《石化用耐熱合金管材的服役行為》系統(tǒng)地介紹了石化工業(yè)用新型耐熱合金管材（乙烯裂解管）Cr35Ni45Nb合金服役過程中的組織演化、氧化、結(jié)焦、滲碳、高溫應(yīng)力損傷及剩余壽命評估等。全書由7章組成：第1章主要介紹了典型乙烯裂解管材料的一些基本背景和相關(guān)知識；第2章介紹了乙烯裂解管材料高溫服役過程中的組織演化；第3章具體對爐管內(nèi)壁的氧化行為及機(jī)理進(jìn)行闡述；第4章介紹Cr35Ni45Nb爐管服役過程的結(jié)焦機(jī)理和組織特征以及結(jié)焦對性能的影響；第5章采用實驗室模擬滲碳重點研究了未服役態(tài)和服役態(tài)乙烯裂解管材料在真空滲碳試驗中的組織轉(zhuǎn)變行為及相演化機(jī)理；第6章主要介紹對持久實驗過程中氧化膜破裂損傷、內(nèi)氧化以及蠕變空洞形成和碳化物粗化等現(xiàn)象；第7章介紹了持久壽命評估的一些基本方法，并闡述了分別采用擴(kuò)散方程以及基于滲碳及蠕變損傷的Larson－Miller曲線進(jìn)行壽命評估。
《石化用耐熱合金管材的服役行為》可供材料科學(xué)與工程相關(guān)專業(yè)的科技工作者和大專院校師生，以及從事石化相關(guān)工作的工程技術(shù)人員和研究人員參考。
1 典型乙烯裂解管材料概述
1.1 乙烯工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀
1.1.1 全球乙烯工業(yè)發(fā)展簡述
1.1.2 我國乙烯工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
1.2 乙烯裂解裝置
1.2.1 乙烯裂解裝置結(jié)構(gòu)與功能
1.2.2 裂解爐的開發(fā)
1.3 乙烯裂解管材料發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 乙烯裂解管材料的發(fā)展歷程
1.3.2 乙烯裂解管材料的分類
1.4 乙烯裂解管材料強(qiáng)化原理
1.4.1 乙烯裂解管材料中基體元素的作用
1.4.2 乙烯裂解管材料的固溶強(qiáng)化
1.4.3 乙烯裂解管材料的晶界強(qiáng)化
1.4.4 乙烯裂解管材料的第二相強(qiáng)化 1 典型乙烯裂解管材料概述
1.1 乙烯工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀
1.1.1 全球乙烯工業(yè)發(fā)展簡述
1.1.2 我國乙烯工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
1.2 乙烯裂解裝置
1.2.1 乙烯裂解裝置結(jié)構(gòu)與功能
1.2.2 裂解爐的開發(fā)
1.3 乙烯裂解管材料發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 乙烯裂解管材料的發(fā)展歷程
1.3.2 乙烯裂解管材料的分類
1.4 乙烯裂解管材料強(qiáng)化原理
1.4.1 乙烯裂解管材料中基體元素的作用
1.4.2 乙烯裂解管材料的固溶強(qiáng)化
1.4.3 乙烯裂解管材料的晶界強(qiáng)化
1.4.4 乙烯裂解管材料的第二相強(qiáng)化
1.5 裂解爐爐管的失效
1.5.1 爐管組織損傷研究現(xiàn)狀
1.5.2 裂解爐爐管的失效形式
1.5.3 失效實例
1.6 典型乙烯裂解管材料的性能
1.6.1 物理性能
1.6.2 常規(guī)力學(xué)性能
1.6.3 蠕變極限
參考文獻(xiàn)
2 高溫服役過程中的組織演化
2.1 未服役乙烯裂解管材料的典型顯微組織
2.1.1 未服役HP40合金的顯微組織
2.1.2 未服役Cr35Ni45合金的顯微組織
2.1.3 Nb含量對耐熱鋼中碳化物析出的影響
2.2 服役態(tài)乙烯裂解管材料的典型顯微組織
2.2.1 服役態(tài)HP40合金顯微組織
2.2.2 服役態(tài)Cr35Ni45合金的顯微組織
2.3 乙烯裂解爐管材料高溫服役下的組織演化機(jī)理
2.3.1 枝晶間碳化鉻的組織演變
2.3.2 枝晶間含Nb相的組織演變
2.3.3 晶內(nèi)二次碳化物的組織演變
參考文獻(xiàn)
3 乙烯裂解管的氧化
3.1 耐熱鋼的高溫靜態(tài)氧化
3.1.1 金屬氧化過程
3.1.2 氧化物膜的結(jié)構(gòu)與性能
3.1.3 不同氧化物膜的特征
3.1.4 靜態(tài)氧化后的合金組織
3.2 服役爐管內(nèi)壁的氧化特征及機(jī)理
3.2.1 服役爐管內(nèi)壁的氧化特征
3.2.2 連續(xù)性氧化膜形成機(jī)理
3.2.3 Cr2O3／SiO2復(fù)合氧化膜的抗氧化機(jī)制
3.2.4 氧化膜剝落機(jī)制
3.2.5 氧化膜黏附性的改善
3.2.6 貧碳化物區(qū)
3.2.7 碳化物富集區(qū)
參考文獻(xiàn)
4 乙烯裂解爐管服役過程的結(jié)焦機(jī)理及組織特征
4.1 結(jié)焦原理
4.1.1 催化結(jié)焦
4.1.2 自由基結(jié)焦
4.1.3 縮合結(jié)焦
4.2 結(jié)焦體的組織特征及形成機(jī)理
4.3 結(jié)焦后爐管的組織
4.3.1 結(jié)焦后爐管的組織演化特征
4.3.2 結(jié)焦后爐管的組織演化機(jī)理
4.4 結(jié)焦對爐管使用性能的影響
參考文獻(xiàn)
5 乙烯裂解管的滲碳
5.1 低壓真空滲碳
5.1.1 真空滲碳原理
5.1.2 真空低壓滲碳工藝
5.1.3 滲碳的多元反應(yīng)擴(kuò)散熱力學(xué)
5.2 未服役HP40合金的真空滲碳行為
5.3 服役態(tài)HP40合金的真空滲碳行為
5.3.1 未打磨內(nèi)壁
5.3.2 打磨內(nèi)壁
5.4 未服役cr35Ni45Nb合金真空滲碳行為及組織演化機(jī)理
5.4.1 真空滲碳后爐管的組織特征
5.4.2 真空低壓滲碳后爐管內(nèi)壁的滲碳行為分析
5.4.3 爐管內(nèi)壁滲碳后的組織演變機(jī)理
5.5 服役態(tài)cr35Ni45Nb合金真空滲碳行為及組織演化機(jī)理
5.5.1 滲碳動力學(xué)
5.5.2 滲碳后爐管內(nèi)側(cè)組織特征
5.5.3 爐管的乙炔真空低壓滲碳過程分析
5.5.4 氧化層對爐管抗?jié)B碳能力的影響機(jī)理
5.5.5 碳化物轉(zhuǎn)變規(guī)律
5.6 滲碳過程的DICTRA模擬
5.6.1 擴(kuò)散動力學(xué)模型
5.6.2 分散粒子系統(tǒng)的擴(kuò)散模型
5.6.3 耐熱合金的滲碳過程模擬
5.7 耐熱合金的抗結(jié)焦及抗?jié)B碳研究進(jìn)展
5.7.1 爐管材料的改進(jìn)
5.7.2 爐管的表面處理
5.7.3 乙烯裂解工藝的控制
參考文獻(xiàn)
6 高溫應(yīng)力損傷
6.1 乙烯裂解管的蠕變
6.1.1 蠕變的基本概念
6.1.2 乙烯裂解管的蠕變強(qiáng)度
6.1.3 爐管應(yīng)力來源
6.1.4 蠕變總應(yīng)力的計算
6.2 高溫應(yīng)力條件下氧化膜的破裂損傷及其對持久壽命的影響
6.3 合金內(nèi)部組織變化及其對持久性能的影響
參考文獻(xiàn)
7 剩余壽命評估
7.1 剩余壽命評估的基本方法
7.1.1 空洞面積率法
7.1.2 金相法
7.1.3 L-D法持久強(qiáng)度外推模型
7.1.4 斷裂力學(xué)方法
7.1.5 基于可靠性的壽命評估方法
7.1.6 Larson-Miller參數(shù)外推法
7.2 根據(jù)擴(kuò)散方程評估滲碳損傷爐管的剩余壽命
7.2.1 滲碳層厚度的計算
7.2.2 基于滲碳層厚度的壽命評定
7.3 基于滲碳和蠕變損傷的Larson—Miller剩余壽命評估
7.3.1 c參數(shù)的估算
7.3.2 尸參數(shù)與應(yīng)力σ的關(guān)系
7.3.3 滲碳和蠕變損傷的綜合影響
7.3.4 其他因素的影響
7.4 滲碳處理對cr35Ni45Nb合金持久壽命的影響
7.4.1 滲碳層深度與持久壽命的關(guān)系
7.4.2 長時高溫應(yīng)力條件下Cr35Ni45Nb鋼的組織演化特征
7.4.3 爐管在高溫應(yīng)力條件下的斷裂特征
7.4.4 滲碳對高溫蠕變斷裂的影響機(jī)理
參考文獻(xiàn)
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