

2.5.2 钢的淬火与回火47

参考文献48

3 高强工程机械及耐磨钢50

3.1 高强工程机械及耐磨钢发展概况50

3.1.1 高强工程机械用钢发展概况50

3.1.2 高强耐磨钢的国内外发展概况52

3.2 1000MPa级超高强工程机械用钢的成分组织调控54

3.2.1 1000MPa级超高强工程机械用钢的相变规律54

3.2.2 轧制工艺对实验钢组织和性能的影响57

3.2.3 热处理工艺对实验钢组织和性能的影响59

3.3 高强耐磨钢的成分设计及组织性能调控64

3.3.1 高强耐磨钢的成分体系64

3.3.2 耐磨钢组织性能的调控65

3.3.3 工艺对耐磨钢组织性能的影响67

3.3.4 耐磨钢短流程制备工艺探索67

3.3.5 高强耐磨钢的应用性能70

参考文献72

4 船板及海洋工程用钢74

4.1 船板及海洋用钢国内外发展概况74

4.1.1 船体结构用钢74

4.1.2 海洋工程装备用钢75

4.1.3 货油舱用耐蚀钢77

4.2 船板及海工钢相关标准78

4.2.1 超高强船板钢和海工钢标准要求78

4.2.2 货油舱上甲板服役环境和耐蚀性标准要求78

4.3 耐蚀E36级船板钢成分、工艺及性能81

4.3.1 合金元素对上甲板全周期腐蚀的影响81

4.3.2 货油舱下底板环境腐蚀行为89

4.3.3 夹杂物对货油舱下底板腐蚀行为的影响95

4.4 F40级船板钢成分、组织、工艺及性能98

4.4.1 F40级船板钢高温变形行为98

4.4.2 F40级船板钢连续冷却转变规律103

4.4.3 F40级船板钢实验轧制107

4.5 E690海洋平台钢的成分、工艺、组织及性能114

4.5.1 TMCP工艺对E690海洋平台钢组织性能的影响114

4.5.2 回火温度对TMCP＋T和RQ＋T工艺性能的影响119

4.5.3 二次裂纹扩展125

参考文献130

5 高性能管线钢133

5.1 高性能管线钢的国内外发展概况133

5.2 X80管线钢热送热装及冷装模拟研究133

5.2.1 热装温度对材料晶粒尺寸的影响141

5.2.2 热装温度对Nb、V、Ti微合金元素碳氮化物固溶和析出的影响141

5.3 抗大变形管线钢143

5.3.1 轧后弛豫阶段铁素体形核及晶粒长大的微观机制146

5.3.2 不同弛豫时间内的晶界取向分析147

5.3.3 X80级抗大变形管线钢塑性变形机理研究150

5.4 耐蚀管线钢154

5.4.1 X80管线钢抗H2S腐蚀研究154

5.4.2 X80管线钢抗CO2腐蚀研究159

5.5 耐磨管线钢166

5.5.1 组织类型对冲蚀磨损特性的影响166

5.5.2 组织类型对磨粒磨损特性的影响170

参考文献176

6 压力容器用钢179

6.1 压力容器用钢的国内外发展概况179

6.2 690MPa级石油储罐钢的成分设计及组织调控182

6.2.1 不同成分690MPa级石油储罐钢的性能182

6.2.2 调质工艺对690MPa级石油储罐用钢组织性能的影响184

6.2.3 焊接热输入线能量对实验钢性能的影响190

6.3 LNG储罐用钢的成分设计及组织调控技术194

6.3.1 9Ni钢的成分、组织及工艺194

6.3.2 热处理工艺对9Ni钢组织与性能的影响197

6.3.3 9Ni钢的低温性能202

6.3.4 9Ni钢的低温断裂机理207

参考文献212

7 高性能桥梁钢215

7.1 桥梁用钢的发展概况215

7.2 Q500qE桥梁钢的成分设计及组织调控技术219

7.2.1 Q500qE桥梁钢的实验室研制219

7.2.2 Q500qE的韧脆转变温度220

7.2.3 回火温度对Q500qE桥梁钢力学性能的影响221

7.2.4 回火温度对组织结构的影响221

7.3 桥梁钢的疲劳行为224

7.3.1 Q500qE桥梁钢的高周疲劳行为研究224

7.3.2 Q500qE桥梁钢的低周疲劳行为研究229

参考文献234

8 塑料模具钢237

8.1 模具钢概述237

8.1.1 塑料模具钢国内外发展概况237

8.1.2 预硬型塑料模具钢的分类239

8.1.3 预硬型塑料模具钢性能要求241

8.1.4 预硬型塑料模具钢组织241

8.2 合金元素对预硬型塑料模具钢的影响241

8.3 预硬型塑料模具钢工艺优化250

8.4 预硬型塑料模具钢应用性能研究253

8.4.1 温度场数值模拟分析253

8.4.2 实验室冷却物理模拟257

8.5 预硬型塑料模具钢耐磨性试验研究260

8.5.1 摩擦磨损试验260

8.5.2 磨损形貌分析263

8.5.3 摩擦磨损系数分析263

参考文献265

9 高强ERW的套管用钢268

9.1 ERW套管钢的国内外发展概况268

9.1.1 ERW石油套管钢发展概况268

9.1.2 石油套管钢标准要求268

9.2 Q125级ERW石油套管钢成分设计及相变规律研究270

9.2.1 成分设计及制备270

9.2.2 相变规律研究270

9.3 热处理对Q125级ERW石油套管钢组织和性能的影响278

9.3.1 热处理实验过程及结果278

9.3.2 工艺参数对性能的影响281

9.4 Q125钢的包辛格效应290

9.4.1 Q125钢轧制态包辛格效应290

9.4.2 热处理工艺对包辛格效应的影响294

9.5 ERW焊接区腐蚀机理296

参考文献299

10 核电用钢302

10.1 核电用钢国内外发展概况302

10.1.1 裂变核电用钢的发展302

10.1.2 聚变核电用钢的发展302

10.2 裂变堆用SA533B钢的热模拟研究304

10.2.1 SA533B钢的变形抗力304

10.2.2 SA533B钢的动态再结晶规律研究308

10.2.3 SA533B钢的相变规律研究311

10.2.4 热处理工艺对SA533B钢组织性能的影响312

10.2.5 SA533B钢的高温拉伸组织性能315

10.3 RAFM钢热模拟研究315

10.3.1 RAFM钢的变形抗力315

10.3.2 RAFM钢的动态再结晶规律318

10.3.3 RAFM钢的动态相变规律研究319

10.3.4 轧制和热处理工艺对RAFM钢力学性能和微观组织的影响320

参考文献329