機(jī)械設(shè)備失效分析

前言

　　以機(jī)械設(shè)備失效分析技術(shù)為先導(dǎo)，借鑒前人經(jīng)驗(yàn)，足以提高失效分析效率，準(zhǔn)確地找出產(chǎn)生廢品與設(shè)備失效的原因，并提出預(yù)防措施，為改進(jìn)制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及用材提供改進(jìn)方向與方案，可以避免不必要的探索試驗(yàn)、重復(fù)試驗(yàn)而少走彎路，以達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)備安全、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的?！　”緯?shū)基本取材于筆者失效分析的專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)研究資料與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，輔以金屬學(xué)經(jīng)典理論，以機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)、運(yùn)行失效分析為主，兼論焊接件以及各行業(yè)鋼鐵制件及其設(shè)備的失效分析，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要，十分實(shí)用。　　《機(jī)械設(shè)備失效分析》一書(shū)的特點(diǎn)在于：在金屬學(xué)理論與測(cè)試技術(shù)取得突破性的發(fā)展之前，其內(nèi)容始終實(shí)用有效，只是需要應(yīng)用適時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)?！　”緯?shū)適用于從事機(jī)械制造、電力、鋼鐵冶金行業(yè)的失效分析技術(shù)工作者，以及質(zhì)量監(jiān)督與管理人員，同時(shí)也供金屬學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生等有關(guān)專(zhuān)業(yè)人員學(xué)習(xí)之用?！　”緯?shū)參考了一些專(zhuān)家部分科研成果，同時(shí)吸納了行業(yè)內(nèi)外專(zhuān)家失效分析思路與論文精華，在此謹(jǐn)向這些為社會(huì)作出奉獻(xiàn)的技術(shù)專(zhuān)家們致謝！　　本書(shū)涉及內(nèi)容廣泛、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，因筆者水平有限，文中難免有誤，敬請(qǐng)讀者指教！

內(nèi)容概要

　　《機(jī)械設(shè)備失效分析》共分三篇，第一篇 為機(jī)械設(shè)備失效分析基礎(chǔ)知識(shí)；第二篇 為機(jī)械設(shè)備失效分析手段及試驗(yàn)方法；第三篇 為機(jī)械設(shè)備失效分析實(shí)例。《機(jī)械設(shè)備失效分析》展開(kāi)了機(jī)械設(shè)備、鋼鐵制品、焊接件以及各行業(yè)機(jī)械設(shè)備的失效分析，其中對(duì)熱力或發(fā)電用鍋爐、汽輪機(jī)等各行業(yè)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行失效作了重點(diǎn)分析?！　　稒C(jī)械設(shè)備失效分析》是作者十多年工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，書(shū)中呈現(xiàn)了關(guān)于失效分析方面獨(dú)樹(shù)一幟的研究成果，解決了多年生產(chǎn)疑難問(wèn)題，對(duì)提高科學(xué)技術(shù)水平及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益有實(shí)際參考作用?！　　稒C(jī)械設(shè)備失效分析》可供機(jī)械制造、電力設(shè)備、鋼鐵冶金行業(yè)金屬材料失效分析技術(shù)人員及質(zhì)量監(jiān)督與管理人員參考使用，同時(shí)也可供大專(zhuān)院校金屬材料學(xué)專(zhuān)業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。

書(shū)籍目錄

第一篇 失效分析基礎(chǔ)第一章 金屬材料失效分析第一節(jié) 失效分析概念第二節(jié) 失效分析思路與準(zhǔn)則第三節(jié) 機(jī)械設(shè)備的特殊性第四節(jié) 機(jī)械設(shè)備的失效第二章 金屬材料失效形式與特征第一節(jié) 失效形式第二節(jié) 斷口特征第三節(jié) 斷口的綜合分析第三章 機(jī)械設(shè)備用鋼的組織與特殊相第一節(jié) 常見(jiàn)組織特征第二節(jié) 常見(jiàn)相與機(jī)械設(shè)備用鋼特殊相第三節(jié) 常用鋼的組織第四章 高溫長(zhǎng)期用鋼組織與不完全正火組織第一節(jié) 高溫長(zhǎng)期用鋼組織特征第二節(jié) 耐熱鋼不完全正火組織第三節(jié) 低合金耐熱鋼中B-M組織第四節(jié) 焊縫熱影響區(qū)Ac1～Ac3區(qū)段鋼對(duì)實(shí)用性的影響第五章 高溫性能第一節(jié) 蠕變第二節(jié) 持久強(qiáng)度第三節(jié) 松弛第四節(jié) 持久塑性第五節(jié) 組織穩(wěn)定性第六節(jié) 時(shí)效第七節(jié) 聚合再結(jié)晶第八節(jié) 熱脆性第六章 慢性組織損傷第一節(jié) 球化第二節(jié) 石墨化第三節(jié) 蠕變孔洞第七章 亞共析鋼中魏氏組織第一節(jié) 魏氏組織定義及產(chǎn)生第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)第三節(jié) 魏氏組織對(duì)鋼性能的影響第四節(jié) 評(píng)析魏氏組織第八章 耐熱鋼的晶粒度第一節(jié) 低合金耐熱鋼的混晶第二節(jié) 低合金耐熱鋼晶粒度不均勻原因第三節(jié) 晶粒度級(jí)差對(duì)低合金耐熱鋼組織穩(wěn)定性的影響第四節(jié) 混晶對(duì)低合金耐熱鋼持久強(qiáng)度的影響第五節(jié) 低合金耐熱鋼熱軋管晶粒度與混晶第六節(jié) 混晶對(duì)松弛性能的影響第七節(jié) 評(píng)析混晶第八節(jié) 如何對(duì)待低合金耐熱鋼的混晶組織第九節(jié) 細(xì)晶粒奧氏體耐熱鋼第十節(jié) 細(xì)晶粒馬氏體耐熱鋼第九章 熱強(qiáng)鋼超溫組織特征第一節(jié) 碳鋼和高合金鋼超溫組織與性能第二節(jié) 低合金耐熱鋼超溫組織與性能第十章 鋼材缺陷第一節(jié) 型材缺陷第二節(jié) 連鑄坯缺陷第三節(jié) 鑄件缺陷第四節(jié) 鍛件缺陷第五節(jié) 加工缺陷第十一章 焊縫與焊接缺陷第一節(jié) 焊縫第二節(jié) 焊縫組織結(jié)構(gòu)第三節(jié) 焊縫熱影響區(qū)第四節(jié) 焊接缺陷及其預(yù)防第十二章 異常焊接的質(zhì)量第一節(jié) 焊接缺陷特例第二節(jié) 9％Cr鋼焊接特征第三節(jié) 奧氏體鋼焊接金相第四節(jié) 異種鋼焊接接頭的失效第十三章 腐蝕第一節(jié) 腐蝕形態(tài)第二節(jié) 腐蝕類(lèi)型第三節(jié) 蒸汽動(dòng)力設(shè)備的典型腐蝕第四節(jié) 腐蝕損壞之例第五節(jié) 從鋼表面取下腐蝕產(chǎn)物的方法第十四章 部件損壞的基本因素第一節(jié) 運(yùn)行因素第二節(jié) 工藝因素第三節(jié) 腐蝕第四節(jié) 影響安全運(yùn)行的其他因素第二篇 材質(zhì)測(cè)試技術(shù)第一章 金相技術(shù)第一節(jié) 金相檢驗(yàn)第二節(jié) 對(duì)比法第三節(jié) 定量法第四節(jié) 參數(shù)法與關(guān)系式法第五節(jié) 顯微組織的顯示第六節(jié) 非金屬夾雜物鑒定第七節(jié) σ相檢驗(yàn)第二章 失效分析用近代儀器第一節(jié) 顯微硬度第二節(jié) X射線(xiàn)衍射技術(shù)第三節(jié) 透射電子顯微鏡技術(shù)第四節(jié) 圖像分析第五節(jié) 掃描電子顯微鏡技術(shù)第六節(jié) 電子探針第七節(jié) 離子探針二次離子質(zhì)譜第八節(jié) 分析電子顯微技術(shù)第九節(jié) 俄歇電子能譜第十節(jié) 奧氏體中鐵素體與鐵素體測(cè)定儀第十一節(jié) 計(jì)算機(jī)第三章 相分析第一節(jié) 離析碳化物相的方法第二節(jié) 碳化物分析第三節(jié) 化學(xué)分離碳化物相的數(shù)據(jù)處理第四節(jié) 合金元素再分配與相的變化第五節(jié) 根據(jù)碳化物相判斷鋼材壽命第六節(jié) 相的計(jì)算第七節(jié) 相與奧氏體鋼剩余壽命第四章 物理法測(cè)試技術(shù)第一節(jié) 電阻第二節(jié) 密度第三節(jié) 熱導(dǎo)性第四節(jié) 熱電勢(shì)第五節(jié) 熱膨脹第六節(jié) 磁性第七節(jié) 消振性第八節(jié) 內(nèi)耗第九節(jié) X射線(xiàn)技術(shù)第十節(jié) 彈性模量第十一節(jié) 無(wú)損檢測(cè)第五章 高溫測(cè)試技術(shù)第一節(jié) 持久強(qiáng)度第二節(jié) 蠕變第三節(jié) 松弛第四節(jié) 抗氧化第五節(jié) 高溫硬度技術(shù)第六章 非常規(guī)測(cè)試技術(shù)第一節(jié) 四級(jí)碳化物評(píng)定熱強(qiáng)鋼壽命第二節(jié) 能量測(cè)試第三節(jié) 脆性轉(zhuǎn)變溫度FATT50第四節(jié) 鋼的無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度NDT第五節(jié) 疲勞裂紋擴(kuò)展速率第六節(jié) 斷裂力學(xué)第七節(jié) 腐蝕疲勞第八節(jié) 熱疲勞第九節(jié) 應(yīng)力腐蝕第十節(jié) 低倍試驗(yàn)第十一節(jié) 焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)第十二節(jié) 裂源判斷技術(shù)第三篇 失效分析第一章 鍋爐零部件的損壞第一節(jié) 蒸汽過(guò)熱器第二節(jié) 再熱器第三節(jié) 水冷壁第四節(jié) 省煤器……第二章 輪機(jī)零部件的損壞第三章 壓力容器與機(jī)械配件的失效第四章 高溫高壓管損壞實(shí)例第五章 焊接與鍋爐管損壞實(shí)例第六章 輪機(jī)零部件損壞實(shí)例第七章 壓力容器與機(jī)械配件損壞實(shí)例附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　如果小晶體的四周都是過(guò)冷區(qū)，可以沿四面八方同時(shí)散熱，則晶體沿各方向長(zhǎng)大速率相差無(wú)幾，于是形成等軸狀晶粒，即在某些條件下，焊縫中也會(huì)形成等軸晶區(qū)?！　『缚p結(jié)晶時(shí)垂直于熔池壁的方向是最大溫度梯度的方向，散熱速度最快，所以柱狀晶長(zhǎng)大方向基本上與熔池壁垂直。由于焊縫凝固是在熱源不斷向前移動(dòng)的情況下進(jìn)行，隨著熔池向前推進(jìn)，最大溫度梯度方向也在不斷改變，因此，柱狀晶長(zhǎng)大的最有利方向也在改變。通常焊縫熔池呈橢圓形，于是柱狀晶垂直于熔池彎曲長(zhǎng)大?！　『缚p與母材相連接處，宏觀(guān)腐蝕后常呈現(xiàn)一條黑色的線(xiàn)，稱(chēng)“熔合線(xiàn)”。熔合線(xiàn)寬度甚小，宏觀(guān)上難以辨別出其他特征?！　『缚p熱影響區(qū)，包括過(guò)熱區(qū)至母材受熱區(qū)段。此區(qū)雖不寬，但是溫度范圍極大，從固相線(xiàn)溫度開(kāi)始，直至焊前母材的溫度，包括過(guò)熱區(qū)、重結(jié)晶區(qū)和回火溫度區(qū)等。由于這一區(qū)域中有些組織已發(fā)生相變，所以，宏觀(guān)腐蝕后常呈現(xiàn)出淺灰色的特征，但不能看到晶粒變化情況?！　∮捎谶^(guò)冷度與熔池溫度梯度的不同，焊縫中微觀(guān)結(jié)晶呈以下幾種形態(tài)：　?。?）平面結(jié)晶 當(dāng)熔池與固相界面溫度梯度很大時(shí)，即液一固相界面前液體的實(shí)際溫度，高于液相線(xiàn)平衡溫度，不存在成分過(guò)冷區(qū)域時(shí)，凝固時(shí)所釋放出的相變潛熱，可全部通過(guò)界面后方的固相散發(fā)出去，使界面平緩向前方推進(jìn)，所以，結(jié)晶面呈平面狀態(tài)，稱(chēng)為“平面結(jié)晶”。平面結(jié)晶形態(tài)多見(jiàn)于高純度焊縫金屬中?！　。?）胞狀結(jié)晶 當(dāng)熔池與固相界面溫度梯度稍小時(shí)，即液一固相界面前液體的實(shí)際溫度，稍低于液相線(xiàn)平衡溫度，出現(xiàn)很小成分過(guò)冷區(qū)域時(shí)，就會(huì)從液相界面長(zhǎng)出許多小胞芽突入過(guò)冷的液體區(qū)，這樣更有利于將凝固的潛熱散發(fā)掉。這些胞芽的截面呈六角形，故將柱狀晶中這種亞晶稱(chēng)為“胞狀晶”。　　……

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