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第1章 金属的高温蠕变及持久断裂1

1.1 高温蠕变的基本知识1

1.1.1 高温蠕变概述1

1.1.2 蠕变速率的经验关系3

1.1.3 蠕变极限4

1.1.4 持久强度4

1.2 蠕变与持久强度试验5

1.2.1 蠕变试验5

1.2.2 持久强度试验7

1.3 蠕变持久性能试验数据的基本要求9

1.3.1 试验所依据的标准10

1.3.2 试验材料的基本信息10

1.3.3 蠕变持久数据10

1.3.4 试验中的异常情况记录11

1.4 蠕变持久试验数据的整理11

1.4.1 等温线法11

1.4.2 Monkman-Grant关系12

1.4.3 时间-温度参数法13

1.5 常用的时间-温度参数15

1.5.1 OSD参数15

1.5.2 MH方法16

1.5.3 其他TTP参数法17

第2章 可靠性分析的基本知识20

2.1 可靠性分析的基本概念20

2.1.1 可靠性概念20

2.1.2 可靠性特征量20

2.1.3 失效类型的数学模型25

2.2 可靠性数据的统计分析26

2.2.1 可靠性试验分类26

2.2.2 可靠性设计常用的概率分布27

2.3 分布参数的估计30

2.3.1 点估计30

2.3.2 区间估计31

2.4 分布类型的假设检验33

2.4.1 x2检验法33

2.4.2 KS检验法35

2.4.3 Shapiro-Wilk检验法37

2.5 回归分析39

2.5.1 回归方程39

2.5.2 相关关系检验40

2.6 可靠度、置信度和置信区间42

第3章 耐热钢持久性能数据的可靠性分析43

3.1 高温持久性能的分散性43

3.2 持久断裂时间的概率统计分析44

3.3 持久强度的概率统计分析45

3.4 基于Z参数的概率统计分析47

3.4.1 持久性能主曲线的描述48

3.4.2 持久性能主曲线方程52

3.4.3 基于Z参数的持久性能统计分析54

3.5 成分及热处理条件对Z参数分布的影响58

3.6 TTP参数选择与可靠性分析62

3.7 Z参数分布与持久强度及持久断裂时间分布之间的关系70

第4章 高温持久强度的可靠性设计73

4.1 许用应力与安全系数73

4.1.1 许用应力73

4.1.2 安全系数74

4.1.3 最小断裂强度74

4.2 持久强度的概率设计方法76

4.2.1 “应力σ-TTP参数-可靠度R”曲线77

4.2.2 “应力σ-断裂时间tr-可靠度R”曲线78

4.2.3 “许用应力［σ］-温度T-可靠度R”曲线79

4.3 基于可靠性的设计方法与其他方法的比较80

4.3.1 与安全系数法的比较80

4.3.2 与最小断裂强度法的比较83

4.3.3 TTP参数选择与许用应力86

4.4 高温持久性能设计的干涉模型——SCRI模型88

4.4.1 强度设计中的干涉模型88

4.4.2 持久性能分散性和服役条件波动性的描述90

4.4.3 “服役条件-持久性能”干涉模型91

4.4.4 蒙特卡罗方法计算服役条件波动性92

4.5 SCRI模型在持久性能可靠性设计中的应用94

4.5.1 不同服役条件下可靠度的计算94

4.5.2 应用SCRI模型计算设定可靠度下的持久寿命99

第5章 高温持久寿命的可靠性预测103

5.1 高温持久寿命等温线预测法103

5.2 Monkman-Grant方程的修正104

5.3 TTP参数法106

5.4 θ投影法107

5.5 Ω法110

5.6 断裂力学法112

5.7 高温剩余持久寿命的概率预测法115

5.8 结合组织劣化评定标准的Z参数方法119

5.9 耐热钢高温持久寿命预测方法的讨论125

第6章 高温蠕变过程的损伤及可靠性评估128

6.1 损伤理论的一般描述128

6.2 蠕变损伤理论130

6.3 蠕变损伤的物理过程132

6.3.1 应变因素损伤133

6.3.2 温度因素损伤134

6.3.3 环境因素损伤135

6.4 高温损伤评估的方法136

6.4.1 Robinson法则136

6.4.2 应变分数法则137

6.4.3 蠕变损伤法138

6.4.4 蠕变损伤的检测140

6.5 基于Z参数方法对损伤过程的描述142

6.5.1 基于Z参数的损伤演化模型142

6.5.2 损伤演化的可靠性评估144

参考文献147

附录A 高温材料持久性能可靠性设计曲线152

A.1 0.2C（管）钢152

A.2 0.5Mo钢154

A.3 1.3Mn-0.5Mo-0.5Ni钢156

A.4 0.5Cr-0.5Mo钢158

A.5 1Cr-0.5Mo钢160

A.6 1Cr-1Mo-0.25V钢162

A.7 1.25Cr-0.5Mo-Si（板）钢164

A.8 1.25Cr-0.5Mo-Si（管）钢166

A.9 2.25Cr-1Mo钢168

A.10 5Cr-0.5Mo钢170

A.11 9Cr-1Mo钢172

A.12 9Cr-1Mo-V-Nb钢174

A.13 12Cr钢176

A.14 18Cr-8Ni钢178

A.15 18Cr-12Ni-Mo（管）钢180

A.16 18Cr-12Ni-Mo（棒）钢182

A.17 18Cr-12Ni-Mo中N-低C钢184

A.18 18Cr-10Ni-Ti钢186

A.19 Fe基21Cr-32Ni-Ti-Al（管）钢188

A.20 Fe基21Cr-32Ni-Ti-Al（板）钢190

A.21 25Cr-20Ni-0.4C钢（HK40）192

A.22 25Cr-35Ni-0.4C钢194

A.23 HR3C钢196

A.24 Super304钢198

A.25 T23钢200

附录B 标准正态分布表202

附录C x2分布表206

附录D KS检验的临界值（Dn,a）表208

附录E W检验中系数ai（w）数值表210

附录F W检验统计量的a分位点Wn,a213