压力容器材料及选用(第二版)

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程真喜 编
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122251718
版次:2
商品编码:11923335
包装:平装
丛书名: 压力容器实用技术丛书
开本:16开
出版时间:2016-05-01
用纸:胶版纸
页数:649
字数:964000
正文语种:中文

具体描述

产品特色

编辑推荐

适读人群 :本书适合压力容器设计、制造、使用方面的工程技术人员查阅和参考。
1.关于压力容器的实用技术丛书,知识覆盖面全。
2.邀请了国内压力容器教学、研究、设计、制造、监督、检验、使用、防腐等各个方面几十个单位的近百名专家和学者参与编写,强大的作者队伍,真正实现了产、学、研相结合。
3.反映了压力容器的新技术和研究成果。

内容简介

本书是《压力容器实用技术丛书》之一。本书紧紧围绕国内外现行压力容器材料标准,对当前压力容器用各种材料作了全面介绍,重点突出了常用材料、新材料的特性和选用原则,可基本满足压力容器行业管理人员及工程技术人员更全面、更深入了解和掌握相关材料知识的需要。本书还通过国内外同类材料的对比,科学全面地反映了我国当前压力容器材料的先进水平,深入分析了我国压力容器材料的发展趋势,对行业内开展国内外压力容器材料的技术交流与合作,具有很好的参考价值。
本书适合压力容器设计、制造、使用方面的工程技术人员查阅和参考。

内页插图

目录

第1章 金属材料及其热处理的基本知识 1
1.1 金属材料的基本知识 1
1.1.1 金属材料的基本知识 1
1.1.2 金属材料的组织 10
1.1.3 金属材料的性能 16
1.1.4 金属材料主要性能指标名称、符号及含义 23
1.2 金属材料的热处理 27
1.2.1 金属材料热处理的基本知识 27
1.2.2 金属材料热处理 35
第2章 压力容器对材料的基本要求和选用规范 41
2.1 基本要求 41
2.1.1 概述 41
2.1.2 化学成分(熔炼分析) 45
2.1.3 力学性能 49
2.1.4 其他要求 52
2.2 选用规范 68
2.2.1 总论 68
2.2.2 选材原则 71
2.2.3 使用限制和范围 71
2.2.4 新材料的鉴定和使用 73
2.2.5 境外牌号材料的使用 74
2.2.6 材料代用 76
2.2.7 腐蚀环境下压力容器用钢的选用 77
2.3 压力容器材料发展趋势 80
2.3.1 压力容器用低合金钢的发展趋势 80
2.3.2 低温压力容器用钢的发展趋势 82
2.3.3 压力容器用不锈钢材料的发展趋势 85
2.3.4 核电压力容器用钢的发展及研究现状 88
参考文献 94
第3章 压力容器用板材 95
3.1 概述 95
3.2 板材的轧制技术 96
3.2.1 概述 96
3.2.2 压力容器用板材轧制技术的发展趋势 97
3.3 国内压力容器用板材 98
3.3.1 碳素钢和低合金钢钢板 98
3.3.2 高合金钢钢板 116
3.3.3 有色金属板 125
3.3.4 复合钢板 147
3.3.5 国内压力容器用钢板新旧标准牌号对照 154
3.4 国外压力容器用钢板 156
3.4.1 美国压力容器钢板 156
3.4.2 欧盟压力容器钢板 172
3.5 常用国内外压力容器钢板的对比 187
3.5.1 常用国内外碳素钢和低合金钢钢板的对比 187
3.5.2 常用国内外高合金钢钢板的对比 194
3.5.3 常用国内外有色金属板的对比 199
参考文献 201
第4章 压力容器用锻件 202
4.1 国内压力容器用锻件 202
4.1.1 碳素钢和低合金钢锻件 203
4.1.2 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 216
4.1.3 有色金属锻件 219
4.1.4 抗硫化氢腐蚀钢锻件的制造特点 229
4.2 国外压力容器用锻件 230
4.2.1 美国锻件通用要求 231
4.2.2 欧盟锻件通用要求 233
4.3 常用国内外压力容器用锻件对比 254
4.3.1 常用国内外承压设备用碳素钢和合金钢锻件的对比 254
4.3.2 常用国内外低温承压设备用低合金钢锻件的对比 255
4.3.3 常用国内外承压设备用不锈钢和耐热钢锻件的对比 255
4.3.4 常用国内外有色金属锻件的对比 256
参考文献 257
第5章 压力容器用管材 258
5.1 概述 258
5.1.1 管材的分类 258
5.1.2 管材的质量要求 261
5.2 国内压力容器用管材 269
5.2.1 碳素钢和低合金钢钢管 269
5.2.2 高合金钢钢管 276
5.2.3 有色金属管 288
5.2.4 抗湿H2S腐蚀钢管的性能特点 297
5.2.5 双金属复合管 301
5.2.6 国内压力容器用钢管新旧标准牌号对照 302
5.3 国外压力容器用钢管 304
5.3.1 美国钢管通用要求 304
5.3.2 欧盟承压用钢管通用要求 315
5.4 常用国内外压力容器用钢管的对比 316
5.4.1 常用国内外压力容器用碳素钢钢管的对比 316
5.4.2 常用国内外压力容器用不锈钢钢管的对比 319
参考文献 320
第6章 压力容器用紧固件 321
6.1 概述 321
6.2 国内压力容器用紧固件 321
6.2.1 压力容器用螺柱(含螺栓) 321
6.2.2 压力容器用螺母 329
6.2.3 压力容器用密封圈 331
6.2.4 压力容器紧固件用钢新旧标准牌号对照 334
6.3 国外压力容器用紧固件 334
6.3.1 美国紧固件材料规范要求 334
6.3.2 其他国家紧固体材料规范要求 347
6.4 常用国内外压力容器用紧固件钢材牌号对照 347
6.4.1 优质碳素结构钢 347
6.4.2 低合金钢 348
6.4.3 高温合金 348
6.4.4 不锈钢、高合金钢 348
参考文献 349
第7章 压力容器焊接材料 350
7.1 概述 350
7.1.1 焊接材料分类 350
7.1.2 压力容器对焊接材料的基本要求 351
7.1.3 焊接材料选用原则 352
7.1.4 焊材的质量管理、保管和检测 354
7.1.5 我国焊接材料的发展现状和趋势 355
7.1.6 抗硫腐蚀(HIC+SSC)焊材的性能特点 357
7.2 焊条 358
7.2.1 焊条的组成及其作用 358
7.2.2 焊条的分类 359
7.2.3 焊条的型号和牌号 361
7.2.4 压力容器常用钢焊条 370
7.3 埋弧焊用焊丝和焊剂 395
7.3.1 焊丝 395
7.3.2 焊剂 396
7.3.3 压力容器常用钢埋弧焊焊丝和焊剂 406
7.4 气体保护焊用焊丝和气体 412
7.4.1 实心焊丝 413
7.4.2 药芯焊丝 419
7.4.3 气体 435
7.5 其他焊接材料 441
7.5.1 钢带 441
7.5.2 钎焊用钎料和钎剂 442
7.5.3 钨极 447
7.6 焊接材料的选用 447
7.6.1 碳钢、低合金钢焊材的选用 447
7.6.2 不锈钢焊材的选用 450
7.6.3 有色金属焊材的选用 452
7.7 国外焊接材料 460
7.7.1 ISO 焊接材料标准体系的现状 460
7.7.2 世界主要国家和地区焊接材料标准体系现状 462
7.7.3 压力容器常用国外焊接材料 465
参考文献 488
第8章 铸铁和铸钢 489
8.1 概述 489
8.1.1 铸造发展趋势和特点 489
8.1.2 压力容器对铸铁应用的限制 491
8.2 铸铁基本知识 492
8.2.1 铸铁的特性 492
8.2.2 铸铁牌号表示方法 492
8.2.3 灰铸铁(GB/T9439—2010) 494
8.2.4 可锻铸铁(GB/T9440—2010) 498
8.2.5 球墨铸铁(GB/T1348—2009) 500
8.2.6 高硅耐蚀铸铁(GB/T8491—2009) 502
8.3 铸钢基本知识 503
8.3.1 铸钢的特点 503
8.3.2 铸钢牌号表示方法 504
8.3.3 铸钢件的热处理 505
8.3.4 一般工程用铸造碳钢(GB/T11352—2009) 506
8.3.5 焊接结构用碳素钢铸件(GB/T7659—2010) 508
8.3.6 低合金铸钢(GB/T14408,JB/T6402) 508
8.3.7 耐热铸钢(GB/T8492—2002) 511
8.3.8 一般用途耐蚀钢铸件(GB2100—2002) 513
8.4 国内外铸铁铸钢比较 517
8.4.1 国内外铸铁比较 517
8.4.2 国内外铸钢比较 519
参考文献 521
第9章 压力容器用非金属材料及其他 522
9.1 概述 522
9.2 涂料 522
9.2.1 品种 522
9.2.2 涂层的防腐保护原理 524
9.2.3 涂层的性能和用途 524
9.3 玻璃纤维增强塑料(玻璃钢) 528
9.3.1 玻璃纤维的品种 528
9.3.2 树脂的品种 529
9.3.3 玻璃钢的耐腐蚀性能和用途 530
9.4 工程塑料 531
9.4.1 种类 531
9.4.2 物理性能 533
9.4.3 耐腐蚀性能和用途 533
9.5 胶板 535
9.5.1 品种 535
9.5.2 性能 535
9.5.3 用途 536
9.6 石墨 537
9.6.1 品种 537
9.6.2 性能 537
9.6.3 用途 537
9.7 陶瓷 538
9.8 搪玻璃设备 539
9.8.1 搪玻璃的基本性能 539
9.8.2 搪玻璃设备的主要参数及制造 539
9.9 石棉及其制品 540
9.9.1 石棉板 540
9.9.2 石棉布 540
9.9.3 石棉盘根 540
9.9.4 石棉片 540
9.10 保温隔热材料 541
9.10.1 保温隔热材料的分类及基本性能 541
9.10.2 常用保温隔热材料的主要技术性能 541
9.11 填料 541
9.12 工业用网 542
参考文献 542
第10章 压力容器用材料的检验与试验 543
10.1 概述 543
10.2 压力容器用材料的检验与验收 543
10.2.1 概述 543
10.2.2 材料检验与验收的要求和步骤 543
10.2.3 不合格品的处置及检验试验状态的管理 545
10.3 压力容器用材料的化学成分及其试验方法 546
10.3.1 压力容器用材料的化学成分 546
10.3.2 压力容器用材料的化学成分检验方法 546
10.4 压力容器用材料的物理性能及其试验方法 558
10.4.1 概述 558
10.4.2 弹性 559
10.4.3 密度 561
10.4.4 热膨胀 563
10.4.5 热传导 565
10.4.6 热容量 566
10.4.7 电阻 567
10.4.8 磁性 569
10.4.9 材料物理性能试验的标准方法 570
10.5 压力容器用材料的力学性能及其试验方法 571
10.5.1 概述 571
10.5.2 力学性能样坯准备 571
10.5.3 拉伸试验 576
10.5.4 冲击试验 581
10.5.5 焊接接头的力学性能试验 584
10.5.6 落锤试验(铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法) 589
10.5.7 硬度试验 589
10.6 压力容器用材料的工艺性能及其试验方法 611
10.6.1 压力容器用材料的工艺性能 611
10.6.2 金属工艺试验的特点与目的 613
10.6.3 弯曲试验 613
10.6.4 杯突试验 614
10.6.5 顶锻试验 616
10.6.6 金属管材工艺试验 617
10.7 压力容器用材料的金相组织及其试验方法 619
10.7.1 金属材料典型金相组织 619
10.7.2 压力容器用钢板金相组织特点 622
10.7.3 金相检验方法概述 628
10.7.4 钢的宏观检验 629
10.7.5 金相显微组织检验 631
10.7.6 在用压力容器材料金相组织中常见缺陷及检验 639
参考文献 644
附录 645

前言/序言


《工程材料基础——特性、性能与应用》 内容梗概: 本书是一部面向工程技术人员和相关专业学生的综合性教材,深入浅出地阐述了工程材料的基础理论、关键特性、性能评价及其在广泛工程领域中的实际应用。全书旨在构建读者对材料科学与工程的系统认知,使其能够根据具体的工程需求,科学、合理地选择和使用材料。 第一部分:工程材料的基本概念与分类 本部分首先对材料科学与工程的基本概念进行界定,包括材料的定义、分类(金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等)及其在现代工程中的重要性。在此基础上,深入探讨了材料的微观结构(原子结构、晶体结构、非晶结构、显微组织)与宏观性能之间的内在联系,为后续章节的深入分析奠定基础。 第二部分:金属材料的特性与应用 金属材料作为工程领域中最重要的一类材料,本部分对其进行了详尽的介绍。首先,系统阐述了金属的晶体结构、形变机制、强化机制(固溶强化、位错强化、沉淀强化、晶界强化等)及其对力学性能的影响。其次,详细分析了常见金属材料(如钢铁、铝合金、铜合金、钛合金、镁合金等)的成分、组织、性能特点以及各自的应用领域,并重点介绍了合金化、热处理等工艺对金属材料性能的调控作用。此外,还涵盖了金属材料的腐蚀与防护,包括腐蚀机理、常见腐蚀形式以及各种防护技术。 第三部分:无机非金属材料的特性与应用 本部分着重介绍陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、涂料等无机非金属材料。详细讲解了它们的化学组成、晶体结构、制备工艺及其在高温、耐磨、绝缘、光学等方面的独特性能。例如,在陶瓷方面,将涵盖氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等,并分析其在航空航天、电子信息、能源等领域的应用。玻璃的化学成分、光学特性、力学性能及其在建筑、显示器、光学仪器等方面的应用也将得到深入探讨。 第四部分:高分子材料的特性与应用 高分子材料以其轻质、易加工、性能多样等优点,在现代工业和日常生活中扮演着越来越重要的角色。本部分将详细介绍高分子材料的基本结构(单体、聚合物链、支化、交联等)、分子量及其分布对材料性能的影响。随后,系统梳理了热塑性塑料、热固性塑料、弹性体、纤维等主要高分子材料的种类、结构-性能关系、加工方法以及在包装、汽车、纺织、医疗等领域的广泛应用。 第五部分:复合材料的特性与应用 复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料复合而成,能够获得单一组分材料所不具备的优异性能。本部分将深入剖析纤维增强复合材料(如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料)、颗粒增强复合材料、层状复合材料等的基本原理、增强体与基体之间的界面效应、性能表征方法以及在航空航天、风力发电、体育器材等高端领域的应用。 第六部分:材料的性能评价与选择原则 本部分聚焦于材料性能的量化评价方法和工程应用中的选择策略。详细介绍了力学性能(强度、刚度、韧性、疲劳、蠕变)、物理性能(密度、热导率、热膨胀系数、电导率)、化学性能(耐腐蚀性、耐氧化性)以及耐久性等关键性能的测试方法和评价标准。在此基础上,系统阐述了基于性能要求、成本、加工性、环境友好性等多方面因素综合考量的材料选择原则与决策过程,旨在指导读者如何根据工程设计的具体目标,做出最优化、最经济的材料选择。 第七部分:材料的失效分析与可靠性 材料的可靠性直接关系到工程产品的安全和寿命。本部分将探讨材料在服役过程中可能发生的各种失效模式,如断裂(脆性断裂、韧性断裂)、疲劳、蠕变、腐蚀失效等,并介绍失效分析的基本方法和手段。同时,还将涉及材料的可靠性理论,包括可靠性指标、寿命预测模型以及提高材料可靠性的途径。 全书特点: 理论与实践相结合: 既有扎实的材料科学基础理论,又紧密结合工程实际应用,通过丰富的案例分析,帮助读者理解理论知识的实际价值。 内容全面而深入: 涵盖了工程材料的主要类别,对各类材料的结构、性能、加工与应用进行了系统而细致的阐述。 结构清晰,逻辑严谨: 各章节之间层层递进,逻辑关系清晰,易于读者理解和掌握。 语言通俗易懂: 采用清晰流畅的语言,避免过于专业的术语,使非材料专业的读者也能轻松阅读。 注重实际应用指导: 强调材料的选择原则与失效分析,旨在提升读者的工程实践能力。 《工程材料基础——特性、性能与应用》将成为工程技术人员、设计师、研发人员以及相关专业学生学习和掌握工程材料知识的宝贵参考。

用户评价

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书中对压力容器材料在高温条件下的性能表现,提供了详实的参考数据和分析。在高温环境下,材料的强度会显著下降,蠕变、氧化、碳化等问题也日益突出。作者不仅列举了各种高温合金的化学成分和基本性能,更重要的是,他深入剖析了这些材料在高温下的强化机制,以及如何通过合金化设计来提高材料的耐高温性能。我特别注意到书中关于蠕变断裂的章节,它详细解释了蠕变发生的微观机制,以及如何通过材料的晶粒结构、析出强化相来抵抗蠕变。对于我们设计高温高压反应釜时,选择合适的耐高温材料,并进行相应的蠕变寿命计算,是确保设备安全运行的关键。这本书提供的理论框架和数据支持,极大地帮助了我理解这些复杂的高温行为。

评分

书中对于特种材料的介绍,拓宽了我的视野。除了常见的金属材料,书中还涉及了非金属材料(如玻璃钢、衬里材料)在特定压力容器中的应用。虽然我目前主要接触的是金属压力容器,但了解这些特种材料的性能、适用范围以及它们在某些特殊工况下的优势,对于我未来可能面临的更复杂的设计任务,无疑是一种宝贵的知识储备。例如,书中对高性能复合材料在腐蚀性介质容器中的应用案例分析,让我看到了材料科学发展的无限可能。即使短期内用不到,但了解这些信息,也能让我对整个压力容器材料领域有一个更全面的认知。

评分

关于书中对各种失效模式的详尽论述,是我认为这本书最宝贵的财富之一。压力容器在运行过程中,可能面临多种形式的失效,如应力腐蚀开裂、氢致开裂、疲劳失效、蠕变等。作者针对每一种失效模式,都提供了深入的机理分析,并且结合实际工程案例,阐述了失效发生的条件、发展过程以及如何通过材料选择和设计来预防。我印象最深刻的是关于氢致开裂的部分,书中不仅解释了氢原子在钢材内部的扩散机理,还详细介绍了如何通过控制钢材的冶炼成分、采用特定的热处理工艺来降低材料的氢脆敏感性。这对于我们在涉及含氢介质的压力容器设计时,避免潜在的风险具有不可估量的价值。以前我只是知道存在这种风险,但了解了其内在机理后,我在设计时就能更有针对性地去考虑材料的韧性、屈服强度以及对氢的吸收能力,并且能主动去查找相关标准的推荐材料。

评分

对焊接工艺和焊后热处理对材料性能影响的分析,是这本书的一大亮点。压力容器的制造离不开焊接,而焊接过程中的热循环和材料成分的变化,往往会对材料的力学性能产生显著影响。书中系统地阐述了焊接热影响区(HAZ)的组织变化、性能劣化以及常见的焊接缺陷(如裂纹、气孔、夹渣等),并详细介绍了如何通过选择合适的焊接材料、控制焊接工艺参数以及进行焊后热处理来改善焊接接头的性能。我特别喜欢书中对几种常见焊接方法(如SMAW、GTAW、SAW)的优缺点分析,以及它们在不同材料和厚度容器上的适用性。这对于我与制造部门沟通,确保焊接质量,防止因焊接问题导致的早期失效,提供了坚实的技术基础。

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对于压力容器材料在低温环境下的应用,本书也给予了充分的关注。低温设备,如液化气储罐、制冷设备等,对材料的韧性提出了严苛的要求。材料在低温下容易发生脆性转变,导致强度和塑性急剧下降。书中详细介绍了不同材料在低温下的冲击韧性测试方法和数据,并重点阐述了奥氏体不锈钢、铝合金等在低温环境下优异的性能表现。我曾为设计一个低温反应装置而苦恼,不清楚哪种材料最适合。通过阅读书中关于低温钢(如Cr-Ni系列低温钢)的章节,我了解到它们的组织结构和微量元素含量对低温韧性的影响,从而能够根据设计温度选择合适的材料,并避免潜在的脆性断裂风险。

评分

总的来说,《压力容器材料及选用(第二版)》是一本集理论性、实践性、指导性于一体的优秀著作。它不仅为我提供了丰富的材料知识和性能数据,更重要的是,它教会了我如何系统地分析问题、如何基于实际工况进行材料选择,以及如何理解和运用相关的设计规范。这本书已经成为了我案头必备的参考书,我经常会翻阅其中的章节,来解决设计中遇到的具体问题。它的深度和广度,足以满足从初学者到资深工程师的各种需求,每一次重读,都能有新的体会和收获。我非常庆幸能有这样一本好书,陪伴我一同成长。

评分

书中对腐蚀环境下的材料选择策略的阐述,更是为我打开了一个全新的视角。压力容器经常需要承受各种腐蚀性介质的侵蚀,这不仅会降低材料的强度,还可能导致设备穿孔甚至爆炸。作者针对不同的腐蚀类型,如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、电化学腐蚀等,详细分析了其发生机理,并给出了相应的材料选择建议。我特别关注了书中关于氯化物腐蚀环境下不锈钢选择的部分,它详细对比了不同牌号奥氏体不锈钢和双相不锈钢在耐点蚀当量(PREN)上的差异,并解释了PREN值如何反映材料的耐点蚀能力。这让我理解了为什么在某些高氯化物环境下,普通的304不锈钢就不足以满足要求,而需要选用更高合金化的316L或双相不锈钢。这种深入的分析,使我能够基于具体的介质成分、温度、压力等因素,做出更精准、更经济的材料选择。

评分

对各种标准规范的引用和解读,使得《压力容器材料及选用(第二版)》具有极强的实践指导意义。在压力容器设计领域,标准规范是不可逾越的红线,任何材料的选择和应用都必须符合相应的国家和行业标准。书中对ASME、GB等国内外主流压力容器设计规范中的材料章节进行了细致的梳理和解读,清晰地指出了不同标准对同一种材料在化学成分、力学性能、检验要求等方面的差异。我尤其欣赏它对几种常见材料在不同标准下的牌号对照和性能参数的对比,这大大简化了我查阅和比较不同标准下材料信息的繁琐过程。例如,在选择用于低温环境下的奥氏体不锈钢时,书中就详细列出了不同标准下对材料冲击韧性试验的要求和具体数据,让我能够准确地找到符合设计温度要求的材料牌号,并确保其具备足够的低温韧性。

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书中对于压力容器材料的选用原则和设计思路的阐述,更是让我受益匪浅。作者并没有将材料的选择仅仅停留在理论层面,而是强调了将材料性能与设备的设计要求、运行工况、经济性等因素综合考虑。它提供了一套系统性的材料选用流程,从明确设计条件、评估介质腐蚀性、分析载荷类型,到初步筛选材料、进行详细性能校核,再到最终确定材料牌号和规格。这种系统化的方法论,帮助我建立了科学的材料选择思维,避免了盲目性。例如,在面对一个全新的项目时,我能够更有条理地去分析各种影响因素,并一步步缩小材料选择的范围,最终找到最适合的解决方案。

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作为一名新入行的压力容器设计工程师,我一直深知材料选择在压力容器设计中的至关重要性。尤其是在处理高温、高压、腐蚀性介质等复杂工况时,材料的性能直接关系到设备的安全性和使用寿命,甚至关系到整个生产过程的稳定性。《压力容器材料及选用(第二版)》这本书,在我手中已经翻阅了不下数十遍,它就像一位经验丰富的导师,为我揭示了压力容器材料世界的深邃与广阔。 书的开篇,就以一种极为清晰的脉络,勾勒出了压力容器材料的分类体系。从常用的碳钢、低合金钢,到不锈钢、镍基合金,再到特种金属材料,作者并没有停留在简单的罗列,而是深入剖析了每种材料的微观组织结构、物理性能、力学性能以及在不同环境下的化学稳定性。我尤其喜欢它对材料晶格结构、强化机制的讲解,这让我能够从根本上理解为什么某种材料在特定温度下会表现出优异的韧性,或者在接触腐蚀性介质时会发生何种类型的腐蚀。例如,书中详细对比了奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢在焊接时的变形差异和热处理要求,这对于我选择焊接工艺,减少焊接缺陷提供了重要的理论指导。它不仅仅是告诉我“用什么”,更是教会我“为什么用”,这种由表及里的讲解方式,极大地提升了我对材料的认知深度。

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