具体描述
本书根据原苏联1992年出版的《石油天然气工业用钢管规范》的修订版进行编译而成，主要用于天然气干线管道及工艺管道施工时国产及进口管材的选择。
精选冶金技术与应用丛书：高强度结构钢材的现代应用 编著： 中国钢铁工业协会 结构钢分会 出版社： 冶金工业出版社 出版年份： 2023年 --- 内容简介： 本书是“精选冶金技术与应用丛书”的又一力作，聚焦于现代工程领域中对高性能结构钢材日益增长的需求。本书系统梳理了21世纪以来，冶金技术在提高钢材强度、韧性、抗疲劳性能和环境适应性方面取得的重大突破，并深入探讨了这些先进材料在关键基础设施建设中的实际应用案例。 第一部分：高性能结构钢的基础理论与冶金工艺革新 本部分首先回顾了传统结构钢的局限性，重点阐述了现代钢材设计理念从化学成分控制向微观组织调控的转变。 第一章：微观组织控制的精细化 深入解析了贝氏体钢、马氏体时效钢（Maraging Steel）以及先进高强钢（AHSS）的相变机理。详细介绍了热机械控制加工（TMCP）技术如何通过精确控制轧制过程中的变形量和冷却速率，实现晶粒的细化和相的均匀分布，从而显著提升钢材的屈服强度和韧性平衡。内容涵盖了奥氏体再结晶行为、相变动力学模型在工业生产中的应用，以及如何利用新型合金元素（如Nb、V、Ti微合金化）来稳定细化晶粒结构。 第二章：连铸与轧制过程中的缺陷控制 探讨了现代连铸技术如何最大程度地减少钢水中的夹杂物，特别是硫化物和氧化物夹杂的形态控制。重点讨论了电渣重熔（ESR）和真空感应熔炼（VIM）等二次精炼技术在生产超净钢材中的关键作用。在轧制环节，本书详细阐述了热处理工艺（如正火、淬火与回火）参数对最终力学性能的影响曲线，并提供了基于有限元分析（FEA）的轧制过程模拟方法，用于优化工艺窗口，避免产生带状组织（Banding）和残余应力过高等结构缺陷。 第三部分：特种结构钢材的性能解析 本部分聚焦于服务于极端工况环境的几类重要结构钢，强调其独特的性能指标和材料设计思路。 第三章：桥梁与大型建筑用高耐候钢 详细分析了新一代低合金高强度耐候钢（Weathering Steel）的腐蚀机理。重点讲解了铜、铬、磷等元素在形成致密保护性锈层（Patina）过程中的协同作用。本书对比了不同标准下耐候钢的长期服役数据，并引入了加速腐蚀试验（如盐雾试验、湿/干循环试验）的数据模型，以预测其在海洋、高湿工业大气中的使用寿命。此外，还包含大厚度板材的焊接性评估，确保其优异的力学性能在焊接接头处得以保持。 第四章：海洋工程与低温服役钢材 针对深水平台、LNG储罐等低温应用场景，本书深入探讨了镍合金在降低钢材韧脆转变温度（DBTT）中的作用。内容覆盖了9Ni、3.5Ni等低温钢的冶金设计、热处理规范以及冲击韧性测试（Charpy V-notch Impact Test）的判定标准。特别强调了氢致延迟开裂（HIC）和硫化物应力腐蚀开裂（SSC）的预防措施，包括严格控制钢中的残余氢含量和硫含量。 第五章：先进轴承钢与齿轮钢的疲劳寿命提升 本章关注于旋转机械中对疲劳强度要求极高的钢材。分析了滚动接触疲劳（RCF）的微观机制，并介绍了通过渗碳、碳氮共渗等表面强化技术来提高表面硬度和残余压应力的有效性。针对齿轮传动系统，本书提供了关于接触疲劳寿命的Hertz接触应力计算模型，并讨论了超高纯度轴承钢在极端载荷下的失效模式与预防策略。 第四部分：现代工程中的应用实践与标准对比 本部分将理论与实际工程需求相结合，提供了材料选型、制造与质量控制的指导性框架。 第六章：工程结构中的材料选型与替代 本书提供了结构设计工程师在选择替代材料时的实用工具。通过详细的性能矩阵对比，展示了不同强度级别结构钢（如S355系列、ASTM A572/A992、JIS G3106）在成本、可焊性、延展性、长期稳定性等多个维度上的权衡。内容包括如何根据结构受力状态（静载、动载、交变载荷）来合理匹配材料等级，避免“过度设计”或“欠缺设计”。 第七章：无损检测技术在钢结构质量保证中的应用 强调了在材料交付和结构安装阶段的质量控制环节。详细介绍了超声波探伤（UT）、磁粉探伤（MT）以及射线探伤（RT）在检测钢材内部缺陷（如裂纹、未熔合、夹渣）的最新标准和操作流程。特别关注了对焊接区域的疲劳裂纹扩展监测技术。 第八章：未来趋势：可持续性与轻量化结构钢材 展望了未来结构钢的发展方向，重点讨论了超高强度钢（UHSS）在实现结构轻量化中的潜力。内容涉及新型低碳、低合金化设计，以减少冶炼过程中的碳排放，同时通过新型热处理工艺实现1000MPa以上屈服强度。此外，还探讨了钢材回收再利用的冶金挑战与机遇。 总结： 本书面向冶金工程师、材料科学家、结构设计师以及从事先进制造和工程质量控制的专业人士。它不仅是一部严谨的材料科学参考书，更是指导如何利用尖端冶金技术应对复杂工程挑战的实用手册，是提升现代工程结构安全性和耐久性的重要理论与实践指南。
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