本书回顾高氮不锈钢的发展历程，论述高氮不锈钢的制备技术和焊接技术，分析氮在不锈钢中的作用，介绍高氮不锈钢的典型品种及其应用领域。本书内容共6章。第1章概述高氮不锈钢的定义及其主要的组织性能特点，回顾国内外高氮不锈钢的发展历程，总结并阐述高氮不锈钢研究存在的不足，并指明其未来的发展方向。第2章从氮在熔体中的溶解行为和加压凝固行为两方面入手，详细阐述高氮不锈钢的冶金学理论。第3章从常压冶炼、加压冶炼等方面，概括高氮不锈钢主要制备技术的特点及其装备。第4章阐述高氮不锈钢的焊接难点，详细介绍其主要的常规焊接和特种焊接技术。第5章从氮在钢中的存在形式以及氮对不锈钢组织、力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性等方面的影响，阐述氮对不锈钢组织与性能的作用机制。第6章介绍国内外高氮不锈钢典型钢种的化学成分、组织、性能及应用。
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《现代冶金与材料过程工程丛书》序
前言
第1章 概论 1
1.1 高氮不锈钢的定义 1
1.2 高氮不锈钢组织和性能特点 1
1.3 高氮不锈钢的发展历程 2
1.3.1 国外高氮不锈钢的发展历程 2
1.3.2 国内高氮不锈钢的发展历程 4
1.4 高氮不锈钢的未来发展方向 6
参考文献 9
第2章 高氮不锈钢制备的冶金学基础 16
2.1 氮在不锈钢中的溶解行为 16
2.1.1 氮的溶解热力学行为 16
2.1.2 氮的溶解动力学行为 37
2.1.3 氮在固相不锈钢体系中的溶解度 55
2.2 氮在凝固过程中的偏析行为 67
2.2.1 氮微观偏析的形成 69
2.2.2 氮微观偏析与氮气孔的关系 74
2.2.3 氮气孔形成的主要影响因素 81
2.2.4 压力对氮宏观偏析的影响 88
2.3 压力对凝固过程传热的影响 94
2.3.1 界面换热系数 94
2.3.2 界面气隙尺寸 105
2.4 压力对凝固热力学和动力学参数的影响 112
2.4.1 凝固相变 114
2.4.2 凝固模式 117
2.4.3 固/液相线 119
2.4.4 氮溶解度 120
2.4.5 元素分配系数 121
2.4.6 元素扩散系数 124
2.4.7 晶粒形核 125
2.4.8 密度和热膨胀系数 128
2.4.9 焓、凝固潜热以及比热 129
2.5 压力对凝固组织的影响 130
2.5.1 枝晶组织 130
2.5.2 疏松缩孔 140
2.5.3 凝固析出相 142
2.5.4 夹杂物分布 158
参考文献 166
第3章 高氮不锈钢制备技术 177
3.1 常压冶炼工艺 177
3.2 加压冶金制备技术 180
3.2.1 热等静压熔炼 180
3.2.2 加压感应炉熔炼 181
3.2.3 大熔池法 183
3.2.4 加压电渣重熔 185
3.2.5 加压钢包氮气吹洗法 192
3.2.6 加压等离子电弧熔炼 194
3.2.7 电弧渣重熔及加压电弧渣重熔 195
3.2.8 加压双联工艺 201
3.3 粉末冶金制备技术 224
3.3.1 高氮不锈钢粉末制备 224
3.3.2 高氮不锈钢粉末成型技术 226
参考文献 228
第4章 高氮不锈钢焊接技术 233
4.1 高氮不锈钢常规焊接技术 233
4.1.1 熔化极气体保护焊接 233
4.1.2 钨极气体保护焊接 237
4.1.3 电子束焊接 242
4.1.4 激光焊接 244
4.1.5 激光-电弧复合焊接 249
4.2 高氮不锈钢常规焊接技术存在的问题 256
4.2.1 焊缝中氮的损失 256
4.2.2 焊接裂纹 259
4.2.3 二次相析出和热影响区晶粒长大 262
4.3 高氮不锈钢特种焊接技术 263
4.3.1 高压氮气电弧焊接 263
4.3.2 搅拌摩擦焊接技术 265
参考文献 306
第5章 氮在不锈钢中的作用 310
5.1 氮在钢中的存在形式 310
5.1.1 固溶态氮 310
5.1.2 含氮析出相 315
5.2 氮对不锈钢组织的影响 317
5.2.1 氮对奥氏体不锈钢组织的影响 318
5.2.2 氮对马氏体不锈钢组织的影响 348
5.2.3 氮对铁素体钢组织的影响 362
5.3 氮对不锈钢力学性能的影响 369
5.3.1 氮对不锈钢强塑性的影响 369
5.3.2 氮对不锈钢冲击性能的影响 384
5.3.3 氮对不锈钢硬度和耐磨性能的影响 391
5.3.4 氮对不锈钢抗氢脆性能的影响 397
5.3.5 氮对不锈钢疲劳性能的影响 403
5.4 氮对不锈钢耐腐蚀性能的影响 406
5.4.1 氮对不锈钢耐点腐蚀性能的影响 406
5.4.2 氮对不锈钢耐缝隙腐蚀性能的影响 426
5.4.3 氮对不锈钢耐晶间腐蚀性能的影响 435
5.4.4 氮对不锈钢耐应力腐蚀性能的影响 445
5.4.5 氮对不锈钢耐空蚀性能的影响 450
5.4.6 氮对不锈钢耐磨蚀性能的影响 456
5.5 氮对不锈钢生物相容性的影响 458
5.5.1 氮对不锈钢组织相容性的影响 459
5.5.2 氮对不锈钢血液相容性的影响 464
参考文献 468
第6章 高氮不锈钢典型品种及应用领域 483
6.1 护环用高氮奥氏体不锈钢 483
6.1.1 P900 484
6.1.2 P900N 490
6.1.3 P900NMo 493
6.1.4 P2000 498
6.2 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢 502
6.2.1 Datalloy 2 503
6.2.2 DNM140 506
6.2.3 15-15HS 508
6.2.4 P550和P580 510
6.3 高氮耐蚀塑料模具钢 512
6.3.1 M303 513
6.3.2 M333 517
6.3.3 M340 520
6.4 高氮不锈轴承钢 522
6.4.1 XD16N 523
6.4.2 XD15NW 526
6.4.3 Cronidur 30 529
6.5 医用高氮奥氏体不锈钢 537
6.5.1 P558 538
6.5.2 BioDur108 542
6.5.3 BIOSSN4 546
6.6 其他高氮不锈钢 549
6.6.1 海洋工程用高氮不锈钢 549
6.6.2 汽车发动机用高氮不锈钢 550
6.6.3 防弹装甲用高氮不锈钢 551
参考文献 551
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