超級鐵素體不銹鋼作為一種節(jié)鎳型低成本不銹鋼，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能、良好的導熱性能及力學性能，已在諸多領域得到了廣泛應用。本書以近年來超級鐵素體不銹鋼制備理論與新技術方面的研究成果為基礎，主要內(nèi)容包括：概述、超級鐵素體不銹鋼固溶組織與性能控制、超級鐵素體不銹鋼析出相與性能控制、超級鐵素體不銹鋼熱軋后析出與性能控制、超級鐵素體不銹鋼脆性相的回溶與性能控制、超級鐵素體不銹鋼再結(jié)晶組織與性能控制、低溫加熱制備超級鐵素體不銹鋼工藝設計等。
全書結(jié)合作者的自身研究成果，具有一定的獨創(chuàng)價值，系統(tǒng)性、理論性和實用性較強。本書可供廣大金屬材料、新材料、材料科學等領域的科研人員、技術人員閱讀或參考，也可作為相關專業(yè)高等院校師生的教學參考書。

隨著經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，我國已成為不銹鋼消費及生產(chǎn)大國。在當前“碳達峰”和“碳中和”的目標和要求下，核電站作為我國能源供應體系的重要分支，正在成為新能源的重要組成部分。凝汽器良好的水密性，對確?，F(xiàn)代大型電站特別是核電站和直流鍋爐電站的安全可靠性以及電站的連續(xù)、長期、滿負荷運行具有重要意義。正確選用換熱管是保證凝汽器水密性的前提，目前我國核電站已經(jīng)成功地將超級鐵素體不銹鋼管應用于電站凝汽器中。
超級鐵素體不銹鋼作為不銹鋼技術的新發(fā)展方向，是一種節(jié)鎳型低成本不銹鋼，由于其鎳含量低、耐氯離子腐蝕性能好、綜合運行成本低，近年來已成為新建濱海核電站凝汽器換熱管的主要材料。此外，由于其具有優(yōu)異的耐腐蝕性能、良好的導熱性能及力學性能，目前主要應用于熱交換器領域，在石油化工、地熱能、海水淡化等領域也得到了廣泛應用。因此，自主開展超級鐵素體不銹鋼的制備理論與技術研究，具有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。
本書是筆者近年來關于超級鐵素體不銹鋼開發(fā)與制備技術研究成果的系統(tǒng)總結(jié)，在撰寫時還重點考慮將研究理論、科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)實際。全書圍繞超級鐵素體不銹鋼的成分設計、組織演變規(guī)律、析出相控制、性能優(yōu)化等方面內(nèi)容，重點介紹了超級鐵素體不銹鋼生產(chǎn)及應用過程中存在的主要問題以及解決途徑，旨在為從事超級鐵素體不銹鋼生產(chǎn)與研究人員提供必要的參考。本書內(nèi)容涵蓋超級鐵素體不銹鋼固溶組織與性能控制、超級鐵素體不銹鋼析出相與性能控制、超級鐵素體不銹鋼熱軋后析出與性能控制、超級鐵素體不銹鋼脆性相的回溶與性能控制、超級鐵素體不銹鋼再結(jié)晶組織與性能控制、低溫加熱制備超級鐵素體不銹鋼工藝設計等。
本書所著研究成果獲得了國家自然科學基金（52105408）、山西省基礎研究計劃（20210302124205）、山西省重點研發(fā)計劃（201603D421026）、中北大學高層次人才科研啟動經(jīng)費等的支持。在本書成稿過程中，得到了太原理工大學梁偉教授的指導與幫助；太原鋼鐵集團技術中心李建春研究員也對本書部分研究成果的獲得提供了寶貴支持。此外，中北大學研究生邢澤宙、韓建杉同學在本書的校對和整理等方面做了大量工作，在此一并表示感謝。
由于作者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請廣大讀者批評、指正。

著者
2023年9月

第1章概述001
1.1鐵素體不銹鋼簡述001
1.2超級鐵素體不銹鋼的發(fā)展歷程002
1.3超級鐵素體不銹鋼的合金化003
1.4超級鐵素體不銹鋼中的織構(gòu)007
1.5超級鐵素體不銹鋼中的第二相009
1.6超級鐵素體不銹鋼的析出與脆性011
1.6.1超級鐵素體不銹鋼的脆性011
1.6.2超級鐵素體不銹鋼的析出行為012
1.7超級鐵素體不銹鋼的性能013
1.7.1力學性能013
1.7.2物理性能014
1.7.3耐腐蝕性能015
1.8超級鐵素體不銹鋼的制備流程016

第2章超級鐵素體不銹鋼固溶組織與性能控制017
2.1平衡相圖017
2.2熱軋組織及性能018
2.2.1熱軋組織與析出018
2.2.2熱軋板的力學性能021
2.3固溶處理對組織性能的影響022
2.3.1加熱溫度對組織性能的影響022
2.3.2保溫時間對組織性能的影響034
2.3.3冷卻方式對組織性能的影響036
2.4固溶處理工藝對韌脆轉(zhuǎn)變的影響041
2.4.1退火溫度對韌脆轉(zhuǎn)變的影響041
2.4.2冷卻方式對韌脆轉(zhuǎn)變的影響043
2.4.3保溫時間對韌脆轉(zhuǎn)變的影響044
2.5基于Laves相高溫析出的熱退組織控制機制045
2.5.1Laves相高溫析出機制045
2.5.2基于Laves相的織構(gòu)調(diào)控機制046
2.6基于Laves相調(diào)控固溶組織性能技術展望049

第3章超級鐵素體不銹鋼析出相與性能控制050
3.1固溶組織和力學性能050
3.1.1等溫析出曲線計算050
3.1.2微觀組織和性能052
3.2等溫析出行為和力學性能053
3.2.1600℃時效組織和力學性能053
3.2.2650℃時效組織和力學性能055
3.2.3700℃時效組織和力學性能057
3.2.4750℃時效組織和力學性能059
3.2.5800℃時效組織和力學性能062
3.2.6中溫析出規(guī)律和析出機制064
3.3析出相對力學性能的影響規(guī)律068
3.3.1析出相對拉伸性能的影響068
3.3.2析出相對顯微硬度的影響071
3.3.3析出相對沖擊性能的影響072
3.4初始晶粒尺寸對析出行為的影響074
3.4.1初始晶粒尺寸與析出相074
3.4.2初始晶粒尺寸對析出相演變的影響076
3.4.3初始晶粒尺寸對σ-相析出動力學的影響079
3.4.4長時效過程中Laves相析出和轉(zhuǎn)變機制081
3.5超級鐵素體不銹鋼475℃脆性評估084
3.6抑制脆性相析出關鍵控制工藝與應用限制085

第4章超級鐵素體不銹鋼熱軋后析出與性能控制087
4.1熱軋變形對時效組織的影響088
4.1.1熱軋組織和析出相088
4.1.2熱軋時效組織和織構(gòu)090
4.1.3熱軋板時效過程析出相092
4.1.4熱軋變形對析出行為的影響機制097
4.2析出相對回復組織及織構(gòu)的影響099
4.2.1析出相對晶粒尺寸的影響機制099
4.2.2析出相對回復織構(gòu)的影響機制100
4.2.3熱軋變形對時效試樣力學性能的影響機制102
4.3熱軋后補熱對時效組織及析出行為的影響105
4.3.1熱軋板在線補熱后組織和析出105
4.3.2軋后補熱對時效析出行為的影響106
4.4熱軋后補熱技術展望110

第5章超級鐵素體不銹鋼脆性相的回溶與性能控制112
5.1析出脆化超級鐵素體不銹鋼組織和性能112
5.1.1超級鐵素體不銹鋼時效脆化112
5.1.2脆化超級鐵素體不銹鋼的組織和析出112
5.2超級鐵素體不銹鋼脆性相的回溶行為115
5.2.1950℃回溶行為115
5.2.21000℃回溶行為116
5.2.31050℃回溶行為116
5.2.41100℃回溶行為117
5.3析出σ-相的回溶動力學118
5.4回溶過程Laves相的再析出行為121
5.5回溶過程晶粒粗化動力學123
5.6回溶處理后的力學性能125
5.7析出脆化超級鐵素體不銹鋼的回溶增韌機制127
5.8析出脆化超級鐵素體不銹鋼回溶增韌技術129

第6章超級鐵素體不銹鋼再結(jié)晶組織與性能控制130
6.1冷軋組織及力學性能130
6.1.1冷軋變形組織的不均勻性130
6.1.2冷軋試樣力學性能及變形儲能134
6.2冷軋組織回復及再結(jié)晶136
6.2.1再結(jié)晶動力學136
6.2.2低溫回復組織演變137
6.2.3中高溫再結(jié)晶組織演變142
6.3冷軋板退火過程中析出相演變145
6.3.1中低溫退火過程中組織演變145
6.3.2中高溫退火過程中組織演變147
6.3.3冷軋板退火后的力學性能151
6.4變形及退火過程微觀織構(gòu)演變機理151
6.5冷軋變形對析出行為的影響153
6.5.1變形加速σ-相析出動力學機制153
6.5.2σ-相析出弱化再結(jié)晶動力學155
6.5.3變形誘導Laves相高溫析出機制157
6.6Laves相對再結(jié)晶和屈服行為的影響159
6.6.1Laves相對再結(jié)晶晶粒尺寸的影響機制159
6.6.2Laves相析出引起Lüders變形機制160
6.7利用Laves相調(diào)控組織織構(gòu)技術展望162

第7章低溫加熱制備超級鐵素體不銹鋼工藝設計163
7.1超級鐵素體不銹鋼成分設計164
7.2微觀組織演變規(guī)律164
7.2.1熱軋與固溶組織164
7.2.2冷軋與再結(jié)晶組織165
7.2.3中間退火對組織、織構(gòu)演變的影響166
7.3析出相演變規(guī)律168
7.3.1析出相類型168
7.3.2制備流程中析出相演變規(guī)律169
7.4力學性能173
7.5耐點蝕性能175
7.6低溫加熱制備超級鐵素體不銹鋼技術展望177

參考文獻178