高性能船舶用金屬材料內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)介紹金屬材料的機(jī)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(hào)等。以金屬材料的成分-工藝-組織-性能-應(yīng)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?gòu)?fù)合材料、超導(dǎo)材料等。在內(nèi)容上力求基礎(chǔ)性、綜合性、先進(jìn)性和應(yīng)用性。

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

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(xué)性能6

2.2.1強(qiáng)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(guò)冷現(xiàn)象20

2.4.2金屬結(jié)晶的一般過(guò)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(duì)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(shí)的轉(zhuǎn)變38

2.7.3奧氏體冷卻時(shí)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(xué)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(yīng)用59

3.2.2碳鋼及應(yīng)用61

3.3合金鋼63

3.3.1合金鋼的分類和編號(hào)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(diǎn)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(qiáng)鋼80

3.4.4船用高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼的展望85

3.5船用輪機(jī)材料86

3.5.1輪機(jī)零件和機(jī)械構(gòu)件選材的一般要求86

3.5.2船用柴油機(jī)用鋼87

3.5.3船舶鍋爐用鋼90

3.5.4汽輪機(jī)用鋼91

3.5.5燃?xì)廨啓C(jī)用鋼93

3.5.6船舶軸系和機(jī)械用鍛鋼94

第4章不銹鋼與超級(jí)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(diǎn)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(diǎn)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(xué)成分與工藝因素對(duì)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(jí)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(hào)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(yīng)用銅合金的注意事項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)和牌號(hào)146

6.1.3鋁合金的基本性能特點(diǎn)147

6.1.4鋁及鋁合金的基本用途149

6.2鋁合金的時(shí)效150

6.2.1時(shí)效強(qiáng)化150

6.2.2回歸現(xiàn)象151

6.2.3時(shí)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(yīng)用162

6.4.1國(guó)外船體鋁合金在船舶上的應(yīng)用概況162

6.4.2我國(guó)鋁合金在艦船上的應(yīng)用現(xiàn)狀164

6.4.3鋁合金在船舶上的應(yīng)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(diǎn)167

6.5.2常見(jiàn)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(yīng)用及發(fā)展175

7.1.2分類177

7.1.3理化性能及特點(diǎn)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(guó)生產(chǎn)研發(fā)情況187

7.3主要鈦合金牌號(hào)及其應(yīng)用187

7.3.1船用鈦合金的特點(diǎn)187

7.3.2在船舶上應(yīng)用的鈦合金種類和特點(diǎn)188

7.4鈦合金在船舶上的應(yīng)用196

7.4.1國(guó)內(nèi)情況196

7.4.2國(guó)外情況196

7.4.3國(guó)外鈦合金在船舶上應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)202

7.4.4鈦合金在船舶上的應(yīng)用發(fā)展方向203

7.4.5鈦合金在船舶應(yīng)用部位探討204

7.5鈦合金在船舶上應(yīng)用的腐蝕與防護(hù)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?gòu)?fù)合材料212

8.1概述212

8.2金屬基復(fù)合材料213

8.2.1金屬基復(fù)合材料分類214

8.2.2金屬基復(fù)合材料的性能特點(diǎn)217

8.2.3金屬基復(fù)合材料的制造方法219

8.2.4金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用223

8.3爆炸焊接及復(fù)合材料226

8.3.1爆炸焊接機(jī)理226

8.3.2爆炸焊接的特點(diǎn)228

8.3.3船用過(guò)渡接頭230

8.3.4爆炸復(fù)合材料的應(yīng)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(yīng)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(yīng)用257

第9章金屬功能材料262

9.1概述262

9.2超導(dǎo)材料262

9.2.1概述262

9.2.2超導(dǎo)材料的基本性質(zhì)、特征和理論265

9.2.3超導(dǎo)材料的分類268

9.2.4高溫超導(dǎo)材料的生產(chǎn)272

9.2.5超導(dǎo)材料的應(yīng)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(yīng)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(yīng)用301

9.5形狀記憶合金材料304

9.5.1形狀記憶效應(yīng)305

9.5.2形狀記憶合金類型和特點(diǎn)307

9.5.3形狀記憶合金應(yīng)用308

參考文獻(xiàn)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(xué)腐蝕，要求具有良好的抗高溫氧化性和高溫強(qiáng)度。所以要用耐熱鋼來(lái)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(xué)腐蝕，要求具有良好的抗高溫氧化性和高溫強(qiáng)度。所以要用耐熱鋼來(lái)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(dǎo)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(wú)縫鋼管規(guī)格：外徑8mm-1240mm×壁厚1mm-200mm。

船舶用無(wú)縫鋼管

船舶用無(wú)縫鋼管規(guī)格：8-1240×1-200mm

船舶用無(wú)縫鋼管概況：

標(biāo)準(zhǔn)：

中國(guó)船級(jí)社材料與焊接規(guī)范——中國(guó)船級(jí)社（CCS）

挪威船級(jí)社（DNV）規(guī)范——挪威船級(jí)社（DNV）

英國(guó)勞氏船級(jí)社（LR）規(guī)范——英國(guó)勞氏船級(jí)社（LR）

德國(guó)勞埃德船級(jí)社（GL）規(guī)范——德國(guó)勞埃德船級(jí)社（GL）

美國(guó)船級(jí)社（ABS）規(guī)范——美國(guó)船級(jí)社（ABS）

法國(guó)船級(jí)社（BV）規(guī)范——法國(guó)船級(jí)社（BV）

意大利船級(jí)社（RINA）規(guī)范——意大利船級(jí)社（RINA）

日本船級(jí)社（NK）規(guī)范——日本船級(jí)社（NK）

GB/T5312——中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

用途：

用于船用鍋爐與過(guò)熱器和Ⅰ、Ⅱ級(jí)壓力管系用無(wú)縫鋼管的制造。

主要生產(chǎn)鋼管牌號(hào)：

320、360、410、460、490等

尺寸公差:

力學(xué)性能：

化學(xué)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(wú)縫管（GB5213-85）是締造船舶I級(jí)耐壓管系、Ⅱ級(jí)耐壓管系、鍋爐及過(guò)熱器用的碳素鋼無(wú)縫管。碳素鋼無(wú)縫管管壁工作溫度不超出450℃，合金鋼無(wú)縫管管壁工作溫度超出450℃。

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

☆ 結(jié)構(gòu)鋼管的計(jì)算方法 ☆

結(jié)構(gòu)鋼管的計(jì)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(zhǎng)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(jì)算的重量結(jié)果為公斤（Kg）