目录 1
第1章 电厂金属材料 1
第1节 金属学基础知识 1
1.1.1 金属的晶体结构 1
1.1.2 合金的相结构 3
1.1.3 铁碳合金 5
1.1.4 合金元素在钢中的作用 11
1.1.5 钢的热处理 17
第2节 钢铁的分类及牌号表示方法 20
1.2.1 我国钢铁的分类及钢铁产品牌号表示方法 27
1.2.2 日本工业标准（JIS）钢号表示方法 40
1.2.4 苏联国定全苏标准（ΓОСТ）钢号表示方法 42
1.2.5 法国标准（NF）钢号表示方法 44
1.2.6 捷克斯洛伐克国家标准（CSN）钢号表示方法 46
1.2.7 美国SAE、AISI、FS和ACI等标准钢号表示方法 47
1.2.3 联邦德国工业标准DIN17006系统钢号表示方法 48
第3节 锅炉及压力容器用钢 52
1.3.1 锅炉钢管 52
1.3.2 锅炉及压力容器用钢板 97
第4节 汽轮机和发电机用钢 109
1.4.1 汽轮机主轴、转子、叶轮及发电机转子、护环用钢 109
1.4.2 汽轮机叶片用钢 133
第5节 紧固件和铸钢件用钢 146
1.5.1 紧固件用钢 146
1.5.2 铸钢件用钢 161
1.6.2 国产易磨损件常用材料的化学成分与组织性能 163
第6节 耐磨合金 163
1.6.1 电厂易磨损件对材质性能的要求 163
第7节 金属表面保护 168
1.7.1 保护方法 168
1.7.2 渗铝 170
1.7.3 渗硼 174
1.7.4 低温镀铁 177
第2章 金属机械性能试验 180
第1节 金属拉伸试验 180
2.1.1 金属的拉伸曲线 180
2.1.2 金属拉伸试样 180
2.1.3 金属拉伸试验测定的性能指标及其测定方法 186
2.1.4 金属拉伸试验的主要要求 192
2.1.5 高温短时拉伸试验 193
2.1.6 缺口试样的拉伸试验 195
第2节 金属弯曲试验 196
2.2.1 脆性金属材料的弯曲试验 196
2.2.2 塑性金属材料的弯曲试验（冷弯试验） 196
2.2.3 金属管弯曲试验 197
第3节 金属冲击试验 198
2.3.1 金属常温冲击试验 198
2.3.2 金属高温冲击试验 200
2.3.3 金属低温冲击试验 201
2.3.4 金属的脆性转变温度及其测定 202
2.3.5 几种冲击试样冲击值的对照 203
2.4.1 金属布氏硬度试验 204
第4节 金属硬度试验 204
2.4.2 金属洛氏硬度试验 214
2.4.3 金属维氏和显微维氏硬度试验 217
2.4.4 金属肖氏硬度试验 229
2.4.5 金属高温硬度试验 230
2.4.6 金属硬度与其力学性能和钢中含碳量间的关系 230
第5节 金属拉伸蠕变试验 236
2.5.1 蠕变曲线 236
2.5.2 蠕变极限 236
2.5.3 金属拉伸蠕变试样 237
2.5.4 金属拉伸蠕变试验的基本要求 238
2.5.5 蠕变极限的测定 238
2.6.2 高温拉伸持久试样 239
2.6.1 金属拉伸持久曲线及持久强度极限 239
第6节 金属高温拉伸持久试验 239
2.6.3 高温拉伸持久试验测定的性能指标 241
2.6.4 高温拉伸持久试验的基本要求 242
第7节 蠕变极限和持久强度的外推方法 243
2.7.1 等温线法 243
2.7.2 参数法 245
2.7.3 最小约束法（M.C.M法） 248
2.7.4 状态函数法 248
第8节 金属高温松弛试验 249
2.8.1 应力松弛曲线 249
2.8.2 金属的松弛稳定性指标 250
2.8.3 松弛试验方法 250
3.1.1 宏观检验方法 252
第3章 物相分析 252
第1节 金相分析 252
3.1.2 光学金相方法 253
3.1.3 定量金相方法 259
3.1.4 彩色金相方法 265
3.1.5 无损金相方法 268
第2节 电子显微分析 270
3.2.1 透射电子显微技术 270
3.2.2 扫描电子显微技术 273
3.2.3 微区成分分析 275
3.3.1 布拉格方程与粉末法 277
3.3.2 X射线衍射分析的应用 277
第3节 金属X射线衍射分析 277
3.3.3 X射线衍射附件的新发展 283
第4章 电厂金属化学分析 289
第1节 元素分析 289
第2节 耐热钢的碳化物相分析 296
4.2.1 概述 296
4.2.2 钢中碳化物相的电解提取方法的原理和特点 297
4.2.3 钢中碳化物相的电解提取方法 298
4.2.4 提取相的化学相分离原理和分离方法 301
4.2.5 无损碳化物相分析方法 303
4.2.6 碳化物相中金属元素分析 305
4.2.7 碳化物相分析在金属技术监督中的应用实例 305
4.3.2 分光光度分析中最佳的浓度范围 309
第3节 分光光度分析 309
4.3.1 分光光度分析原理 309
4.3.3 分光光度计波长的校正方法 310
4.3.4 分光光度计的型号与性能 310
第4节 原子吸收光谱分析 311
4.4.1 原子吸收光谱分析原理 311
4.4.2 实验技术 312
4.4.3 原子吸收光谱分析的灵敏度和检出限量 314
4.4.4 原子吸收分光光度计的型号与性能 316
第5节 光谱分析 317
4.5.1 光谱分析原理 317
4.5.2 看谱镜的型号与性能 317
4.5.3 看谱分析元素波长图表 318
5.1.1 应力与应变 320
第5章 实验应力分析 320
第1节 应力应变分析 320
5.1.2 一点的应力状态 324
5.1.3 主应力和莫尔圆 326
5.1.4 基本强度准则 328
第2节 电阻应变仪测量 329
5.2.1 电测法的基本原理 329
5.2.2 电测法的特点及其适用范围 330
5.2.3 电阻应变片 330
5.2.4 应变片的粘贴工艺 334
5.2.5 电阻应变仪 335
5.2.6 由测得的应变计算应力 337
5.2.7 电测法的误差因素 342
5.2.8 动态应变测量 344
5.2.9 高温下的应变测量 346
5.2.1 0高压液下应变测量 354
5.2.1 1残余应力测量 357
5.2.1 2实验数据自动采集和分析处理 360
第3节 光弹性原理及其测试技术 362
5.3.1 光弹性中的应力－光性定律 362
5.3.2 模型材料性质及模型的浇注 366
5.3.3 平面光弹性 368
5.3.4 三向光弹性 369
5.3.5 全息光弹性法 372
5.3.6 全息干涉法 375
5.3.7 云纹（Morè）法 378
5.3.8 模型与原型的应力换算 380
第6章 焊接 383
第1节 焊接方法 383
6.1.1 焊接方法分类 383
6.1.2 常用焊接方法的基本原理及特点 383
6.1.3 常用焊接方法对金属材料的适应程度 383
第2节 金属焊接性 387
6.2.1 焊接接头的形成及特点 387
6.2.2 金属焊接性的概念及评价方法 388
6.2.3 裂纹敏感性间接评价方法 389
6.2.4 模拟焊接性试验 391
6.2.5 实际焊接性试验 391
6.3.1 焊条的分类和型号 392
第3节 焊接材料 392
6.3.2 焊条牌号 394
6.3.3 常用焊条熔敷金属（或堆焊层金属）化学成分和机械性能 400
6.3.4 各类焊条简明表 406
6.3.5 焊条的质量评定和储存 408
6.3.6 焊丝 408
6.3.7 焊剂牌号编制方法 435
6.3.8 各类焊剂简明表 437
6.3.9 钎焊焊料牌号及简明表 440
6.3.1 0焊粉牌号编制方法 443
6.3.1 1氧－乙炔火焰喷焊用焊粉简明表 443
6.4.1 焊接残余应力的概念 448
6.4.2 焊接残余应力对结构的影响 448
6.3.1 2氧－乙炔火焰或等离子喷涂用粉末简明表 448
第4节 焊接应力及变形 448
6.3.1 3等离子喷焊粉末简明表 448
6.4.3 残余应力的大小和分布 449
6.4.4 残余应力的测定 452
6.4.5 调节焊接应力的措施 453
6.4.6 焊后消除残余应力的方法 453
6.4.7 焊接残余变形的基本类型 454
6.4.8 焊接变形量估算 454
第5节 金属熔化焊工艺 456
6.5.1 手工电弧焊 456
6.4.9 减小焊接变形的措施 456
6.4.1 0矫正焊接变形的措施 456
6.5.2 手工钨极氩弧焊 460
6.5.3 埋弧焊 462
6.5.4 氧－乙炔焊 466
第6节 常用金属材料焊接 468
6.6.1 碳钢的焊接 468
6.6.2 低合金钢的焊接 470
6.6.3 耐热钢的焊接 472
6.6.4 不锈钢的焊接 474
6.6.5 异种钢的焊接 477
6.6.6 铝及铝合金的焊接 479
6.6.7 铜及铜合金的焊接 483
6.7.1 焊接质量控制体系 485
6.7.2 焊接接头的不连续性缺陷 485
6.6.8 铝、铜与钢的焊接 485
第7节 焊接质量控制 485
6.7.3 焊接质量检验 488
第8节 热切割 493
6.8.1 热切割方法及分类 493
6.8.2 气割 493
6.8.3 碳弧气刨与切割 495
第9节 热喷涂及喷焊 497
6.9.1 热喷涂方法及特征 497
6.9.2 热喷涂材料 498
6.9.3 热喷涂工艺过程 502
6.10.1 汽缸补焊 504
第10节 电厂重要部件补焊 504
6.9.4 喷焊 504
6.10.2 叶片补焊 506
6.10.3 锅炉汽包补焊 507
6.10.4 大型球磨机端盖补焊 508
6.10.5 乌金轴瓦补焊 509
6.10.6 阀门堆焊 510
附录1 手工电弧焊焊接接头的基本型式和尺寸 512
附录2 埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸 518
附录3 国内焊接标准、规程和技术条件目录 522
7.1.1 无损检测和无损探伤 525
7.1.3 各种无损探伤方法的对比 525
7.1.2 无损探伤方法的种类 525
第1节 无损检测概论 525
第7章 无损探伤 525
7.1.4 无损检测人员的技术等级和资格鉴定 527
7.1.5 国内外无损检测组织和有关无损检测刊物 527
第2节 射线探伤 529
7.2.1 射线探伤的物理基础 529
7.2.2 射线探伤设备 540
7.2.3 射线探伤器材 547
7.2.4 射线探伤工艺 554
7.2.5 焊缝质量评定（GB3323-87） 562
7.2.6 电厂钢制承压管道对接焊缝射线检验（SD143-85） 565
7.2.7 辐射防护 569
7.2.8 国内外有关射线探伤标准题录 582
7.3.1 超声波探伤的物理基础 584
第3节 超声波探伤 584
7.3.2 超声波探伤仪 602
7.3.3 超声波探头 604
7.3.4 试块 607
7.3.5 超声波探伤仪和探头性能的测试 611
7.3.6 超声波探伤的通用技术问题 613
7.3.7 AVG（DGS）图及其应用 618
7.3.8 各种规则形状反射体的反射波波高的近似计算公式 624
7.3.9 探伤法 624
7.3.10 发电厂几种部件的超声波探伤 637
7.3.11 国内外有关超声波探伤标准题录 657
7.4.1 磁粉探伤的原理和特点 660
第4节 磁粉探伤 660
7.4.2 磁粉探伤的物理基础 661
7.4.3 磁化方法 671
7.4.4 磁化电流 677
7.4.5 磁粉探伤设备 679
7.4.6 磁粉探伤器材 680
7.4.7 磁粉探伤工艺 684
7.4.8 磁痕分析 690
7.4.9 磁粉探伤设备和器材的质量管理 692
7.4.10 国内外有关磁粉探伤标准题录 693
第5节 渗透探伤 695
7.5.1 渗透探伤的原理和特点 695
7.5.2 渗透探伤法的种类和应用范围 696
7.5.3 渗透探伤的物理基础 697
7.5.4 渗透探伤材料 699
7.5.5 渗透探伤设备 712
7.5.6 渗透探伤方法 714
7.5.7 显示痕迹的解释 723
7.5.8 探伤剂性能的检查 724
7.5.9 国内外有关渗透探伤标准题录 724
第6节 涡流探伤 727
7.6.1 涡流探伤的原理和特点 727
7.6.2 涡流探伤的物理基础 727
7.6.3 涡流探伤设备 734
7.6.4 标准试样 738
7.6.5 涡流探伤步骤 739
7.6.6 涡流探伤报告 740
7.6.7 涡流探伤在电力工业中的应用 741
7.6.8 国内外有关涡流探伤标准题录 743
第8章 断裂力学及其在电力工程中的应用 745
第1节 构件裂纹与断裂 745
8.1.1 构件裂纹 745
8.1.2 断裂韧度的物理本质 748
第2节 线弹性断裂力学 750
8.2.1 对不同的韧性范围所采用的断裂力学方法 750
8.2.2 应力强度因子 750
8.2.3 应变能释放率 752
8.2.4 断裂韧度 752
8.2.5 含裂纹构件失效的判据 754
8.2.6 塑性区与线弹性断裂力学的塑性区修正 755
8.3.1 裂纹张开位移 756
第3节 弹塑性断裂力学 756
8.3.2 ？积分 757
第4节 处理裂纹扩展的断裂力学方法 759
8.4.1 疲劳裂纹扩展 759
8.4.2 蠕变裂纹扩展 762
8.4.3 应力腐蚀裂纹扩展 764
第5节 含裂纹材料断裂性能的获得 765
8.5.1 取样和试样 765
8.5.2 试验的方法及获得的信息 765
8.5.3 断裂性能的测定 768
8.5.4 裂纹扩展性能的测定 776
8.6.1 构件运行载荷和应力的确定 783
第6节 断裂力学应用中的一些问题 783
8.6.2 由缺陷检测结果建立断裂力学裂纹模型 785
8.6.3 含裂纹材料断裂性能数据的选取 786
8.6.4 断裂力学分析时安全系数的选取 787
第7节 断裂力学在电力工程中的应用举例 788
8.7.1 衡量构件材料抗裂纹扩展与抗断裂性能的指标 788
8.7.2 评价有缺陷构件的运行安全性与预测使用寿命 788
8.7.3 用于构件材料损伤事故的分析 793
8.7.4 在制订构件无损检测缺陷评定标准方面的应用 794
第9章 疲劳强度 797
第1节 应力循环和疲劳图 797
9.1.1 应力循环的基本参数 797
9.1.2 应力－寿命（δ-N）关系曲线 798
9.1.3 疲劳图（疲劳极限图） 800
第2节 金属的疲劳类别及强度 802
9.2.1 高周疲劳 802
9.2.2 低周疲劳 807
9.2.3 高温疲劳 814
9.2.4 热疲劳和热机械疲劳 820
9.2.5 腐蚀疲劳 823
第3节 疲劳裂纹扩展速率da/dN 828
9.3.1 疲劳裂纹的萌生和扩展 828
9.3.2 疲劳裂纹扩展速率da/dN的估算 829
9.3.3 影响疲劳裂纹扩展速率的因素 834
9.4.1 高疲劳抗力材料的选择 841
第4节 提高材料疲劳强度的途径 841
9.4.2 表面机械强化 842
9.4.3 表面热处理强化 842
9.4.4 涂层防护 843
第5节 疲劳试验方法及数据处理 845
9.5.1 疲劳试验方法 845
9.5.2 疲劳试验数据的统计处理 845
第10章 寿命预测和寿命管理 855
第1节 电厂重要部件的寿命预测和寿命管理 855
10.1.1 必要性和重要性 855
10.1.2 寿命、寿命预测和寿命管理的概念 856
第2节 主蒸汽管道的寿命预测和寿命管理 858
10.2.1 影响主蒸汽管道运行寿命的因素 858
10.1.3 寿命预测、寿命管理与金属技术监督的关系 858
10.2.2 主蒸汽管道寿命损耗率估算方法（罗宾孙法则） 860
10.2.3 主蒸汽管道钢管材质的寿命预测方法 861
10.2.4 主蒸汽管道管部件和焊缝的寿命预测方法 864
10.2.5 主蒸汽管道的寿命管理 866
第3节 汽轮机转子的寿命预测和寿命管理 869
10.3.1 影响汽轮机转子运行寿命的因素 869
10.3.2 汽轮机转子的寿命预测方法 870
10.3.3 汽轮机转子的寿命管理 875
第4节 高温联箱、锅炉汽包、高温螺栓的寿命预测 876
10.4.1 高温联箱的寿命预测 876
10.4.2 锅炉汽包的寿命预测 878
10.4.3 高温螺栓的寿命预测 879
第11章 失效分析 881
第1节 失效分析的意义和内容 881
11.1.1 失效分析的意义 881
11.1.2 失效分析的内容 882
第2节 断口的宏观分析 888
112.1 断口宏观分析的作用 888
11.2.2 断裂的分类 888
11.2.3 静载拉伸断口 890
11.2.4 冲击断口 892
11.2.5 疲劳断口 894
11.2.6 解理和晶间断口的宏观特征 896
11.2.7 影响疲劳断口特征的因素 896
第3节 断口的微观分析 898
11.3.1 韧窝 898
11.2.8 断口宏观特征的分析 898
11.3.2 滑移 900
11.3.3 解理 900
11.3.4 准解理 904
11.3.5 疲劳 905
11.3.6 沿晶断裂 907
11.3.7 混合型断裂 909
第4节 失效类型 909
11.4.1 过量变形失效 909
11.4.2 疲劳断裂失效 910
11.4.3 腐蚀失效 911
11.4.4 蠕变失效 918
11.4.5 脆性断裂失效 921
11.4.6 磨损失效 923
11.4.7 塑性断裂失效 927
第5节 火电厂主要金属部件的失效和防止措施 928
11.5.1 锅炉管失效和防止措施 928
11.5.2 汽包失效和防止措施 930
11.5.3 主蒸汽管及管件失效和防止措施 932
11.5.4 转子失效和防止措施 934
11.5.5 汽轮机叶片失效和防止措施 936
11.5.6 高温紧固件失效和防止措施 937
第12章 火力发电厂金属技术监督 937
12.3.2 主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道的监督 958
12.2.1 金属技术监督组织机构 965
第2节 金属技术监督工作体制 965
12.1.3 金属技术监督的范围 965
12.1.2 金属技术监督的任务 965
12.1.1 金属技术监督的方针 965
第1节 金属技术监督的方针、任务和范围 965
12.2.2 各级机构的职能 966
第3节 金属技术监督方法 967
12.3.1 金属材料的技术监督 967
12.3.3 受热面管子等部件的监督 973
12.3.4 重要转动部件的监督 973
12.3.5 高温紧固件的监督 974
12.3.6 汽包的监督 975
12.3.7 除氧器、给水管道、联箱等的监督 976
12.3.9 焊接质量的监督 977
12.3.8 大型铸件的监督 977
第4节 金属技术监督管理 978
12.4.1 金属技术监督管理的基本制度 978
12.4.2 金属技术监督档案 980
12.4.3 金属技术监督管理要点 982
第5节 金属技术监督质量评定标准及参考数据 986
12.5.1 用于主蒸汽管道的有关质量评定标准和参考数据 986
12.5.2 受热面管子胀粗控制指标和有关参考数据 990
12.5.3 汽轮发电机部件缺陷处理措施 991
12.5.4 高温紧固件监督控制数据和有关参考标准 992
12.5.5 锅炉承压部件缺陷处理措施 994
12.5.6 焊接质量评定标准 994
附录 蠕变测量及计算方法 1007
主要参考文献 1009