材料延壽與可持續(xù)發(fā)展：材料失效系統(tǒng)控制

緒論
0.1　材料失效及其危害 1
0.1.1　材料及其制品遭遇的三大環(huán)境 1
0.1.2　材料及其制品失效的三大表現(xiàn) 3
0.1.3　材料制品提前失效的危害 5
0.2　材料失效系統(tǒng)控制 7
0.2.1　系統(tǒng)工程學(xué) 7
0.2.2　系統(tǒng)工程學(xué)的工業(yè)實踐與成效 9
0.2.3　材料失效控制系統(tǒng)工程 9
0.2.4　材料失效系統(tǒng)控制各階段任務(wù) 11
0.3　對三大失效表現(xiàn)各有表述 14
0.4　表面工程技術(shù)在控制失效中的廣泛應(yīng)用 15
0.4.1　表面技術(shù)的功能和應(yīng)用 15
0.4.2　表面工程技術(shù)的發(fā)展 16
0.4.3　表面工程三大技術(shù) 20
0.4.4　表面工程技術(shù)使用的三個要點 23
參考文獻(xiàn) 24
第一篇　腐蝕控制系統(tǒng)工程
第1章 系統(tǒng)研究 精心設(shè)計
1.1　腐蝕與腐蝕控制 27
1.1.1　腐蝕的類別 27
1.1.2　腐蝕預(yù)防與控制 28
1.2　腐蝕控制系統(tǒng)工程學(xué) 29
1.2.1　概念 29
1.2.2　“腐蝕控制系統(tǒng)工程學(xué)”對腐蝕問題的深化認(rèn)識 31
1.2.3　腐蝕控制的設(shè)計因素 33
1.2.4　防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計的職責(zé) 33
1.2.5　防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 35
1.3　隔離侵蝕環(huán)境設(shè)計 38
1.3.1　侵蝕環(huán)境的隔離設(shè)計 38
1.3.2　排水設(shè)計 39
1.3.3　通風(fēng)設(shè)計 41
1.4　合理的構(gòu)型設(shè)計 42
1.4.1　介質(zhì)流動管道及容器內(nèi)腔的設(shè)計 42
1.4.2　避免冷熱不均誘發(fā)腐蝕的設(shè)計 43
1.4.3　合理的連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計 43
1.4.4　結(jié)構(gòu)組合件的裝配設(shè)計 45
1.5　預(yù)防應(yīng)力與腐蝕協(xié)同作用的設(shè)計 46
1.5.1　應(yīng)力與腐蝕協(xié)同作用效應(yīng) 47
1.5.2　應(yīng)力的作用和影響 48
1.5.3　預(yù)防應(yīng)力腐蝕的設(shè)計 50
1.5.4　防止零、部件腐蝕疲勞的設(shè)計 54
1.6　預(yù)防電偶腐蝕的設(shè)計 56
1.6.1　電偶腐蝕內(nèi)涵 56
1.6.2　電偶腐蝕的控制原理 58
1.6.3　電偶腐蝕控制原則 60
1.7　陰極保護(hù)設(shè)計 60
1.7.1　陰極保護(hù)設(shè)計原理 61
1.7.2　陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計要點 63
1.8　合理地選用材料 65
1.8.1　設(shè)計選材的重要性與復(fù)雜性 65
1.8.2　選材依據(jù) 72
1.8.3　設(shè)計選材原則 73
1.9　電子電器產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性 74
1.9.1　實施環(huán)境工程確保環(huán)境適應(yīng)性 74
1.9.2　環(huán)境適應(yīng)性試驗方法 75
1.9.3　環(huán)境-腐蝕效應(yīng) 77
1.9.4　電子產(chǎn)品的腐蝕控制 82
參考文獻(xiàn) 85
第2章 科學(xué)制造 科學(xué)使用
2.1　制造與材料 86
2.1.1　制造與材料的關(guān)系 86
2.1.2　制造就是材料加工 86
2.1.3　制造工程中需要控制的因素 88
2.2　嚴(yán)格制造工藝，防止埋下禍根 88
2.2.1　制造過程中的寶貴的經(jīng)驗 88
2.2.2　制造過程中預(yù)防腐蝕原則 89
2.2.3　原材料及預(yù)成型的控制 90
2.2.4　鍛造過程中的工藝控制 91
2.2.5　鑄造過程中的工藝控制 92
2.2.6　焊接過程中的工藝控制 93
2.2.7　特種加工過程中的工藝控制 96
2.2.8　熱處理過程中的工藝控制 98
2.3　表面工程技術(shù)的應(yīng)用 99
2.3.1　表面轉(zhuǎn)化改性層 100
2.3.2　涂鍍層 101
2.4　精加工過程的腐蝕控制 107
2.4.1　精加工過程中產(chǎn)品零件的臨時性保護(hù) 107
2.4.2　表面加工過程中的腐蝕控制 109
2.4.3　在裝配過程中的腐蝕控制 113
2.5　使用維修過程中的腐蝕控制 116
2.5.1　使用因素 117
2.5.2　維護(hù)因素 117
2.5.3　金屬腐蝕特征及鑒別 118
2.6　維護(hù)是確保電子電器使用可靠性的關(guān)鍵 121
參考文獻(xiàn) 122
第二篇　摩擦、磨損控制系統(tǒng)工程
第3章 摩擦、磨損與潤滑
3.1　摩擦 123
3.1.1　摩擦概述 123
3.1.2　摩擦的類型 123
3.1.3　主要摩擦理論 125
3.1.4　影響摩擦的因素 128
3.1.5　摩擦的利用和控制 130
3.2　磨損和耐磨材料 131
3.2.1　磨損的三個階段 131
3.2.2　材料磨損理論 132
3.2.3　減少磨損的方法 133
3.3　潤滑和潤滑材料 136
3.3.1　潤滑概述 136
3.3.2　潤滑的類型 137
3.3.3　潤滑劑 139
3.3.4　潤滑劑的性能 141
3.3.5　潤滑技術(shù) 142
參考文獻(xiàn) 146
第4章 摩擦學(xué)失效與延壽
4.1　摩擦學(xué)失效 147
4.1.1　磨損失效 147
4.1.2　潤滑失效 152
4.1.3　摩擦學(xué)失效分析及預(yù)防控制 156
4.2　摩擦學(xué)測試與狀態(tài)檢測 158
4.2.1　摩擦學(xué)測試技術(shù) 159
4.2.2　摩擦學(xué)狀態(tài)檢測和辨識技術(shù) 164
4.2.3　檢測技術(shù)的發(fā)展 169
4.3　摩擦學(xué)失效控制與延壽 172
4.3.1　摩擦學(xué)設(shè)計 172
4.3.2　摩擦學(xué)數(shù)據(jù)庫 179
4.3.3　潤滑油優(yōu)化應(yīng)用與延壽 182
4.3.4　固體潤滑材料應(yīng)用技術(shù) 194
4.3.5　固-油復(fù)合潤滑延壽技術(shù) 205
4.3.6　表面工程延壽和磨損修復(fù)技術(shù) 211
4.3.7　重大裝備的潤滑管理 215
參考文獻(xiàn) 218
第三篇　疲勞斷裂控制系統(tǒng)工程
第5章 疲勞失效及其影響因素
5.1　疲勞斷裂（失效）的基本概念 219
5.1.1　疲勞斷裂的危害性 219
5.1.2　交變應(yīng)力與交變應(yīng)變 219
5.1.3　疲勞斷裂過程 220
5.1.4　疲勞斷裂失效的分類 221
5.2　疲勞失效的主要影響因素 222
5.2.1　形狀 222
5.2.2　尺寸 223
5.2.3　表面狀況的影響 223
5.2.4　平均應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響 225
5.2.5　載荷持續(xù)情況的影響 225
5.2.6　腐蝕的影響 226
5.2.7　溫度的影響 229
5.2.8　微動磨損與接觸的影響 230
第6章 疲勞失效的設(shè)計控制基礎(chǔ)
6.1　選材 233
6.2　抗機(jī)械疲勞設(shè)計技術(shù)和方法 235
6.2.1　抗機(jī)械疲勞結(jié)構(gòu)設(shè)計 235
6.2.2　抗機(jī)械疲勞設(shè)計方法 236
6.3　抗疲勞失效材料設(shè)計 239
6.3.1　提高疲勞極限的材料選擇和設(shè)計 239
6.3.2　延緩疲勞裂紋萌生的材料選擇和設(shè)計 240
6.3.3　降低裂紋擴(kuò)展速率的材料選擇和設(shè)計 240
6.4　抗腐蝕疲勞設(shè)計 241
6.4.1　材料的選擇和設(shè)計方法 241
6.4.2　抗腐蝕疲勞結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 241
6.5　抗疲勞磨損設(shè)計 242
6.6　環(huán)境 242
6.7　結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計 243
6.8　改善疲勞強(qiáng)度的表面處理方法 243
6.8.1　表面冷作強(qiáng)化 244
6.8.2　表面熱處理強(qiáng)化 245
6.9　提高機(jī)器零件疲勞強(qiáng)度的其他方法 246
6.9.1　建立預(yù)應(yīng)力及預(yù)緊力 246
6.9.2　調(diào)節(jié)和恢復(fù)材料性能 246
6.9.3　表面防護(hù) 246
6.10　可檢性 247
6.10.1　結(jié)構(gòu)合理布局 247
6.10.2　制定合理的檢驗程序 248
6.10.3　控制安全工作應(yīng)力 248
第7章 疲勞失效的表面完整性控制
7.1　表征表面完整性的物理量 249
7.2　表面粗糙度控制 251
7.3　殘余應(yīng)力場控制 252
7.4　表面再結(jié)晶缺陷控制 253
7.4.1　預(yù)回復(fù)熱處理對再結(jié)晶的抑制作用 254
7.4.2　滲碳對再結(jié)晶的抑制作用 255
7.4.3　去除表面變形層對再結(jié)晶的抑制作用 256
7.4.4　涂層對再結(jié)晶的抑制作用 257
7.4.5　晶界強(qiáng)化元素對再結(jié)晶危害的修復(fù)作用 258
第8章 材料與結(jié)構(gòu)的熱工藝控制
8.1　鑄造 259
8.1.1　多肉類缺陷 259
8.1.2　孔洞類缺陷 260
8.1.3　裂紋冷隔類缺陷 261
8.1.4　表面缺陷 264
8.1.5　殘缺類缺陷 265
8.1.6　夾雜類缺陷 266
8.2　鍛造 267
8.2.1　鍛造缺陷及其分類 267
8.2.2　裂紋 268
8.2.3　折疊 268
8.2.4　組織缺陷 268
8.3　焊接 269
8.3.1　焊接缺欠的定義及分類 269
8.3.2　焊接裂紋 270
8.3.3　空穴 274
8.3.4　焊縫中的固體夾雜物 275
8.3.5　未焊透、未熔合和咬邊 277
8.3.6　焊接殘余應(yīng)力 279
8.3.7　其他缺欠 280
第9章 結(jié)構(gòu)失效的評價與修復(fù)
9.1　結(jié)構(gòu)失效的檢測與安全評價 281
9.1.1　檢測 281
9.1.2　結(jié)構(gòu)剩余壽命 283
9.1.3　結(jié)構(gòu)的安全性評價 285
9.2　人員培訓(xùn)與持證上崗 287
9.3　現(xiàn)場維修 289
9.3.1　維修、更換以及有關(guān)維修技術(shù) 289
9.3.2　疲勞損傷與裂紋的維修方法 292
9.4　復(fù)合材料修理 296
9.4.1　損傷評估技術(shù) 296
9.4.2　損傷修補(bǔ)技術(shù) 297
9.4.3　修補(bǔ)材料 299
9.4.4　修補(bǔ)工藝、設(shè)備 299
9.4.5　修補(bǔ)后評定 300
參考文獻(xiàn) 300