海洋極寒環(huán)境服役材料

目錄
前言
第1章 海洋極寒環(huán)境下的工程與材料科學(xué) 1
1.1 極寒海洋環(huán)境 2
1.1.1 一般海洋環(huán)境 2
1.1.2 極地海洋環(huán)境 7
1.2 海洋極寒環(huán)境工程 13
1.2.1 極地船舶 14
1.2.2 極地平臺(tái) 23
1.2.3 極地考察站 25
1.3 特殊用途船舶對(duì)低溫材料的需求 26
1.3.1 LNG燃料動(dòng)力船舶的結(jié)構(gòu)及要求 26
1.3.2 液化石油氣(LPG)運(yùn)輸船的結(jié)構(gòu)及要求 27
1.3.3 超大型集裝箱船的結(jié)構(gòu)及要求 28
1.3.4 極地破冰船的結(jié)構(gòu)及要求 29
1.4 海洋極寒環(huán)境材料屬性范圍和選擇過程 30
第2章 海洋極寒環(huán)境服役鋼鐵材料 35
2.1 極寒環(huán)境鋼材簡介 35
2.2 極寒海洋環(huán)境用鋼船級(jí)規(guī)范 38
2.3 極寒海洋環(huán)境用鋼性能要求 43
2.3.1 低溫及覆冰海洋環(huán)境對(duì)鋼材性能影響 44
2.3.2 冰區(qū)腐蝕海洋環(huán)境對(duì)鋼材性能影響 50
2.3.3 冰區(qū)摩擦磨損海洋環(huán)境對(duì)鋼材性能影響 55
2.4 極寒海洋環(huán)境用鋼的發(fā)展趨勢(shì) 57
2.4.1 高強(qiáng)度 57
2.4.2 厚規(guī)格 58
2.4.3 高的低溫韌性 58
第3章 海洋極寒環(huán)境鋼鐵材料增韌機(jī)理 59
3.1 合金元素添加對(duì)極寒海洋環(huán)境用鋼性能影響 59
3.1.1 碳含量對(duì)極寒海洋環(huán)境用鋼性能影響 60
3.1.2 錳含量對(duì)極寒海洋環(huán)境用鋼性能影響 62
3.1.3 硅含量對(duì)極寒海洋環(huán)境用鋼性能影響 62
3.1.4 其他合金元素對(duì)極寒海洋環(huán)境用鋼性能影響 63
3.1.5 微合金化對(duì)極寒海洋環(huán)境用鋼性能影響 64
3.2 軋制工藝對(duì)極寒環(huán)境船用鋼板的影響 67
3.3 熱處理工藝對(duì)極寒海洋環(huán)境用鋼性能影響 70
3.3.1 熱處理工藝參數(shù) 70
3.3.2 正火處理對(duì)鋼樣組織影響 73
3.3.3 調(diào)質(zhì)處理對(duì)鋼樣組織影響 74
3.3.4 兩相區(qū)調(diào)質(zhì)處理對(duì)鋼樣組織影響 75
3.3.5 不同熱處理試驗(yàn)鋼樣力學(xué)性能分析 75
3.4 極寒環(huán)境鋼材的韌脆轉(zhuǎn)變機(jī)理 79
3.4.1 鋼材的韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象 79
3.4.2 鋼材的韌性與韌脆轉(zhuǎn)變機(jī)理 81
3.5 提高鋼材低溫韌性的思路 85
第4章 海洋極寒環(huán)境服役材料測(cè)試技術(shù) 87
4.1 低溫力學(xué)性能試驗(yàn) 87
4.1.1 低溫表面分析技術(shù)及常用分析儀器 89
4.1.2 材料低溫抗拉強(qiáng)度測(cè)試方法 95
4.1.3 低溫沖擊韌性測(cè)試方法 97
4.1.4 表面硬度測(cè)試方法 98
4.2 低溫海水環(huán)境腐蝕試驗(yàn)評(píng)定方法 99
4.2.1 低溫海洋環(huán)境腐蝕機(jī)理及破壞形式 100
4.2.2 低溫海水/海冰全浸腐蝕測(cè)試方法 105
4.2.3 電化學(xué)測(cè)定機(jī)理及方法 106
4.3 低溫海冰環(huán)境摩擦試驗(yàn)評(píng)定方法 110
4.3.1 低溫海冰環(huán)境摩擦機(jī)理及破壞形式 110
4.3.2 極寒與超低溫船舶材料摩擦與載荷、速度的關(guān)系 114
4.3.3 極寒與超低溫船舶材料摩擦與介質(zhì)的關(guān)系 122
4.3.4 極寒與超低溫船舶材料摩擦與溫度的關(guān)系 125
4.3.5 低溫材料摩擦試驗(yàn)評(píng)定方法 136
4.4 低溫海水中摩擦-腐蝕耦合作用評(píng)定方法 143
4.4.1 海冰(海水)摩擦-腐蝕耦合作用評(píng)定 144
4.4.2 低溫冰水兩相流沖蝕實(shí)驗(yàn) 145
4.5 低溫實(shí)際海冰摩擦腐蝕評(píng)估方法 147
4.5.1 極地海冰測(cè)試評(píng)估 147
4.5.2 極寒環(huán)境船用鋼板極地航行評(píng)估實(shí)驗(yàn) 152
第5章 海洋極寒環(huán)境服役鋼鐵材料防護(hù)技術(shù) 164
5.1 影響海洋極寒環(huán)境服役鋼鐵材料腐蝕的因素 165
5.1.1 環(huán)境因素 165
5.1.2 自身因素 167
5.2 低溫下金屬的極化及鈍化 168
5.2.1 金屬的極化 168
5.2.2 金屬的鈍化 170
5.3 低溫船舶涂料的性能要求 172
5.4 低溫防腐涂料 175
5.4.1 氯丁橡膠防腐蝕涂料 175
5.4.2 聚脲彈性體涂料 175
5.4.3 聚氨酯防腐涂料 175
5.5 低溫防沖擊柔性涂料 176
5.5.1 含氯橡膠類防腐蝕涂料 176
5.5.2 耐磨柔性陶瓷粉涂料 176
第6章 典型極寒環(huán)境鋼鐵材料研究 178
6.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法 178
6.1.1 TMCP軋制工藝 178
6.1.2 極寒環(huán)境船用鋼化學(xué)成分 180
6.1.3 極寒環(huán)境船用鋼組織結(jié)構(gòu)分析 180
6.2 極寒環(huán)境船用鋼力學(xué)性能 186
6.2.1 高硅多合金極寒環(huán)境船用鋼的力學(xué)性能 186
6.2.2 低合金極寒環(huán)境船用鋼力學(xué)性能 188
6.3 極寒環(huán)境船用鋼板的摩擦磨損性能 190
6.3.1 極寒環(huán)境船用鋼板的摩擦接觸模型 191
6.3.2 極寒環(huán)境船用鋼板在不同鹽度海水中的摩擦磨損性能 206
6.4 極寒環(huán)境船用鋼板的腐蝕性能分析 216
6.4.1 腐蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法 217
6.4.2 海水環(huán)境對(duì)極寒環(huán)境船用鋼板的腐蝕性能影響 217
參考文獻(xiàn) 225