高溫金屬材料的性能、強(qiáng)度設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用

第一章概論1

第一節(jié)高溫工況對(duì)耐熱金屬材料的基本要求1

一、足夠的化學(xué)穩(wěn)定性1

二、優(yōu)異的、綜合的高溫力學(xué)性能1

三、良好的制造性能1

四、適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)可行性1

第二節(jié)耐熱鋼和高溫合金的高溫特性2

一、鐵和鋼2

二、不銹鋼和超合金4

第三節(jié)超合金加工6

一、熔煉工藝7

二、變形工藝8

三、熱機(jī)械加工工藝8

四、粉末加工10

五、熔模鑄造11

六、鑄件顯微組織的控制11

七、鑄件的熱等靜壓13

八、連接14

第二章耐熱鋼和高溫合金鋼的成分與性能16

第一節(jié)耐熱鋼16

一、概述16

二、牌號(hào)及化學(xué)成分16

三、物理力學(xué)性能25

四、抗高溫氧化及腐蝕性能36

第二節(jié)鐵基高溫合金47

一、概述47

二、牌號(hào)及化學(xué)成分47

三、物理力學(xué)性能49

四、抗高溫氧化和腐蝕性能及其與鎳基和鈷基合金的比較58

第三節(jié)鎳基高溫合金72

一、概述72

二、牌號(hào)及化學(xué)成分76

三、物理力學(xué)性能87

四、抗氧化及高溫腐蝕性能106

第四節(jié)鈷基高溫合金114

一、概述114

二、牌號(hào)及化學(xué)成分115

三、物理力學(xué)性能116

四、抗氧化及高溫腐蝕性能120

第五節(jié)高合金鑄鋼122

一、牌號(hào)及化學(xué)成分122

二、金相組織126

三、物理力學(xué)性能127

四、抗氧化和高溫腐蝕性能137

五、合金的選材142

第三章耐熱鋼和高溫合金的焊接148

第一節(jié)一般焊接問題148

一、耐熱鋼和合金的焊接性148

二、影響鋼熔化焊焊接接頭質(zhì)量的技術(shù)因素148

第二節(jié)珠光體耐熱鋼的焊接149

一、珠光體耐熱鋼的一般情況149

二、珠光體耐熱鋼的焊接特點(diǎn)149

三、珠光體耐熱鋼的焊接工藝151

四、不同珠光體耐熱鋼焊接時(shí)焊條的選用153

第三節(jié)馬氏體耐熱鋼的焊接155

一、馬氏體耐熱鋼的范圍155

二、馬氏體耐熱鋼的焊接特點(diǎn)155

三、馬氏體耐熱鋼的焊接工藝155

第四節(jié)鐵素體耐熱鋼的焊接157

一、鐵素體耐熱鋼的范圍157

二、鐵素體耐熱鋼的性能與焊接特性157

三、鐵素體耐熱鋼的焊接方法與工藝158

第五節(jié)奧氏體耐熱不銹鋼的焊接158

一、奧氏體耐熱不銹鋼的范圍158

二、奧氏體耐熱不銹鋼的焊接特性159

三、奧氏體耐熱不銹鋼的焊接160

四、低鎳含氮耐熱鋼的焊接170

五、一些含鎳鉻較高的奧氏體耐熱鋼的焊接171

第六節(jié)沉淀硬化不銹鋼的焊接172

一、沉淀硬化不銹鋼的范圍172

二、沉淀硬化不銹鋼的焊接特點(diǎn)172

三、沉淀硬化不銹鋼的焊接方法與工藝173

第七節(jié)高溫合金的焊接174

一、高溫合金的焊接性174

二、高溫合金焊件表面的焊前清理及熱處理176

三、鐵基高溫合金的焊接178

四、鎳基高溫合金的焊接182

五、鈷基高溫合金的焊接187

六、高合金耐熱鑄鋼的焊接187

七、異種鋼焊接190

第四章高溫金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)201

第一節(jié)蠕變和斷裂設(shè)計(jì)202

一、基本概念202

二、蠕變與持久試驗(yàn)及其數(shù)據(jù)處理方法203

三、蠕變和斷裂設(shè)計(jì)210

第二節(jié)熱疲勞設(shè)計(jì)224

一、熱應(yīng)力和熱應(yīng)變224

二、熱疲勞強(qiáng)度與壽命估計(jì)225

三、熱疲勞設(shè)計(jì)中的主要問題227

第三節(jié)高溫疲勞設(shè)計(jì)227

一、相關(guān)的術(shù)語和符號(hào)227

二、循環(huán)應(yīng)力與循環(huán)應(yīng)變228

三、無限壽命設(shè)計(jì)與有限壽命設(shè)計(jì)228

四、疲勞試驗(yàn)簡(jiǎn)介228

五、高溫對(duì)材料疲勞極限的影響230

六、高溫時(shí)材料的SN曲線231

七、影響高溫疲勞性能的主要因素232

八、高溫疲勞壽命預(yù)測(cè)方法236

九、高溫下的疲勞極限計(jì)算238

第五章耐熱鋼和高溫合金在工業(yè)上的應(yīng)用240

第一節(jié)航空航天工業(yè)上的應(yīng)用240

一、航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫金屬材料240

二、航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫金屬材料243

第二節(jié)工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)用耐熱金屬材料243

一、對(duì)合金材料性能的要求244

二、工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)所應(yīng)用的耐熱金屬材料245

第三節(jié)煙氣輪機(jī)247

第四節(jié)火力發(fā)電設(shè)備用高溫金屬材料248

一、火力發(fā)電設(shè)備用材一般情況248

二、鍋爐鋼管用耐熱鋼249

三、鍋爐鋼板用耐熱鋼249

四、葉片用耐熱鋼250

五、緊固材料250

六、汽輪機(jī)葉輪、主軸、轉(zhuǎn)子用耐熱鋼251

第五節(jié)內(nèi)燃機(jī)用高溫金屬材料251

一、排氣閥用材251

二、增壓器用材252

三、熱發(fā)生器用材252

四、燒嘴用材253

第六節(jié)原子能工業(yè)用高溫合金253

一、鈉冷反應(yīng)堆燃料包殼材料和結(jié)構(gòu)材料253

二、燃料棒元件定位格架材料254

三、反應(yīng)堆用螺釘材料254

四、液態(tài)金屬鉍中的腐蝕和188型耐熱不銹鋼的應(yīng)用254

五、高溫氣體爐用高溫合金255

第七節(jié)熱處理爐用耐熱金屬材料255

一、耐熱鑄件和鍛件的材料比較258

二、鑄造合金的優(yōu)點(diǎn)258

三、鍛造合金的優(yōu)點(diǎn)258

四、熱處理爐附件的腐蝕260

第八節(jié)石油化工用耐熱鋼和高溫合金264

一、石油化工加熱爐工況特點(diǎn)對(duì)材料的破壞作用264

二、石油化工設(shè)備對(duì)高溫構(gòu)件材料的性能要求266

三、石油化工設(shè)備所用的耐熱金屬材料266

四、轉(zhuǎn)化和裂解爐用耐熱金屬材料269

第九節(jié)煤轉(zhuǎn)化用高溫金屬材料272

一、煤氣化及液化技術(shù)對(duì)高溫金屬材料的要求272

二、煤的氣化過程所用的高溫金屬材料272

第十節(jié)鎂冶煉用耐熱金屬材料273

第十一節(jié)水泥工業(yè)用高溫金屬材料274

第十二節(jié)搪瓷工業(yè)用高溫金屬材料275

一、吊架用材275

二、輻射管用材275

第十三節(jié)玻璃工業(yè)用高溫金屬材料276

一、玻璃工業(yè)對(duì)高溫金屬材料的要求276

二、玻璃工業(yè)中所用的高溫金屬材料276

第十四節(jié)廢物焚燒277

一、工業(yè)化學(xué)廢氣277

二、市政固體廢料278

三、污水淤泥278 2100433B

本書從應(yīng)用角度，介紹耐熱鋼和高溫合金的鋼種、力學(xué)性能、腐蝕性能、焊接技術(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)及其工程應(yīng)用。全書共分五章。第一章概論，除對(duì)高溫工程和相關(guān)的耐熱材料進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹外，著重介紹了高溫工況對(duì)耐熱金屬材料的基本要求，各種耐熱金屬材料系統(tǒng)的高溫特性及其相互比較，它們的發(fā)展及其加工中的幾個(gè)問題；第二章介紹了各種耐熱鋼和高溫合金的牌號(hào)、化學(xué)成分、與設(shè)計(jì)使用關(guān)系密切的力學(xué)性能和高溫腐蝕行為；第三章介紹了耐熱鋼和高溫合金的焊接問題，所涉及的焊接方法以制造廠常用的熔化焊接方法為主，還介紹了高溫設(shè)備使用中常會(huì)遇到的修理性焊接問題；第四章介紹了高溫金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)問題，金屬在高溫下的斷裂是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的過程，本章較詳細(xì)地討論了高溫下的彈性設(shè)計(jì)、蠕變?cè)O(shè)計(jì)和斷裂設(shè)計(jì)，并討論了相關(guān)的蠕變一斷裂試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)外推方法，對(duì)高溫構(gòu)件的熱疲勞和高溫疲勞設(shè)計(jì)也進(jìn)行了探討，所提供的方法可供高溫構(gòu)件設(shè)計(jì)工作者參考；第五章專門介紹了耐熱鋼和高溫合金在各種工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用問題，通過本章讀者可了解高溫金屬材料在各工業(yè)領(lǐng)域的使用概況。

越來越多的企業(yè)正在采用積極主動(dòng)的性能保證措施，建立卓越性能中心，從而使性能成為應(yīng)用的關(guān)鍵成功因素。在應(yīng)用發(fā)布前，不僅需要通過常用的負(fù)載和壓力測(cè)試手段測(cè)試應(yīng)用系統(tǒng)的功能和容量，隨著性能要求不斷增加，也需要進(jìn)行測(cè)試性能和網(wǎng)絡(luò)延遲對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的影響。 應(yīng)用性能工程方法論使企業(yè)把應(yīng)用性能當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)需求，并對(duì)性能測(cè)試和最終用戶體驗(yàn)需求在企業(yè)范圍內(nèi)建立政策規(guī)范。2100433B

《現(xiàn)代金屬材料及應(yīng)用》是按照金屬材料的基本分類和使用特點(diǎn)，全面地介紹了現(xiàn)代金屬材料及其工程應(yīng)用?！冬F(xiàn)代金屬材料及應(yīng)用》共分九章，內(nèi)容包括鋼的合金化、工程構(gòu)件用鋼、機(jī)器零件用鋼、工模具用鋼、不銹鋼、耐熱鋼、超高強(qiáng)度鋼與TRIP鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金等。《現(xiàn)代金屬材料及應(yīng)用》著重對(duì)金屬材料的特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了介紹，并對(duì)影響金屬材料性能的原因和機(jī)理作了簡(jiǎn)要的說明。

《現(xiàn)代金屬材料及應(yīng)用》可供機(jī)械、電子、石油、化工、建筑等領(lǐng)域的有關(guān)科技工作者、工程技術(shù)人員、管理人員及購(gòu)銷人員參考，也可作為大專院校材料專業(yè)學(xué)生的教材或教學(xué)參考書。