钢铁质量及其构件失效分析

第1章 钢铁生产及其质量检验

1．1 钢铁生产简述

1．1．1 钢铁生产基本流程

1．1．2 炼铁

1．1．3 炼钢

1．1．4 轧钢

1．1．5 钢材品种及用途

1．2 钢的冶炼

1．2．1 铁水预处理

1．2．2 转炉炼钢

1．2．3 电炉炼钢

1．2．4 炉外精炼

1．3 电渣重熔

1．3．1 电渣冶金原理

1．3．2 电渣冶金去除杂质元素

1．4 钢材的检验

1．4．1 钢材的技术标准

1．4．2 钢材质量的评定方法

1．4．3 钢材工艺性能的评定方法

1．4．4 钢材使用性能的评定方法

1．4．5 钢铁生产中常规检验项目

第2章 钢铁铸件及连铸坯的质量分析

2．1 铸钢件及其质量分析

2．1．1 铸钢的凝固方式及其对铸钢件质量的影响

2．1．2 铸钢件的铸造缺陷及其影响因素

2．1．3 提高铸钢件质量的工艺措施

2．2 铸铁件及其质量分析

2．2．1 铸铁石墨化及其影响因素

2．2．2 灰口铸铁与球墨铸铁的凝固特征

2．2．3 铸铁件的铸造缺陷及其质量分析

2．2．4 提高铸铁件质量的措施

2．3 连铸坯及其质量分析

2．3．1 连铸工艺流程

2．3．2 连铸坯凝固及其组织特点

2．3．3 连铸坯的缺陷及其质量控制

第3章 钢中的气体

3．1 钢中气体的来源

3．1．1 冶炼中原材料带入的气体

3．1．2 脱氧剂和铁合金带入的气体

3．1．3 浇注及其他冶金过程中带入的气体

3．2 钢中氢的作用

3．2．1 钢中氢的来源

3．2．2 氢在钢中的存在形式和溶解

3．2．3 氢损伤和氢致开裂

3．2．4 减少钢中氢含量的措施

3．3 钢中氮的作用

3．3．1 氮在钢中的溶解及其分布

3．3．2 氮在钢中的有利作用

3．3．3 氮在钢中的不利影响

3．3．4 减少钢中氮含量的措施

3．4 钢中氧的作用

3．4．1 氧在钢中的溶解

3．4．2 氧在钢中的有利作用

3．4．3 氧在钢中的不利影响

第4章 钢中的非金属夹杂物及其检测

4．1 钢中非金属夹杂物的来源

4．1．1 内生非金属夹杂物

4．1．2 外来非金属夹杂物

4．2 钢中非金属夹杂物的分类

4．2．1 按非金属夹杂物形态和分布特点分类

4．2．2 按非金属夹杂物化学组成特点分类

4．2．3 按非金属夹杂物在热加工过程中的变形特性分类

4．2．4 按非金属夹杂物尺寸分类

4．3 钢中的氧化物

4．3．1 钢中氧的来源

4．3．2 炼钢工艺中常见的脱氧方式

4．3．3 钢中常用的脱氧剂

4．3．4 钢中内生氧化物夹杂的形成机理

4．4 钢中的氮化物和碳化物

4．4．1 钢中的碳氮化钛

4．4．2 钢中的碳氮化铌

4．4．3 钢中的碳氮化铬和氮化铝

4．5 钢中的硫化物

4．5．1 钢中硫的来源及其化合物的形成

4．5．2 硫化物的作用

4．6 钢中典型的非金属夹杂物或析出物

4．6．1 钢中典型的显微夹杂物（1～13靘）

4．6．2 钢中典型的微细夹杂物或析出物（<1靘）

4．6．3 铸坯中典型的大型夹杂物

4．7 非金属夹杂物对钢性能的影响及控制

4．7．1 非金属夹杂物对钢材性能的影响

4．7．2 典型钢种中夹杂物对钢性能的影响

4．7．3 对钢中氧化物夹杂的控制

4．7．4 对钢中硫化物的控制

4．8 非金属夹杂物或析出物的检测

4．8．1 钢中夹杂物的检测内容与方法

4．8．2 钢中非金属夹杂物的常规检测

4．8．3 钢中非金属夹杂物的微观分析

4．8．4 非金属夹杂物快速检测法——火花诱导发射光谱法

4．8．5 非金属夹杂物的分离提取及化学成分分析

4．8．6 常用夹杂物检测方法的选择与改进

第5章 塑性加工对钢的质量的影响

5．1 钢的锻造过程的质量分析

5．1．1 钢的锻造过程

5．1．2 钢锻造后的质量

5．1．3 钢锻造的典型缺陷及防止措施

5．2 钢的热轧过程的质量分析

5．2．1 热轧板带钢的质量分析

5．2．2 热轧型钢的质量分析

5．3 冷拔钢丝的质量分析

5．3．1 冷拔钢丝的质量控制

5．3．2 钢丝中典型缺陷及其对拉拔质量的影响

5．4 冷轧带钢的质量分析

5．5 热镀锌带钢质量分析及典型缺陷

第6章 钢制构件的失效分析

6．1 失效分析的定义及类型

6．2 失效分析基础

6．2．1 取样方法与制样方法

6．2．2 失效分析的常用方法

6．2．3 失效分析的步骤与过程

6．3 失效分析案例

6．3．1 42CrMo钢制车桥的疲劳失效分析

6．3．2 13英寸钢制轮毂的疲劳失效分析

6．3．3 帆布用不锈钢连接头断裂失效分析

6．3．4 工作辊失效分析

6．3．5 水轮发电机定子铁芯拉紧螺杆的失效分析

6．3．6 构件失效检验举例

参考文献2100433B

《钢铁质量及其构件失效分析》主要对钢铁生产流程中各环节对钢铁质量的影响规律进行了总结，在简明介绍钢铁生产过程的基础上，分析了影响钢铁质量的各种缺陷的形成及特征，系统论述了钢铁在冶炼、浇注和热轧、冷轧或冷拔中产生的缺陷，并依据其形成规律提出防止措施。其内容也凝聚了作者的多年研究成果和知识积累；同样，也是对钢材质量的评估和合理选材的依据。

该书可作为理工类与金属材料制备及其加工专业的高年级本科生、研究生的教材，也可作为冶金行业有关工程技术人员的应用参考书。

本书阐述金属装备及其构件失效与失效分析的工程概念及相关的理论知识。全书共5章。第1章对金属构件的失效与失效分析作概括性介绍,使教学双方有互相沟通的共同语言;第2章基础知识补充金属学、断裂力学及腐蚀学中与失效分析密切相关的内容,可根据学生原有基础知识的情况选学;第3章详细介绍金同构件常见的失效形式及其判断,对各种失效形式的失效现象、失效特点、引起失效的原因及预防措施结合工程实践作尽可能详尽的介绍并展示实例;第4章是失效分析方法和手段,包括思维方法、失效分析程序制订到具体失效分析全过程进行的各项工作,均按指导操作的叙述方式进行介绍;第5章列举金属构件失效的案例,可穿插在前几章学习中使用。 本书可作为机械装备、安全工程等相关专业高年级本科生和低年级研究生的教材,也可作为从事工业装备,尤其是锅炉压力容器安全监察、管理、检验工程技术人员的培训教材,还可作为从事失效分析工作的在职、科研、检测人员和处理失效事故的管理人员的参考书。

1 概述

1.1 金属构件的失效及失效分析

1.2 失效分析的意义

1.3 金属构件的失效形式及失效原因

1.4 失效分析与其他学科的关系

1.5 失效分析的历史发展与国内外失效分析的状况

1.6 失效分析工作者的主要任务和应具备的基本素质

复习思考题

2 失效分析基础知识

2.1 金属构件中可能引起失效的常见缺陷

2.2 力学计算基本概念

2.3 环境作用机理

复习思考题

3 金属构件常见失效形式及其判断

3.1 变形失效

3.2 断裂失效

3.3 腐蚀失效

3.4 磨损失效

复习思考题

4 失效分析的思路、程序和基本技能

4.1 失效分析思路和逻辑方法

4.2 失效分析的程序

4.3 失效件的保护、取样及试样清洗、保存

4.4 常规测试技术

4.5 失效分析的几种基本技能

4.6 电子显微镜研究法

4.7 腐蚀性能测试及仪器设备

4.8 磨损性能测试及仪器设备

复习思考题

5 失效分析实例

5.1 设计或材料因素为主引起的失效实例

5.2 制造因素为主引起的失效实例

5.3 环境作用因素为主引起的失效实例

5.4 使用不当或其他因素为主引起的失效实例

参考文献