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绪论1

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环境1

0.1.2材料及其制品失效的三大表现3

0.1.3材料制品提前失效的危害5

0.2材料失效系统控制7

0.2.1系统工程学7

0.2.2系统工程学的工业实践与成效9

0.2.3材料失效控制系统工程9

0.2.4材料失效系统控制各阶段任务11

0.3对三大失效表现各有表述14

0.4表面工程技术在控制失效中的广泛应用15

0.4.1表面技术的功能和应用15

0.4.2表面工程技术的发展16

0.4.3表面工程三大技术20

0.4.4表面工程技术使用的三个要点23

参考文献24

第一篇 腐蚀控制系统工程27

第1章 系统研究 精心设计27

1.1腐蚀与腐蚀控制27

1.1.1腐蚀的类别27

1.1.2腐蚀预防与控制28

1.2腐蚀控制系统工程学29

1.2.1概念29

1.2.2“腐蚀控制系统工程学”对腐蚀问题的深化认识31

1.2.3腐蚀控制的设计因素33

1.2.4防腐蚀结构设计的职责33

1.2.5防腐蚀结构设计原则35

1.3隔离侵蚀环境设计38

1.3.1侵蚀环境的隔离设计38

1.3.2排水设计39

1.3.3通风设计41

1.4合理的构型设计42

1.4.1介质流动管道及容器内腔的设计42

1.4.2避免冷热不均诱发腐蚀的设计43

1.4.3合理的连接结构的设计43

1.4.4结构组合件的装配设计45

1.5预防应力与腐蚀协同作用的设计46

1.5.1应力与腐蚀协同作用效应47

1.5.2应力的作用和影响48

1.5.3预防应力腐蚀的设计50

1.5.4防止零、部件腐蚀疲劳的设计54

1.6预防电偶腐蚀的设计56

1.6.1电偶腐蚀内涵56

1.6.2电偶腐蚀的控制原理58

1.6.3电偶腐蚀控制原则60

1.7阴极保护设计60

1.7.1阴极保护设计原理61

1.7.2阴极保护系统的设计要点63

1.8合理地选用材料65

1.8.1设计选材的重要性与复杂性65

1.8.2选材依据72

1.8.3设计选材原则73

1.9电子电器产品的环境适应性74

1.9.1实施环境工程确保环境适应性74

1.9.2环境适应性试验方法75

1.9.3环境-腐蚀效应77

1.9.4电子产品的腐蚀控制82

参考文献85

第2章 科学制造 科学使用86

2.1制造与材料86

2.1.1制造与材料的关系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严格制造工艺，防止埋下祸根88

2.2.1制造过程中的宝贵的经验88

2.2.2制造过程中预防腐蚀原则89

2.2.3原材料及预成型的控制90

2.2.4锻造过程中的工艺控制91

2.2.5铸造过程中的工艺控制92

2.2.6焊接过程中的工艺控制93

2.2.7特种加工过程中的工艺控制96

2.2.8热处理过程中的工艺控制98

2.3表面工程技术的应用99

2.3.1表面转化改性层100

2.3.2涂镀层101

2.4精加工过程的腐蚀控制107

2.4.1精加工过程中产品零件的临时性保护107

2.4.2表面加工过程中的腐蚀控制109

2.4.3在装配过程中的腐蚀控制113

2.5使用维修过程中的腐蚀控制116

2.5.1使用因素117

2.5.2维护因素117

2.5.3金属腐蚀特征及鉴别118

2.6维护是确保电子电器使用可靠性的关键121

参考文献122

第二篇 摩擦、磨损控制系统工程123

第3章摩擦、磨损与润滑123

3.1摩擦123

3.1.1摩擦概述123

3.1.2摩擦的类型123

3.1.3主要摩擦理论125

3.1.4影响摩擦的因素128

3.1.5摩擦的利用和控制130

3.2磨损和耐磨材料131

3.2.1磨损的三个阶段131

3.2.2材料磨损理论132

3.2.3减少磨损的方法133

3.3润滑和润滑材料136

3.3.1润滑概述136

3.3.2润滑的类型137

3.3.3润滑剂139

3.3.4润滑剂的性能141

3.3.5润滑技术142

参考文献146

第4章 摩擦学失效与延寿147

4.1摩擦学失效147

4.1.1磨损失效147

4.1.2润滑失效152

4.1.3摩擦学失效分析及预防控制156

4.2摩擦学测试与状态检测158

4.2.1摩擦学测试技术159

4.2.2摩擦学状态检测和辨识技术164

4.2.3检测技术的发展169

4.3摩擦学失效控制与延寿172

4.3.1摩擦学设计172

4.3.2摩擦学数据库179

4.3.3润滑油优化应用与延寿182

4.3.4固体润滑材料应用技术194

4.3.5固-油复合润滑延寿技术205

4.3.6表面工程延寿和磨损修复技术211

4.3.7重大装备的润滑管理215

参考文献218

第三篇 疲劳断裂控制系统工程219

第5章 疲劳失效及其影响因素219

5.1疲劳断裂（失效）的基本概念219

5.1.1疲劳断裂的危害性219

5.1.2交变应力与交变应变219

5.1.3疲劳断裂过程220

5.1.4疲劳断裂失效的分类221

5.2疲劳失效的主要影响因素222

5.2.1形状222

5.2.2尺寸223

5.2.3表面状况的影响223

5.2.4平均应力对疲劳强度的影响225

5.2.5载荷持续情况的影响225

5.2.6腐蚀的影响226

5.2.7温度的影响229

5.2.8微动磨损与接触的影响230

第6章 疲劳失效的设计控制基础233

6.1选材233

6.2抗机械疲劳设计技术和方法235

6.2.1抗机械疲劳结构设计235

6.2.2抗机械疲劳设计方法236

6.3抗疲劳失效材料设计239

6.3.1提高疲劳极限的材料选择和设计239

6.3.2延缓疲劳裂纹萌生的材料选择和设计240

6.3.3降低裂纹扩展速率的材料选择和设计240

6.4抗腐蚀疲劳设计241

6.4.1材料的选择和设计方法241

6.4.2抗腐蚀疲劳结构设计方法241

6.5抗疲劳磨损设计242

6.6环境242

6.7结构与工艺设计243

6.8改善疲劳强度的表面处理方法243

6.8.1表面冷作强化244

6.8.2表面热处理强化245

6.9提高机器零件疲劳强度的其他方法246

6.9.1建立预应力及预紧力246

6.9.2调节和恢复材料性能246

6.9.3表面防护246

6.10可检性247

6.10.1结构合理布局247

6.10.2制定合理的检验程序248

6.10.3控制安全工作应力248

第7章疲劳失效的表面完整性控制249

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残余应力场控制252

7.4表面再结晶缺陷控制253

7.4.1预回复热处理对再结晶的抑制作用254

7.4.2渗碳对再结晶的抑制作用255

7.4.3去除表面变形层对再结晶的抑制作用256

7.4.4涂层对再结晶的抑制作用257

7.4.5晶界强化元素对再结晶危害的修复作用258

第8章 材料与结构的热工艺控制259

8.1铸造259

8.1.1多肉类缺陷259

8.1.2孔洞类缺陷260

8.1.3裂纹冷隔类缺陷261

8.1.4表面缺陷264

8.1.5残缺类缺陷265

8.1.6夹杂类缺陷266

8.2锻造267

8.2.1锻造缺陷及其分类267

8.2.2裂纹268

8.2.3折叠268

8.2.4组织缺陷268

8.3焊接269

8.3.1焊接缺欠的定义及分类269

8.3.2焊接裂纹270

8.3.3空穴274

8.3.4焊缝中的固体夹杂物275

8.3.5未焊透、未熔合和咬边277

8.3.6焊接残余应力279

8.3.7其他缺欠280

第9章 结构失效的评价与修复281

9.1结构失效的检测与安全评价281

9.1.1检测281

9.1.2结构剩余寿命283

9.1.3结构的安全性评价285

9.2人员培训与持证上岗287

9.3现场维修289

9.3.1维修、更换以及有关维修技术289

9.3.2疲劳损伤与裂纹的维修方法292

9.4复合材料修理296

9.4.1损伤评估技术296

9.4.2损伤修补技术297

9.4.3修补材料299

9.4.4修补工艺、设备299

9.4.5修补后评定300

参考文献300