材料延寿与可持续发展战略研究
作者：干勇 等编著
出版时间：2016年版
内容简介
《材料延寿与可持续发展战略研究》是中国工程院“材料延寿与可持续发展战略研究”咨询项目的研究成果。该项目由中国工程院干勇、周廉、师昌绪三位院士担任课题组组长，共有近百位专家参与研究。全书由七个部分组成，包括材料延寿与可持续发展战略研究综合报告，以及六个有代表性的应用领域的专题报告，即制造工程、能源与电力、现代交通、化工与石化、基础设施和农业机械。分别就各个领域材料的应用现状、材料发展中存在的问题和材料延寿面临的挑战、材料延寿技术发展现状和差距等，进行了深入的阐述，提出了相应的观点和建议。本书可供我国材料研究和应用的政府部门、科技界、企业界和教育界，从事腐蚀与防护、疲劳和断裂及摩擦磨损等材料失效领域研究的专家、高校师生及关心材料及制品使用安全性、可靠性、经济性和耐久性的其他社会各界人士参考。
目录
第一篇材料延寿与可持续发展战略研究综合报告
第1章绪论3
1.1材料的作用与贡献3
1.2材料及其制件应该具有尽可能长的使用寿命11
1.3系统工程及其管理在国内外已经取得成效13
第2章中国材料发展的辉煌成就16
2.1中国已经成为世界材料生产、销售和消费大国16
2.2材料品种规格基本满足建设需求16
2.3环境适应性材料得到快速发展16
2.4材料检测技术得到相应提高17
2.5自然环境模拟试验网站已初具规模17
2.6电子电器产品环境试验取得相应进步18
2.7运行环境模拟实验取得长足进展18
2.8“材料延寿”工程已启动并积累丰富经验18
第3章材料发展的差距、问题及面临的挑战和机遇21
3.1材料发展的差距、问题及面临的挑战21
3.2材料延寿与可持续发展的机遇25
第4章世界性的课题及材料延寿工程技术26
4.1材料延寿是世界性的共同课题26
4.2材料延寿工程技术和措施27
第5章主要应用领域材料延寿现状、差距与建议31
5.1制造工程31
5.2能源和电力工程33
5.3现代交通工程34
5.4化工与石化工程37
5.5基础设施工程39
5.6农业机械工程41
第6章加速推进材料延寿与可持续发展战略的建议44
6.1开展基础件系统的耐久性、安全性、可靠性研究以满足各行业的需求44
6.2建立油气管网及材料失效预防实时监测系统44
6.3开展在役基础设施材料耐久性发展战略研究45
6.4开展国产农机降低事故率及提高可靠性战略研究45
6.5在工业领域大力推进材料失效预防和控制系统工程45
6.6加强材料加工及其相关技术的投入45
6.7建立国家级的材料延寿安全服役系统控制归口管理机构、技术创新平台和标准化体系46
6.8继续开展“材料安全服役系统控制与可持续发展战略研究”46
6.9继续编写《材料延寿与可持续发展》系列图书46
参考文献48
第二篇制造工程材料延寿与可持续发展战略研究
第1章概述53
1.1制造工程材料是我国制造业与装备制造业跃居世界前列的基础53
1.2装备制造业的发展对制造工程材料提出更高要求57
1.3制造工程材料对装备制造业的影响58
1.4制造工程材料技术水平与发达国家的差距60
1.5制造工程材料及制品的延寿62
1.6基础制造工程材料的作用64
第2章齿轮轴承材料延寿67
2.1齿轮与轴承行业发展现状67
2.2齿轮轴承材料及其构件发展差距70
2.3轴承齿轮材料与构件失效及影响因素75
2.4材料磨损状态检测与控制86
2.5我国制造工程中齿轮轴承的发展设想、对策与建议87
第3章模具材料延寿90
3.1模具材料的现状及发展前景90
3.2我国模具材料的应用现状95
3.3模具材料性能要求与失效形式101
3.4模具寿命及其影响因素111
3.5模具材料延寿技术在制造工程领域的应用现状115
3.6模具材料未来的发展重点117
第4章机械密封和填料静密封材料延寿119
4.1机械密封和填料静密封材料的发展现状及战略意义119
4.2机械密封和填料静密封材料的使用现状与差距120
4.3密封材料的失效形式及影响因素123
4.4延寿技术在密封材料领域的应用128
4.5密封材料延寿与持续发展对策132
第5章橡塑密封材料延寿134
5.1橡塑密封材料的发展现状和发展趋势134
5.2橡塑密封材料的应用现状和发展需求137
5.3橡塑密封材料的失效形式与影响因素139
5.4橡塑密封材料的延寿设计与制造142
5.5表面工程在橡塑密封材料领域中的应用144
5.6橡塑密封材料延寿的系统工程146
5.7橡塑密封材料延寿的目标、设想和建议148
第6章紧固件材料延寿149
6.1紧固件在制造业中的战略作用149
6.2我国紧固件现状150
6.3紧固件失效形式与影响因素159
6.4紧固件延寿设计与制造160
6.5表面工程在紧固件制造领域的应用161
6.6紧固件延寿系统工程161
6.7紧固件延寿的目标、设想和建议162
第7章我国基础件材料延寿发展对策与建议164
7.1我国基础件材料延寿发展技术思考164
7.2我国基础件行业发展思考166
参考文献169
第三篇能源与电力工程材料延寿与可持续发展战略研究
第1章能源与电力行业现状与展望173
1.1煤炭行业173
1.2石油及天然气行业174
1.3燃煤发电行业174
1.4燃气发电行业174
1.5水力发电行业175
1.6核能发电行业175
1.7风力发电行业175
1.8太阳能发电行业176
1.9电网工程176
第2章关键设备与部件材料的应用现状177
2.1煤机行业177
2.2石油及天然气行业178
2.3燃煤发电行业179
2.4燃气发电行业180
2.5水力发电行业180
2.6核能发电行业181
2.7风力发电行业181
2.8太阳能发电行业182
2.9电网工程183
第3章关键设备与部件的材料失效185
3.1煤炭行业185
3.2石油及天然气行业190
3.3燃煤发电行业195
3.4燃气发电行业204
3.5水力发电行业205
3.6核能发电行业217
3.7风力发电行业233
3.8太阳能发电行业239
3.9电网工程244
第4章能源与电力行业的可持续发展对材料及材料延寿技术的要求256
4.1煤炭行业256
4.2石油及天然气行业256
4.3先进技术在燃煤发电行业材料延寿中的应用264
4.4燃气发电行业266
4.5水力发电行业273
4.6核能发电行业284
4.7风力发电行业298
4.8太阳能发电行业305
4.9电网工程308
第5章对策与建议317
5.1煤炭行业317
5.2石油及天然气行业318
5.3燃煤发电行业319
5.4燃气发电行业319
5.5水力发电行业320
5.6核电发电行业324
5.7风力发电行业325
5.8太阳能发电行业328
5.9电网工程329
参考文献332
第四篇现代交通领域材料延寿与可持续发展战略研究
第1章概述339
1.1现代交通领域材料的现状与发展需求339
1.2现代交通领域材料与结构的损伤及危害344
1.3现代交通领域中材料延寿的作用与意义344
第2章我国现代交通领域材料应用现状346
2.1铁路346
2.2公路354
2.3船舶与海洋工程360
2.4航空航天365
2.5先进国家现状369
2.6我国与先进国家主要差距375
第3章我国现代交通领域材料提前失效形式381
3.1铁路381
3.2公路382
3.3船舶与海洋工程385
3.4航空航天394
3.5现代交通领域材料失效案例分析399
第4章我国现代交通领域材料提前失效的影响因素407
4.1材料选用的影响407
4.2设计的影响因素409
4.3生产过程的影响因素411
4.4服役环境的影响因素412
4.5维护与维修和管理的影响413
第5章材料延寿技术在现代交通领域的应用现状415
5.1先进设计技术415
5.2先进材料技术417
5.3先进制造加工技术420
5.4先进设备421
5.5先进的维修技术423
5.6材料服役行为预测与安全评估技术424
5.7材料延寿的“末端治理”与“源头治理”428
5.8现代交通领域材料延寿的典型实例429
第6章现代交通领域材料延寿的对策与建议434
6.1材料研制和使用的全寿命管理和成本体系434
6.2材料应用的规范化、标准化436
6.3材料的科学使用体系438
6.4材料延寿中的损伤与失效分析技术440
6.5基础研究与应用研究相结合，创新开发高性能结构材料442
6.6狠抓装备使用管理与人的综合素质培养442
6.7编制具有指导意义的各类手册443
参考文献444
第五篇化工与石化工程材料延寿与可持续发展战略研究
第1章石化工程材料延寿与可持续发展战略447
1.1炼油工程专用设备典型材料、结构的延寿447
1.2石化工程专用设备典型材料、结构的延寿455
1.3石油化工典型通用设备及配件的材料、结构的延寿462
第2章化学工业材料延寿与可持续发展战略465
2.1概述465
2.2化学工业设备设施的应用现状及发展趋势477
2.3工程成套及总承包设计能力国内外分析对比478
2.4化工防腐蚀科技研究与工程材料延寿展望479
第3章油气储运工程材料延寿与可持续发展战略481
3.1油气储运工程材料的发展现状482
3.2管道延寿措施与可持续发展方向493
3.3储罐延寿措施与可持续发展方向496
3.4油气储运工程材料延寿的结论和建议501
第4章城市燃气工程材料延寿与可持续发展战略503
4.1城市燃气工程材料应用现状及发展趋势503
4.2城市燃气主要设备材料延寿的对策建议532
4.3城市燃气常用储存设施材料延寿的对策建议543
4.4城市燃气管网材料延寿的对策建议546
参考文献552
第六篇基础设施材料和结构延寿与可持续发展战略研究
第1章基础设施发展及材料应用现状561
1.1公路基础设施及材料应用现状561
1.2港口工程基础设施及材料应用现状565
1.3水利工程基础设施及材料应用现状568
1.4工民建基础设施及材料应用现状570
第2章主要材料、制品的寿命及基础设施的失效状况574
2.1道路基础设施574
2.2桥梁基础设施576
2.3港口工程基础设施579
2.4水利工程基础设施580
2.5工民建基础设施591
第3章基础设施材料与结构寿命的预测评估体系及方法595
3.1道路基础设施595
3.2桥梁基础设施597
3.3港口工程基础设施599
3.4水利工程基础设施601
3.5工民建基础设施603
第4章基础设施材料延寿技术现状及发展趋势605
4.1道路基础设施605
4.2桥梁基础设施609
4.3港口工程基础设施610
4.4水利工程基础设施613
4.5工民建基础设施615
第5章在役基础设施延寿技术现状及发展趋势616
5.1道路基础设施616
5.2桥梁基础设施620
5.3港口工程基础设施620
5.4水利工程基础设施622
5.5工民建基础设施625
第6章基础设施材料与结构延寿及可持续发展的战略思考627
6.1道路基础设施627
6.2桥梁基础设施629
6.3港口工程基础设施630
6.4水利工程基础设施631
6.5工民建基础设施633
第7章基础设施材料与结构延寿及可持续发展的对策建议634
7.1道路基础设施634
7.2桥梁基础设施635
7.3港口工程基础设施636
7.4水利工程基础设施636
7.5工民建基础设施637
第8章总结638
参考文献639
第七篇农业机械工程材料延寿与可持续发展战略研究
第1章我国农机工业的发展历程、现状及趋势643
1.1我国农业机械化的发展水平643
1.2我国农机工业的发展历程646
1.3“十一五”以来农机工业的发展水平648
1.4农机工业存在的问题649
1.5农机工业的发展机遇与挑战650
第2章我国农业机械的作业特点652
2.1农业机械种类652
2.2农业机械作业环境652
2.3农业机械作业要求655
第3章我国农机工程材料及工艺的应用656
3.1我国农机工程材料及工艺现状656
3.2我国农机工程材料及工艺与先进国家的差距663
第4章我国农机关键零部件失效分析672
4.1失效的主要形式672
4.2失效的影响因素682
4.3农机典型关键零部件失效案例692
第5章表面工程技术在农机制造中的应用699
5.1堆焊技术699
5.2热喷涂技术702
5.3表面保护涂层技术706
第6章农机工程材料延寿的系统工程711
6.1合理选材711
6.2全寿命周期设计712
6.3先进加工技术和设备713
6.4检测与质量控制720
6.5科学管理722
6.6节材、节能，环境友好与可持续发展725
第7章农机工程材料延寿建议728
附录建议开展的科研课题730
参考文献731
