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第1章 钢的强韧化1

1.1钢材的强化1

1.1.1材料的强度1

1.1.2钢的强化3

1.2钢的韧化7

1.2.1钢的韧性7

1.2.2钢的韧化11

1.3钢的强韧化的组织结构因素13

1.3.1钢的强韧化和组织结构之间的关系13

1.3.2从组织结构上进行钢的强韧化的方法14

1.4细晶强韧化15

1.4.1晶界的作用15

1.4.2细晶强韧化机理16

1.4.3细晶强韧化的方法16

1.5复合组织强韧化18

1.5.1复合组织强韧化18

1.5.2基体与脆性相对钢的强韧性的影响19

参考文献22

第2章 结构的断裂23

2.1裂纹23

2.1.1裂纹在构件中的位置23

2.1.2裂纹在外力作用下的扩展方式23

2.2平面应力应变24

2.2.1平面应力状态24

2.2.2平面应变状态25

2.3材料断裂判据26

2.3.1裂纹体断裂判据26

2.3.2材料脆性判据27

2.4断裂韧度和应力强度因子28

2.4.1断裂韧度28

2.4.2应力强度因子28

2.5平面应变断裂韧度29

2.5.1张开型（Ⅰ型）裂纹条件下KI的表达式29

2.5.2G与K之间的关系32

2.5.3平面应变断裂韧度KIC的测定32

2.6COD原理及其判据35

2.6.1COD原理及定义35

2.6.2裂纹尖端张开位移δc的测定36

2.7钢的脆性破坏试验37

2.7.1钢的脆性破坏试验方法及其评价法37

2.7.2裂纹停止试验42

2.8断口分析44

2.8.1断口分析的意义和方法44

2.8.2金属材料的宏观断口分析45

2.8.3金属材料的微观断口形貌分析46

参考文献51

第3章 低温用钢的种类和性能52

3.1概述52

3.2低温用钢的种类54

3.2.1按使用温度分类55

3.2.2按化学成分分类55

3.3低温用碳钢56

3.3.1低温用碳钢的化学成分56

3.3.2低温用碳钢的力学性能56

3.3.3低温用碳钢的焊接性能57

3.4低温用高强度钢57

3.4.1低温用高强度钢的种类57

3.4.2低温用高强度钢的化学成分58

3.4.3低温用高强度钢的力学性能61

3.5我国低温压力容器用无镍钢62

3.6低温压力容器用镍钢63

3.6.1低温压力容器用镍钢的种类63

3.6.2低温压力容器用镍钢的化学成分和力学性能63

3.7低温用非调质钢65

3.7.1低温用非调质钢的化学成分65

3.7.2低温用非调质钢的力学性能66

3.8低温用调质钢的化学成分和力学性能66

3.8.1低温用调质钢的化学成分66

3.8.2低温用调质钢的力学性能67

3.9我国低温用钢的化学成分和力学性能69

参考文献71

第4章 低温用钢的金属学72

4.1对材料性能的要求72

4.2影响母材性能的金属学因素72

4.2.1连续冷却转变组织及淬透性72

4.2.2回火时的组织变化75

4.2.3合金元素的固溶75

4.2.4杂质元素和非金属夹杂物76

4.3钢材的力学性能77

4.3.1静载强度77

4.3.2塑性81

4.3.3强度和塑性的异向性81

4.3.4缺口冲击韧度82

参考文献90

第5章 低温用钢的焊接性91

5.1低温用钢焊接接头的组织和性能91

5.1.1焊缝金属的组织和韧性92

5.1.2焊接热影响区的组织和韧性102

5.2焊接裂纹110

5.2.1焊接裂纹的种类110

5.2.2焊接热裂纹110

5.2.3焊接冷裂纹112

5.3焊后热处理脆化121

5.3.1焊后热处理121

5.3.2焊后热处理脆化121

5.4再热裂纹122

5.4.1产生再热裂纹的机理122

5.4.2产生再热裂纹的条件122

5.4.3影响再热裂纹产生的因素122

5.4.4再热裂纹敏感性评价123

5.4.5防止再热裂纹的措施123

5.5层状撕裂123

5.5.1层状撕裂的形态123

5.5.2层状撕裂产生的机理124

5.5.3影响层状撕裂的因素124

5.5.4层状撕裂敏感性的评价125

5.5.5层状撕裂的防止措施126

5.6防止裂纹的预热温度127

参考文献128

第6章 低温用钢的焊接129

6.1低温用钢焊接方法129

6.1.1焊条电弧焊129

6.1.2埋弧焊138

6.1.3钨极惰性气体保护焊140

6.1.4熔化极气体保护电弧焊140

6.2低温用钢焊接条件的选择142

6.2.1控制焊接热输入142

6.2.2预热和后热143

6.3焊接缺陷对接头性能的影响144

6.3.1焊接缺陷的分类144

6.3.2应力集中的影响144

6.3.3焊接缺陷的影响144

6.3.4二维缺陷的标准化145

6.3.5关于材料破坏的研究方法145

6.4焊接接头脆性断裂146

6.4.1脆性断裂特性146

6.4.2焊接接头缺陷的评定148

6.4.3焊接接头的脆性断裂强度148

参考文献153

第7章 低温用低合金钢的焊接工艺和接头性能154

7.1Q345 DR（16MnDR）钢的焊接154

7.1.1Q345 DR钢的化学成分及力学性能154

7.1.2Q345 R钢的连续冷却组织转变图及其组织性能154

7.1.3Q345R钢的焊接性157

7.1.4Q345R钢的焊接工艺159

7.1.5焊接接头性能161

7.2铝镇静A336.6低温钢的焊接工艺和接头性能164

7.2.1A336.6低温钢的化学成分和力学性能164

7.2.2A336.6低温钢的焊接性164

7.2.3A336.6低温钢的焊接方法164

7.3 07MnNiCrMoVDR钢的焊接工艺和接头性能166

7.3.1 07MnNiCrMoVDR钢的化学成分和力学性能166

7.3.2 07MnNiCrMoVDR钢焊接工艺的优化166

7.3.3 07MnNiCrMoVDR钢焊接接头的韧性167

7.3.4 07MnNiCrMoVDR钢模拟焊接热影响区的组织167

7.4 09MnNiDR低温钢的焊接工艺和接头性能169

7.4.1 09MnNiDR低温钢的化学成分和力学性能169

7.4.2 09MnNiDR低温钢的焊接性169

7.4.3 09MnNiDR低温钢的焊接方法170

7.5 15MnNiDR低温钢的焊接工艺和接头性能172

7.5.1 15MnNiDR低温钢的化学成分和力学性能172

7.5.2焊接材料172

7.5.3 15MnNiDR低温钢的焊接性172

7.5.4 15MnNiDR低温钢的焊接方法172

7.6LT-50低温钢的焊接工艺和接头性能173

7.6.1LT-50低温钢的化学成分173

7.6.2LT-50低温钢的焊接性174

7.6.3LT-50低温钢的焊接174

7.7wNi为3.5％的镍钢的焊接工艺和接头性能175

7.7.1wNi为3.5％的镍钢的应用和使用范围175

7.7.2wNi为3.5％的镍钢的化学成分和力学性能175

7.7.3wNi为3.5％的镍钢的焊接性176

7.7.4焊条电弧焊176

7.7.5埋弧焊177

7.7.6MAG焊178

7.7.7MIG焊179

7.7.8wNi为3.5％的镍钢焊接接头低温韧性的影响因素179

7.8LN90低温钢的力学性能和焊接工艺182

7.9 09Mn2VDR钢的焊接工艺和接头性能183

7.9.1 09Mn2VDR钢的化学成分和力学性能183

7.9.2加工工艺和热处理184

7.9.3 09Mn2VDR钢的焊接184

7.10 06MnNbDR钢的焊接185

7.10.1 06MnNbDR钢的化学成分和力学性能185

7.10.2 06MnNbDR钢的显微组织188

7.10.3 06MnNbDR钢的焊接188

参考文献189

第8章 低温用高合金钢的焊接191

8.1wNi为9％的马氏体低温用镍钢的焊接191

8.1.1化学成分191

8.1.2合金元素的作用192

8.1.3热处理193

8.1.4力学性能194

8.1.5物理性能195

8.1.6焊接性196

8.1.7焊接方法及焊接材料206

8.1.8焊接工艺209

8.1.9wNi为9％的镍钢焊条电弧焊（MMAW）焊接接头的力学性能210

8.2超低温用超高强度镍-钴钢的焊接215

8.2.1概述215

8.2.2化学成分216

8.2.3合金元素的作用216

8.2.4力学性能217

8.2.5热处理及其组织218

8.2.6焊接性218

8.2.7焊接方法及工艺218

8.3超低温奥氏体无磁钢的焊接219

8.3.1低温用奥氏体无磁不锈钢的焊接219

8.3.2低温用锰-铝系高锰奥氏体无磁钢的焊接222

8.3.3超低温高锰奥氏体无磁钢的焊接224

8.4马氏体时效钢的焊接231

8.4.1含钴马氏体时效钢的焊接231

8.4.2无钴马氏体时效钢的焊接244

8.4.3马氏体时效不锈钢的焊接247

参考文献253