Специальные стали. Учебник для вузов. Гольдштейн М.И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г.


Специальные стали. Учебник для вузов. Гольдштейн М.И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. cкачать

Специальные стали. Учебник для вузов. Гольдштейн М.И., Грачев С. В., Векслер Ю. Г. М.: Металлургия, 1985. 408 с. Рассмотрены принципы легирования и научные основы создания различных групп сталей. Систематизированы легирующие элементы, закономерности образования и поведения различных фаз в легированных сталях и влияние легирующих элементов на фазовые превращения. Изложены основы легирования и данные о составе, свойствах и обработке различных групп специальных сталей: строительных, машиностроительных, коррозионностойких, жаропрочных, инструментальных. Учебник предназначен для студентов, специализирующихся по металловедению и термической обработке сталей, физике металлов и другим металлургическим специальностям. Может быть полезен инженерам-металловедам, термистам, литейщикам, сварщикам, прокатчикам и другим специалистам, работающим со сталями. Ил. 232. Табл. 50. Библиогр. список: 86 назв..

ПРЕДИСЛОВИЕ

Повышение качества материалов, расширение сортамента металлопродукции и экономия металлов являются основными задачами, постав--ленными XXVI съездом КПСС перед металлургами и потребителями стали. Советский Союз занимает первое место в мире по производству стали: около 25 % от общего ее производства составляют низколегированные и легированные стали. Из них изготовляют наиболее ответственные детали и изделия. Стали различаются свойствами, технологией производства и обработки. Поэтому знание принципов, лежащих в основе разработки отдельных групп сталей и режимов их обработки, позволяет создавать наиболее экономнолегированные и эффективные стали, обеспечивающие высокую конструктивную прочность изделий.
Основная задача учебника — изложение принципов легирования и научных основ создания различных групп сталей с иллюстрацией этих закономерностей на примере сталей отдельных марок. Учебник написан в соответствии с типовой учебной программой курса «Специальные стали», являющегося составной частью спецкурса для студентов, обучающихся по специальности «Металловедение, оборудование и технология термической обработки металлов».
Курс «Специальные стали» является завершающим в подготовке металловедов-термистов. Он базируется на знании студентами базовых дисциплин и прежде всего курса «Теория термической обработки металлов». Поэтому при работе с этим учебником студенты должны знать материал учебника И. И. Новикова «Теория термической обработки»..
В I—III частях учебника рассмотрены общие вопросы теории легирования, а в IV—VIII —основные группы специальных сталей.
В учебнике не рассмотрены стали и сплавы с особыми физическими свойствами, так как их изучают в курсе «Физические свойства металлов» (Лившиц Б. Г., Крапошин В. С., Липецкий Я. Л. Физические свойства металлов. М.: Металлургия, 1980). По аналогичным причинам не освещены и сплавы на основе цветных металлов (Колачев Б. А.. Ливанов В. А., Елагин В. И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981).
Главы XV—XIX, XXXI, XXXII, а также п. 2. 3 гл. I и п. 4.5 гл. VIII написаны С. В. Грачевым, главы VI, XXI-'XXVII — Ю. Г. Векслером, п. 1—4 гл. XX — М. А. Филипповым. Остальной материал написан М. И. Гольдштейном, им осуществлено и научное редактирование.
Авторы благодарят академика В. Д. Садовского, профессоров О. А. Банных. М. Л. Бернштейна, Н. Н. Липчина, С. Б. Масленкова, И. И. Новикова за обсуждение некоторых разделов учебника и критическне замечания; кандидата техн. наук И. К. Купалову за предоставле- ние отдельных материалов и иллюстраций, а также признательны кандидатам технических наук В. А. Белоусовой, Е. А. Львовой, А. С. Шей-ну, инженерам Л. И. Давыдовой, Н. А. Михайловой, Б. Г. Мокрушину, .Д. М. Фотнной за помощь в подготовке материалов и оформлении рукописи.
Большую помощь авторам в улучшении учебника оказали рецензенты: коллектив кафедры металловедения высокопрочных сплавов МИСиС, руководимый профессором М. А. Штремслем, и профессор Ю. А. Башнин. Им авторы приносят свою особую благодарность.
Все критические замечания и пожелания будут с благодарностью приняты авторами.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Часть первая. ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ......... 7

Глава 1. Систематика элементов и сталей............7
1. Основные определения и понятия................7
2. Классификация легирующих элементов............н
3. Влияние легирующих элементов на критические точки стали 12
4. Классификация сталей......................13
5. Маркировка сталей............ 16
Глава II. Металлургическое качество сталей..........1
1. Неметаллические включения ..................19
2. Примеси в стали ........... 24
Глава III. Эффективность производства и применения легированных сталей..............29
Часть вторая. ФАЗЫ В ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ ... 32

Глава IV. Твердые растворы на основе железа .... 32
1. Закономерности образования твердых растворов замещения . 33
2. Закономерности образования твердых растворов внедрения . 38
3. Железо и его свойства...........42
4. Структура и свойства легированного феррита......45
5. Структура и свойства легированного аустенита ..........49
6. Термодинамическая активность углерода в железе 53
Глава V. Карбиды и нитриды......... 56
1. Общие закономерности........ 56
2. Карбиды и нитриды металлов IV—V групп.....60
3. Карбиды и нитриды металлов VI—VIII групп.....62
Глава VI. Интерметаллиды..........67
1. Электронные соединения ..........67
2. Сигма-фазы...............68
3. Фазы Лавеса .... ..........70
4. Геометрически плотноупакованные фазы .....71
Часть третья. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЯХ........73

Глава VII. Образование аустенята при нагреве .... 73
1. Перекристаллизация стал........73
2. Растворение карбидов и нитридов в аустените .... 79
3. Рост зерна аустенита...........83
Глава VIII. Превращение переохлажденного аустенита . 85
1. Влияние легирующих элементов на устойчивость переохлажденного аустенита.............85
2. Диаграммы распада переохлажденного аустенита .... 89
3. Перлитное превращение..........92
4. Промежуточное превращение.........96
5. Мартенситноe превращение..........101
Глава IX. Отпуск закаленной стали.......107
1. Распад мартенсита...............107
2. Образование специальных карбидов и их коагуляция ... 109
3. Распад остаточного аустенита.........111
4. Возврат и рекристаллизация матрицы.......112
5. Дисперсионное упрочнение ....................114
6. Отпускная хрупкость стали

Часть четвертая. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СТАЛИ......120
Глава X. Углеродистые стали обыкновенного качества . . 122
1. Горячекатаные стали ...........*22
2. Термоупрочненные стали..........125
Глава XI. Низколегированные стали.......130
1. Упрочнение феррнто-перлитных сталей при легировании . . 131
2. Склонность стали к хрупким разрушениям.....140
3. Стали повышенной прочности.........143
4. Высокопрочные стали...........146
5. Арматурные сталн............150

Часть пятая. МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ СТАЛИ .... 152
Глава XII. Углеродистые качественные стали.....153
1. Влияние углерода на свойства стали.......155
2. Марки сталей и их свойства.........156
Глава XIII. Стали для холодной штамповки.....156
1. Нестареющие холоднокатаные сталн ....... 156
2. Двухфазные стали............161
Глава XIV. Улучшаемые легированные стали.....163
1. Влияние легирования на прокаливаемость стали 164
2. Структура и механические свойства.......166
3. Марки сталей и их свойства.........169
Глава XV. Стали для цементации азотирования ... 175
1. Цементуемые сталн............175
2. Азотируемые сталн............170
Глава XVI. Подшипниковые стали........184
1. Требования и классификация.........184
2. Легирование и термическая обработка.......186
Глава XVII. Мартенситно-стареющие стали.....190
1. Классификация и принципы легирования.......1
2. Термическая обработка............198
3. Области и перспективы применения . .....200
Глава XVIII. Пружинные стали........202
1. Классификация и требования.........202
2. Стали общего назначения .........
3. Стали специального назначение .......211
Глава XIX. Высокопрочные стали........218
1. Легированные низкоотпущеные стали......220
2. Дисперсионно-твердеющие стали....... 225
3. Термомеханическая обработка.........230
4. Упрочнение при холодной деформации........237
5. Стали со сверхмелким зерном..........230
6. ПНП-стали..............240
Глава XX. Конструкционные стали специального назначения 241
1. Криогенные стали............241
2. Износостойкие стали...........245
3. Метастабильные аустенитные стали.......248
4. Немагнитные стали повышенной прочности.....252
5. Стали повышенной обрабатываемости ........253
6. Рельсовые стали............256

Часть шестая. КОРРОЗИОННОСТОИКИЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ
Глава XXI. Основы легирования коррозионностойких сталей 258
1. Основные понятия и определения........258
2. Легирование коррозионностойкнх сталей......260
3. Межкристаллитная коррозия.........266