Physical Metallurgy and Heat Treatment of Steel

Книга «Solidification and Solid-State Transformations of Metals and Alloys» (Elsevier, 1-е изд., Бостон, США, 2017) стала первой в серии книг, посвящённых диаграмме Fe-C. Эта первая книга рассказывала о микроструктурах, превращениях и свойствах металлов и сплавов с акцентом на основы материаловедения и инженерии материалов. Следующая книга, «Physical Metallurgy of Cast Irons» (Springer, 1-е изд., Шам, Швейцария, 2018), была полностью посвящена чугунам как важному материалу в различных применениях, являющемуся наиболее производимым металлическим материалом после сталей. Серия продолжилась книгой «Structural Materials: Properties and Selection» (Springer, 1-е изд., Шам, Швейцария, 2019), в которой основное внимание уделялось различным семействам материалов (металлам, керамике, полимерам и композитам) и тому, как выбрать подходящий материал для конкретного применения. Следующей стала книга «Operations and Basic Processes in Ironmaking» (Springer, 1-е изд., Шам, Швейцария, 2020). Она стала настоящим началом изучения области сталей. Её целью было изучение производства чугуна, то есть пути от минерала до передельного чугуна через методы окускования (окомкование и спекание) или производство металлургического кокса. Следующей книгой стала «Operations and Basic Processes in Steelmaking» (Springer, 1-е изд., Шам, Швейцария, 2021). Её целью было изучение производства стали от превращения передельного чугуна в сталь в кислородном конвертере до завершающих процессов (вторичной металлургии и затвердевания стали), включая разливку, горячую и холодную обработку (глубокую вытяжку, растяжение и волочение проволоки). Производство стали в электросталеплавильных цехах также описывается как важный вариант производства стали. Настоящая книга «Physical Metallurgy and Heat Treatment of Steel» продолжает указанные выше книги и посвящена превращениям в твёрдом состоянии в системе Fe-C, а также различным видам термической обработки, применяемым при производстве разных типов сталей.

Главная цель серии книг — предложить студентам, рабочим, операторам и всем заинтересованным людям собрание материалов об области конструкционных материалов, и в особенности о материалах, производных от диаграммы Fe-C. Во всех случаях мы включали различные упражнения, задачи и практические случаи, все с решениями, которые помогают читателю понять понятия, описанные в теоретической части. Эта книга относится к области науки, ориентированной на инженерию материалов. Хотя эту книгу можно использовать и как справочник, эти страницы также призваны сформулировать знания, приобретённые по этой теме за более чем 50 лет исследований и преподавания, заложив основы физической металлургии (кристаллографии, микроструктуры и фазовых превращений), которые определяют связи между составом, микроструктурой и свойствами сталей.

Как уже некоторое время назад отмечал наш коллега профессор Ф. Б. Пикеринг, развитие промышленного производства не может быть — и фактически не является — результатом простой эмпирической деятельности. Даже при наличии определённого эмпирического характера «новые стали в настоящее время разрабатываются с учётом основ хорошего рационального понимания металлургических явлений». Это научное понимание имеет ключевое значение не только для рационального выбора из существующих материалов, но и для их проектирования в соответствии с требованиями посредством подходящих термических, термохимических и термомеханических обработок. Книга «Physical Metallurgy and Heat Treatment of Steel» стремится облегчить такое понимание нынешним и будущим специалистам.

Эта книга, как уже было указано, в значительной степени является результатом преподавательской деятельности. С одной стороны, академических курсов — для выпускников или аспирантов, — проводившихся в горных школах Овьедо (Овьедо/Увьёу, Астурия, Испания) и Мадрида, в школах промышленной инженерии Сан-Себастьяна (Гипускоа, Испания), Пьюры (Перу), Панамериканского университета (Мексика) и Университета Монтевидео (Уругвай). Однако эта книга также является результатом курсов, проводившихся для специалистов по металлургической инженерии в Asociación Técnica de Fundidores (INASMET), Centro de Estudios e Investigaciones Técnicas de Gipuzkoa (CEIT), Petroperú, Dirección General de Asesoramiento Técnico de Rosario (Аргентина), Fundación Universidad-Empresa (Мадрид), Instituto Tecnológico de Costa Rica, Instituto de Estudios Empresariales de Montevideo (Уругвай), Arcelor Mittal S. A. (Испания), Организации Объединённых Наций по промышленному развитию (Аргентина) и так далее.

В этой связи уместно упомянуть, что «особое внимание уделялось впечатлению, произведённому на слушателей качеством изложения, то есть принятой систематикой и понятностью концепций», поэтому «при чтении книги необходимо учитывать, что она возникла из устных курсов, и этим объясняются ссылки, язык и тематические границы». И поскольку эта книга стала результатом курсов, организованных государственными или частными организациями, мы хотим выразить здесь благодарность Главному управлению международного сотрудничества Министерства образования и науки Испании, Испанскому агентству международного сотрудничества (AECI), Организации Объединённых Наций по промышленному развитию (ONUDI) и Arcelor Mittal S. A.

Что касается личной стороны, мы хотим выразить признательность профессорам Полю Лакомбу, Рамону Дурану Бальсельсу, Хосе Апраису Баррейро и Рафаэлю Кальво Родесу. Мы также хотим поблагодарить профессоров Ф. Б. Пикеринга (Шеффилдский университет), Т. Гладмана (Лидский университет), Х. А. Гарсию Поджо и П. Тарина (Мадридский политехнический университет), Г. Беранже (Компьенский университет), ASM International, United States Steel Corporation, Maney Publishing, EDP Science и всех, кто тем или иным образом сделал возможной публикацию этой книги.

Наконец, мы хотим ещё раз использовать эту книгу как дань памяти профессору Хосе Антонио Перо-Сансу Элорсу, который был пионером металлотехники в Горной школе Овьедо (Овьедо, Астурия, Испания) и основателем исследовательской группы по производству чугуна, производству стали, металлургии и материалам Университета Овьедо в середине прошлого века.

Июль 2022 года