高性能船舶用金屬材料內(nèi)容簡介

本書介紹金屬材料的機械性能、微觀結(jié)構(gòu)、相組成、以及合金元素和鐵的作用、合金元素在鋼中的分布及偏聚、微觀元素在鋼中的作用和影響、鋼的分類與編號等。以金屬材料的成分-工藝-組織-性能-應用為主線，系統(tǒng)地介紹了結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼等船舶用常用鋼鐵材料和鋁、銅、鈦等船舶用有色金屬合金典型材料。根據(jù)材料技術(shù)的發(fā)展，介紹了一些基于不同需求的以金屬材料為主的船舶結(jié)構(gòu)/功能材料，如隱身用金屬材料、減振用金屬材料、裝甲用金屬復合材料、超導材料等。在內(nèi)容上力求基礎(chǔ)性、綜合性、先進性和應用性。

本書介紹了船舶用高性能金屬材料的性能和應用，可作為材料科學和船舶工程技術(shù)人員的參考用書。

第1章緒論1

1.1船用材料的發(fā)展歷史1

1.2船舶的分類與組成3

1.3船用金屬材料的分類5

第2章金屬材料基礎(chǔ)6

2.1概述6

2.2金屬材料力學性能6

2.2.1強度6

2.2.2彈性和剛度8

2.2.3塑性8

2.2.4硬度10

2.2.5韌性12

2.2.6疲勞13

2.2.7斷裂韌性14

2.3材料的結(jié)構(gòu)15

2.3.1固體中的結(jié)合鍵15

2.3.2金屬的晶體結(jié)構(gòu)與特性17

2.4金屬的結(jié)晶20

2.4.1金屬結(jié)晶的過冷現(xiàn)象20

2.4.2金屬結(jié)晶的一般過程21

2.4.3金屬結(jié)晶晶粒大小的控制23

2.5合金的相結(jié)構(gòu)24

2.5.1合金與組織24

2.5.2合金的相結(jié)構(gòu)25

2.5.3合金的二元相圖27

2.5.4合金性能與相圖的關(guān)系30

2.6金屬的塑性變形32

2.6.1單晶體金屬的塑性變形32

2.6.2多晶體的塑性變形34

2.6.3塑性變形對金屬組織和性能的影響36

2.7金屬的熱處理38

2.7.1金屬熱處理分類38

2.7.2鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變38

2.7.3奧氏體冷卻時的轉(zhuǎn)變41

2.7.4鋼的退火和正火43

2.7.5鋼的淬火45

2.7.6鋼的回火47

2.7.7鋼的表面淬火49

2.7.8化學熱處理49

2.7.9鋼的熱處理新技術(shù)52

第3章船舶用鋼55

3.1概述55

3.1.1鋼的種類55

3.1.2艦船結(jié)構(gòu)鋼的發(fā)展現(xiàn)狀56

3.2碳鋼59

3.2.1鐵碳相圖及應用59

3.2.2碳鋼及應用61

3.3合金鋼63

3.3.1合金鋼的分類和編號63

3.3.2合金元素在鋼中的作用64

3.3.3合金結(jié)構(gòu)鋼的分類和特點66

3.4船體結(jié)構(gòu)鋼77

3.4.1概述77

3.4.2碳素船體鋼78

3.4.3船用低合金高強鋼80

3.4.4船用高強結(jié)構(gòu)鋼的展望85

3.5船用輪機材料86

3.5.1輪機零件和機械構(gòu)件選材的一般要求86

3.5.2船用柴油機用鋼87

3.5.3船舶鍋爐用鋼90

3.5.4汽輪機用鋼91

3.5.5燃氣輪機用鋼93

3.5.6船舶軸系和機械用鍛鋼94

第4章不銹鋼與超級合金95

4.1概述95

4.2不銹鋼的分類97

4.3不銹鋼性能和特點100

4.3.1馬氏體不銹鋼100

4.3.2鐵素體不銹鋼102

4.3.3奧氏體不銹鋼103

4.3.4雙相不銹鋼106

4.3.5沉淀硬化不銹鋼109

4.3.6典型船用不銹鋼成分、特點及用途110

4.4不銹鋼在海洋環(huán)境中的腐蝕115

4.4.1腐蝕類型115

4.4.2化學成分與工藝因素對耐海水腐蝕性能的影響115

4.4.3典型不銹鋼在海水表層中的腐蝕概況116

4.4.4不銹鋼在淡化海水水中的腐蝕情況116

4.5超級合金117

4.5.1哈氏合金（Hastelloy alloy）118

4.5.2Monel合金120

4.5.3Inconel合金120

第5章銅及銅合金123

5.1概述123

5.1.1分類123

5.1.2牌號124

5.2純銅128

5.3黃銅129

5.3.1普通黃銅129

5.3.2特殊黃銅131

5.4青銅133

5.4.1錫青銅133

5.4.2鋁青銅134

5.4.3鈹青銅135

5.5白銅138

5.6螺旋槳用銅合金139

5.7應用銅合金的注意事項141

第6章鋁及鋁合金144

6.1概述144

6.1.1鋁及鋁合金的分類144

6.1.2鋁合金相關(guān)標準和牌號146

6.1.3鋁合金的基本性能特點147

6.1.4鋁及鋁合金的基本用途149

6.2鋁合金的時效150

6.2.1時效強化150

6.2.2回歸現(xiàn)象151

6.2.3時效原理151

6.3鋁合金的種類和特性152

6.3.1純鋁152

6.3.2變形鋁合金152

6.3.3鑄造鋁合金159

6.4鋁合金在船舶上的應用162

6.4.1國外船體鋁合金在船舶上的應用概況162

6.4.2我國鋁合金在艦船上的應用現(xiàn)狀164

6.4.3鋁合金在船舶上的應用要求164

6.5船舶用鋁合金的腐蝕與控制167

6.5.1鋁及其合金的腐蝕性能和特點167

6.5.2常見腐蝕形態(tài)168

第7章鈦及鈦合金175

7.1概述175

7.1.1生產(chǎn)、應用及發(fā)展175

7.1.2分類177

7.1.3理化性能及特點179

7.2鈦及鈦合金的生產(chǎn)和加工182

7.2.1冶煉工藝182

7.2.2加工工藝183

7.2.3焊接工藝185

7.2.4我國生產(chǎn)研發(fā)情況187

7.3主要鈦合金牌號及其應用187

7.3.1船用鈦合金的特點187

7.3.2在船舶上應用的鈦合金種類和特點188

7.4鈦合金在船舶上的應用196

7.4.1國內(nèi)情況196

7.4.2國外情況196

7.4.3國外鈦合金在船舶上應用的發(fā)展趨勢202

7.4.4鈦合金在船舶上的應用發(fā)展方向203

7.4.5鈦合金在船舶應用部位探討204

7.5鈦合金在船舶上應用的腐蝕與防護208

7.5.1船用鈦合金的表面處理工藝209

7.5.2防止接觸腐蝕措施209

第8章金屬復合材料212

8.1概述212

8.2金屬基復合材料213

8.2.1金屬基復合材料分類214

8.2.2金屬基復合材料的性能特點217

8.2.3金屬基復合材料的制造方法219

8.2.4金屬基復合材料的應用223

8.3爆炸焊接及復合材料226

8.3.1爆炸焊接機理226

8.3.2爆炸焊接的特點228

8.3.3船用過渡接頭230

8.3.4爆炸復合材料的應用235

8.4金屬阻尼材料237

8.4.1概述237

8.4.2金屬阻尼材料分類及應用239

8.4.3研究和發(fā)展244

8.5泡沫金屬材料245

8.5.1概述245

8.5.2泡沫金屬特性247

8.5.3多孔金屬材料的制備方法248

8.5.4多孔金屬夾芯板252

8.5.5應用257

第9章金屬功能材料262

9.1概述262

9.2超導材料262

9.2.1概述262

9.2.2超導材料的基本性質(zhì)、特征和理論265

9.2.3超導材料的分類268

9.2.4高溫超導材料的生產(chǎn)272

9.2.5超導材料的應用274

9.3永磁金屬材料286

9.3.1材料的磁性287

9.3.2永磁材料的主要參數(shù)290

9.3.3常用永磁材料292

9.3.4永磁材料的應用294

9.4磁致伸縮材料295

9.4.1磁致伸縮材料的發(fā)展295

9.4.2概念和類型297

9.4.3磁致伸縮材料的應用301

9.5形狀記憶合金材料304

9.5.1形狀記憶效應305

9.5.2形狀記憶合金類型和特點307

9.5.3形狀記憶合金應用308

參考文獻310 2100433B

爐用金屬材料分為爐外用金屬材料和爐內(nèi)用耐熱鋼。因爐內(nèi)構(gòu)件是在高溫下工作，承受一定載荷，并受高溫介質(zhì)的化學腐蝕，要求具有良好的抗高溫氧化性和高溫強度。所以要用耐熱鋼來制造。

爐用金屬材料分為爐外用金屬材料和爐內(nèi)用耐熱鋼。因爐內(nèi)構(gòu)件是在高溫下工作，承受一定載荷，并受高溫介質(zhì)的化學腐蝕，要求具有良好的抗高溫氧化性和高溫強度。所以要用耐熱鋼來制造。

1.普通金屬材料

普通金屬材料用作爐子的外殼和構(gòu)架。如鋼板，角鋼，槽鋼，工字鋼等。

2.爐用耐熱鋼

爐用耐熱鋼用作爐底板、爐罐、世堝、轄射管、導軌、料筐、爐輥、傳送帶、夾具、緊固件、電熱元件及其引出捧等。

船舶用無縫鋼管規(guī)格：外徑8mm-1240mm×壁厚1mm-200mm。

船舶用無縫鋼管

船舶用無縫鋼管規(guī)格：8-1240×1-200mm

船舶用無縫鋼管概況：

標準：

中國船級社材料與焊接規(guī)范——中國船級社（CCS）

挪威船級社（DNV）規(guī)范——挪威船級社（DNV）

英國勞氏船級社（LR）規(guī)范——英國勞氏船級社（LR）

德國勞埃德船級社（GL）規(guī)范——德國勞埃德船級社（GL）

美國船級社（ABS）規(guī)范——美國船級社（ABS）

法國船級社（BV）規(guī)范——法國船級社（BV）

意大利船級社（RINA）規(guī)范——意大利船級社（RINA）

日本船級社（NK）規(guī)范——日本船級社（NK）

GB/T5312——中國國家標準

用途：

用于船用鍋爐與過熱器和Ⅰ、Ⅱ級壓力管系用無縫鋼管的制造。

主要生產(chǎn)鋼管牌號：

320、360、410、460、490等

尺寸公差:

力學性能：

化學成分:

注：殘余元素Cr≤0.25％，Mo≤0.10％，Ni≤0.30％，Cu≤0.30％總量≤0.70％

船舶用碳鋼無縫管（GB5213-85）是締造船舶I級耐壓管系、Ⅱ級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫管。碳素鋼無縫管管壁工作溫度不超出450℃，合金鋼無縫管管壁工作溫度超出450℃。

GB5312-1999（船舶用碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管）。主要用于船舶鍋爐及過熱器用I、II級耐壓管等。代表材質(zhì)為360、410、460鋼級等。

☆ 結(jié)構(gòu)鋼管的計算方法 ☆

結(jié)構(gòu)鋼管的計算方法: 結(jié)構(gòu)鋼管的重量=0.25×π×(外徑平方-內(nèi)徑平方)×L×鋼鐵比重

其中：π = 3.14 L=結(jié)構(gòu)鋼管長度 鋼鐵比重取7.8

所以，結(jié)構(gòu)鋼管的重量=0.25×3.14×(外徑平方-內(nèi)徑平方)×L×7.8*如果尺寸單位取米（M）,則計算的重量結(jié)果為公斤（Kg）