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氣相氫脆的機理力學性能與設計(精)

  • 作者：(日)松永久生//山邊淳一郎//高桑修//小川祐平//松岡三郎|責編:于航|譯者:宋江鋒//周琳森//肖瑤//韓易霏
  • 出版社：國防工業
  • ISBN：9787118144505
  • 出版日期：2026/09/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：347
人民幣：RMB 248 元      售價：元
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內容大鋼
    隨著「氫能社會」藍圖逐步展開，氣相氫脆已成為威脅氫能裝備安全的關鍵瓶頸。本書以「機理-測試-材料-設計-應用」為主線，系統構建氣相氫脆研究的完整知識體系，深入剖析氫在金屬中的微觀擴散與脆化機制，揭示氫致開裂的物理本質。本書共分為7章：第1章介紹材料選擇、強度設計和基本機制；第2章闡釋氫在各種金屬材料中的擴散係數、溶解度和捕獲現象；第3章系統講解評估材料氫相容性必需的各種測試方法；第4章概述低合金鋼和碳鋼在氫氣中的各種強度特性；第5章探討奧氏體鋼的氫相容性及氫致退化機制；第6章介紹了鎳合金、鋁合金和銅合金在氫氣中的微觀斷裂過程和形貌；第7章通過高壓氫容器及部件的驗證試驗實例和案例研究，展示實際工程中的應用與挑戰。
    本書融匯理論深度與工程實踐，是一部面向氣相氫脆問題的技術指南。無論您是材料科學領域的研究人員、氫能裝備設計工程師，還是能源政策制定者，均可從中獲得解決氫脆難題的系統方法和創新視角，為氫能社會的安全實現提供堅實的技術支撐。
作者介紹
(日)松永久生//山邊淳一郎//高桑修//小川祐平//松岡三郎|責編:于航|譯者:宋江鋒//周琳森//肖瑤//韓易霏
目錄
第1章  背景：材料選擇、強度設計和基本機制
  1.1  材料選擇與強度設計
    1.1.1  加氫站的材料選擇
    1.1.2  氫燃料電池汽車材料選擇的全球統一標準
    1.1.3  現有實驗數據
    1.1.4  基於現有規範和標準的強度設計
  1.2  基本機制和流程
    1.2.1  原子間凝聚力減弱（氫致解聚）
    1.2.2  氫原子與晶格缺陷間的相互作用
    1.2.3  平面缺陷和點缺陷的穩定性增強
  參考文獻
第2章  氫在各種金屬材料中的擴散係數、溶解度和捕獲現象
  2.1  利用氫氣獲得氫擴散特性的方法
    2.1.1  低壓氣體滲透法
    2.1.2  高壓氫氣注入法
    2.1.3  高壓解吸法
  2.2  氫擴散係數和溶解度
    2.2.1  300系列奧氏體不鏽鋼及相關鋼
    2.2.2  預應變亞穩奧氏體不鏽鋼
    2.2.3  低合金鋼
    2.2.4  預應變碳鋼
    2.2.5  銅、鎳和銅鎳合金
    2.2.6  軸承鋼
    2.2.7  沉澱硬化馬氏體不鏽鋼
    2.2.8  鋁
  2.3  氫捕獲可視化簡介
    2.3.1  鋁合金中金屬間化合物顆粒捕獲的氫
    2.3.2  純鎳中的晶界捕獲氫
  參考文獻
第3章  氫氣中的材料測試
  3.1  評估材料氫兼容性的各種測試方法
    3.1.1  低應變速率拉伸試驗
    3.1.2  疲勞壽命測試
    3.1.3  疲勞裂紋擴展試驗
  3.2  高壓氫氣中的材料測試
    3.2.1  試驗機
    3.2.2  氫氣測試環境
  參考文獻
第4章  低合金鋼和碳鋼
  4.1  低應變速率拉伸性能
    4.1.1  試驗材料
    4.1.2  低應變速率拉伸試驗結果
    4.1.3  斷口形貌
    4.1.4  JIS-SCM 435鋼的斷裂過程
  4.2  疲勞壽命和疲勞極限特性
    4.2.1  S-N數據
    4.2.2  光滑試樣疲勞極限的判定條件
    4.2.3  JIS-SM 490B鋼在氫氣中的裂紋擴展和止裂行為
    4.2.4  JIS-SCM 435試樣在115MPa氫氣中的裂紋擴展閾值
  4.3  疲勞裂紋擴展特性

    4.3.1  材料與試樣
    4.3.2  疲勞裂紋擴展試驗
    4.3.3  da/dN-ΔK曲線
    4.3.4  裂紋擴展加速效應的頻率依賴性
    4.3.5  疲勞斷口的形貌分析
    4.3.6  微觀結構的疲勞裂紋路徑
    4.3.7  試樣氫濃度分析
    4.3.8  氫致疲勞裂紋加速機制
    4.3.9  時間依賴疲勞裂紋擴展中的驅動應力與抗力應力
    4.3.10  氫環境影響下導致強度分佈的微觀結構因素
  參考文獻
第5章  奧氏體鋼
  5.1  奧氏體不鏽鋼
    5.1.1  304型、316型和316L型不鏽鋼在高壓氣態氫環境下的強度特性
    5.1.2  應變誘導α'馬氏體相變在氫致疲勞裂紋擴展中的作用
  5.2  沉澱硬化奧氏體不鏽鋼
    5.2.1  應力-應變響應與斷口形貌
    5.2.2  變形微觀結構與內部裂紋
    5.2.3  氫對變形和斷裂過程的影響
  參考文獻
第6章  有色金屬
  6.1  鎳基合金
    6.1.1  材料與方法
    6.1.2  氫對拉伸性能的影響
    6.1.3  低應變速率拉伸試驗中的失效機制
    6.1.4  疲勞裂紋擴展行為
    6.1.5  疲勞裂紋擴展試驗中的失效機制
    6.1.6  結論
  6.2  鋁合金
    6.2.1  測試材料
    6.2.2  鋁合金在115MPa氫氣中的強度性能
  6.3  銅合金
    6.3.1  材料與實驗
    6.3.2  結果與討論
    6.3.3  結論
  參考文獻
第7章  實際應用
  7.1  缺口試樣疲勞與光滑試樣疲勞的比較
    7.1.1  R=0.1下的缺口試樣疲勞向R=-1下的光滑試樣疲勞的轉換
    7.1.2  通過缺口試樣疲勞試驗評價材料在氣態氫中的性能
  7.2  驗證測試和案例研究
    7.2.1  35MPa燃料電池車的VH3壓縮氫氣罐壓力循環試驗失效分析
    7.2.2  氫氣循環條件下低合金鋼壓力容器的完整性評價
    7.2.3  燃料電池叉車用Cr-Mo鋼壓力容器強度設計及壽命預測
    7.2.4  在70MPa加氫站中對預冷器的完整性進行評估
    7.2.5  奧氏體不鏽鋼焊縫的氫脆評估
    7.2.6  高壓氫設施中用於高壓管道的T形接頭失效分析
  7.3  氫脆預防
    7.3.1  各種塗層在氫氣中的抗氫滲透性
    7.3.2  鋁基塗層優異阻氫性能及其機理

    7.3.3  帶鋁基塗層鋼管的氫氣壓力循環試驗
  參考文獻

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