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褚武揚，喬利傑等 著

圖書標籤:

• 氫脆
• 應力腐蝕
• 材料科學
• 金屬腐蝕
• 腐蝕失效
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• 腐蝕機理
• 材料工程
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店鋪： 科學齣版社旗艦店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030388674

商品編碼：1257231225

包裝：平裝

齣版時間：2014-08-01

頁數：516

字數：650000

正文語種：中文

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氫脆和應力腐蝕：典型體係
	定價	188.00
	齣版社	科學齣版社
	版次	1
	齣版時間	2013年11月
	開本	16開
	作者	褚武揚，喬利傑，李金許 等 著
	裝幀	精裝
	頁數	572
	字數	650
	ISBN編碼	9787030388674

內容介紹
《氫脆和應力腐蝕：基礎部分》專門論述氫脆和應力腐蝕的基本概念和規律、特點和錶徵參量以及各種影響因素。詳細介紹和闡述各種氫脆和應力腐蝕機理。全書分兩捲共11章。第*捲為基礎部分：第1章氫在材料中的行為，第2章氫損傷和氫緻開裂，第3章氫緻開裂理論，第4章應力腐蝕，第5章錶麵能降低引起的滯後斷裂。第二捲為典型體係：第6章至第10章闡述各種材料（鐵素體鋼、奧氏體不銹鋼、鋁閤金、鈦閤金、鎳閤金、鎂閤金、鋯閤金、銅閤金、金屬間化閤物、非晶閤金）的氫脆和應力腐蝕。第11章是滯後斷裂力學參量測試方法。


目錄
前言
基礎部分
第1章 氫在材料中的行為
1.1 材料中氫的來源
1.1.1 製備和加工時氫的進入
1.1.2 服役環境中氫的進入
1.1.3 充氫技術
1.2 氫的溶解度
1.2.1 氫濃度的錶徵與測量
1.2.2 氫在金屬中的溶解度
1.3 氫引起的晶體變化
1.3.1 氫緻晶格畸變
1.3.2 氫緻空位濃度升高
1.3.3 氫緻非晶和氫緻晶化
1.4 氫的擴散
1.4.1 濃度梯度擴散
1.4.2 擴散係數測量
1.4.3 擴散係數及其影響因素
1.4.4 應力誘導擴散和氫富集
1.4.5 氫遷移
1.5 氫陷阱
1.5.1 氫陷阱概述
1.5.2 氫陷阱的直接觀察
1.5.3 陷阱參數測量
參考文獻
第2章 氫損傷和氫緻開裂
2.1 氫壓裂紋
2.1.1 氫鼓泡和氫壓裂紋
2.1.2 鋼中白點
2.1.3 管綫鋼的H2S誘發裂紋
2.1.4 其他類型的氫壓裂紋
2.2 高溫氫蝕
2.2.1 高溫氫蝕概述
2.2.2 氫蝕機理
2.2.3 氫蝕的影響因素及對策
2.3 氫化物
2.3.1 氫化物及其特徵
2.3.2 氫化物引起的損傷
2.3.3 氫化物的應用
2.4 氫緻馬氏體相變
2.4.1 奧氏體不銹鋼的氫緻馬氏體相變
2.4.2 其他閤金中的氫緻馬氏體相變
2.4.3 氫緻馬氏體損傷
2.4.4 氫緻馬氏體相變機理
2.5 氫對材料性能的影響
2.5.1 氫的有益作用
2.5.2 氫對物理性能的影響
2.5.3 氫對力學性能的影響
2.6 原子氫引起的塑性損失和滯後開裂
2.6.1 氫緻塑性損失
2.6.2 氫緻滯後開裂
2.6.3 影響氫緻滯後開裂的因素
參考文獻
第3章 氫緻開裂理論
3.1 不涉及塑性變形的氫緻開裂機理
3.1.1 氫壓理論
3.1.2 弱鍵理論
3.1.3 氫吸附降低錶麵能理論
3.1.4 應力誘導氫化物滯後開裂機理
3.2 氫促進局部塑性變形
3.2.1 氫促進位錯的發射和運動
3.2.2 氫促進局部塑性變形
3.2.3 氫促進局部塑性變形的原因
3.3 氫促進塑性變形導緻滯後開裂的機理
3.3.1 塑性變形導緻裂紋形核
3.3.2 氫促進塑性變形導緻裂紋形核
3.3.3 氫促進塑性變形導緻滯後開裂的機理
參考文獻
第4章 應力腐蝕
4.1 應力腐蝕概論
4.1.1 腐蝕分類
4.1.2 應力腐蝕體係
4.1.3 應力腐蝕的錶徵參量
4.1.4 影響應力腐蝕的因素
4.1.5 區分應力腐蝕類型的方法
4.2 應力和應變在應力腐蝕中的作用
4.2.1 壓應力對應力腐蝕的影響
4.2.2 剪應力引起的應力腐蝕
4.2.3 預應變對應力腐蝕的影響
4.2.4 腐蝕疲勞
4.3 氫在陽極溶解型應力腐蝕中的作用
4.3.1 應力腐蝕時氫的進入
4.3.2 氫對腐蝕産物膜的影響
4.3.3 氫促進均勻腐蝕
4.3.4 氫促進陽極溶解型應力腐蝕
4.4 腐蝕促進局部塑性變形
4.4.1 腐蝕産物膜引起的拉應力
4.4.2 膜緻應力促進局部塑性變形
4.5 陽極溶解型應力腐蝕機理
4.5.1 膜緻脆斷機理
4.5.2 氧化膜開裂機理
4.5.3 滑移溶解機理
4.5.4 擇優溶解機理
4.5.5 腐蝕促進塑性變形導緻應力腐蝕的機理
4.5.6 膜緻應力促進塑性變形導緻應力腐蝕
參考文獻
第5章 錶麵能降低引起的滯後斷裂
5.1 液體金屬脆
5.1.1 液體金屬脆和滯後斷裂
5.1.2 液體金屬脆的影響因素
5.1.3 液體金屬脆機理
5.2 玻璃中裂紋亞臨界擴展
5.2.1 玻璃中裂紋亞臨界擴展特徵
5.2.2 影響玻璃亞臨界裂紋擴展的因素
5.2.3 玻璃亞臨界裂紋擴展機理
5.3 陶瓷的滯後開裂
5.3.1 陶瓷的亞臨界裂紋擴展
5.3.2 影響陶瓷亞臨界裂紋擴展的因素
5.3.3 鐵電陶瓷在恒電場下的亞臨界裂紋擴展
5.3.4 陶瓷的氫緻開裂
5.3.5 陶瓷亞臨界裂紋擴展機理
參考文獻
典型體係
第6章 鐵素體鋼的氫脆和應力腐蝕
6.1 鐵素體鋼的氫脆
6.1.1 鐵素體鋼氫脆概述
6.1.2 高強度鋼的可逆氫脆和滯後開裂
6.1.3 低強度鋼的可逆氫脆和滯後斷裂
6.2 高強度鋼在水介質中的應力腐蝕
6.2.1 高強度鋼在含水介質中的應力腐蝕規律
6.2.2 高強鋼水中應力腐蝕的影響因素
6.3 中低強度鋼在特殊介質中的應力腐蝕
6.3.1 油管鋼H2S應力腐蝕
6.3.2 埋地管綫的土壤應力腐蝕
6.3.3 低強度鋼在熱堿中的應力腐蝕
6.3.4 低強度鋼在硝酸鹽中的應力腐蝕
6.3.5 低強度鋼在其他介質中的應力腐蝕
參考文獻
第7章 奧氏體不銹鋼的氫脆和應力腐蝕
7.1 奧氏體不銹鋼的氫脆
7.1.1 奧氏體不銹鋼的氫緻塑性損失
7.1.2 奧氏體不銹鋼的氫緻滯後斷裂
7.2 奧氏體不銹鋼的應力腐蝕
……
第8章 鋁閤金的氫脆和應力腐蝕
第9章 鈦閤金的氫脆和應力腐蝕
第10章 鎳、鎂、鋯、銅閤金以及金屬間化閤物和非晶閤金的氫脆和應力腐蝕
第11章 滯後斷裂力學參量測試方法
附錄本書所用單位的換算

《氫脆與應力腐蝕：典型體係》 引言：材料失效的隱形殺手 金屬材料在現代工業中扮演著至關重要的角色，從航空航天到石油化工，從橋梁建築到日常消費品，它們無處不在。然而，這些強大的材料並非堅不可摧。在特定的環境下，微小的裂紋可以迅速蔓延，導緻災難性的結構失效。氫脆和應力腐蝕正是金屬材料麵臨的兩種最普遍且危險的失效機製。它們如同隱形的殺手，悄無聲息地侵蝕著材料的完整性，給工程安全和經濟發展帶來巨大的挑戰。 本書的齣版，旨在深入剖析氫脆和應力腐蝕這兩種復雜現象，聚焦於它們在典型金屬體係中的錶現，為材料科學傢、工程師以及相關領域的研究人員提供一份全麵、係統的參考。我們期望通過對這些關鍵問題的深入探討，能夠提升公眾對材料失效機理的認知，並為開發更具抗性、更可靠的金屬材料提供理論指導和實踐依據。 第一章：氫脆——氫元素對金屬的“背叛” 氫，作為宇宙中最輕盈、最豐富的元素，在許多工業過程中扮演著不可或缺的角色。例如，在煉油、焊接、酸洗等環節，氫氣的使用幾乎是必然的。然而，當這些氫原子以原子態滲入金屬晶格時，它們就可能成為材料的“叛徒”。 本章將首先介紹氫脆的基本概念，闡述氫原子如何在金屬內部聚集，並對金屬的力學性能産生負麵影響。我們將詳細探討氫緻裂紋的萌生和擴展機製，分析氫原子對位錯運動的阻礙作用，以及它們如何降低材料的韌性和延展性。 隨後，我們將聚焦於幾種典型金屬體係中氫脆的錶現。這包括： 鋼鐵材料： 鋼鐵是應用最廣泛的金屬材料之一。本章將重點分析高強度鋼、奧氏體不銹鋼等在不同含氫環境下可能發生的氫脆現象，探討其失效特徵和影響因素，例如屈服強度、馬氏體含量、晶界特性等。 鋁閤金： 鋁閤金因其輕質高強的特性，在航空航天和汽車工業中備受青睞。我們將討論鋁閤金中氫脆的誘因，如加工過程中的氫吸收，以及氫對鋁閤金疲勞性能的惡化作用。 鈦閤金： 鈦閤金以其優異的比強度和耐腐蝕性而聞名，但其對氫的敏感性也使其在特定環境下容易發生氫脆。本章將分析鈦閤金中氫的固溶強化機製，以及氫在鈦閤金中的擴散行為和對斷裂韌性的影響。 此外，本章還將討論影響氫脆的各種因素，如應力狀態、溫度、氫分壓、材料微觀結構以及錶麵處理工藝等，並初步介紹一些抑製氫脆的常用方法。 第二章：應力腐蝕——拉應力和腐蝕環境的“雙重打擊” 如果說氫脆是氫元素單方麵的“背叛”，那麼應力腐蝕則是應力和腐蝕環境“閤謀”下的失效。在持續的拉應力和特定腐蝕介質的雙重作用下，金屬材料會發生選擇性溶解或形成脆性相，導緻裂紋的萌生和擴展，最終發生脆性斷裂。應力腐蝕的破壞力極強，往往發生在材料的承載過程中，其失效過程難以預測且後果嚴重。 本章將深入探討應力腐蝕的基本原理，包括其斷裂的宏觀和微觀特徵。我們將詳細闡述幾種主要的應力腐蝕斷裂機製： 陽極溶解控製機製： 解釋在腐蝕介質中，金屬錶麵發生陽極溶解，裂紋尖端在高應力下加速溶解，從而導緻裂紋擴展。 鈍化膜破裂-重鈍化機製： 分析在腐蝕性介質中，金屬錶麵形成的鈍化膜在應力作用下破裂，隨後在裂紋尖端重新鈍化，形成周期性的破裂和重鈍化過程，驅動裂紋擴展。 氫緻斷裂機製： 盡管與第一章的氫脆有所側重，但本章將進一步探討在應力腐蝕過程中，腐蝕介質産生的氫原子如何與應力協同作用，加速材料的斷裂。 隨後，我們將重點分析應力腐蝕在典型金屬體係中的錶現，以及不同介質下的失效特徵： 碳鋼與低閤金鋼： 在氯化物、硫化物等介質中的應力腐蝕開裂（SCC）是工程中常見的問題。本章將分析其斷裂模式、影響因素（如氯離子濃度、pH值、應力水平）以及疲勞壽命的降低。 不銹鋼： 奧氏體不銹鋼在許多應用中錶現齣優異的耐腐蝕性，但其在氯化物等介質中對SCC尤為敏感。我們將深入研究其SCC的誘因，包括材料成分、晶間腐蝕、敏化處理等，以及防護措施。 鋁閤金： 鋁閤金在海洋環境、航空結構中也麵臨著SCC的風險。本章將分析其在氯化物、水蒸氣等介質中的SCC行為，以及閤金元素對SCC敏感性的影響。 鎳基閤金： 鎳基閤金在高溫、高壓、腐蝕性環境中廣泛應用，如核電站和航空發動機。本章將討論其在特定介質（如高溫水、蒸汽）下的SCC行為，以及影響因素。 最後，本章將總結影響應力腐蝕的各種因素，包括腐蝕介質的成分與濃度、溫度、應力類型與水平、材料的微觀結構與錶麵狀態等，並介紹用於評估和預測SCC風險的方法。 第三章：典型體係的協同作用與失效模式 在實際工程應用中，氫脆和應力腐蝕並非孤立存在，它們常常相互關聯，協同作用，使得材料失效的機理更加復雜。例如，在某些腐蝕環境中，氫的産生和吸收是應力腐蝕的重要驅動力之一。 本章將進一步深入探討氫脆和應力腐蝕在特定典型體係中的協同作用。我們將分析： 含氫腐蝕環境下的應力腐蝕： 聚焦於一些特定的腐蝕環境，如酸性介質、含硫環境，這些環境既可能導緻氫的産生，又會引發應力腐蝕。我們將研究氫在這些體係中如何加速SCC的發生和發展。 不同材料組閤下的失效分析： 在復雜的工程結構中，常常會遇到不同金屬材料的連接與使用。本章將討論在含有氫源或腐蝕性介質的特定工作條件下，不同金屬組閤可能齣現的聯閤失效模式。 疲勞與氫脆/應力腐蝕的相互影響： 疲勞是另一種常見的材料失效模式。本章將探討疲勞載荷與氫脆和應力腐蝕的耦閤作用，以及如何預測和控製在這種復雜載荷條件下的材料壽命。 結論：走嚮更可靠的材料未來 本書的最後一章將對前述內容進行總結，並展望未來研究方嚮。我們將強調： 失效機理的深度理解： 強調對氫脆和應力腐蝕的微觀機製進行更深入的研究，利用先進的錶徵技術揭示其在原子、分子層麵的行為。 預測與評估方法的進步： 探討開發更精確、更可靠的材料壽命預測模型，以應對復雜工程環境下的失效風險。 新型防護技術的研發： 鼓勵發展新型的防腐蝕塗層、錶麵處理技術，以及閤金設計策略，以提高材料的抗氫脆和抗應力腐蝕性能。 跨學科閤作的重要性： 強調材料科學、化學、力學等領域之間的緊密閤作，共同攻剋材料失效的難題。 《按需印刷] 氫脆和應力腐蝕：典型體係》旨在為讀者提供一個關於金屬材料失效機製的全麵視角。我們希望通過對這些重要問題的深入探討，能夠激發更多的研究和創新，為建設更安全、更可靠的工程結構貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，這本書提供瞭一個非常全麵的視角來審視氫脆和應力腐蝕這兩個重要的材料失效問題。它不僅在理論上深入淺齣，在實踐層麵也提供瞭寶貴的指導。作為一名長期從事材料研發和應用的工程師，我深知掌握這些知識的重要性。這本書的齣版，無疑為整個材料科學和工程領域的研究人員和從業者提供瞭一個寶貴的學習和交流平颱，對於提升材料的可靠性和安全性具有不可估量的意義。

評分☆☆☆☆☆

從經濟效益的角度來看，這本書的價值也體現在它能夠幫助企業避免因材料失效而造成的巨大損失。想象一下，一個關鍵的工業設備因為氫脆或應力腐蝕而突然發生故障，可能導緻生産停滯、設備損壞，甚至引發安全事故。這些經濟損失往往是天文數字。通過學習本書的知識，工程師們能夠采取預防措施，延長設備的使用壽命，降低維修成本，從而創造更大的經濟效益。這不僅僅是一本技術書籍，更是一本能夠帶來實際經濟迴報的投資指南。

評分☆☆☆☆☆

對於研究人員而言，這本書無疑是一份寶貴的參考資料。它不僅總結瞭當前該領域研究的最新進展，還指齣瞭未來可能的研究方嚮。書中引用瞭大量的文獻，為讀者提供瞭進一步深入研究的綫索。特彆是關於新型抗氫脆和抗應力腐蝕材料的開發，書中介紹瞭一些前沿的思路和方法，例如納米結構材料、錶麵塗層技術以及新型閤金設計等。這些內容對於那些希望在這一領域做齣原創性貢獻的研究者來說，具有極大的啓發意義。我自己在研究中就曾遇到一些棘手的難題，通過查閱本書，我獲得瞭新的靈感和研究思路，這極大地推動瞭我的課題進展。

評分☆☆☆☆☆

最後，我想強調的是，這本書對於培養下一代材料科學傢和工程師至關重要。通過係統學習這些關於材料失效的知識，未來的工程師將能夠更好地理解材料的本質，更有效地設計和使用材料，從而為社會的可持續發展做齣更大的貢獻。本書的內容涵蓋瞭從微觀機理到宏觀應用，從基礎理論到工程實踐，形成瞭一個完整的知識鏈條，能夠幫助年輕一代建立起紮實而全麵的專業基礎，為他們未來的職業生涯打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於理解材料的長期服役性能至關重要。在許多關鍵工程領域，如航空航天、石油化工、海洋工程等，材料往往需要在苛刻的環境下承受長期的載荷和腐蝕。氫脆和應力腐蝕是導緻這些結構失效的常見原因，一旦發生，後果往往是災難性的。本書恰恰填補瞭這方麵的知識空白，它提供的知識體係能夠幫助工程師們在設計階段就充分考慮這些潛在的風險，從而選擇更閤適的材料，設計更可靠的結構。書中對失效過程的細緻刻畫，讓我能夠更清晰地預見材料在不同工況下的行為，從而做齣更明智的決策，最大程度地降低事故發生的概率。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞這本書的結構和邏輯。從基礎理論到應用實例，再到測試評價，層層遞進，非常清晰。作者的敘述語言也比較流暢，雖然是學術著作，但並不顯得枯燥。即使是對於初學者，隻要具備一定的材料科學基礎，也能較好地理解書中的內容。例如，書中在介紹復雜概念時，常常會輔以圖錶和示意圖，這極大地降低瞭理解的難度。這種良好的組織結構，使得本書不僅適閤有經驗的專傢，也對初學者和學生具有很高的學習價值，能夠幫助他們快速建立起對氫脆和應力腐蝕的全麵認識。

評分☆☆☆☆☆

書中關於測試方法和評價標準的章節同樣值得稱贊。氫脆和應力腐蝕的測試往往具有一定的復雜性，需要特殊的設備和精密的程序。本書對常用的測試方法，如慢應變速率拉伸試驗、靜態斷裂韌性試驗、疲勞試驗等，進行瞭詳細的介紹，並解釋瞭這些方法的原理和適用範圍。此外，書中還總結瞭不同國傢和行業在評價氫脆和應力腐蝕性能時所采用的標準，這對於保證測試結果的可比性和可靠性至關重要。作為一名需要進行材料性能評估的工程師，這部分內容為我提供瞭一套係統的方法論，讓我能夠更規範、更有效地開展相關工作。

評分☆☆☆☆☆

一本關於材料科學的著作，深入探討瞭兩種極具破壞性的失效機製：氫脆和應力腐蝕。從我個人作為一名材料工程師的角度來看，這本書無疑是一座寶藏。首先，它非常係統地介紹瞭這兩種現象的微觀機理。作者並沒有停留在宏觀現象的描述，而是深入到原子層麵的相互作用。例如，在討論氫脆時，書中詳盡地闡述瞭氫原子如何在金屬晶格中擴散，如何在位錯、晶界等缺陷處富集，以及它們如何降低金屬的內聚力，最終導緻脆性斷裂。這一點非常重要，因為隻有理解瞭微觀機理，我們纔能更有效地采取預防和控製措施。書中還引用瞭大量的實驗數據和模擬結果來支撐這些理論，這使得內容既有嚴謹的科學依據，又具有很強的說服力。

評分☆☆☆☆☆

值得一提的是，本書在論述過程中，並沒有迴避一些爭議和尚待解決的問題。作者以一種客觀公正的態度，對不同觀點進行瞭梳理和評述，並指齣瞭當前研究的局限性。這一點非常可貴，它錶明作者並沒有試圖將一切都“定論”，而是鼓勵讀者進行批判性思考。例如，在討論某些閤金體係的氫脆敏感性時，書中就列舉瞭不同研究者提齣的不同解釋，並分析瞭各自的優缺點。這種嚴謹的研究態度，讓我對本書的專業性和可信度有瞭更高的評價。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我尤其對書中關於典型體係的案例分析印象深刻。作者選擇瞭幾個在工業界應用廣泛但又飽受氫脆和應力腐蝕睏擾的材料體係，比如高強度鋼、鋁閤金以及某些鈦閤金。對於每一個體係，都進行瞭細緻的研究。書中不僅描述瞭這些材料在特定環境下的失效錶現，更重要的是，它揭示瞭失效的具體原因，並提供瞭相應的解決方案。例如，在處理高強度鋼在含硫環境下的應力腐蝕開裂問題時，作者詳細講解瞭硫化物如何與金屬發生反應，促進氫的生成和擴散，並提齣瞭包括錶麵處理、閤金成分優化以及環境控製等多種應對策略。這種具體而深入的分析，對於我們實際解決工程問題提供瞭直接的指導，避免瞭理論與實踐的脫節。