耐热结构钢及耐热不锈钢的组织和性能

本书是苏联作者М.Ф.阿列克森科所著耐热结构钢及耐热不锈钢组织与性能专著的汉译本，由郝应麒、李云盛翻译，中国工业出版社1963年11月北京第1版第1次印刷，印数0001—3,180，开本850×1168，印张6 15/16，字数179,000，定价1.20元，统一书号15165·2627（一机-541）。俄文原著题名《СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ТЕПЛОСТОЙКИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ И НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ》，ОБОРОНГИЗ 1962年出版。内容提要说明，书中介绍广泛使用的和新创制的耐热结构钢和耐热不锈钢的化学成分、热处理规范及在不同温度时的机械性能；研讨低镍钢和无镍钢的性能；列出过渡型不锈钢（奥氏体-马氏体）的化学成分及性能；介绍不锈钢的渗氮和渗碳规范；本书供使用耐热结构钢和耐热不锈钢的机器制造部门工程技术人员阅读。前言说明，在锅炉和涡轮制造业广泛采用的耐热钢中，仅有部分可以在航空工业等部门应用，因为那里必须使零件强度在更高工作温度下保持；因此金属学家和冶金学家面临迫切任务——创制能够在直至600°C温度工作的新型耐热钢（600°C以上温度工作的材料通常称为热强材料）。已有30X2H2BΦA型珠光体合金结构钢、13X14HBΦPA、13X12HBΦMA型马氏体耐热不锈钢等，这些钢已在工业中普遍推广，但探索新型耐热材料的工作仍在继续。本书论述作者在探索和研究新型耐热钢领域多年工作的结果，共包括三部分：第一部分探讨珠光体耐热结构钢，指出各种合金元素对铁素体组织和耐热性的影响与热处理的关系，列举低碳及中碳珠光体钢的性能以及高强度钢的性能，并指出某些珠光体钢（20X3MBΦ、30X3BA和30X2H2BΦA钢）的相成分；第二部分探讨马氏体型、奥氏体-马氏体型（过渡型）及奥氏体型耐热不锈钢，指出合金元素铬、镍、钨、钼、钒及其它合金元素对不锈钢组织和性能的影响，列举马氏体不锈钢回火脆性及热脆性方面资料，并指明这些钢的抗腐蚀性；第三部分列举渗碳及渗氮合金铁素体及不锈钢在不同温度下组织和性能的资料。目录显示，第一部分包括第一章“合金铁素体”和第二章“珠光体钢”；第二章分述20X3MBΦ(ЭИ415)钢、20X3MBΦ钢的相成分及性能、30X3BA、30X2H2BA、30X2H2BΦA钢及其它钢、30X3BA和30X2H2BA钢的相成分、铌在珠光体钢中对碳化物形成的影响、钼对珠光体钢相成分及性能的影响、钢和钛对珠光体钢中碳化物形成的影响、低碳珠光体钢、12X2MB(ЭИ454)钢、12X2MΦB(ЭИ531)钢、12X2HBOA(ЭИ712)钢、12X1MΦ钢、12X2Φ钢、12XMD(ЭИ575)钢、15X2TH2TA钢、高强度钢、30XГСНА及30XГСА钢、30X2ГН2СВМА(ВЛ-1)钢及其它珠光体钢等。第二部分包括第三章“碳和合金元素对不锈钢组织和性能的影响”，分述碳、铬、镍、钨、钼、钒、铌及其它合金元素；第四章X17H2(ЭИ268)马氏体-铁素体钢；第五章13X14HBΦPA(ЭИ736)马氏体钢；第六章13X12HBMΦA(ЭИ961)马氏体钢；第七章铁素体-马氏体及铁素体-奥氏体高铬钢；第八章奥氏体-马氏体钢，包括17-7PH、AM-350、AM-355及PH15-7Mo钢，X17H7Ю(CH-1)、X15H9Ю(CH-2)、X17H5M3(CH-3)及X15H8M2Ю(CH-4)钢；第九章奥氏体钢，包括1X18H9及1X18H9T钢、低镍奥氏体钢、含氮的X17H4Г9(ЭИ878)钢、X14Г14H3T(ЭИ711)钢。第三部分包括第十章“渗碳及渗氮结构钢”和第十一章“渗氮及渗碳不锈钢”。正文第一章“合金铁素体”讨论合金元素对铁素体组织和性能的影响：许多合金钢的基本相为合金元素在α-铁中的固溶体，称为合金铁素体；合金元素在铁素体中的溶解以铁原子被这些元素原子置换的方式进行；由于合金元素原子与铁原子尺寸和构造不同，在晶格内造成应力，使晶格常数改变，原子大小相差愈大则晶格常数改变程度愈大；原子半径比铁小的元素（硅）能缩小晶格常数，原子半径比铁大的元素（钨、钼等）能增大晶格常数；M.M.什坦别尔克确定，与铁原子半径差别大的元素是铁素体最有效强化元素；B.K.贝恩整理合金元素提高铁素体硬度效果顺序为铬、钨、钒、钼、镍、锰、硅、磷；作者与Γ.H.奥列霍夫研究添加各种元素的合金铁素体试样硬度，非合金铁素体硬度取HB70，试样930℃退火得多边形组织；退火后优良强化元素为镍、钨、钼、硅和锰，钴、铬、铌、钛和铝强化作用很弱，钼含量到1%时降低铁素体硬度；试验温度由20℃提高到300℃对合金铁素体硬度无影响，继续提高导致硬度下降；含镍、铝和钴的合金铁素体软化温度最低，约350℃；加钼、硅、铬、钨、钼、钛和铌的合金铁素体在更高温度（超过400℃）才软化；合金元素晶格类型对高温平衡铁素体软化起决定作用，添加体心立方晶格元素（铬、钼、钨、钛等）的合金铁素体软化温度最高，添加金刚石型晶格元素（硅）和复杂立方晶格元素（锰）的稍低，面心立方晶格元素（钴、镍、铝）不影响软化温度。第一章还讨论热处理对合金铁素体组织和性能的影响：930—1200℃水中淬火后观察到有意义现象；钛、钴、铝和镐对930℃水淬铁素体强化无促进作用，原因可能是提高临界点Ac3；1200℃水淬后钛、铌、钨、钼、钒和硅可剧烈强化铁素体，固溶体浓度愈高强化愈大；含量足以封闭γ区时铁素体不再为淬火强化，硬度急剧降低接近退火，显微组织为多边形；少于封闭γ区所需数量则具有细晶粒甚至针状马氏体组织；淬火时剧烈强化元素为钒、铌、钛、铬、钼和钨，其次为硅、镍、锰，再次为铝，最弱为钴；锰、硅和钴含量超过3%（原子）以及铝大于1.3%的合金铁素体被淬火强化程度低于非合金铁素体；淬火引起铁素体强化与抗低塑性变形强度提高（γ→α相变时体积改变）有关，粗晶粒碎化为较细晶粒并产生晶格畸变；纯铁素体930℃退火为多边形组织，930℃水淬晶粒较细，1200℃水淬更细；合金元素对晶粒细化有影响，降低Ac2临界点的锰、镍和铬特别有利；铁素体淬火强化实质在于晶粒显著细化或相变体积变化导致针状组织硬化；无相变过程的合金铁素体不能经热处理强化。本书系统反映了20世纪60年代初苏联耐热结构钢及耐热不锈钢的研究成果，对了解当时耐热钢成分、热处理、机械性能及渗碳渗氮工艺具有参考价值。本次仅见前20页，后续内容待补。