海洋工程材料丛书--海洋工程有色金属材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

马朝利，李周，李廷举，赵丕植 等 著

图书标签:

• 海洋工程
• 有色金属
• 材料科学
• 金属材料
• 腐蚀
• 海洋环境
• 工程材料
• 船舶
• 海洋装备
• 材料工程

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122277602

版次：1

商品编码：12083880

包装：精装

丛书名： 海洋工程材料丛书

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：274

字数：356000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为从事海洋工程装备结构铝合金与铜合金材料的科研人员、生产技术人员使用，可为海洋工程装备设计技术人员在装备设计时提供选材参考，同时也可作为大专院校师生的参考读物。
本书是“国家出版基金项目”、“十三五”国家重点图书。
本书编者们在多年来在海洋工程用铝合金和铜合金的研究开发、生产及应用实际经验的基础上，结合中国工程院“中国海洋工程材料研发现状及发展战略初步研究”咨询项目和“海洋工程中关键材料发展战略研究”重点咨询项目的调研和研讨成果，结合国内外文献资料及有色金属材料在国内外海洋工程中使用的具体情况，重点综述了国内外海洋工程用铝合金、铜合金的现状以及发展趋势，可为我国铝合金、铜合金材料在海洋工程领域的应用技术研究及发展提供一定的借鉴作用。同时重点介绍了海洋工程装备用铝合金、铜合金，包括有关合金材料的成分设计、制备、工程部件的加工制造、以及在海洋工程装备中的应用实例等。

内容简介

《海洋工程有色金属材料》是国家出版基金项目“海洋工程材料丛书”的分册之一。
针对海洋工程有色金属材料，本书重点关注海洋工程装备及设施中用量、使用普遍的铝、铜两类合金。本书论述了国内外海洋工程用铝合金、铜合金的现状以及发展趋势，同时重点介绍了铝合金与铜合金的主要分类、合金化原理，海洋工程常用铝合金与铜合金，在海洋环境下的腐蚀特征与腐蚀机理，有色金属材料腐蚀试验的方法与标准，熔炼、热加工、表面处理技术，在海洋工程装备中的应用实例等。
本书可作为从事海洋工程装备结构铝合金与铜合金材料的科研人员、生产技术人员使用，可为海洋工程装备设计技术人员在装备设计时提供选材参考，同时也可作为大专院校师生的参考读物。

作者简介

马朝利：北京航空航天大学教授、博士生导师。1984年毕业于西北工业大学材料科学与工程系。1993年留学日本东北大学金属材料研究所，从事金属间化合物材料研究，1996年获西北工业大学材料科学与工程专业博士学位。1997年至2005年先后作为日本通产省新能源与产业开发机构研究员工作于日本高温材料研究所，从事高温结构材料研究；作为日本科学技术厅研究员从事金属非晶理论与应用研究。2005年至今任北京航空航天大学教授，从事轻质高强合金材料的基础理论、制备技术以及性能评价等方面的科研与教学工作。先后主持国家863、国家自然基金、国际合作、总装预研等项目，参加国家973以及其他国家重大专项多项。2005年获日本金属学会金属块体非晶应用技术开发奖。

目录

第1章海洋工程用有色金属材料及其合金化原理
1.1海洋工程用铝合金1
1.1.1海洋工程用铝合金的发展历程1
1.1.2海洋工程用铝合金的特点4
1.1.3铝合金合金化原理4
1.1.3.1主要合金元素的影响5
1.1.3.2微量元素和杂质的影响11
1.1.4铝合金的分类15
1.1.5主要铝合金的合金化及相组成16
1.1.5.11XXX系铝合金19
1.1.5.22XXX系铝合金21
1.1.5.33XXX系铝合金27
1.1.5.44XXX系铝合金29
1.1.5.55XXX系铝合金30
1.1.5.66XXX系铝合金36
1.1.5.77XXX系铝合金39
1.1.6典型海洋工程用铝合金43
1.2海洋工程用铜合金48
1.2.1铜合金的分类及合金化原理48
1.2.1.1铜合金的分类48
1.2.1.2耐蚀黄铜合金化原理49
1.2.1.3耐蚀白铜合金化原理51
1.2.1.4耐蚀青铜合金化原理51
1.2.2铜合金在海洋工程中的应用52
1.2.2.1舰船用铜及铜合金53
1.2.2.2其他海洋工程用铜合金54
1.2.2.3典型铜合金管材、板材及线材55
1.3其他海洋工程用有色金属结构材料58
1.3.1海洋工程用钛合金58
1.3.2海洋工程用镍基合金59
1.3.3海洋工程用镁合金61
参考文献63

第2章有色金属材料海洋腐蚀基础
2.1海洋环境及其腐蚀特征65
2.1.1我国海洋环境特点66
2.1.2海洋环境腐蚀特征67
2.2铝合金海洋环境腐蚀71
2.2.1铝合金的耐腐蚀特性71
2.2.2铝合金在海水中的耐腐蚀特性72
2.2.3铝合金的海洋环境腐蚀机理74
2.3铜合金海洋环境腐蚀88
2.3.1铜合金在不同海洋环境的腐蚀特征88
2.3.2铜合金在海水中的腐蚀机理92
2.4有色金属材料海洋环境腐蚀试验方法与标准94
2.4.1腐蚀试验方法分类94
2.4.2腐蚀试验设计95
2.4.3腐蚀类型及评价方法95
2.4.4实际海洋环境暴露试验127
参考文献130

第3章海洋工程用有色金属材料生产技术
3.1海洋工程用铝合金主要制备技术132
3.1.1铝合金熔铸技术132
3.1.2铝合金变形加工技术142
3.1.3铝合金热处理技术149
3.1.4铝合金焊接技术163
3.1.5铝合金表面处理技术167
3.2海洋工程用铜合金主要制备技术176
3.2.1铜合金熔铸技术176
3.2.2铜合金板带加工技术178
3.2.3铜合金管材加工技术184
3.2.4铜合金热处理技术198
3.2.5铜合金表面处理技术206
参考文献211

第4章有色金属材料在海洋工程中的应用
4.1铝合金在船体结构中的应用213
4.1.1铝合金材料在船舶上的应用及发展历史213
4.1.2船舶用铝合金材料的种类、用途及性能217
4.2铝合金在LNG船中的应用225
4.2.1LNG船简介及发展现状225
4.2.2铝合金的应用227
4.2.3船用铝合金国产化面临的问题及展望233
4.3铜合金在推进系统中的应用234
4.4铜合金在管路系统中的应用241
4.5铝合金在海洋平台中的应用250
4.5.1在直升机停机坪上的应用251
4.5.2在居住单元上的应用253
4.6铝合金钻杆255
4.7铝合金的其他应用258
参考文献260

第5章有色金属材料在能源工程中的应用
5.1海水淡化中常用有色金属材料261
5.2温差发电用铝合金264
5.3风能发电用铝合金266
参考文献268

索引269

前言/序言

占地球面积71%的辽阔的海洋不仅是巨大的资源宝库，而且是人类生存与发展不可缺少的空间环境，是解决人口剧增、资源短缺、环境恶化三大问题的希望所在。我国海洋资源丰富，不仅拥有18000多千米的海岸线、37万平方千米的领海，还拥有近300万平方千米的管辖海域，这为发展我国海洋经济、沿海工业提供了十分广阔的天地。同时海洋也是自然界中对海洋工程装备、设施构成严酷腐蚀的环境之一，这为开发海洋和利用海洋提出了巨大的挑战。海洋钻井平台、海洋运输船舶、海洋岛礁建筑，等等，所有承载这些海洋工程设施的结构材料与技术无疑是这些海洋工程设施的安全保证，也是发展海洋经济的安全保证。自从人们关注海洋以来，钢铁材料、有色金属材料、复合材料以及混凝土材料等已大规模应用到海洋工程结构中。人们不断地从海洋工程装备、设施等的事故中学习结构材料在海洋环境中损伤破坏的知识，发现结构材料在海洋环境中的破坏机理，不断地开发抵御海洋环境损伤的新技术与新材料。随着人们对海洋环境的深入了解，随着科学技术的不断进步，人们不但开发出了各种海洋环境的防蚀技术，同时也开发出了具有耐海洋腐蚀的应用于大型舰船、大型海上桥梁、大型海上平台、海洋输油管线等海洋工程装备的高性能结构钢、钛合金、铝合金、铜合金、复合材料，以及应用于近海和离岛建筑的混凝土。
随着国内经济结构的转型升级，海洋经济已成为国民经济的主要组成部分，海洋产业迅速崛起。在这种背景下，归纳、总结海洋工程结构材料在海洋工程中的应用，对发展海洋工程装备产业具有重要作用。“海洋工程材料丛书”系统总结了海洋工程装备中的关键结构材料，包括钢铁材料、有色金属材料、复合材料以及混凝土材料等在海洋工程装备中的应用。
《海洋工程有色金属材料》是“海洋工程材料丛书”的分册之一。有色金属品种繁多，由于篇幅有限，本书着重讨论在海洋工程装备及设施中用量、使用普遍的铝、铜两类合金。作为有色金属材料中的海洋金属材料——钛合金已在本丛书的《海洋工程钛金属材料》单独成册，本书不再赘述。本书结合国内外文献资料及有色金属材料在国内外海洋工程中使用的具体情况，重点综述了国内外海洋工程用铝合金、铜合金的现状以及发展趋势，可为我国铝合金、铜合金材料在海洋工程领域的应用技术研究及发展提供一定的借鉴作用。同时重点介绍了海洋工程装备用铝合金、铜合金，包括有关合金材料的成分设计、制备、工程部件的加工制造以及在海洋工程装备中的应用实例等。
本书由苏州有色金属研究院负责组织，全国30多家有色金属生产企业、研究院所以及大专院校的50多位专家参与了本书的编写工作。后由北京航空航天大学马朝利教授、中南大学李周教授、大连理工大学李廷举教授以及苏州有色金属研究院赵丕植研究员、李华清研究员共同统稿，完成全书的编撰工作。
由于时间有限以及编者的水平限制，本书也许有不尽如人意之处，敬希读者指正。

编著者
2016年4月

好的，以下是关于《海洋工程材料丛书——海洋工程有色金属材料》之外的其他图书的详细简介。 --- 精选系列图书简介：拓展工程视野，深化专业理解 丛书系列名称：现代工程技术前沿探索 本系列图书旨在为从事工程设计、材料研发、设备制造及海洋工程领域的专业人士提供前沿、实用且深入的技术参考。不同于专注于特定材料（如海洋工程有色金属材料）的著作，本系列涵盖了结构力学、腐蚀防护、智能制造、新能源应用等多个交叉学科的关键知识点，致力于构建更全面的工程技术知识体系。 --- 第一册：《海洋工程结构设计与可靠性分析》 ISBN/标准编号（示例）：978-7-XXXX-XXXX-X 页码范围：约 680 页 核心内容概述： 本书聚焦于海洋工程结构物，如海上平台、深水管道、系泊系统及水下设施，在复杂海洋环境下的结构响应、疲劳寿命评估和可靠性设计理论。它系统阐述了如何将环境载荷（波浪、水流、温盐变化、冰载荷等）精确地转化为结构应力输入，并结合现代结构动力学理论，对结构的极限承载能力和长期服役可靠性进行量化分析。 章节要点详述： 1. 海洋环境载荷模型与输入： 详细介绍了各国规范中对波浪谱、水流阻力系数的选取标准，尤其侧重于极端海况（如百年一遇、千年一遇）下的随机波浪力学模型，以及对水下结构物水动力耦合效应的数值模拟方法。 2. 疲劳寿命评估的先进方法： 区别于传统的应力-应变疲劳分析，本书深入探讨了基于断裂力学（如裂纹扩展速率计算）和概率统计方法（如Weibull分布在寿命预测中的应用）的海洋结构疲劳寿命预测。重点阐述了应力集中区域（如焊缝、连接节点）的损伤累积模型。 3. 结构可靠性理论与目标校准： 引入了一阶矩方法（FORM）和蒙特卡洛模拟（MCS）在结构可靠性指标 ($eta$ 值) 计算中的应用。探讨了如何根据工程的风险容忍度，对结构设计目标进行优化校准，以平衡安全性和经济性。 4. 非线性分析与大变形理论： 针对柔性系泊系统和深水立管，本书提供了在大型位移和非线性边界条件下的有限元建模技术，包括材料的弹塑性本构关系和接触算法的应用。 适用读者： 海洋结构工程师、岩土与结构力学研究人员、船舶与海洋工程专业高年级学生及研究生。 --- 第二册：《海洋工程装备的智能监测与健康管理（SHM）》 ISBN/标准编号（示例）：978-7-XXXX-XXXX-Y 页码范围：约 550 页 核心内容概述： 本书将前沿的传感技术、数据科学与结构工程相结合，系统介绍了海洋结构健康监测（Structural Health Monitoring, SHM）系统的原理、构建、数据处理与状态评估方法。重点在于如何从海量实时数据中提取关键的损伤信息，并实现早期预警。 章节要点详述： 1. 分布式传感网络构建： 详述了光纤布拉格光栅（FBG）、压电陶瓷（PZT）传感器在水下环境中的集成与封装技术。讨论了无线传感器网络（WSN）在海洋平台上的部署拓扑结构和能源采集方案。 2. 模态识别与损伤定位： 深入讲解了基于振动响应信号的模态参数识别技术（如频域分解法、随机子空间辨识法）。重点在于如何通过模态频率、阻尼比或振型函数的微小变化，精确定位结构中的潜在损伤区域。 3. 大数据驱动的预测性维护： 介绍了机器学习（如支持向量机SVM、循环神经网络RNN）在处理高维、非平稳海洋监测数据中的应用。构建了基于历史性能衰减曲线的剩余寿命预测模型，指导维护周期的优化。 4. 数据安全与可视化平台： 探讨了水下数据传输的可靠性挑战，以及开发直观的“数字孪生”可视化平台，用于实时展示结构应力、腐蚀速率和健康状态指数。 适用读者： 传感器技术专家、数据分析工程师、海洋运维人员、从事智能制造与系统工程的研究者。 --- 第三册：《深海资源开发与高压环境材料失效机制》 ISBN/标准编号（示例）：978-7-XXXX-XXXX-Z 页码范围：约 720 页 核心内容概述： 本书专注于深水和超深水油气田开发、海底采矿及深海科学考察对材料提出的极端挑战。内容围绕高静水压力、低温、高腐蚀性介质（如含$ ext{H}_2 ext{S}$、$ ext{CO}_2$的流体）环境下的材料行为和失效规律。 章节要点详述： 1. 高静水压力下的材料本构关系： 探讨了高压对金属和复合材料弹性模量、屈服强度及脆性转变温度的影响。重点分析了深海管道在侧向水流载荷和内部压力共同作用下的屈曲失稳机理。 2. 氢致脆化与硫化物腐蚀（SSC/SOHIC）： 详细剖析了在油气开采环境中，高分压的硫化氢和二氧化碳如何诱发钢材的应力腐蚀开裂和氢致脆化。本书提供了抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）材料的选择标准和关键的热处理工艺参数控制。 3. 深海服役下的蠕变与应力松弛： 对于深水设备中使用的特种合金（如镍基高温合金），本书分析了在持续高应力、低温（深水环境）耦合作用下，材料蠕变损伤的累积速率，并提出了相应的抗蠕变设计规范。 4. 深海铺管与连接技术： 讨论了深海柔性管道和脐带缆的铺设工艺，重点在于分析铺设过程中的瞬态拉伸应力与弯曲应力对材料损伤的影响，以及热塑性外护套的抗水渗透性能研究。 适用读者： 海洋油气工程专家、深海装备设计师、冶金与材料失效分析领域的科研人员。 --- 第四册：《海洋可再生能源结构与基础动力学》 ISBN/标准编号（示例）：978-7-XXXX-XXXX-A 页码范围：约 600 页 核心内容概述： 本册内容集中于新兴的海洋可再生能源领域，特别是波浪能转换装置（WEC）、潮汐能发电机以及浮式和固定式海上风电机组的基础结构设计与动力学响应。 章节要点详述： 1. 波浪能转换装置（WEC）的耦合分析： 介绍了不同类型WEC（如吸收式、振荡水柱式）的性能优化原理。重点阐述了浮体与波浪、水流之间的流固耦合作用（Radiation/Diffraction Forces）的数值模拟方法，以最大化能量捕获效率。 2. 海上风机基础动力响应： 深入分析了单桩基础、导管架基础及漂浮式基础在风、浪、流复合载荷下的非线性动力响应。讨论了风轮载荷与波浪力对基础疲劳寿命的叠加效应。 3. 浮式基础的系泊与动态定位： 详述了半潜式、张力腿式（TLP）和spar型浮式平台的稳定性设计准则。重点介绍了系泊缆索系统的张力波动分析、疲劳评估和动态定位（DP）系统的控制策略。 4. 冰区海洋结构物的挑战： 针对高纬度地区，本书分析了冰载荷的计算模型（如冲撞、挤压、滑动载荷），以及防冰涂层和主动除冰技术的应用。 适用读者： 新能源工程设计师、海洋动力学分析师、风能与波浪能技术开发者。 --- 总结： 本系列丛书（《现代工程技术前沿探索》）通过对结构可靠性、智能监测、极端环境材料科学以及新能源动力学的全面覆盖，为读者提供了一个超越单一材料范畴的、多维度、高深度的海洋工程知识框架。这些内容与《海洋工程有色金属材料》形成互补，共同构建了现代海洋工程实践所需的广阔技术背景。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在海洋工程领域有多年经验的现场技术负责人，我深知理论知识与实际应用之间的差距。这本书的出现，我希望它能成为我解决现场棘手问题的“锦囊”。我特别关注书中是否会涉及一些非常具体的、具有指导意义的内容，例如针对不同类型的海洋结构（如码头、桥梁、海上风电基础等），推荐最适合的有色金属材料及其焊接、防腐蚀等工艺。我曾经遇到过一个项目，由于选用的铜合金与海水中的某些有机物发生了意想不到的反应，导致设备表面出现大面积的粉状腐蚀，至今原因不明。如果书中能够提供详细的海洋环境下材料与各种介质的相容性数据库，或者针对特定腐蚀现象的诊断和处理指南，那对我将是莫大的帮助。此外，我一直想了解一些关于海洋工程有色金属材料的失效分析方法，比如如何通过金相显微镜、扫描电镜等手段，来确定材料失效的原因，并提出有效的改进措施。我希望这本书能为我提供一套行之有效的现场技术指导。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一直对海洋工程材料领域的一些前沿技术很感兴趣，特别是那些能够提升设备可靠性和延长使用寿命的材料。这本书的书名《海洋工程材料丛书--海洋工程有色金属材料》听起来就很有分量，感觉会涵盖很多我目前还不太了解的知识点。我特别想知道书中是否有关于高性能镁合金在海洋工程中应用的章节。我知道镁合金密度低，很有潜力，但其腐蚀性能一直是大家关注的焦点。书中如果能提供详细的腐蚀防护技术，比如表面处理、合金化改性等方面的方法，并且有相关的实验数据来验证其效果，那我会觉得这本书的价值非常高。此外，对于复合材料在海洋工程中的应用，特别是结合有色金属基体的复合材料，我也有很大的好奇心。例如，如何将纳米材料或者陶瓷颗粒添加到有色金属中，以提高其力学性能和耐磨性？如果书中能对这些复合材料的设计、制备以及在特定海洋环境下的性能评估进行详细介绍，那将是极好的。我期待这本书能够引领我进入一个更广阔的材料科学视野。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的找了很久了，作为一名刚入行不久的海洋工程技术员，平时接触到的金属材料种类繁多，但总觉得对各种有色金属在海洋环境下的性能了解不够深入。尤其是在考虑腐蚀、疲劳、耐磨损等关键性能时，常常会遇到一些难以解决的问题。这本书的出现，简直就像及时雨。我特别关注书中关于铝合金和钛合金在海水中的应用案例，我记得我曾经参与过一个海上平台导管架的维护项目，当时就对某些焊接区域的腐蚀情况感到困惑，不知道是不是材料选择上的问题。这本书如果能深入剖析不同合金成分、热处理工艺对海洋环境下腐蚀行为的影响，以及各种失效模式的机理，那对我来说将是巨大的帮助。另外，我非常好奇书中会介绍哪些新型的海洋工程有色金属材料，比如一些高性能的铜镍合金或者形状记忆合金，它们在水下机器人、传感器等方面的应用前景如何？如果能有详细的性能数据和实际应用分析，那我以后在项目设计和材料选型时就能更有底气了。总的来说，我期望这本书能够提供详实的技术信息，帮助我这个行业的“新手”快速成长，也能为老前辈们提供一些新的思路。

评分☆☆☆☆☆

作为一名海洋工程的教学研究人员，我一直在寻找能够为我的学生提供扎实理论基础和前沿知识的教材。这本书的出现，我非常期待它能够为我提供丰富的教学素材。我希望书中能够详细介绍不同有色金属材料在海洋工程领域的基本原理，比如其原子结构、电子排布如何影响其在海水中的电化学行为。此外，对于材料的宏观性能，比如强度、塑性、韧性、疲劳性能等，书中是否能提供清晰的图表和数据，并结合海洋工程的具体应用场景进行讲解？我尤其感兴趣的是，书中是否会介绍如何利用数值模拟的方法来预测有色金属材料在海洋环境下的长期性能，比如使用有限元分析来模拟腐蚀扩展，或者使用分子动力学来研究材料表面与海水离子的相互作用。如果书中能够提供相关的计算方法、软件介绍以及案例分析，那对我的教学和研究将非常有益。我期待这本书能够成为一本既有深度又有广度的学术专著。

评分☆☆☆☆☆

我是一名海洋装备的设计工程师，每天都在和各种材料打交道。对于有色金属在海洋环境下的应用，我的首要关注点永远是成本效益和性能的平衡。这本书的出现，我希望能够为我提供一些关于如何优化材料选择的指导。比如，在设计深海作业装备时，我们经常需要在强度、耐压性、耐腐蚀性以及加工成本之间做艰难的权衡。如果书中能够提供一套系统的评估方法，例如如何根据不同的海洋深度、温度、盐度等环境因素，来选择最合适的有色金属合金，并给出相应的成本估算参考，那将大大提高我的工作效率。我尤其关注书中是否有关于钛合金在极端高压环境下的应用案例分析，以及如何通过合金设计和加工工艺来克服其高昂成本的问题。另外，对于一些特殊用途的有色金属，比如在海洋监测设备中应用的贵金属或稀有金属，书中是否会对其性能和潜在应用场景进行探讨？我希望这本书不仅能给我带来技术上的启发，也能在经济上为我提供实用的参考。