钢铁产品的冶金缺陷决定了钢材的使用性能。本书以缺陷照片和分析数据为依据，着力分析钢铁产品冶金缺陷产生原因及改进对策。本书按照冶金缺陷类型分章，涉及约280个实例，包括板、带、型、棒、线等各种钢材产品类型，八类特钢和普钢等各类钢种，轧、锻、拉、挤、焊等各种金属加工形式和不同热处理工艺，依照冶金学、金属学原理深入分析各种缺陷的形成原因，提出工艺改进措施。本书提炼的缺陷形成原因，对分析未来可能出现的钢铁产品缺陷具有参考价值。本书结合生产工艺流程提出冶金缺陷改进意见，具有较强的实用性和指导性。 本书为钢铁产品生产现场、质检部门分析判断各类钢铁冶金缺陷、处理产品质量异议、制定相关冶金缺陷标准、改进生产工艺提供参考，也可供从事钢铁材料开发和质量检测工作的科研、教学人员参考。

姜锡山，1942年1月15日生，吉林长春人。1966年毕业于吉林大学物理学院金属物理专业。毕业后在北满特殊钢股份有限公司从事特殊钢质量检验与国家重大课题科研工作,1998年退休。1991年至2001年任黑龙江省七届、八届政协委员，两次被黑龙江省政协授予优秀政协委员称号。2002年2月至2007年10月，任中国信息协会信息化研究部副主任。2007年10月至2011年6月，先后被南京钢铁集团、天津荣成钢铁集团、德国蔡司电子显微镜中国大陆代理商欧波同公司特聘首席应用专家。 曾使用荷兰SEM505扫描电子显微镜、捷克BS613透射电子显微镜、日本电子JSM6490扫描电子显微镜、德国蔡司Zeiss EVO MA15扫描电子显微镜及X射线能谱仪等仪器对特殊钢的金相组织、钢中非金属夹杂物、特殊钢断裂行为等进行研究。 首次发现钢中硫化锰铁（Mn，Fe）S单晶体立体形貌及结晶学特征，在第四届亚太地区电子显微镜学术会议上被与会专家称为“国际上不寻常的重大发现”，该成果被黑龙江省评为科技进步一等奖，被中国金属学会评为优秀论文奖。 出版5部技术专著，分别为：《特殊钢金相图谱》，机械工业出版社，2003年；《特殊钢缺陷分析与对策》，化学工业出版社,2006年；《钢铁显微断口速查手册》，机械工业出版社，2010年；《钢中非金属夹杂物》，冶金工业出版社，2011年；《连铸钢缺陷分析与对策》，机械工业出版社，2012年。 在国际学术会议发表论文７篇。在国内一级、二级期刊发表学术论文近百篇。在《知识就是力量》《金属世界》等科普杂志上发表科普作品50多篇。参与拍摄制作20集电视专题片《钢铁科普》。

第1章 夹杂物缺陷 1.1 非金属夹杂物导致轴承旋转弯曲疲劳断裂分析 1.2 非金属夹杂物对轴承钢接触疲劳剥落的影响 1.3 非金属夹杂物对钢拉伸韧性断裂裂纹萌生动态观察 1.4 帘线钢球状不易变形夹杂物导致的拉拔断裂分析 1.5 C-Mn钢舵销探伤密集型非金属夹杂物缺陷分析 1.6 Φ5.5mmC72DA热轧盘条纵向非金属夹杂物分析 1.7 Φ30mm低碳高硫易切削钢棒材纵向断口硫化物分布形貌 1.8 45钢转向调整杆接头颗粒状脆性夹杂物导致脆性断裂分析。 1.9 追踪硫化物在钢中的变迁 1.10 复相夹杂物 1.11 SPHT热轧板中的条状Fe2N 第2章 结晶器保护渣夹渣缺陷 2.1 连铸结晶器保护渣组成 2.2 保护渣在结晶器中的基本功能 2.3 保护渣在结晶器中的卷渣行为 2.4 夹渣的主要特征 2.5 连铸坯夹渣的四种形式 2.5.1 连铸坯夹渣的液态夹渣 2.5.2 连铸坯夹渣的烧结状夹渣 2.5.3 连铸坯夹渣的粉状夹渣 2.5.4 连铸坯的液滴镶嵌型夹渣 2.6 棒材夹渣——Q195 Φ6mm盘圆表面夹渣结疤缺陷分析 2.7 锻件夹渣——GCr18Mo锻材皮下夹渣分析 2.8 转炉溶渣分析 2.9 中间包水口结瘤分析 2.10 夹渣导致Φ12.5mmSWRH82B盘圆开卷断裂原因分析 2.11 夹渣导致345C钢冲击脆性断口观察与分析 第3章 耐火材料剥离夹渣与裂纹 3.1 耐火材料剥离进入钢液滞留在连铸坯的夹渣分析 3.2 GCr15钢连铸坯铸态耐火材料剥离夹渣分析 3.3 夹渣导致的高压锅炉管扩口裂纹分析 3.4 65钢铸态耐火材料夹渣分析 3.5 耐火材料剥离夹渣导致的3mm厚Q235钢板剪切分层问题分析 3.6耐火材料剥离夹渣与钢板冷冲压裂纹分析 3.7 耐火材料剥离夹渣与SAE钢210mmX210mm方坯角部裂纹分析 3.8 45钢棒材拉伸断口中的耐火材料侵蚀夹渣分析 3.9 Q235钢高频直缝焊管压力试验沿焊缝发生纵向断裂分析 第4章 异金属夹杂缺陷与断裂 4.1 钢板的异金属夹杂缺陷 4.2 45钢150mm棒材未熔钼铁异金属夹杂分析 4.3 304不锈钢钢结瘤浸入结晶器产生的异金属夹杂分析 4.4 Q195钢异金属夹杂分析 4.5 GH4169镍基高温合金轴承套圈外表面钛异金属夹杂分析 4.6 几种典型的异金属夹杂 4.7 304钢连铸坯铸态异金属夹杂分析 4.8 430不锈钢钢连铸坯铸态异金属夹杂分析 4.9 82B盘条拉伸断口上的异金属夹杂缺陷 第5章 夹渣与裂纹萌生 5.1 夹渣导致冷轧薄板边部孔洞分析 5.2 轴承钢疲劳裂纹源与夹渣 5.3 45钢棒材拉伸面缩不合断口观察 5.4 60Si2Mn母材拉伸面缩延伸不合脆性断裂分析 5.5 60Si2Mn弹簧钢卷簧断裂分析 5.6 60Si2MnΦ5.5mm82B钢绞线母材拉伸延伸面缩不合脆性断口观察 5.7 45钢丝心部夹渣导致冷拔笔尖状断裂分析 5.8 45钢丝边部夹渣导致冷拔脆性断裂分析 5.9 45钢丝心部孔隙与夹渣导致笔尖状断裂分析 5.10 5Cr9Si3气门杆夹渣导致断裂分析 5.11 20Cr2MnMo汽车冷却水泵轴连轴承内圈滚道剥落失效分析 5.12 45钢汽车摇臂轴夹渣与断裂分析 5.13 40Cr内六角螺栓断裂分析 5.14 40Cr汽车用螺栓安装断裂失效分析 5.15 起重设备夹渣导致起重设备螺杆断裂分析 5.16 Φ21mm20CrMnTiH结构轴件表面裂纹分析 5.17 45圆钢热顶锻夹渣裂纹分析 5.18 45钢丝夹渣导致断裂原因分析 5.19 螺纹钢轧制劈头分析 第6章 金相组织缺陷 6.1 渗碳体网缺陷引起的断裂——GCr15钢沿晶渗碳体网自身解理断裂分析 6.2 中心网状渗碳体缺陷引起的断裂——SWRH82B盘条冷拔中心渗碳体网导致笔尖状断裂分析 6.3 中心马氏体偏析带缺陷引起的断裂——SWRH82B盘条冷拔中心马氏体偏析带导致笔尖状断裂分析 6.4 Φ12.5mm 77B盘条中心隐晶马氏体显微组织特征 6.5 一次碳化物缺陷——45钢Φ150mm棒材内一次碳化物分析 6.6 一次碳化物缺陷——E2330轴承内套滚道一次碳化物剥离分析 6.7 MC6B冷轧辊碳化物研究 6.8 网状渗碳体引起的断裂——Cr17MoV钢医用剪棒钳网状渗碳体失效分析 6.9 混晶缺陷引起的断裂——Q195盘条混晶导致拉伸多颈缩分析 6.10 磷共晶引起的中间裂纹——900A连铸坯磷共晶导致中间裂纹分析 6.11 磷化物Fe3P缺陷——82MnA钢连铸坯磷化物Fe3P分析 6.12 晶粒粗大缺陷——Q235D晶粒粗大导致冲击不合分析 6.13 混晶缺陷——Φ85mm 45钢棒材混晶现象分析 6.14 板条状马氏体与无碳贝氏体——35CrM3钢的板条状马氏体与无碳贝氏体 6.15 带状组织与三次渗碳体缺陷——热连轧机齿轮轴断裂分析 6.16 创变渗碳体 铸造强化相 6.17 预合金粉末胎体与金刚石晶体颗粒粘结情况的电镜观察 6.18 低碳高硫高铅易切削钢铅粒在钢中的形态、尺寸和分布规律 6.19 钢的异常组织 第7章 钢材的内应力缺陷与断裂 7.1 钢材的内应力 7.2 高应力线缺陷——螺纹钢冒料出现的高应力线异常组织缺陷 7.3 钢材的内应力缺陷——Φ15mm SWRH82B高碳钢盘条拉伸脆性黑斑异常断口分析 7.4 局部高应力缺陷——阀座局部高应力缺陷导致断裂失效分析 7.5 应力集中起裂断口汇编 7.6 70Cr3Mo钢支承辊热处理断裂的原因分析 7.7马氏体组织应力裂纹——SWRH 82B钢热轧盘圆堆钢水冷淬火裂纹分析 第8章 成分偏析缺陷 8.1 铜富集引起的板面裂纹分析 8.2 低熔点有害元素引起的裂纹分析 8.3锡铅焊料沿母材晶粒边界渗入导致的脆性沿晶断裂分析 8.4 锰硫偏析带——D36船检拉伸不合分析 8.5 碳锰偏析——45Mn2钢管管壁成分偏析带“亮线”缺陷分析 8.6 Q345C钢板拉伸中心偏析板条状断口分析 8.7 酸溶铝偏低导致的Φ11.5mm厚Q235热轧钢带钢冷卷变形横向开裂原因分析 8.8 偏析线断口分析 8.9 35CrMoA钢带状组织与板条成分偏析断口 8.10 CrNiMo钢的“白斑”断口及本质研究 8.11 亮线断口（质点偏析断口）——3CrNiMo电渣钢中的合金元素偏析及对钢机械性能的影响 8.12 磷偏析的检验 8.13 连铸坯及棒材低倍环状亮线偏析特征 8.14 Φ140mm42CrMo拉伸断口质点偏析分析 8.15 0Cr18Ni9钢棒表面黑带观察与分析 第9章 气体缺陷 9.1 低碳高硫高铅易切削钢连铸方坯横断面气泡扫描电镜形貌 9.2 235JO钢板冲击断口上的“钢气球”特征 9.3 连铸坯形形色色气孔形貌 9.4 ER50-6连铸坯浅表面气泡分析 9.5 铸件内部气孔观察分析 9.6 金相、透射电镜、扫描电镜棒材气泡形貌的对比 9.7 45钢轧材皮下气泡的宏观形貌 9.8 45钢棒材横截面气泡与纵向裂纹分析 9.9 20G钢棒材表面气泡纵向裂纹分析 9.10 C板拉伸断口气泡分析 9.11 钢丝绳在拉拔脆性断裂分析 9.12 20SiMn螺纹钢脆性断裂分析 9.13 304钢棒材气泡裂纹分析 9.14 SPHC板纵向裂纹的横向气泡形貌 9.15 U71Mn板气泡边裂扫描电镜分析 9.16 ф6mm厚X42热轧板气泡裂纹分析 9.17 Q345中板表面气泡裂纹扫描电镜观察分析 9.18 鱼眼白点——热轧带肋钢筋轧制开裂、掉块原因分析 9.19 鱼眼白点——345C拉伸鱼眼白点断口分析 9.20 鱼眼白点——345C焊接板焊口处拉伸白点断口观察 9.21 显微缝隙白点——棒材拉伸显微缝隙白点断口分析 9.22 氢脆白点——40Cr钢拉伸氢脆白点断口分析 9.23 氢脆白点——45钢拉伸氢脆白点断裂分析 9.24 氢致裂纹——16MnR板材内部缺陷分析 9.25 氢致滞后裂纹——大锻件氢致滞后裂纹分析 9.26 铸铁件内部气泡分析 9.27 针孔气泡暴露引起的板材线状缺陷 9.28 45(Φ50mm)钢拉伸白点断口分析。 9.29 X70钢板材拉伸断口上的“鸭嘴形”白点群特征 第10章 缩孔与疏松缺陷 10.1 Φ400mm低碳钢棒材缩孔残余形貌 10.2 304不锈钢棒材中心裂纹分析 10.3 锻造轴件轴身中心缩孔残余缺陷分析 10.4 T12轧材中心缩孔断口分析 10.5 10Cr9Mo1VNbN轧材断口缩孔及其放大像形貌 10.6 铸铁件内部缺陷分析 10.7 铸铁疏松中树枝晶特征 10.8 易切削钢显微疏松中的结晶台阶特征 10.9 铸钢疏松中树枝晶特征 10.10 38Si7钢电磁搅拌后的连铸坯疏松中树枝晶特征 10.11 电磁搅拌对方坯中心疏松树枝晶组织的影响 10.12 中心缩孔引起的线材拉拔笔尖状断裂 第11章 热处理缺陷 11.1 淬火裂纹 11.2 22CrMoH淬火开裂分析 11.3 1Cr17Mn6Ni5N不锈钢载重汽车排气筒横向断裂分析 11.4 60Si2Mn汽车板簧疲劳试验淬火裂纹断口分析 11.5 20CrMnTiH2行星轮齿淬火裂纹失效分析 11.6 40Cr齿轮轴回火脆断裂原因分析 11.7 R55Cr3轧材回火脆性断裂分析 11.8 过热与过烧的微观特征 11.9 GCr15 220X480mm连铸坯过烧断口的微观特征 11.10 锻件表面严重过烧分析 第12章 棒材表面缺陷 12.1 棒材耳子引起的断裂分析 12.2 ф114mm30Mn2热轧材纵向裂纹分析 12.3 夹渣引起的Φ13mm82B盘条拉拔断裂分析 12.4 SWRH82B刮伤引起的断裂分析 12.5 SWRH82B盘条表面撞伤缺陷引起的断裂 12.6 折叠缺陷 12.7 Φ30mm42CrMo圆钢纵向裂纹断裂分析 12.8 SAE1215低碳易切削钢线材轧裂分析 12.9 胎圈钢丝表面片状毛刺分析 12.10 12Mn2VB钢轧材裂纹分析 12.11 Φ6.5mm SAE1018低碳钢盘条氧化铁皮形成机理及其控制研究 12.12 棒材表面划伤缺陷分析 12.13低碳易切削钢线材轧裂分析 12.14 Φ30mm42CrMo圆钢纵向裂纹分析 12.17 磨痕引起的断裂 12.18 热轧折叠引起的线材表面小疤块缺陷分析 12.19 热轧划伤引起的热轧板亮线缺陷分析 12.20 板坯表面疤皮等引起的冷轧板表面疤块缺陷 12.21 板坯表面缺陷等引起的盘条表面树皮状裂纹 12.22 线材不圆度超标引起的断裂 第13章 板材表面缺陷及边裂 13.1 SPHC低碳铝镇静钢板表面蝌蚪状裂纹分析 13.2 SPHC低碳铝镇静钢板夹渣导致的表面片状缺陷分析 13.3 冷轧板表面夹渣缺陷分析 13.4 SPHC低碳铝镇静钢板表面缺陷分析 13.5 冷轧板表面皮下夹渣裂纹缺陷分析 13.6 304不锈钢板表面斑迹缺陷分析钢 13.7 304不锈钢板过酸洗缺陷分析 13.8 冷轧薄板起皮缺陷探究 13.9 X42板材表面红锈缺陷分析 13.10 氧化铁皮综合分析分析 13.11 冷轧板皮下气泡缺陷分析 13.12 M-1试样轧板表面划伤缺陷分析 13.13 SPHE热轧带钢表面翘皮缺陷分析 13.14 304板重皮状折叠缺陷分析 13.15 钢板表面起皮缺陷分析 13.16 304不锈钢板表面压入氧化铁皮缺陷分析 13.17 无取向铬涂层硅钢片表面亮线分析 13.18 冷轧带钢缺陷翘皮缺陷 13.19 Q235热轧板表面纵向裂纹分析 13.20 夹渣与气泡导致的400系不锈钢板边裂分析 13.21 夹渣与气泡导致410S系不锈钢板边裂分析 第14章 钢管典型缺陷 14.1 镍铬偏析带——304B钢管表面黑带观察与分析 14.2 钢管表面折叠缺陷观察与分析 14.3 钢管外表面无规律分布的折叠缺陷 14.4 钢管外表面纵向分布的大折叠缺陷 14.5 钢管表面粘钢缺陷 14.6 管坯加热温度偏高（过热），导致轧管过程产生裂纹缺陷 14.7 管坯加热温度过高(过烧)，导致轧管过程产生碎裂缺陷 14.8 钢管表面局部增碳导致淬火裂纹产生 14.9 钢管内表面凸包缺陷 14.10 钢管内表面直道型缺陷 14.11 轧管内表面薄片翘皮状折叠缺陷 14.12 轧后冷却不当，造成轧管热定径过程开裂 14.13 轧管弯曲原因分析 14.14 轧管内部存在夹杂物分层缺陷 第15章 连铸方坯和板坯缺陷 15.1 45钢150 mmX150mm连铸坯中间裂纹分析 15.2 82B结晶器电磁搅拌参数对铸坯质量影响的综合评价 15.3亚共析钢大型连铸坯酸浸低倍裂纹缺陷分析 15.4 连铸坯中夹杂物 15.5 保护渣卷入引起的65Mn板坯轧制横向裂纹 15.6 SAE钢210mmX210mm方坯角部裂纹分析 15.7 连铸坯低倍缺陷分析 15.8 水平连铸树枝晶形貌 15.9 中心星形裂纹 15.10 中间裂纹 15.11 铸坯表面裂纹引起的线材疤状缺陷 15.12 夹渣颗粒嵌入引起的方坯表面孔洞 第16章 机械加工缺陷 16.1 刀尖崩裂导致80KW四缸柴油机曲轴断裂失效分析 16.2 20CrMnTiH2行星轮齿加工缺陷及夹渣失效断裂分析 16.3 37CrNi3双头螺栓疲劳断裂分析 16.4 GCr15球座断裂失效分析 16.5 刀痕引起的疲劳断裂 16.6 刻痕尖锐引起的断裂 16.7 嘣刀 参考文献