金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)

1、金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心u材料的力學(xué)性能應(yīng)力與應(yīng)變強(qiáng)度塑性硬度沖擊韌度u熱處理基本知識(shí)u承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心概述 在壓力容器制造業(yè)中，金屬材料具有其他材料無(wú)法替代的地位和作用。 壓力容器對(duì)材料要求很高，如高強(qiáng)度、高韌性、優(yōu)良的耐腐蝕性能及工藝性能等。 對(duì)材料的較高要求是推動(dòng)壓力容器用材不斷發(fā)展的基本動(dòng)力。引言年年產(chǎn)產(chǎn)1000萬(wàn)萬(wàn)噸煉噸煉油油廠廠特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心引言錫疫：四方結(jié)構(gòu)的白錫在-13下轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸⒎浇Y(jié)構(gòu)的灰錫。(Sn-0.5%Cu鑄態(tài)，鑄態(tài)，255K)錫疫錫疫拿破侖兵敗莫

2、斯科特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心TITANIC:沉沒(méi)與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)沉沒(méi)與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)Titanic近代船用鋼板近代船用鋼板引言特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 使用性能使用性能：材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能。包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。 工藝性能工藝性能：材料在加工過(guò)程中所表現(xiàn)的性能。包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能等。投入運(yùn)行的加氫反應(yīng)器金屬材料的性能主要包括兩個(gè)方面特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱(chēng)為材料的力學(xué)性能。承壓類(lèi)特種設(shè)備材料的常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)主要包括強(qiáng)度、硬度、塑性和

3、沖擊韌度等。1材料的力學(xué)性能15000噸噸重型自由重型自由鍛鍛造水造水壓壓機(jī)機(jī)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 依據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 2282002金屬室溫拉伸實(shí)驗(yàn)方法新舊標(biāo)準(zhǔn)性能名稱(chēng)對(duì)照1材料的力學(xué)性能特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱(chēng)為變形。 外力去處后能夠恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形。 外力去處后不能恢復(fù)的變形稱(chēng)為塑性變形。 1.1 應(yīng)力與應(yīng)變特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心應(yīng)力應(yīng)力 ：?jiǎn)挝幻娣e上試樣承受的載荷。這里用試樣承受的載荷除以試樣的原始橫截面積S0表示: F = S0 應(yīng)變應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量。這里用試樣的伸長(zhǎng)量除以試樣

4、的原始標(biāo)距表示: l = l0應(yīng)力應(yīng)變曲線（ - 曲線）:形狀和拉伸曲線相同，單位不同bse1.1 應(yīng)力與應(yīng)變特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心強(qiáng)度:是指材料抵抗永久變形或斷裂的能力。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度s或0.2和抗拉強(qiáng)度b ，高溫下工作時(shí)，還要考慮蠕變極限n和持久強(qiáng)度D，設(shè)計(jì)中許用應(yīng)力都是根據(jù)這些數(shù)值決定的。另外，材料的屈強(qiáng)比(sb)也是反映材料承載能力的一個(gè)指標(biāo)，不同材料具有不同的屈強(qiáng)比，即使是同一種材料，其屈強(qiáng)比也隨著材料熱處理情況及工作溫度的不同而有所變化。1.2 強(qiáng)度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 1.2 強(qiáng)度 線彈性變形階段（OA） （塑性）屈服階段（BC）

5、強(qiáng)化階段（CD） （局部）頸縮階段（DE） 其中OA部分為一斜直線，應(yīng)力與應(yīng)變呈比例關(guān)系，A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為保持這種比例關(guān)系的最大應(yīng)力，稱(chēng)為比例極限。由于大多數(shù)材料的A點(diǎn)和A點(diǎn)幾乎重合在一起，一般不作區(qū)分。特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 屈服強(qiáng)度s：材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。 條件屈服強(qiáng)度0.2：殘余變形量為0.2%時(shí)的應(yīng)力值。 抗拉強(qiáng)度b ：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。1.2 強(qiáng)度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心塑性塑性是指材料在載荷作用下斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。 常用塑性指標(biāo)為斷后伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率和斷面收縮率斷面收縮率。 試樣被拉斷后，標(biāo)距部分的殘余伸長(zhǎng)與原始

6、標(biāo)距之比的百分率稱(chēng)為斷后伸長(zhǎng)率。1.3 塑性%lll100001u試樣斷裂后，斷口處橫截面積的減少值與原始橫截面積的比值稱(chēng)為斷面收縮率。%FFF100010特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 用塑性好的材料制造承壓類(lèi)特種設(shè)備，可以緩和局部應(yīng)力的不良影響，有利于壓力加工，不易產(chǎn)生脆性斷裂，對(duì)缺口、傷痕不敏感，并且在發(fā)生爆炸時(shí)不易產(chǎn)生碎片。作為化工容器用的鋼，要求伸長(zhǎng)率不低于14。拉伸拉伸試樣試樣的的頸縮現(xiàn)頸縮現(xiàn)象象1.3 塑性特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 硬度硬度是指材料抵抗局部塑性變形或表面損傷的能力。硬度與強(qiáng)度有一定關(guān)系。一般情況下，硬度較高的材料其強(qiáng)度也較高，所以可以通過(guò)

7、測(cè)試硬度來(lái)估算材料強(qiáng)度。此外，硬度較好的材料，耐磨性較好。工程上常用的硬度測(cè)試方法有：布氏硬度HB、洛氏硬度HR、維氏硬度HV、里氏硬度HL1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心布氏硬度HB將直徑為D的鋼球或硬質(zhì)合金球，在一定載荷P的作用下壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后卸除載荷，所施加的載荷與壓痕表面積的比值即為布氏硬度。布氏硬度值可通過(guò)測(cè)量壓痕平均直徑d查表得到。1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心壓頭為淬火鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，適用于布氏硬度值在450以下的材料。壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)HBW表示，適用于布氏硬度在650以下的材料。布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：

8、測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。 缺點(diǎn)：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及 比壓頭還硬的材料。適于測(cè)量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度。1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心1.4 硬度洛氏硬度HR 洛氏硬度用符號(hào)表示，HR=k-(h1-h0)/0.002 在初載荷和總載荷（初載荷與主載荷之和）的先后作用下，將壓頭（金剛石圓錐體或鋼球）壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后卸除主載荷，用測(cè)量的殘余壓痕深度增量計(jì)算硬度值。 根據(jù)壓頭類(lèi)型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。 特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心lHRAHRA用于測(cè)量高硬度材料用于測(cè)量高硬度材料, , 如硬如硬質(zhì)

9、合金、表淬層和滲碳層。質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。lHRBHRB用于測(cè)量低硬度材料用于測(cè)量低硬度材料, , 如有如有色金屬和退火色金屬和退火、正火鋼等。正火鋼等。lHRCHRC用于測(cè)量中等硬度材料，如用于測(cè)量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。l洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，壓操作簡(jiǎn)便，壓痕小，適用范圍廣。痕小，適用范圍廣。l缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果分散度大。測(cè)量結(jié)果分散度大。鋼球壓頭與鋼球壓頭與金剛石壓頭金剛石壓頭洛氏硬度洛氏硬度壓壓痕痕1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心維氏硬度HV 將頂部?jī)上鄬?duì)面具有規(guī)定角度（136）的正四棱錐體金剛石壓頭在載荷P的作

10、用下壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后卸除載荷，所施加的載荷與壓痕表面積的比值即為維氏硬度。維氏硬度可通過(guò)測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度d查表得到。維氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)。 1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心采用較低的試驗(yàn)力可使維氏試驗(yàn)的壓痕非常小，這樣就可測(cè)出很小區(qū)域甚至是金相中不同相的硬度。焊接性能試驗(yàn)中的最高硬度試驗(yàn)，就是用維氏硬度來(lái)測(cè)量焊縫、熔合線和熱影響區(qū)的硬度。1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心里氏硬度HL用規(guī)定質(zhì)量的沖擊體在彈力作用下以一定速度沖擊試樣表面，用沖頭在距離試樣表面處的回彈速度與沖擊速度之比計(jì)算出的數(shù)值就是里氏硬度。里氏硬度計(jì)測(cè)定的是

11、沖擊體在試樣表面經(jīng)試樣塑性變形消耗能量后的剩余能量。 里氏硬度的計(jì)算公式如下： HL=1000R/A 式中：HL里氏硬度符號(hào) R球頭的沖擊速度，m/s； A球頭的反彈速度，m/s。1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心u里氏硬度計(jì)體積小，重量輕，操作簡(jiǎn)便，在任何方向上均可測(cè)試，所以特別適合現(xiàn)場(chǎng)使用。u里氏硬度可及時(shí)換算成布氏、洛氏、維氏等各種硬度。目前里氏硬度計(jì)裝有鋼和鑄鋼，合金工具鋼，灰鑄鐵，球墨鑄鐵，鑄鋁合金，銅鋅合金，銅錫合金，純銅，不銹銅等9種材料的換算表。1.4 硬度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心沖擊韌度是指材料在外加沖擊載荷作用下斷裂時(shí)消耗能量大小的特征。韌

12、性常用沖擊功Ak和沖擊韌度ak表示。 ak= Ak/SN (SN：斷口處截面積)Ak值或ak值除反映材料的抗沖擊性能外，還對(duì)材料的一些缺陷很敏感，能靈敏地反映出材料品質(zhì)、宏觀缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且Ak對(duì)材料的脆性轉(zhuǎn)化情況十分敏感，低溫沖擊試驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)鋼的冷脆性。容器用的鋼沖擊韌性ak在使用溫度下不低于35Jcm21.5 沖擊韌度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心GB/T 229-1994金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法1.5 沖擊韌度夏比沖擊試驗(yàn)的缺口形式有U型和V型兩種。V型缺口根部半徑小，對(duì)沖擊更敏感。承壓類(lèi)特種設(shè)備材料的沖擊試驗(yàn)規(guī)定試樣必須用V形缺口。特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備

13、工程技術(shù)中心1.5 沖擊韌度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心u材料的力學(xué)性能u熱處理基本知識(shí)概述退火、正火、淬火、回火調(diào)質(zhì)穩(wěn)定化、熱處理u承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 改善鋼的性能，主要有兩條途徑： 一是合金化 二是熱處理1、熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝.為簡(jiǎn)明表示熱處理的基本工藝過(guò)程，通常用溫度時(shí)間坐標(biāo)繪出熱處理工藝曲線。 2 熱處理概述特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心2、熱處理特點(diǎn): 熱處理區(qū)別于其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點(diǎn)是只通過(guò)改變工件的組織來(lái)改變性能，而不改變其形狀。

14、3、熱處理適用范圍:只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理強(qiáng)化。 4、熱處理分類(lèi) 熱處理原理：描述熱處理時(shí)鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律稱(chēng)熱處理原理。熱處理工藝：根據(jù)熱處理原理制定的溫度、時(shí)間、介質(zhì)等參數(shù)稱(chēng)熱處理工藝。2 熱處理概述特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心其他熱處理普通熱處理表面熱處理熱處理退火正火淬火回火真空熱處理形變熱處理激光熱處理控制氣氛熱處理表面淬火感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱等化學(xué)熱處理滲碳、氮化、碳氮共滲、滲其他元素等2 熱處理概述特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心2 熱處理概述特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心l 臨界溫度與實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度l

15、 鐵碳相圖中PSK、GS、ES線分別用A1、A3、Acm表示.實(shí)際加熱或冷卻時(shí)存在著過(guò)冷或過(guò)熱現(xiàn)象，因此將鋼加熱時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ac1、Ac3、Accm表示;冷卻時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ar1、Ar3、Arcm表示。2 熱處理概述特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 承壓類(lèi)特種設(shè)備用鋼常用熱處理工藝有：退火、正火、淬火、回火等。奧氏體不銹鋼有固溶處理和穩(wěn)定化處理。退火退火 將鋼加熱到高于或等于奧氏體化臨界點(diǎn)，保溫一段時(shí)間后，緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。在承壓類(lèi)特種設(shè)備制造過(guò)程中應(yīng)用最多的是去應(yīng)力退火（消除應(yīng)力退火）。2熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心

16、 退火的目的： 降低硬度，改善切削加工性； 消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。 2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)真空退火爐真空退火爐特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心再熱裂紋 再熱裂紋：分兩種情況 1、焊接時(shí)未產(chǎn)生，消除應(yīng)力熱處理時(shí)產(chǎn)生，簡(jiǎn)稱(chēng)SR裂紋 2、長(zhǎng)期處于高溫條件下使用的容器，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的裂紋 再熱裂紋的特征 1、裂紋產(chǎn)生的部位均在近縫區(qū)的粗晶粒區(qū)，終止于細(xì)晶區(qū)，具有晶間性質(zhì)，裂紋并不一定是連續(xù)的，而焊縫和母材均不產(chǎn)生裂紋； 2、必須有大的殘余應(yīng)力和應(yīng)變，一般均發(fā)生在應(yīng)力集中處。焊縫向母材過(guò)渡不平滑，如：咬邊、焊瘤、未焊透、邊緣未融合、余高過(guò)大 3、

17、焊后不會(huì)自行發(fā)生，與焊后消應(yīng)處理的加熱溫度和加熱時(shí)間密切相關(guān)。低合金高強(qiáng)鋼，500700，600附近最敏感。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心防止再熱裂紋的措施（1）焊接的預(yù)熱和后熱適當(dāng)提高預(yù)熱溫度，提高焊后加熱的加熱速度和溫度，并越過(guò)再熱裂紋敏感溫度區(qū)。（2）控制適宜的線能量控制線能量的目的：避免過(guò)快冷，產(chǎn)生馬氏體；避免過(guò)慢冷，防止出現(xiàn)低塑性的組織單純企圖增大線能量降低再熱裂紋敏感性的方法并不可取。應(yīng)根據(jù)焊評(píng)結(jié)果控制線能量。（3）焊接接頭的匹配性（4）采用回火焊道（5）不采用再熱開(kāi)裂敏感的材料（6）制定合理的焊接順序，減少焊接應(yīng)力（7）改進(jìn)焊接接頭的設(shè)計(jì)2 熱處理基礎(chǔ)

18、知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心正火將鋼加熱至奧氏體化溫度并保溫使之均勻化后，在空氣中冷卻的熱處理工藝。壓力容器鋼板正火一般在鋼廠進(jìn)行，目的在于改善熱軋狀態(tài)鋼板的力學(xué)性能，主要是提高塑性和韌性。對(duì)于低溫容器用鋼，通過(guò)正火可細(xì)化晶粒，達(dá)到低溫韌性要求。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)正火溫度正火溫度特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心過(guò)熱過(guò)熱：鋼在加熱時(shí)，由于溫度過(guò)高，并且較長(zhǎng)時(shí)間保溫，會(huì)使晶粒長(zhǎng)得恨粗大，致使性能顯著降低的現(xiàn)象?？赏ㄟ^(guò)正火或高溫?cái)U(kuò)散退火等方法矯正和恢復(fù)。過(guò)燒過(guò)燒：鋼加熱時(shí)加熱溫度比過(guò)熱溫度還要高，達(dá)到固相線附近時(shí)，會(huì)發(fā)生晶界開(kāi)始部分熔化或氧化的現(xiàn)象。不能用熱處理方法恢復(fù)，只能

19、報(bào)廢。特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心正火溫度正火溫度（2）正火將鋼加熱至奧氏體化溫度并保溫使之均勻化后，在空氣中冷卻的熱處理工藝。一般在鋼廠進(jìn)行，目的在于改善熱軋狀態(tài)的力學(xué)性能，主要是提高塑性和韌性。對(duì)于低溫用鋼，通過(guò)正火可細(xì)化晶粒，達(dá)到低溫韌性要求。過(guò)熱；過(guò)燒金屬材料基本知識(shí)金屬材料基本知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心淬火：鋼加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫后迅速冷卻，以得到馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。壓力容器用低碳鋼、低合金鋼淬火的目的是為獲得低碳馬氏體（板條馬氏體）或貝氏體組織。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)l淬火溫度為淬火溫度為Ac3+30-50。l預(yù)備熱處理組織為退火或正火組織。

20、預(yù)備熱處理組織為退火或正火組織。特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心回火 將淬火或正火后的鋼加熱到相變點(diǎn)以下某一選定溫度，并保溫一段時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以消除淬火或正火所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，增加鋼的塑性和韌性的熱處理工藝。 壓力容器用鋼回火一般采用高溫回火處理，回火后的組織一般為回火馬氏體或回火馬氏體+回火貝氏體。對(duì)于正火后獲得鐵素體+珠光體組織的鋼種一般沒(méi)有必要進(jìn)行高溫回火。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 回火脆性：指淬火鋼在某些溫度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢冷卻通過(guò)該溫度區(qū)間的脆化現(xiàn)象。 回火脆性可分為第一類(lèi)回火脆性和第二類(lèi)回火脆性。 第一類(lèi)回火脆性又稱(chēng)不

21、可逆回火脆性，主要發(fā)生在回火溫度為250400時(shí)，在重新加熱脆性消失后，重復(fù)在此區(qū)間回火，不再發(fā)生脆性 第二類(lèi)回火脆性又稱(chēng)可逆回火脆性，發(fā)生的溫度在400650，當(dāng)重新加熱脆性消失后，應(yīng)迅速冷卻，不能在400650區(qū)間長(zhǎng)時(shí)間停留或緩冷，否則會(huì)再次發(fā)生催化現(xiàn)象。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 回火脆化：鋼制壓力容器在380570范圍內(nèi)長(zhǎng)期運(yùn)行，使鋼材脆化的現(xiàn)象。 例如：2.25Cr-1Mo鋼制熱壁加氫反應(yīng)器在高溫高壓臨氫環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)器器壁母材及對(duì)接焊縫金屬的回火脆化?；鼗鸫嗷臏囟仁歉鶕?jù)壓力-溫度-材質(zhì)曲線來(lái)定的2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備

22、工程技術(shù)中心 規(guī)格27340mm，材質(zhì)20鋼，長(zhǎng)約14.3米；操作壓力25.5MPa，操作溫度-2，操作介質(zhì)為H2、N2、CH4、NH3等。 因制造過(guò)程中的第一類(lèi)回火脆性導(dǎo)致材質(zhì)裂化2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心調(diào)質(zhì) 鋼材淬火后再進(jìn)行高溫回火的熱處理工藝。 壓力容器用低碳鋼和低合金鋼采用調(diào)質(zhì)處理，可以提高鋼材的強(qiáng)度和韌性，以更好發(fā)揮材料的潛力。穩(wěn)定化處理 含穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼在850900加熱，并保溫一段時(shí)間，然后空冷，使碳充分與穩(wěn)定化元素（如鈦）形成碳化物，并使奧氏體晶內(nèi)元素?cái)U(kuò)散均勻，從而提高抗晶間腐蝕性能的處理方法。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特

23、種設(shè)備工程技術(shù)中心固溶化處理： 將奧氏體不銹鋼加熱至1100左右的高溫并保溫，使所有碳化物充分溶入奧氏體中，然后以較快的速度冷卻（一般采用水冷或風(fēng)冷），以獲得碳化物完全固溶于奧氏體基體內(nèi)均勻的單相組織，從而提高抗晶間腐蝕性和延展性的工藝方法。室溫下18-18-2鋼接觸聚合硫酸一小時(shí)后產(chǎn)生的晶間裂紋2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 不銹鋼在腐蝕介質(zhì)作用下，在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現(xiàn)象稱(chēng)為晶間腐蝕。產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，當(dāng)受到應(yīng)力作用時(shí)，即會(huì)沿晶界斷裂、強(qiáng)度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險(xiǎn)的破壞形式。晶閘腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)、焊縫或熔合線上，在熔合線上

24、產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱(chēng)刀狀腐蝕。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心 敏化溫度區(qū) 不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕與鋼的加熱溫度和加熱時(shí)間有關(guān)。1Cr18Ni9Ti不銹鋼的晶間腐蝕與加熱溫度和加熱時(shí)間的關(guān)系，當(dāng)加熱溫度小于450或大于850時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。因?yàn)闇囟刃∮?50時(shí)，由于溫度較低，不會(huì)形成碳化鉻化合物；而當(dāng)溫度超過(guò)850時(shí) ，晶粒內(nèi)的鉻擴(kuò)散能力增強(qiáng)，有足夠的鉻擴(kuò)散至晶界和碳結(jié)合，不會(huì)在晶界形成貧鉻區(qū)。450850稱(chēng)“敏化溫度區(qū)”，其中尤以650為最危險(xiǎn)。2 熱處理基礎(chǔ)知識(shí)特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心u材料的力學(xué)性能u熱處理基本知識(shí)u承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料特種設(shè)備

25、工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心承壓設(shè)備用材要求足夠的強(qiáng)度良好的韌性良好的加工工藝性能良好的低倍組織和表面質(zhì)量高溫元件材料應(yīng)由良好的高溫特性與耐蝕介質(zhì)接觸的材料應(yīng)由良好的抗腐蝕性能承壓設(shè)備常用材料特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心壓力容器常用鋼材壓力容器常用鋼材一、鋼材形狀：主要是板、管材和鍛件1、鋼板 主要用途：殼體、封頭、板狀構(gòu)件等 加工要求：下料、卷板、沖壓、焊接、熱處理 性能要求：較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、冷彎性能和焊接性能 GB3531 低溫壓力容器用低合金鋼鋼板 GB6654 壓力容器用鋼板承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中

26、心 2、鋼管 主要用途：接管、換熱管等 主要類(lèi)型：無(wú)縫鋼管、直縫鋼管和螺旋焊縫鋼管 加工要求：下料、焊接、熱處理 性能要求：較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、焊接性能 請(qǐng)比較各類(lèi)鋼管的優(yōu)缺點(diǎn) 3、鍛件 主要用途：高壓容器的平蓋、端部法蘭與長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭等 分級(jí)：、四個(gè)級(jí)別。級(jí)別越高， 要求檢驗(yàn)項(xiàng)目越多，越嚴(yán)格，價(jià)格越高。 承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心二、鋼材類(lèi)型 按化學(xué)成分分類(lèi)：碳素鋼、低合金鋼、高合金鋼1、碳素鋼 含碳量小于2.06的鐵碳合金，含有少量的硫、磷、硅、氧、氮等元素。u壓力容器用鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q235-B、Q235-C鋼板；

27、10、20鋼鋼管；20、35鋼鍛件。 壓力容器專(zhuān)用鋼板：20R （R表示壓力容器專(zhuān)用鋼板） u20R的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合： 強(qiáng)度低，塑性和可焊性較好價(jià)格低廉； 常用于常壓或中、低壓容器；墊板、支座等零部件材料。 承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心1.1.按碳含量分類(lèi)按碳含量分類(lèi)低碳鋼（C0.25%）中碳鋼（C0.25-0.60%）高碳鋼（C0.60%）。2.2.按鋼的質(zhì)量分類(lèi)按鋼的質(zhì)量分類(lèi)普通鋼（P0.045%，S0.050%）優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均0.035%）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P0.035%，S0.030%）3.3.按鋼的用途分按鋼的用途分碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工

28、具鋼4.4.按冶煉時(shí)脫氧程度分按冶煉時(shí)脫氧程度分沸騰鋼 半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 碳鋼的分類(lèi)和命名特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心2、低合金鋼 特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 是一種低碳低合金鋼，合金元素含量較少（總量一般不超過(guò)3%），具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性、低溫和高溫性能等均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼。 u壓力容器常用低合金鋼 鋼板：16MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR；07MnCrMoNbR、07MnCrMoNbDR 鋼管：16Mn、09MnD； 鍛件：16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、2.25Cr-1Mo。 （D表示低溫用鋼） 承

29、壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料承壓類(lèi)特種設(shè)備常用材料特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心1.1.按合金元素加入量分類(lèi)按合金元素加入量分類(lèi)低合金鋼（5%）中合金鋼（5-10%）高合金鋼（10%）。2.2.按鋼的用途分按鋼的用途分合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能合金鋼3.3.按鋼的組織分類(lèi)按鋼的組織分類(lèi)：珠光體鋼、奧氏體鋼、鐵素體鋼、馬氏體鋼4.4.按所含主要合金分類(lèi)按所含主要合金分類(lèi)：鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼合金鋼的分類(lèi)和命名注：注：金屬材料的表示方法：GB/T 221-2000鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法特種設(shè)備工程技術(shù)中心特種設(shè)備工程技術(shù)中心注：GB/T 221-2008 鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法 2009-04-01實(shí)行取代GB/T 221-2008Q345鋼是老牌號(hào)的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnR、16Mn等多個(gè)