描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122227140丛书名: 材料延寿与可持续发展
编辑推荐
1.《特种合金钢选用与设计》是国家出版基金项目——“材料延寿与可持续发展”丛书之一，代表国内**的著述水平；
2 《特种合金钢选用与设计》由中国工程院副院长干勇院士牵头编写，权威性强
内容简介
《特种合金钢选用与设计》是《材料延寿与可持续发展》丛书的一个分册。本书基于特种合金钢选择与设计两个方面，将服役性能作为材料选择与设计重要基础与依据，失效分析作为选择与设计的重要信息反馈。为此在前半部分（第1～6章）详细阐述了特种合金钢性能及失效分析的理论问题；在后半部分（第7～12章），分别着眼于特种合金钢设计与选择的应用及发展，论述了各种特种合金钢的失效、设计及选用。本书可供在冶金、化工、机械、铁路、船舶、能源电力、航天航空等部门从事设计工作的工程技术人员以及材料工程师参考阅读。
目 录
第1章 绪论
1.1 特种合金钢概述
1.2 特种合金钢选用与设计概述
1.3 特种合金钢生产制备
1.4 特种合金钢典型应用实例
1.5 特种合金钢选用与设计的发展及其意义
1.5.1 特种合金钢选用与设计系统
1.5.2 特种合金钢选用与设计方法发展
1.5.3 钢的选用与设计系统和产品全寿命周期
1.5.4 钢的选用与设计系统和绿色制造
1.5.5 特种合金钢选用与设计系统和可靠性
1.5.6 特种合金钢选用与设计系统和延寿
1.5.7 特种合金钢选用与设计系统和可持续发展
1.6 本书内容与结构
参考文献
第2章 特种合金钢力学行为及特性
2.1 特种合金钢力学性能及检测
2.2 特种合金钢组织特征与强韧性能
2.2.1 组织与性能概念
2.2.2 钢的强化机制
2.2.3 钢的韧化机制
2.3 特种合金钢的疲劳性能
2.3.1 疲劳性能概述
2.3.2 特种合金钢产品应力集中
2.3.3 钢的旋转弯曲疲劳性能
2.3.4 钢的接触疲劳性能及影响因素
2.3.5 特种合金钢产品疲劳的微观机制
2.3.6 特种合金钢腐蚀疲劳损伤
2.3.7 特种合金钢产品热机械疲劳
2.3.8 特种合金钢产品磨损疲劳
2.3.9 基于疲劳抗力材料选择原则
2.4 特种合金钢的蠕变抗力与耐热性
2.4.1 特种合金钢蠕变机理
2.4.2 特种合金钢蠕变本质及评价
2.4.3 特种合金钢抗蠕变过程
2.4.4 钢在蠕变过程中微观组织演变
2.4.5 特种合金钢使用温度及变形机制
2.4.6 基于蠕变抗力材料选择原则
参考文献
第3章 特种合金钢的工艺适应性与产品环境适应性能
3.1 工艺适应性与环境适应性的概念
3.2 特种合金钢表面完整性
3.3 特种合金钢耐腐蚀性能
3.3.1 特种合金钢腐蚀类型
3.3.2 钢的单一腐蚀失效模式
3.3.3 钢的综合腐蚀失效模式
3.3.4 特种合金钢成分对耐蚀性的影响
3.3.5 特种合金钢防腐蚀选材方法
3.4 特种合金钢耐磨损性能
3.4.1 磨损的过程及类型
3.4.2 基于材料耐磨性的选材方法
参考文献
第4章 特种合金钢表面处理与表面层
4.1 特种合金钢表面处理类别
4.2 表面化学热处理技术
4.2.1 离子化学热处理
4.2.2 特种合金钢渗碳工艺
4.2.3 特种合金钢渗氮工艺
4.2.4 碳氮共渗工艺
4.2.5 碳氮复合化学热处理
4.2.6 化学热处理组织与硬度
4.3 其他表面技术
4.3.1 离子注入技术
4.3.2 气相沉积技术
4.3.3 表面加热淬火技术
4.3.4 激光熔覆耐磨涂层
4.3.5 热喷涂技术
4.3.6 真空熔结技术
4.4 表层硬化结构
4.5 表面处理技术的应用
参考文献
第5章 特种合金钢失效分析与表面特性
5.1 失效分析概述
5.1.1 失效与失效分析内涵
5.1.2 失效分析作用与意义
5.1.3 失效分析技术的发展
5.2 失效分析思路
5.3 失效模式与原因
5.3.1 基本概念
5.3.2 特种合金钢失效原因
5.3.3 特种合金钢失效分析
5.4 失效分析流程与方法
5.4.1 失效分析的方法及过程
5.4.2 常用失效测试装置
5.5 特种合金钢产品残余应力分析
5.5.1 残余应力分析
5.5.2 表面处理后残余应力分布
5.6 特种合金钢腐蚀疲劳失效分析
5.7 产品表面质量分析
参考文献
第6章 特种合金钢选用与设计体系及原则
6.1 选用与设计系统工程方法
6.1.1 选用与设计系统逻辑结构
6.1.2 系统工程内涵
6.1.3 可靠性设计
6.1.4 产品系统性
6.2 特种合金钢选用依据
6.2.1 特种合金钢环境适应性
6.2.2 特种合金钢构件失效分析
6.2.3 特种合金钢及构件表面特性
6.3 特种合金钢选用原则
6.3.1 使用性能原则
6.3.2 构件制造工艺性能原则
6.3.3 性能及成本制约原则
6.4 特种合金钢设计原则
6.4.1 环境制约原则
6.4.2 工艺适应性原则
6.4.3 经济性制约原则
6.5 特种合金钢的设计程序
6.6 特种合金钢产品开发基础
6.6.1 材料及产品设计
6.6.2 表面处理及性能
6.6.3 产品使用与维修
6.6.4 考核与寿命评价
6.6.5 材料及产品检测
6.6.6 材料及产品技术体系
6.6.7 材料及产品标准体系
6.6.8 材料及产品失效系统
参考文献
第7章 特种合金钢在机械传动系统中的应用
7.1 传动系统设计特征与服役性能
7.2 滚动轴承钢
7.2.1 滚动轴承钢工况与性能要求
7.2.2 滚动轴承钢成分与制备
7.2.3 滚动轴承钢工艺与组织控制
7.2.4 渗碳层与摩擦磨损
7.2.5 轴承类零件失效形式
7.2.6 轴承零件失效典型特征与分析
7.2.7 滚动轴承钢品种与用途
7.3 齿轮用钢
7.3.1 齿轮钢工况与材料服役性能
7.3.2 齿轮钢材料及其表面处理
7.3.3 齿轮钢制备与模锻成形
7.3.4 齿轮类零件失效形式
7.3.5 齿轮典型失效特征与分析
7.3.6 齿轮钢的应用
7.4 传动轴用钢
7.4.1 轴件服役条件与材料性能
7.4.2 轴件失效起源与形式
7.4.3 轴件用钢失效分析及应用
7.4.4 轴件结构设计分析
参考文献
第8章 特种合金钢在高温动力机械中的应用
8.1 服役环境对耐热钢的影响
8.2 超超临界电站锅炉工况及材料性能要求
8.3 高温动力机械用钢开发及应用
8.4 USC电站及其燃煤电站耐热钢
8.5 高温动力机械用钢组织性能
8.5.1 X12铁素体耐热钢
8.5.2 HR3C奥氏体耐热钢
8.5.3 高Cr马氏体耐热钢
8.5.4 抗磨耐热钢研发
参考文献
第9章 航空用超高强度特种合金钢
9.1 超高强度航空用钢
9.2 低合金超高强度钢
9.3 二次沉淀硬化钢
9.4 马氏体时效钢
参考文献
第10章 高性能耐磨特种合金钢
10.1 概述
10.2 耐磨合金钢
10.2.1 合金元素在耐磨合金钢中的作用
10.2.2 低合金耐磨钢性能与工艺
10.2.3 中合金耐磨钢性能
10.3 特种高速钢
10.4 特种模具钢
10.4.1 工具钢及其分类
10.4.2 模具钢使用工况与性能
10.4.3 冷作模具钢的选用
10.4.4 热作模具用钢的选用
10.5 耐磨钢的合金成分设计
参考文献
第11章 高纯净高强度特种合金钢
11.1 无间隙原子（IF）高强钢
11.2 相变诱发塑性（TRIP）钢
11.3 汽车用双相高强（DP）钢
11.4 高品质管线用钢
11.4.1 管线钢使用性能及发展
11.4.2 管线钢产品关键工艺技术
11.4.3 低碳贝氏体管线钢设计与开发
11.4.4 低碳贝氏体钢控轧控冷新技术
11.5 高性能海洋船舶用钢
11.5.1 海洋船舶用钢服役环境与性能要求
11.5.2 海洋船舶用钢失效分析
11.5.3 海洋船舶用钢选用原则
11.5.4 海洋船舶用钢成分组织设计
11.5.5 海洋船舶产品防腐蚀设计
参考文献
第12章 特种合金钢开发与应用新进展
12.1 特种合金钢产品开发新进展
12.1.1 特种合金钢产品设计思想与方法
12.1.2 特种合金钢及产品检测技术
12.2 特种合金钢新产品
12.2.1 航空发动机主轴轴承
12.2.2 新一代超高强度钢与起落架构件
12.3 特种合金钢应用新进展——高铁轴承材料
12.3.1 高铁轴承服役环境及关键技术
12.3.2 高铁轴承钢组织及其性能
参考文献
索引
1.1 特种合金钢概述
1.2 特种合金钢选用与设计概述
1.3 特种合金钢生产制备
1.4 特种合金钢典型应用实例
1.5 特种合金钢选用与设计的发展及其意义
1.5.1 特种合金钢选用与设计系统
1.5.2 特种合金钢选用与设计方法发展
1.5.3 钢的选用与设计系统和产品全寿命周期
1.5.4 钢的选用与设计系统和绿色制造
1.5.5 特种合金钢选用与设计系统和可靠性
1.5.6 特种合金钢选用与设计系统和延寿
1.5.7 特种合金钢选用与设计系统和可持续发展
1.6 本书内容与结构
参考文献
第2章 特种合金钢力学行为及特性
2.1 特种合金钢力学性能及检测
2.2 特种合金钢组织特征与强韧性能
2.2.1 组织与性能概念
2.2.2 钢的强化机制
2.2.3 钢的韧化机制
2.3 特种合金钢的疲劳性能
2.3.1 疲劳性能概述
2.3.2 特种合金钢产品应力集中
2.3.3 钢的旋转弯曲疲劳性能
2.3.4 钢的接触疲劳性能及影响因素
2.3.5 特种合金钢产品疲劳的微观机制
2.3.6 特种合金钢腐蚀疲劳损伤
2.3.7 特种合金钢产品热机械疲劳
2.3.8 特种合金钢产品磨损疲劳
2.3.9 基于疲劳抗力材料选择原则
2.4 特种合金钢的蠕变抗力与耐热性
2.4.1 特种合金钢蠕变机理
2.4.2 特种合金钢蠕变本质及评价
2.4.3 特种合金钢抗蠕变过程
2.4.4 钢在蠕变过程中微观组织演变
2.4.5 特种合金钢使用温度及变形机制
2.4.6 基于蠕变抗力材料选择原则
参考文献
第3章 特种合金钢的工艺适应性与产品环境适应性能
3.1 工艺适应性与环境适应性的概念
3.2 特种合金钢表面完整性
3.3 特种合金钢耐腐蚀性能
3.3.1 特种合金钢腐蚀类型
3.3.2 钢的单一腐蚀失效模式
3.3.3 钢的综合腐蚀失效模式
3.3.4 特种合金钢成分对耐蚀性的影响
3.3.5 特种合金钢防腐蚀选材方法
3.4 特种合金钢耐磨损性能
3.4.1 磨损的过程及类型
3.4.2 基于材料耐磨性的选材方法
参考文献
第4章 特种合金钢表面处理与表面层
4.1 特种合金钢表面处理类别
4.2 表面化学热处理技术
4.2.1 离子化学热处理
4.2.2 特种合金钢渗碳工艺
4.2.3 特种合金钢渗氮工艺
4.2.4 碳氮共渗工艺
4.2.5 碳氮复合化学热处理
4.2.6 化学热处理组织与硬度
4.3 其他表面技术
4.3.1 离子注入技术
4.3.2 气相沉积技术
4.3.3 表面加热淬火技术
4.3.4 激光熔覆耐磨涂层
4.3.5 热喷涂技术
4.3.6 真空熔结技术
4.4 表层硬化结构
4.5 表面处理技术的应用
参考文献
第5章 特种合金钢失效分析与表面特性
5.1 失效分析概述
5.1.1 失效与失效分析内涵
5.1.2 失效分析作用与意义
5.1.3 失效分析技术的发展
5.2 失效分析思路
5.3 失效模式与原因
5.3.1 基本概念
5.3.2 特种合金钢失效原因
5.3.3 特种合金钢失效分析
5.4 失效分析流程与方法
5.4.1 失效分析的方法及过程
5.4.2 常用失效测试装置
5.5 特种合金钢产品残余应力分析
5.5.1 残余应力分析
5.5.2 表面处理后残余应力分布
5.6 特种合金钢腐蚀疲劳失效分析
5.7 产品表面质量分析
参考文献
第6章 特种合金钢选用与设计体系及原则
6.1 选用与设计系统工程方法
6.1.1 选用与设计系统逻辑结构
6.1.2 系统工程内涵
6.1.3 可靠性设计
6.1.4 产品系统性
6.2 特种合金钢选用依据
6.2.1 特种合金钢环境适应性
6.2.2 特种合金钢构件失效分析
6.2.3 特种合金钢及构件表面特性
6.3 特种合金钢选用原则
6.3.1 使用性能原则
6.3.2 构件制造工艺性能原则
6.3.3 性能及成本制约原则
6.4 特种合金钢设计原则
6.4.1 环境制约原则
6.4.2 工艺适应性原则
6.4.3 经济性制约原则
6.5 特种合金钢的设计程序
6.6 特种合金钢产品开发基础
6.6.1 材料及产品设计
6.6.2 表面处理及性能
6.6.3 产品使用与维修
6.6.4 考核与寿命评价
6.6.5 材料及产品检测
6.6.6 材料及产品技术体系
6.6.7 材料及产品标准体系
6.6.8 材料及产品失效系统
参考文献
第7章 特种合金钢在机械传动系统中的应用
7.1 传动系统设计特征与服役性能
7.2 滚动轴承钢
7.2.1 滚动轴承钢工况与性能要求
7.2.2 滚动轴承钢成分与制备
7.2.3 滚动轴承钢工艺与组织控制
7.2.4 渗碳层与摩擦磨损
7.2.5 轴承类零件失效形式
7.2.6 轴承零件失效典型特征与分析
7.2.7 滚动轴承钢品种与用途
7.3 齿轮用钢
7.3.1 齿轮钢工况与材料服役性能
7.3.2 齿轮钢材料及其表面处理
7.3.3 齿轮钢制备与模锻成形
7.3.4 齿轮类零件失效形式
7.3.5 齿轮典型失效特征与分析
7.3.6 齿轮钢的应用
7.4 传动轴用钢
7.4.1 轴件服役条件与材料性能
7.4.2 轴件失效起源与形式
7.4.3 轴件用钢失效分析及应用
7.4.4 轴件结构设计分析
参考文献
第8章 特种合金钢在高温动力机械中的应用
8.1 服役环境对耐热钢的影响
8.2 超超临界电站锅炉工况及材料性能要求
8.3 高温动力机械用钢开发及应用
8.4 USC电站及其燃煤电站耐热钢
8.5 高温动力机械用钢组织性能
8.5.1 X12铁素体耐热钢
8.5.2 HR3C奥氏体耐热钢
8.5.3 高Cr马氏体耐热钢
8.5.4 抗磨耐热钢研发
参考文献
第9章 航空用超高强度特种合金钢
9.1 超高强度航空用钢
9.2 低合金超高强度钢
9.3 二次沉淀硬化钢
9.4 马氏体时效钢
参考文献
第10章 高性能耐磨特种合金钢
10.1 概述
10.2 耐磨合金钢
10.2.1 合金元素在耐磨合金钢中的作用
10.2.2 低合金耐磨钢性能与工艺
10.2.3 中合金耐磨钢性能
10.3 特种高速钢
10.4 特种模具钢
10.4.1 工具钢及其分类
10.4.2 模具钢使用工况与性能
10.4.3 冷作模具钢的选用
10.4.4 热作模具用钢的选用
10.5 耐磨钢的合金成分设计
参考文献
第11章 高纯净高强度特种合金钢
11.1 无间隙原子（IF）高强钢
11.2 相变诱发塑性（TRIP）钢
11.3 汽车用双相高强（DP）钢
11.4 高品质管线用钢
11.4.1 管线钢使用性能及发展
11.4.2 管线钢产品关键工艺技术
11.4.3 低碳贝氏体管线钢设计与开发
11.4.4 低碳贝氏体钢控轧控冷新技术
11.5 高性能海洋船舶用钢
11.5.1 海洋船舶用钢服役环境与性能要求
11.5.2 海洋船舶用钢失效分析
11.5.3 海洋船舶用钢选用原则
11.5.4 海洋船舶用钢成分组织设计
11.5.5 海洋船舶产品防腐蚀设计
参考文献
第12章 特种合金钢开发与应用新进展
12.1 特种合金钢产品开发新进展
12.1.1 特种合金钢产品设计思想与方法
12.1.2 特种合金钢及产品检测技术
12.2 特种合金钢新产品
12.2.1 航空发动机主轴轴承
12.2.2 新一代超高强度钢与起落架构件
12.3 特种合金钢应用新进展——高铁轴承材料
12.3.1 高铁轴承服役环境及关键技术
12.3.2 高铁轴承钢组织及其性能
参考文献
索引
前 言
在远古人类处于采猎时代，依赖自然，听天由命；公元前一万年开始，人类经历了漫长的石器时代，五千多年前进入青铜器时代，三千多年前进入铁器时代，出现了农业文明，他们砍伐森林、种植稻麦、驯养猪狗、改造自然，进入农牧经济时代。18世纪，发明蒸汽机车、轮船、汽车、飞机，先进的人类追求奢侈的生活，贪婪地挖掘地球、疯狂地掠夺资源、严重地污染环境，美其名曰人类征服自然，而实际是破坏自然，从地区性的伤害发展到全球性的灾难，人类发现在无休止、不理智、不文明地追求享受的同时在给自己挖掘坟墓。
人类终于惊醒了，1987年世界环境及发展委员会发表的《布特兰报告书》确定人类应该保护环境、善待自然，提出了“可持续发展战略”，表达了人类应该清醒地、理智地、文明地处理好人与自然关系的大问题，指出“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展”，称为可持续发展。其核心思想是“人类应协调人口、资源、环境与发展之间的相互关系，在不损害他人和后代利益的前提下追求发展。”
这实际上是涉及我们人类所赖以生存的地球如何既满足人类不断发展的需求，又不被破坏、不被毁灭这样的大问题；涉及人口的不断增长、生活水平的不断提高、资源的不断消耗、环境的不断恶化；涉及矿产资源的不断耗竭、不可再生能源资源的不断耗费、水力资源的污染、土地资源的破坏、空气质量的不断恶化等重大问题。
在“可持续发展”战略中，材料是关键，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类社会进步的标志和里程碑，是社会不断进步的先导、是可持续发展的支柱。如果不断发现新矿藏，不断研究出新材料，不断延长材料的使用寿命，不断实施材料的再制造、再循环、再利用，那么这根支柱是牢靠的、坚强的，是能够维护人类可持续发展的！
在我国,已经积累了许许多多预防和控制材料提前失效（其因素主要是腐蚀、摩擦磨损磨蚀、疲劳与腐蚀疲劳）的理论、原则、技术和措施，需要汇总和提供应用，《材料延寿与可持续发展》丛书以多个专题力求解决这一课题项目。有一部分专题阐述了材料失效原理和过程，另一部分涉及工程领域，结合我国已积累的材料失效的案例和经验，更深入系统地阐述预防和控制材料提前失效的理论、原则、技术和措施。丛书总编辑委员会前后花费五年的时间，将分散在全国各个研究院所、工厂、院校的研究成果经过精心分析研究，汇聚成一套系列丛书，这是一项研究成果、是一套高级科普丛书、是一套继续教育实用教材。希望对我国各个工业部门的设计、制造、使用、维护、维修和管理人员会有所启示、有所参考、有所贡献；希望对提高全民素质有所裨益、对国家各级公务员有所参考。
我国正处于高速发展阶段，制造业由大变强，材料的合理选择和使用，以达到装备的高精度、长寿命、低成本的目的，这一趋势应该受到广泛的关注。
中国科学院院士中国工程院院士
人类终于惊醒了，1987年世界环境及发展委员会发表的《布特兰报告书》确定人类应该保护环境、善待自然，提出了“可持续发展战略”，表达了人类应该清醒地、理智地、文明地处理好人与自然关系的大问题，指出“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展”，称为可持续发展。其核心思想是“人类应协调人口、资源、环境与发展之间的相互关系，在不损害他人和后代利益的前提下追求发展。”
这实际上是涉及我们人类所赖以生存的地球如何既满足人类不断发展的需求，又不被破坏、不被毁灭这样的大问题；涉及人口的不断增长、生活水平的不断提高、资源的不断消耗、环境的不断恶化；涉及矿产资源的不断耗竭、不可再生能源资源的不断耗费、水力资源的污染、土地资源的破坏、空气质量的不断恶化等重大问题。
在“可持续发展”战略中，材料是关键，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类社会进步的标志和里程碑，是社会不断进步的先导、是可持续发展的支柱。如果不断发现新矿藏，不断研究出新材料，不断延长材料的使用寿命，不断实施材料的再制造、再循环、再利用，那么这根支柱是牢靠的、坚强的，是能够维护人类可持续发展的！
在我国,已经积累了许许多多预防和控制材料提前失效（其因素主要是腐蚀、摩擦磨损磨蚀、疲劳与腐蚀疲劳）的理论、原则、技术和措施，需要汇总和提供应用，《材料延寿与可持续发展》丛书以多个专题力求解决这一课题项目。有一部分专题阐述了材料失效原理和过程，另一部分涉及工程领域，结合我国已积累的材料失效的案例和经验，更深入系统地阐述预防和控制材料提前失效的理论、原则、技术和措施。丛书总编辑委员会前后花费五年的时间，将分散在全国各个研究院所、工厂、院校的研究成果经过精心分析研究，汇聚成一套系列丛书，这是一项研究成果、是一套高级科普丛书、是一套继续教育实用教材。希望对我国各个工业部门的设计、制造、使用、维护、维修和管理人员会有所启示、有所参考、有所贡献；希望对提高全民素质有所裨益、对国家各级公务员有所参考。
我国正处于高速发展阶段，制造业由大变强，材料的合理选择和使用，以达到装备的高精度、长寿命、低成本的目的，这一趋势应该受到广泛的关注。
中国科学院院士中国工程院院士
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