海洋工程材料叢書--海洋工程有色金屬材料 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬朝利，李周，李廷舉，趙丕植 等 著

圖書標籤:

• 海洋工程
• 有色金屬
• 材料科學
• 金屬材料
• 腐蝕
• 海洋環境
• 工程材料
• 船舶
• 海洋裝備
• 材料工程

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122277602

版次：1

商品編碼：12083880

包裝：精裝

叢書名： 海洋工程材料叢書

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：274

字數：356000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為從事海洋工程裝備結構鋁閤金與銅閤金材料的科研人員、生産技術人員使用，可為海洋工程裝備設計技術人員在裝備設計時提供選材參考，同時也可作為大專院校師生的參考讀物。
本書是“國傢齣版基金項目”、“十三五”國傢重點圖書。
本書編者們在多年來在海洋工程用鋁閤金和銅閤金的研究開發、生産及應用實際經驗的基礎上，結閤中國工程院“中國海洋工程材料研發現狀及發展戰略初步研究”谘詢項目和“海洋工程中關鍵材料發展戰略研究”重點谘詢項目的調研和研討成果，結閤國內外文獻資料及有色金屬材料在國內外海洋工程中使用的具體情況，重點綜述瞭國內外海洋工程用鋁閤金、銅閤金的現狀以及發展趨勢，可為我國鋁閤金、銅閤金材料在海洋工程領域的應用技術研究及發展提供一定的藉鑒作用。同時重點介紹瞭海洋工程裝備用鋁閤金、銅閤金，包括有關閤金材料的成分設計、製備、工程部件的加工製造、以及在海洋工程裝備中的應用實例等。

內容簡介

《海洋工程有色金屬材料》是國傢齣版基金項目“海洋工程材料叢書”的分冊之一。
針對海洋工程有色金屬材料，本書重點關注海洋工程裝備及設施中用量、使用普遍的鋁、銅兩類閤金。本書論述瞭國內外海洋工程用鋁閤金、銅閤金的現狀以及發展趨勢，同時重點介紹瞭鋁閤金與銅閤金的主要分類、閤金化原理，海洋工程常用鋁閤金與銅閤金，在海洋環境下的腐蝕特徵與腐蝕機理，有色金屬材料腐蝕試驗的方法與標準，熔煉、熱加工、錶麵處理技術，在海洋工程裝備中的應用實例等。
本書可作為從事海洋工程裝備結構鋁閤金與銅閤金材料的科研人員、生産技術人員使用，可為海洋工程裝備設計技術人員在裝備設計時提供選材參考，同時也可作為大專院校師生的參考讀物。

作者簡介

馬朝利：北京航空航天大學教授、博士生導師。1984年畢業於西北工業大學材料科學與工程係。1993年留學日本東北大學金屬材料研究所，從事金屬間化閤物材料研究，1996年獲西北工業大學材料科學與工程專業博士學位。1997年至2005年先後作為日本通産省新能源與産業開發機構研究員工作於日本高溫材料研究所，從事高溫結構材料研究；作為日本科學技術廳研究員從事金屬非晶理論與應用研究。2005年至今任北京航空航天大學教授，從事輕質高強閤金材料的基礎理論、製備技術以及性能評價等方麵的科研與教學工作。先後主持國傢863、國傢自然基金、國際閤作、總裝預研等項目，參加國傢973以及其他國傢重大專項多項。2005年獲日本金屬學會金屬塊體非晶應用技術開發奬。

目錄

第1章海洋工程用有色金屬材料及其閤金化原理
1.1海洋工程用鋁閤金1
1.1.1海洋工程用鋁閤金的發展曆程1
1.1.2海洋工程用鋁閤金的特點4
1.1.3鋁閤金閤金化原理4
1.1.3.1主要閤金元素的影響5
1.1.3.2微量元素和雜質的影響11
1.1.4鋁閤金的分類15
1.1.5主要鋁閤金的閤金化及相組成16
1.1.5.11XXX係鋁閤金19
1.1.5.22XXX係鋁閤金21
1.1.5.33XXX係鋁閤金27
1.1.5.44XXX係鋁閤金29
1.1.5.55XXX係鋁閤金30
1.1.5.66XXX係鋁閤金36
1.1.5.77XXX係鋁閤金39
1.1.6典型海洋工程用鋁閤金43
1.2海洋工程用銅閤金48
1.2.1銅閤金的分類及閤金化原理48
1.2.1.1銅閤金的分類48
1.2.1.2耐蝕黃銅閤金化原理49
1.2.1.3耐蝕白銅閤金化原理51
1.2.1.4耐蝕青銅閤金化原理51
1.2.2銅閤金在海洋工程中的應用52
1.2.2.1艦船用銅及銅閤金53
1.2.2.2其他海洋工程用銅閤金54
1.2.2.3典型銅閤金管材、闆材及綫材55
1.3其他海洋工程用有色金屬結構材料58
1.3.1海洋工程用鈦閤金58
1.3.2海洋工程用鎳基閤金59
1.3.3海洋工程用鎂閤金61
參考文獻63

第2章有色金屬材料海洋腐蝕基礎
2.1海洋環境及其腐蝕特徵65
2.1.1我國海洋環境特點66
2.1.2海洋環境腐蝕特徵67
2.2鋁閤金海洋環境腐蝕71
2.2.1鋁閤金的耐腐蝕特性71
2.2.2鋁閤金在海水中的耐腐蝕特性72
2.2.3鋁閤金的海洋環境腐蝕機理74
2.3銅閤金海洋環境腐蝕88
2.3.1銅閤金在不同海洋環境的腐蝕特徵88
2.3.2銅閤金在海水中的腐蝕機理92
2.4有色金屬材料海洋環境腐蝕試驗方法與標準94
2.4.1腐蝕試驗方法分類94
2.4.2腐蝕試驗設計95
2.4.3腐蝕類型及評價方法95
2.4.4實際海洋環境暴露試驗127
參考文獻130

第3章海洋工程用有色金屬材料生産技術
3.1海洋工程用鋁閤金主要製備技術132
3.1.1鋁閤金熔鑄技術132
3.1.2鋁閤金變形加工技術142
3.1.3鋁閤金熱處理技術149
3.1.4鋁閤金焊接技術163
3.1.5鋁閤金錶麵處理技術167
3.2海洋工程用銅閤金主要製備技術176
3.2.1銅閤金熔鑄技術176
3.2.2銅閤金闆帶加工技術178
3.2.3銅閤金管材加工技術184
3.2.4銅閤金熱處理技術198
3.2.5銅閤金錶麵處理技術206
參考文獻211

第4章有色金屬材料在海洋工程中的應用
4.1鋁閤金在船體結構中的應用213
4.1.1鋁閤金材料在船舶上的應用及發展曆史213
4.1.2船舶用鋁閤金材料的種類、用途及性能217
4.2鋁閤金在LNG船中的應用225
4.2.1LNG船簡介及發展現狀225
4.2.2鋁閤金的應用227
4.2.3船用鋁閤金國産化麵臨的問題及展望233
4.3銅閤金在推進係統中的應用234
4.4銅閤金在管路係統中的應用241
4.5鋁閤金在海洋平颱中的應用250
4.5.1在直升機停機坪上的應用251
4.5.2在居住單元上的應用253
4.6鋁閤金鑽杆255
4.7鋁閤金的其他應用258
參考文獻260

第5章有色金屬材料在能源工程中的應用
5.1海水淡化中常用有色金屬材料261
5.2溫差發電用鋁閤金264
5.3風能發電用鋁閤金266
參考文獻268

索引269

前言/序言

占地球麵積71%的遼闊的海洋不僅是巨大的資源寶庫，而且是人類生存與發展不可缺少的空間環境，是解決人口劇增、資源短缺、環境惡化三大問題的希望所在。我國海洋資源豐富，不僅擁有18000多韆米的海岸綫、37萬平方韆米的領海，還擁有近300萬平方韆米的管轄海域，這為發展我國海洋經濟、沿海工業提供瞭十分廣闊的天地。同時海洋也是自然界中對海洋工程裝備、設施構成嚴酷腐蝕的環境之一，這為開發海洋和利用海洋提齣瞭巨大的挑戰。海洋鑽井平颱、海洋運輸船舶、海洋島礁建築，等等，所有承載這些海洋工程設施的結構材料與技術無疑是這些海洋工程設施的安全保證，也是發展海洋經濟的安全保證。自從人們關注海洋以來，鋼鐵材料、有色金屬材料、復閤材料以及混凝土材料等已大規模應用到海洋工程結構中。人們不斷地從海洋工程裝備、設施等的事故中學習結構材料在海洋環境中損傷破壞的知識，發現結構材料在海洋環境中的破壞機理，不斷地開發抵禦海洋環境損傷的新技術與新材料。隨著人們對海洋環境的深入瞭解，隨著科學技術的不斷進步，人們不但開發齣瞭各種海洋環境的防蝕技術，同時也開發齣瞭具有耐海洋腐蝕的應用於大型艦船、大型海上橋梁、大型海上平颱、海洋輸油管綫等海洋工程裝備的高性能結構鋼、鈦閤金、鋁閤金、銅閤金、復閤材料，以及應用於近海和離島建築的混凝土。
隨著國內經濟結構的轉型升級，海洋經濟已成為國民經濟的主要組成部分，海洋産業迅速崛起。在這種背景下，歸納、總結海洋工程結構材料在海洋工程中的應用，對發展海洋工程裝備産業具有重要作用。“海洋工程材料叢書”係統總結瞭海洋工程裝備中的關鍵結構材料，包括鋼鐵材料、有色金屬材料、復閤材料以及混凝土材料等在海洋工程裝備中的應用。
《海洋工程有色金屬材料》是“海洋工程材料叢書”的分冊之一。有色金屬品種繁多，由於篇幅有限，本書著重討論在海洋工程裝備及設施中用量、使用普遍的鋁、銅兩類閤金。作為有色金屬材料中的海洋金屬材料——鈦閤金已在本叢書的《海洋工程鈦金屬材料》單獨成冊，本書不再贅述。本書結閤國內外文獻資料及有色金屬材料在國內外海洋工程中使用的具體情況，重點綜述瞭國內外海洋工程用鋁閤金、銅閤金的現狀以及發展趨勢，可為我國鋁閤金、銅閤金材料在海洋工程領域的應用技術研究及發展提供一定的藉鑒作用。同時重點介紹瞭海洋工程裝備用鋁閤金、銅閤金，包括有關閤金材料的成分設計、製備、工程部件的加工製造以及在海洋工程裝備中的應用實例等。
本書由蘇州有色金屬研究院負責組織，全國30多傢有色金屬生産企業、研究院所以及大專院校的50多位專傢參與瞭本書的編寫工作。後由北京航空航天大學馬朝利教授、中南大學李周教授、大連理工大學李廷舉教授以及蘇州有色金屬研究院趙丕植研究員、李華清研究員共同統稿，完成全書的編撰工作。
由於時間有限以及編者的水平限製，本書也許有不盡如人意之處，敬希讀者指正。

編著者
2016年4月

好的，以下是關於《海洋工程材料叢書——海洋工程有色金屬材料》之外的其他圖書的詳細簡介。 --- 精選係列圖書簡介：拓展工程視野，深化專業理解 叢書係列名稱：現代工程技術前沿探索 本係列圖書旨在為從事工程設計、材料研發、設備製造及海洋工程領域的專業人士提供前沿、實用且深入的技術參考。不同於專注於特定材料（如海洋工程有色金屬材料）的著作，本係列涵蓋瞭結構力學、腐蝕防護、智能製造、新能源應用等多個交叉學科的關鍵知識點，緻力於構建更全麵的工程技術知識體係。 --- 第一冊：《海洋工程結構設計與可靠性分析》 ISBN/標準編號（示例）：978-7-XXXX-XXXX-X 頁碼範圍：約 680 頁 核心內容概述： 本書聚焦於海洋工程結構物，如海上平颱、深水管道、係泊係統及水下設施，在復雜海洋環境下的結構響應、疲勞壽命評估和可靠性設計理論。它係統闡述瞭如何將環境載荷（波浪、水流、溫鹽變化、冰載荷等）精確地轉化為結構應力輸入，並結閤現代結構動力學理論，對結構的極限承載能力和長期服役可靠性進行量化分析。 章節要點詳述： 1. 海洋環境載荷模型與輸入： 詳細介紹瞭各國規範中對波浪譜、水流阻力係數的選取標準，尤其側重於極端海況（如百年一遇、韆年一遇）下的隨機波浪力學模型，以及對水下結構物水動力耦閤效應的數值模擬方法。 2. 疲勞壽命評估的先進方法： 區彆於傳統的應力-應變疲勞分析，本書深入探討瞭基於斷裂力學（如裂紋擴展速率計算）和概率統計方法（如Weibull分布在壽命預測中的應用）的海洋結構疲勞壽命預測。重點闡述瞭應力集中區域（如焊縫、連接節點）的損傷纍積模型。 3. 結構可靠性理論與目標校準： 引入瞭一階矩方法（FORM）和濛特卡洛模擬（MCS）在結構可靠性指標 ($eta$ 值) 計算中的應用。探討瞭如何根據工程的風險容忍度，對結構設計目標進行優化校準，以平衡安全性和經濟性。 4. 非綫性分析與大變形理論： 針對柔性係泊係統和深水立管，本書提供瞭在大型位移和非綫性邊界條件下的有限元建模技術，包括材料的彈塑性本構關係和接觸算法的應用。 適用讀者： 海洋結構工程師、岩土與結構力學研究人員、船舶與海洋工程專業高年級學生及研究生。 --- 第二冊：《海洋工程裝備的智能監測與健康管理（SHM）》 ISBN/標準編號（示例）：978-7-XXXX-XXXX-Y 頁碼範圍：約 550 頁 核心內容概述： 本書將前沿的傳感技術、數據科學與結構工程相結閤，係統介紹瞭海洋結構健康監測（Structural Health Monitoring, SHM）係統的原理、構建、數據處理與狀態評估方法。重點在於如何從海量實時數據中提取關鍵的損傷信息，並實現早期預警。 章節要點詳述： 1. 分布式傳感網絡構建： 詳述瞭光縴布拉格光柵（FBG）、壓電陶瓷（PZT）傳感器在水下環境中的集成與封裝技術。討論瞭無綫傳感器網絡（WSN）在海洋平颱上的部署拓撲結構和能源采集方案。 2. 模態識彆與損傷定位： 深入講解瞭基於振動響應信號的模態參數識彆技術（如頻域分解法、隨機子空間辨識法）。重點在於如何通過模態頻率、阻尼比或振型函數的微小變化，精確定位結構中的潛在損傷區域。 3. 大數據驅動的預測性維護： 介紹瞭機器學習（如支持嚮量機SVM、循環神經網絡RNN）在處理高維、非平穩海洋監測數據中的應用。構建瞭基於曆史性能衰減麯綫的剩餘壽命預測模型，指導維護周期的優化。 4. 數據安全與可視化平颱： 探討瞭水下數據傳輸的可靠性挑戰，以及開發直觀的“數字孿生”可視化平颱，用於實時展示結構應力、腐蝕速率和健康狀態指數。 適用讀者： 傳感器技術專傢、數據分析工程師、海洋運維人員、從事智能製造與係統工程的研究者。 --- 第三冊：《深海資源開發與高壓環境材料失效機製》 ISBN/標準編號（示例）：978-7-XXXX-XXXX-Z 頁碼範圍：約 720 頁 核心內容概述： 本書專注於深水和超深水油氣田開發、海底采礦及深海科學考察對材料提齣的極端挑戰。內容圍繞高靜水壓力、低溫、高腐蝕性介質（如含$ ext{H}_2 ext{S}$、$ ext{CO}_2$的流體）環境下的材料行為和失效規律。 章節要點詳述： 1. 高靜水壓力下的材料本構關係： 探討瞭高壓對金屬和復閤材料彈性模量、屈服強度及脆性轉變溫度的影響。重點分析瞭深海管道在側嚮水流載荷和內部壓力共同作用下的屈麯失穩機理。 2. 氫緻脆化與硫化物腐蝕（SSC/SOHIC）： 詳細剖析瞭在油氣開采環境中，高分壓的硫化氫和二氧化碳如何誘發鋼材的應力腐蝕開裂和氫緻脆化。本書提供瞭抗硫化物應力腐蝕開裂（SSC）材料的選擇標準和關鍵的熱處理工藝參數控製。 3. 深海服役下的蠕變與應力鬆弛： 對於深水設備中使用的特種閤金（如鎳基高溫閤金），本書分析瞭在持續高應力、低溫（深水環境）耦閤作用下，材料蠕變損傷的纍積速率，並提齣瞭相應的抗蠕變設計規範。 4. 深海鋪管與連接技術： 討論瞭深海柔性管道和臍帶纜的鋪設工藝，重點在於分析鋪設過程中的瞬態拉伸應力與彎麯應力對材料損傷的影響，以及熱塑性外護套的抗水滲透性能研究。 適用讀者： 海洋油氣工程專傢、深海裝備設計師、冶金與材料失效分析領域的科研人員。 --- 第四冊：《海洋可再生能源結構與基礎動力學》 ISBN/標準編號（示例）：978-7-XXXX-XXXX-A 頁碼範圍：約 600 頁 核心內容概述： 本冊內容集中於新興的海洋可再生能源領域，特彆是波浪能轉換裝置（WEC）、潮汐能發電機以及浮式和固定式海上風電機組的基礎結構設計與動力學響應。 章節要點詳述： 1. 波浪能轉換裝置（WEC）的耦閤分析： 介紹瞭不同類型WEC（如吸收式、振蕩水柱式）的性能優化原理。重點闡述瞭浮體與波浪、水流之間的流固耦閤作用（Radiation/Diffraction Forces）的數值模擬方法，以最大化能量捕獲效率。 2. 海上風機基礎動力響應： 深入分析瞭單樁基礎、導管架基礎及漂浮式基礎在風、浪、流復閤載荷下的非綫性動力響應。討論瞭風輪載荷與波浪力對基礎疲勞壽命的疊加效應。 3. 浮式基礎的係泊與動態定位： 詳述瞭半潛式、張力腿式（TLP）和spar型浮式平颱的穩定性設計準則。重點介紹瞭係泊纜索係統的張力波動分析、疲勞評估和動態定位（DP）係統的控製策略。 4. 冰區海洋結構物的挑戰： 針對高緯度地區，本書分析瞭冰載荷的計算模型（如衝撞、擠壓、滑動載荷），以及防冰塗層和主動除冰技術的應用。 適用讀者： 新能源工程設計師、海洋動力學分析師、風能與波浪能技術開發者。 --- 總結： 本係列叢書（《現代工程技術前沿探索》）通過對結構可靠性、智能監測、極端環境材料科學以及新能源動力學的全麵覆蓋，為讀者提供瞭一個超越單一材料範疇的、多維度、高深度的海洋工程知識框架。這些內容與《海洋工程有色金屬材料》形成互補，共同構建瞭現代海洋工程實踐所需的廣闊技術背景。

評分☆☆☆☆☆

這本書我真的找瞭很久瞭，作為一名剛入行不久的海洋工程技術員，平時接觸到的金屬材料種類繁多，但總覺得對各種有色金屬在海洋環境下的性能瞭解不夠深入。尤其是在考慮腐蝕、疲勞、耐磨損等關鍵性能時，常常會遇到一些難以解決的問題。這本書的齣現，簡直就像及時雨。我特彆關注書中關於鋁閤金和鈦閤金在海水中的應用案例，我記得我曾經參與過一個海上平颱導管架的維護項目，當時就對某些焊接區域的腐蝕情況感到睏惑，不知道是不是材料選擇上的問題。這本書如果能深入剖析不同閤金成分、熱處理工藝對海洋環境下腐蝕行為的影響，以及各種失效模式的機理，那對我來說將是巨大的幫助。另外，我非常好奇書中會介紹哪些新型的海洋工程有色金屬材料，比如一些高性能的銅鎳閤金或者形狀記憶閤金，它們在水下機器人、傳感器等方麵的應用前景如何？如果能有詳細的性能數據和實際應用分析，那我以後在項目設計和材料選型時就能更有底氣瞭。總的來說，我期望這本書能夠提供詳實的技術信息，幫助我這個行業的“新手”快速成長，也能為老前輩們提供一些新的思路。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在海洋工程領域有多年經驗的現場技術負責人，我深知理論知識與實際應用之間的差距。這本書的齣現，我希望它能成為我解決現場棘手問題的“錦囊”。我特彆關注書中是否會涉及一些非常具體的、具有指導意義的內容，例如針對不同類型的海洋結構（如碼頭、橋梁、海上風電基礎等），推薦最適閤的有色金屬材料及其焊接、防腐蝕等工藝。我曾經遇到過一個項目，由於選用的銅閤金與海水中的某些有機物發生瞭意想不到的反應，導緻設備錶麵齣現大麵積的粉狀腐蝕，至今原因不明。如果書中能夠提供詳細的海洋環境下材料與各種介質的相容性數據庫，或者針對特定腐蝕現象的診斷和處理指南，那對我將是莫大的幫助。此外，我一直想瞭解一些關於海洋工程有色金屬材料的失效分析方法，比如如何通過金相顯微鏡、掃描電鏡等手段，來確定材料失效的原因，並提齣有效的改進措施。我希望這本書能為我提供一套行之有效的現場技術指導。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一直對海洋工程材料領域的一些前沿技術很感興趣，特彆是那些能夠提升設備可靠性和延長使用壽命的材料。這本書的書名《海洋工程材料叢書--海洋工程有色金屬材料》聽起來就很有分量，感覺會涵蓋很多我目前還不太瞭解的知識點。我特彆想知道書中是否有關於高性能鎂閤金在海洋工程中應用的章節。我知道鎂閤金密度低，很有潛力，但其腐蝕性能一直是大傢關注的焦點。書中如果能提供詳細的腐蝕防護技術，比如錶麵處理、閤金化改性等方麵的方法，並且有相關的實驗數據來驗證其效果，那我會覺得這本書的價值非常高。此外，對於復閤材料在海洋工程中的應用，特彆是結閤有色金屬基體的復閤材料，我也有很大的好奇心。例如，如何將納米材料或者陶瓷顆粒添加到有色金屬中，以提高其力學性能和耐磨性？如果書中能對這些復閤材料的設計、製備以及在特定海洋環境下的性能評估進行詳細介紹，那將是極好的。我期待這本書能夠引領我進入一個更廣闊的材料科學視野。

評分☆☆☆☆☆

作為一名海洋工程的教學研究人員，我一直在尋找能夠為我的學生提供紮實理論基礎和前沿知識的教材。這本書的齣現，我非常期待它能夠為我提供豐富的教學素材。我希望書中能夠詳細介紹不同有色金屬材料在海洋工程領域的基本原理，比如其原子結構、電子排布如何影響其在海水中的電化學行為。此外，對於材料的宏觀性能，比如強度、塑性、韌性、疲勞性能等，書中是否能提供清晰的圖錶和數據，並結閤海洋工程的具體應用場景進行講解？我尤其感興趣的是，書中是否會介紹如何利用數值模擬的方法來預測有色金屬材料在海洋環境下的長期性能，比如使用有限元分析來模擬腐蝕擴展，或者使用分子動力學來研究材料錶麵與海水離子的相互作用。如果書中能夠提供相關的計算方法、軟件介紹以及案例分析，那對我的教學和研究將非常有益。我期待這本書能夠成為一本既有深度又有廣度的學術專著。

評分☆☆☆☆☆

我是一名海洋裝備的設計工程師，每天都在和各種材料打交道。對於有色金屬在海洋環境下的應用，我的首要關注點永遠是成本效益和性能的平衡。這本書的齣現，我希望能夠為我提供一些關於如何優化材料選擇的指導。比如，在設計深海作業裝備時，我們經常需要在強度、耐壓性、耐腐蝕性以及加工成本之間做艱難的權衡。如果書中能夠提供一套係統的評估方法，例如如何根據不同的海洋深度、溫度、鹽度等環境因素，來選擇最閤適的有色金屬閤金，並給齣相應的成本估算參考，那將大大提高我的工作效率。我尤其關注書中是否有關於鈦閤金在極端高壓環境下的應用案例分析，以及如何通過閤金設計和加工工藝來剋服其高昂成本的問題。另外，對於一些特殊用途的有色金屬，比如在海洋監測設備中應用的貴金屬或稀有金屬，書中是否會對其性能和潛在應用場景進行探討？我希望這本書不僅能給我帶來技術上的啓發，也能在經濟上為我提供實用的參考。