鎳基合金由于具有優異的高溫性能和卓越的耐蝕性能,已在航空航天、核電、火電、石油化工等領域獲得了廣泛的應用,但鎳基合金的焊接往往會帶來不少的困難,主要表現在相的變化導致接頭性能的改變,以及焊接過程中產生的各種裂紋等缺陷造成運行中的早期失效。為此,眾多科技工作者長期以來對鎳基合金的焊接開展了大量的試驗研究,力求在焊接鎳基合金時能獲得高質量和性能滿意的焊接接頭。


最近,中國動力工程學會材料專業委員會主任委員林富生教授和副主任委員謝錫善教授等在訪問美國Lehigh大學期間從該校帶回了John N.DuPont教授等編著的《Welding Metallurgy and Weldability ofNickel-Base Alloys》一書,該書匯總了當前已發表的各種有關鎳基合金焊接的資料,介紹了鎳基合金在焊接冶金學和焊接性方面的最新進展和研究成果,著重闡述了鎳基合金中合金元素的作用、相圖和相的穩定性、異種金屬焊接、各種裂紋的形成機理和焊接性試驗方法等。這是一本很有參考價值的、值得向廣大讀者推薦的好書。該書的作者 John N.DuPont和 John C.Lippold是美國Lehigh大學和州立Ohio大學長期從事鎳基合金焊接性研究的著名教授,而Samuel D.Kiser是美國SMC公司(Special Metals Welding Products Company)具有豐富生產實踐經驗的技術經理。所以希望該書的中譯本能夠成為廣大讀者的一本有用的參考書。


本書的翻譯工作是由上海發電設備成套設計研究院吳祖乾教授(第1、2、7章)、虞茂林教授(第3章)和上海核工程研究設計院的張晨教授(第4、5章)、余燕教授(第6、8章)共同完成的,譯稿的審校則由虞茂林(第1、2、7章)和吳祖乾(第3、4、5、6、8章)完成。此外,李強(上海發電設備成套設計研究院)和王弘昶、黃逸峰、谷雨(上海核工程研究設計院)等也參與了部分翻譯工作,在此表示感謝。此外,上海焊接器材有限公司(原上海電焊條總廠)、上海大西洋焊接材料有限公司、上海電力修造總廠有限公司和昆山京群焊材科技有限公司等單位對本書的翻譯出版均給予了大力的支持和熱情的關懷,使本書的譯校工作得以順利完成。譯者在此一并表示感謝。


編寫本書的目的在于要為工程師們、科學家們和廣大師生們提供一本有關鎳基合金焊接冶金和焊接性方面最新進展的參考書。雖然本議題在涉及焊接/連接和工程材料類的手冊和其他參考資料中已有所論述,但本書是目前獻給在鎳和鎳基合金的焊接冶金和焊接性研究領域中一本獨一無二的書籍。


本書把重點放在鎳基合金的冶金行為上,特別著重于焊接性的論述。它并不專門針對焊接方法或焊接工藝的討論,也不提供作為選擇方法/工藝的指導。本書以介紹鎳和鎳基合金發展歷史的一章開始。第2章討論了合金元素的作用并給出了相圖,其中描述了在這些合金中相的穩定性,包括為開發復雜系統的相圖而采用“熱動力計算技術”。接下來的兩章致力于鎳基合金的兩個最大類型,即固溶強化合金和沉淀強化合金(或“超合金”)。另外一章描述了與特殊合金-鎳鋁化合物和氧化物彌散強化合金有關的焊接性問題。最后幾章談到的題目是修復焊、異種焊接和焊接性試驗。某些章節含有安全分析,它讓讀者看到這里描述的觀點是如何應用于“現實世界”的狀況。


在編寫本書時,作者們還收集了鎳基合金80年來的經驗。很多年來,Dupont教授和Lippold教授相應在Lehigh大學和俄亥俄州立大學對這些題目開展了研究并進行了教學活動。Kiser先生在特殊金屬焊接產品公司對鎳基焊接材料進行的開發和應用研究已超過40年。這種共同努力的結果給本書帶來了技術上的寬度和廣度,給大學的師生們和從事實踐的工程師們和科學家們提供了廣泛的資源。最后作者們還要感謝里海大學、俄亥俄州立大學、SMC公司和精密澆鑄件公司分部為相當長時期的寫作和出版保證了時間和提供了場地,從而使本書變成了現實。


 相對于鋼而言,鎳基合金能夠在低溫下使用,又能在接近1200℃(2190°F)的高溫下使用,因為固溶合金的基體從固態到絕對零度都保持奧氏體。這些加入適當添加劑的合金提供了有用的耐蝕性,并在包括電力、石化、化學加工、航天和控制環境污染等的廣大工業領域中得到了應用。對鎳基合金來說,焊接是一門關鍵性的制造技術。最近50年來,已經進行了大量的研究和開發工作,為更好地弄懂和控制這些合金的焊接性以及開發在焊接接頭耐蝕性和力學性能方面能滿足更高要求的焊接材料作出了不懈的努力。


 本書的宗旨在于提供有關鎳基合金焊接冶金和焊接性的基礎資料,文中包含了對兩種最重要鎳基合金類別的全面覆蓋,即固溶強化合金和沉淀強化合金。有一章致力于氧化物彌散強化合金(ODS)和鎳-鋁化合物合金。為了補充所提供的有關這些合金體系焊接冶金的基礎資料,還論述了有關焊接修復和在異種焊接時選擇和應用鎳基合金的基本觀念。許多重要的概念是通過采用“分析案例”來展示的,并將這些概念與實際應用聯系了起來。