金屬材料的力學(xué)性能

1、金屬材料的力學(xué)性能金屬材料在外力或能的作用下，所表現(xiàn)出來(lái)的一系列力學(xué)特性，如強(qiáng)度、剛度、塑性、韌性、彈性、硬度等，也包括在高低溫、腐蝕、表面介質(zhì)吸附、沖刷、磨損、空蝕（氧蝕）、粒子照射等力或機(jī)械能不同程度結(jié)合作用下的性能。力學(xué)性能反映了金屬材料在各種形式外力作用下抵抗變形或破壞的某些能力，是選用金屬材料的重要依據(jù)。充分了解、掌握金屬材料的力學(xué)性能，對(duì)于合理地選擇、使用材料，充分發(fā)揮材料的作用，制定合理的加工工藝，保證產(chǎn)品質(zhì)量有著極其重要的意義。一、強(qiáng)度強(qiáng)度是材料受外力而不被破壞或不改變本身形狀的能力。(一)屈服點(diǎn)金屬試樣在拉伸試驗(yàn)過(guò)程中，載荷不再增加而試樣仍繼續(xù)發(fā)生塑性變形而伸長(zhǎng)，這一現(xiàn)象叫做

2、“屈服”。材料開(kāi)始發(fā)生屈服時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，稱為“屈服點(diǎn)”，以s表示。有些材料沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，這往往采用0.2作為屈服階段的特征值，稱為屈服強(qiáng)度。（二）抗拉強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)時(shí)，材料在拉斷前所承受的最大標(biāo)稱應(yīng)力，即拉伸過(guò)程中最大力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，稱為抗拉強(qiáng)度，以b表示。二、塑性塑性是金屬材料在外力作用下（斷裂前）發(fā)生永久變形的能力，常以金屬斷裂時(shí)的最大相對(duì)塑性變形來(lái)表示，如拉伸時(shí)的斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。（一）伸長(zhǎng)率金屬材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣拉斷后其標(biāo)距部分所伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，稱為斷后伸長(zhǎng)率，也叫伸長(zhǎng)率，用表示。（二）斷面收縮率金屬試樣在拉斷后，其縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積

3、的百分比，稱為斷面收縮率，以符號(hào)表示。三、硬度硬度是金屬材料表面抵抗彈性變形、塑性變形或抵抗破裂的一種抗力，是衡量材料軟硬的性能指標(biāo)。硬度不是一個(gè)單純的、確定的物理量，而是一個(gè)由材料彈性、塑性、韌性等一系列不同性能組成的綜合性能指標(biāo)。所以硬度不僅取決于材料本身，還取決于試驗(yàn)方法和條件。（一）布氏硬度（二）洛氏硬度（三）維氏硬度四、韌性金屬在斷裂前吸收變形能量的能力，稱為韌性。衡量材料韌性的指標(biāo)分為沖擊韌性和斷裂韌性。（一）沖擊韌性沖擊韌性是評(píng)定金屬材料受沖擊載荷作用時(shí)抵抗變形和斷裂的抗力指標(biāo)，以沖擊韌度或沖擊吸收功來(lái)度量。（二）斷裂韌性斷裂韌性是材料阻止或抵抗裂紋擴(kuò)展的能力，確切地說(shuō)是阻止裂紋

4、產(chǎn)生臨界擴(kuò)展的能力，常用K1c或Kc表示。K1c是表示平面應(yīng)變狀態(tài)下的斷裂韌度，Kc表示平面應(yīng)力狀態(tài)下的斷裂韌度。第三節(jié) 鋼的分類及編號(hào)一、鋼的分類鋼的分類方法很多，可以按化學(xué)成分、冶煉方法、品質(zhì)、用途及金相組織等進(jìn)行分類。（一）按化學(xué)成份分類按化學(xué)成分可分為碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）、合金鋼兩大類。碳素鋼是指碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2.06%的鐵碳合金，根據(jù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，碳鋼又可分為工業(yè)鈍鐵（wc0.02%）低碳鋼（wc0.25%）、中碳鋼（wc0.25%一0.60%）和高碳鋼（wc0.6%）。合金鋼是在碳鋼的基礎(chǔ)上，為了改善鋼的性能專門加入某些合金元素?zé)捴贫傻匿?。按照合金元素總量的不同，合金鋼可分為?/p>

5、合金鋼（合金元素總量5%、中合金鋼（合金元素總量為510%）和高合金鋼（合金元素總量10%）。（二）按冶煉方法分類根據(jù)煉鋼爐類別分類，可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼（又分氧氣吹煉和空氣吹煉轉(zhuǎn)爐鋼）和電爐鋼（又分為電弧爐鋼、電渣爐鋼、感應(yīng)爐鋼和電子束爐鋼等）3大類。根據(jù)冶煉時(shí)脫氧程度的不同，可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼及半鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼是脫氧不完全的鋼，鋼在熔煉后期，鋼液僅用弱脫氧劑（錳鐵）脫氧，所以鋼液中有相當(dāng)數(shù)量的氧化鐵FeO）。在澆注和凝固時(shí)，由于碳與氧化鐵反應(yīng)，鋼液不斷析出一氧化碳，產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，故稱為沸騰鋼，以符號(hào),“F”表示。沸騰鋼耐蝕性和力學(xué)性能差，不宜用于重要結(jié)構(gòu)使用。鎮(zhèn)靜鋼為完全脫氧鋼，澆注和凝

6、固時(shí)鋼液鎮(zhèn)靜不沸騰，故稱為鎮(zhèn)靜鋼。這種鋼冷凝后有集中縮孔，所以成材率低，成本高。但氣體含量低，偏析少，時(shí)效傾向低，質(zhì)量較高，因此得到廣泛應(yīng)用。鎮(zhèn)靜鋼以符號(hào),“Z”表示，但一般省略。半鎮(zhèn)靜鋼為半脫氧鋼，脫氧程度介于上述兩者之間，用符號(hào)“b表示。（三）按品質(zhì)分類根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)硫、磷的含量，可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。（1）普通碳素鋼p0.045%，S0.05%； （2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼p、S均0.035%，其他非有意加入而是從原材料帶入的殘余雜質(zhì)如Cr、Ni、Cu等的含量也有一定的限制；（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼p0.035%、S0.03%，混入的其他雜質(zhì)含量限制得更加嚴(yán)格。普通碳素鋼一般

7、采用轉(zhuǎn)爐和大型平爐冶煉，產(chǎn)量大、成本低；優(yōu)質(zhì)碳素鋼一般用電爐或平爐冶煉，雜質(zhì)少；高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼主要是電爐鋼或采用精煉的方法，質(zhì)量最好、成本也高，它主要用來(lái)制造工具和要求很高的機(jī)器零件及焊接材料用鋼。（四）按金相組織分類鋼按金相組織可分為鐵素體一珠光體型鋼、貝氏體型鋼、馬氏體型調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼、鐵素體型鋼和奧氏體型鋼等。（五）按用途分類鋼按用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊用途鋼3大類。結(jié)構(gòu)鋼還分為建筑及工程機(jī)械用鋼、機(jī)械制造用鋼、超高強(qiáng)度鋼、軸承鋼和彈簧鋼等。建筑及工程機(jī)械用鋼還包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)鋼、鋼筋用鋼等；機(jī)械制造用鋼包括調(diào)質(zhì)鋼、表面硬化鋼、易切鋼、冷加工成形用鋼等。工具鋼分為碳素工具鋼

8、、合金工具鋼和高速工具鋼，包括量具、刃具、模具鋼等。特殊用途鋼分為不銹耐酸鋼、耐熱鋼、電工用鋼、耐磨鋼、低溫用鋼、各種專業(yè)用鋼等。專業(yè)用鋼主要有鍋爐鋼、壓力容器用鋼、船舶、橋梁、鋼軌用鋼等。二、鋼的編號(hào)及特性我國(guó)的鋼材牌號(hào)表示方法，是采用國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)、漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字并用的原則，即鋼號(hào)中化學(xué)元素用國(guó)際化學(xué)符號(hào)表示；鋼材名稱、用途、冶煉和澆注方法等一般以漢語(yǔ)拼音的縮寫字母來(lái)表示；鋼中主要化學(xué)元素含量（百分率）采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、性能及用途1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)GB/T700-1988碳素結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)，鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母、數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等4

9、個(gè)部分按順序組成。主要鋼種：Q195、Q215A、Q215B、Q235A、Q235B、Q235C、Q235D、Q255D、Q255B、Q275。其中：Q一表示鋼的屈服點(diǎn)，為“屈”字拼音字母；235數(shù)字表示鋼的屈服點(diǎn)數(shù)值，單位為MPa;A、B、C、D一分別為質(zhì)量的4個(gè)等級(jí)，其中A級(jí)質(zhì)量最低，D級(jí)質(zhì)量最高；F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼；Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼。2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造重要的機(jī)器零件、結(jié)構(gòu)，其鋼號(hào)用兩位數(shù)字表示。兩位數(shù)字表示該鋼種平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分率，如20、45鋼，分別表示鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20%、0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。常用的鋼號(hào)有：10、

10、15、20、30、35、40、45等。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在鋼號(hào)后附加“高”或“A”字。含錳量較高（Mn為0.70%1.00%）的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，應(yīng)將錳元素標(biāo)出，如15Mn、60Mn等。10、20鋼具有良好的沖擊韌度，良好的焊接性能，常用于各種結(jié)構(gòu)件；35、40、45、55鋼屬于調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)處理后可獲得良好的綜合力學(xué)性能，多用于制造機(jī)器零件等。3碳素工具鋼碳素工具鋼用鋼的平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分率數(shù)字表示。為了與合金工具鋼相區(qū)別，在數(shù)字前冠以“T字，讀成“碳”。如碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.70%的碳素工具鋼，其鋼號(hào)寫成T7，讀成“碳7。常用的鋼號(hào)有T7、T8、T9、T10、T12等。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼含磷、硫較低

11、，表示為Tl0A、T12A等。碳素工具鋼一般要經(jīng)熱處理后使用。4其他專業(yè)用鋼在一般碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上為滿足某些專業(yè)用途的特殊需要，發(fā)展了一些專業(yè)用鋼，如鍋爐鋼、容器鋼、焊接氣瓶用鋼、船用鋼、橋梁用鋼、鐵道用鋼等。鍋爐用鋼板在鋼號(hào)后加“g”字；壓力容器用鋼板加“R”字；焊接氣瓶用鋼板加“HP”字母；多層壓力容器用鋼板加“RC”，字母，如20g、20R、20HP、15MnHP、16MnRC、15MnVRC等。（二）合金鋼的牌號(hào)、性能及用途1低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的編號(hào)根據(jù)GB/T 1591-1994低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)

12、(A、B、C、D、E)3個(gè)部分組成并按順序排列。如：Q390A其中：Q一一一鋼屈服點(diǎn)“屈”字拼音首位字母；390一屈服點(diǎn)數(shù)值，單位MPa:A、B、C、D、E分別為質(zhì)量等級(jí)符號(hào)：低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼共有Q295A（B）、Q345A（B、C、D、E）、Q390A（B、C、D、E）、Q420（A、B、C、D、E）和Q460C(D、E)5個(gè)牌號(hào)。一般以熱軋、控軋、正火及正火加回火狀態(tài)交貨。Q420、Q460的C、D、E級(jí)鋼也可按淬火加回火狀態(tài)交貨。GB/T1591-1994與GB1591-1988標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)的鋼牌號(hào)如表3-1所示。表3-1 新舊低合金結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)對(duì)照GB/T1591-1994GB159

13、1-1988Q29509MnV、09MnNb、09Mn2、12MnQ34512MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18NbQ39015MnV、15MnTi、16MnNbQ42015MnVN、14MnVTiREQ4602.合金鋼的編號(hào)我國(guó)合金鋼是按鋼材的含碳量及所含合金元素的種類及其數(shù)量進(jìn)行編號(hào)的，因此可以從鋼號(hào)上直接看出鋼材的大致化學(xué)成分及質(zhì)量等級(jí)。其編號(hào)原則是：（1）合金結(jié)構(gòu)鋼1)首部數(shù)字表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（萬(wàn)分率），如20Mn2、20表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)c=0.20%。2)在表示含碳量的數(shù)字后面，用元素的化學(xué)符號(hào)或漢字表示所含有的主要合金元素，并用符號(hào)后面的數(shù)字表示該合金元素平均質(zhì)

14、量分?jǐn)?shù)（）。凡合金元素含量上限不超過(guò)1.5%時(shí)，編號(hào)中只寫元素符號(hào)，不標(biāo)明含量。如果平均含量超過(guò)1.5%，在該元素后注出近似百分率，如含量為1.8%時(shí)則用“2”表示。如09Mn2表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.09%，平均錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)約2%的合金結(jié)構(gòu)鋼。（2）合金工具鋼 編號(hào)原則與合金結(jié)構(gòu)鋼大致相同，但含碳量的表示方法不同；當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)1.0%時(shí)，以千分率的數(shù)字表示如9SiCr，9表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%；含碳量超過(guò)1.0%時(shí)，為避免與結(jié)構(gòu)鋼相混淆，在鋼號(hào)中不表示出含碳量。如CrWMn，表示碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1.0%，并含有Cr、w、Mn3種合金元素的合金工具鋼。（3）特殊高合金鋼編號(hào)方法與合金工具

15、鋼基本相同。如2Cr13,表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20%，鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%的不銹鋼。但有些特殊高合金鋼鋼號(hào)不表示含碳量。如Cr17，表示鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)約17%的不銹鋼，其碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.12%，但未表示出。鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù).03%或.08%時(shí)，鋼號(hào)前分別以“00”或“0”表示，如00Cr18Ni10、0Cr13等。（4）鋼中的V、Ti、Al、B、RE等，均屬微量合金化元素。雖含量很低，但仍在鋼號(hào)中標(biāo)出。如將C0.20%，Mn1.0%1.3%,Wv0.07%0.12%,WB0.001%0.005%的鋼，鋼號(hào)表示為20MnVB。3.合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及特性合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加一定量的合金元素的

16、鋼，從而提高了鋼的強(qiáng)度，并具有良好的塑性和韌性，也可獲得一些特殊的使用性能，如高溫、低溫及耐蝕性等。應(yīng)用較廣的普通低合金結(jié)構(gòu)鋼（普通低合金鋼），加人的合金元素總量在3%以下，但足以使鋼的組織和性能發(fā)生明顯變化，從而獲得較碳素鋼優(yōu)越得多的特殊性能，如強(qiáng)度高、塑性好、耐磨、耐蝕、耐高溫、低溫等。因此在各個(gè)工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用。合金結(jié)構(gòu)鋼的類型很多，合金系統(tǒng)也不相同。一般從焊接用鋼來(lái)說(shuō)，大致可分為兩大類：一是強(qiáng)度用鋼，二是特殊用鋼。（1）強(qiáng)度用鋼這類鋼應(yīng)用很廣，凡在一般溫度下的受力結(jié)構(gòu)，如壓力容器、發(fā)電設(shè)備、車輛、船舶、起重機(jī)械、橋梁等都可使用。根據(jù)其強(qiáng)度級(jí)別（內(nèi)）及熱處理狀態(tài)又分以下3種：1)

17、熱軋及正火鋼強(qiáng)度級(jí)別為294490MPa的普通低合金鋼，在熱軋或正火條件下供貨使用，一般稱為熱軋或正火鋼，屬非熱處理強(qiáng)化鋼。牌號(hào)09MnV、16Mn、15MnTi、15MnV、14MnMoV、19Mn2等熱軋鋼的強(qiáng)度級(jí)別為294392MPa,是在含碳C0.2%的基礎(chǔ)上加入少量合金元素。這類鋼主要是靠錳的固溶強(qiáng)化作用來(lái)保證強(qiáng)度的，其加入量不超過(guò)1.8%時(shí)仍可保持高的塑性和韌性。固溶強(qiáng)化是在鋼中加人Mn、Si、Mo、V、Cu等合金元素，這些元素的原子溶解于a-鐵（鐵素體）的晶格中，形成固溶體使鐵素體晶格歪扭、產(chǎn)生畸變，從而使鐵素體強(qiáng)化。溶入的溶質(zhì)原子越多，強(qiáng)化作用越大，強(qiáng)度提高越多，同時(shí)將引起塑性

18、、韌性下降。碳的固溶強(qiáng)化效果也較顯著，但其含量超過(guò)0.6%對(duì)沖擊韌度不利，使脆性轉(zhuǎn)變溫度提高。在各國(guó)的普通低合金鋼中，錳用得最普遍。如我國(guó)的16Mn(Q345)鋼，德國(guó)的St52鋼，日本的SM50鋼均屬此類。熱軋鋼通常為鋁鎮(zhèn)靜的細(xì)晶粒鐵素體加珠光體組織鋼。正火鋼，強(qiáng)度級(jí)別（s）大于392MPa,在固溶強(qiáng)化的同時(shí)必須加強(qiáng)合金元素的沉淀強(qiáng)化作用。除主加合金元素錳外，還需加人一些碳化物、氮化物形成元素，如V、Ti、Nb、Mo等，通過(guò)正火處理后生成的化合物以細(xì)小質(zhì)點(diǎn)從固溶體中沉淀析出，彌散分布在晶內(nèi)和晶界，以提高強(qiáng)度并同時(shí)細(xì)化晶粒。因此提高強(qiáng)度的同時(shí)，也適當(dāng)?shù)馗纳屏虽摬牡乃苄院晚g性。這類鋼有15MnT

19、i（Q390）、15MnVN（Q420）、14MnMoV和18MnMoNb等。對(duì)一些含鉬鋼，正火后還需進(jìn)行回火處理，如14MnMoV和18MnMoNb鋼。2)低碳調(diào)質(zhì)鋼強(qiáng)度級(jí)別一般為490980MPa,是一種熱處理強(qiáng)化鋼，在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下供貨使用。含碳量較低（一般C0.25%），不僅具有高強(qiáng)度兼有良好的塑性和韌性?？芍苯釉谡{(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，焊后不必調(diào)質(zhì)處理，必要時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力處理。調(diào)質(zhì)鋼的合金化原則與鐵素體一珠光體型的熱軋和正火鋼不同，它的強(qiáng)度不直接取決于合金元素含量，而是取決于含碳量。合金元素的主要作用是保證淬透性，還可提高鋼的抗回火性，使在較高的溫度下不會(huì)降低鋼的強(qiáng)度。低碳調(diào)質(zhì)鋼同時(shí)加入多種合金

20、元素，如Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Cu等。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后的組織是回火低碳馬氏體或貝氏體。我國(guó)根據(jù)資源條件主要發(fā)展無(wú)鉻鎳低碳調(diào)質(zhì)鋼，如14MnMoVN和14MnMoNbB等，主要用于中溫高壓鍋爐和石油、化工中溫高壓容器。3)中碳調(diào)質(zhì)鋼強(qiáng)度級(jí)別為8801176MPa以上，這類鋼需提高含碳量才能達(dá)到上述強(qiáng)度，通常碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%0.45%，因此淬透性很大，焊接性較差，焊接工藝非常復(fù)雜。焊后必須作調(diào)質(zhì)處理才能保證焊接接頭性能。常用于制造一些承受高負(fù)荷、截面較大的重要部件，如汽輪機(jī)葉輪、發(fā)電機(jī)主軸等，也用于制造同時(shí)承受沖擊載荷的構(gòu)件，如噴氣渦輪的機(jī)軸、噴氣式客機(jī)起落架和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

21、外殼等，其主要鋼號(hào)有30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、35CrMoA、35CrMoVA等。（2）特殊用途鋼 這類鋼是具有特殊用途和特殊性能的鋼，如不銹耐酸鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、低溫用鋼及電工用鋼、焊接材料用鋼等。1)耐熱鋼 耐熱鋼一般指具有熱強(qiáng)性及熱穩(wěn)性的鋼。鋼材抵抗蠕變變形的能力稱為“熱強(qiáng)性”，抵抗氧化的能力稱為“熱穩(wěn)性”。耐熱鋼材料主要有珠光體耐熱鋼、低碳貝氏體耐熱鋼和奧氏體、鐵素體、馬氏體不銹耐熱鋼。珠光體耐熱鋼是以鉻、鉬為主的低合金鋼，基體組織為珠光體和少量鐵素體。這類鋼有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、12Cr1MoV等。貝氏體耐熱鋼有12Cr2MoWVB、12

22、Cr3MoVSiTiB、12MoVWBSiRE。12Cr2MoWVB等是我國(guó)自行研制的貝氏體低合金熱強(qiáng)鋼，不含鎳、含鉻少，用以代替鎳鉻奧氏體鋼，可用于600以下工作的構(gòu)件。馬氏體耐熱鋼有1Cr12、1Crl3、2Cr13、3Cr13、1Cr1MoV、1Cr12WMoV、4Cr9Si2、1Cr5Mo及德國(guó)的X20CrMoWV121（Fll）、XZOCrbloV121（F12）等。4Ci9Si2鋼在900T以下不起皮，用于800以下的受熱面緊固定件。1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Crl1MoV、1Cr12VVMoV可用于制造汽輪機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)葉片。Fll、F12鋼可用于電站鍋爐過(guò)熱器，主蒸汽

23、管道、聯(lián)箱、熱交換器等。奧氏體耐熱鋼的合金系統(tǒng)主要是Cr-Ni、Cr-Ni-Mo、Cr-Mn-N型。鋼號(hào)主要有：0Cr19Ni9、0Cr18Ni11Nb、0Cr23Ni13、2Cr23Ni13、0Cr18Ni13Si4等。鎳鉻奧氏體是不銹耐酸、耐熱鋼中最好的鋼種，它兼有良好的耐酸性、耐熱及熱強(qiáng)性，其鋼種也較多。鐵素體耐熱鋼主要有0Cr11Ti、2Cr25N、0Cr13Al、1Cr17等2）低溫鋼 低溫鋼可用于空氣分離器、石油尾氣分離及低溫液體貯罐等。我國(guó)低溫鋼分為40、70、90、120、196、2736個(gè)等級(jí)。低溫鋼最重要的性能是韌性，脆性轉(zhuǎn)變溫度等。影響低溫鋼性能最主要的因素是化學(xué)成分、組

24、織及晶粒度、熱處理狀態(tài)等。我國(guó)的壓力容器用低溫低合金鋼號(hào)有16MnDR（用于-40以上）、15MnNiDR（用于-45）、09Mn2VDR（用于-50）、09MnNiDR（用于-70）和07MnNiCrMoVD（用于-40），這些鋼都屬于鐵素體型低溫鋼。此外，奧氏體鋼如1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等不銹鋼，具有優(yōu)良的低溫韌性，可用于196以下。9Ni鋼為含Ni9的低溫鋼，使用溫度最低可達(dá)到196。供貨狀態(tài)為二次正火回火和淬火回火2種。選用適當(dāng)?shù)暮附硬牧希负罂刹槐剡M(jìn)行消除應(yīng)力熱處理也能安全使用。3）不銹耐酸鋼 通常所說(shuō)的“不銹鋼”實(shí)際上是耐酸鋼、不銹鋼和耐熱鋼的總稱。不銹是指在空氣中具有

25、耐蝕的性能；耐酸是指在某些化學(xué)介質(zhì)中能抵抗腐蝕的特性；耐熱是指在高溫下抗氧化、抗蠕變，具有高溫持久強(qiáng)度的性能。不銹耐酸鋼按照其組織類型可分為馬氏體型、鐵素體型、奧氏體型、奧氏體一鐵素體型和沉淀硬化型。壓力容器上使用較多的是奧氏體型、奧氏體一鐵素體型及鐵素體型不銹耐酸鋼；鍋爐上使用較多的是馬氏體型、奧氏體型不銹鋼。鐵素體不銹鋼主要特點(diǎn)是加熱時(shí)不發(fā)生相變，因此不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。鐵素體不銹鋼有3種脆化傾向：475脆性、a相析出脆化和粗晶脆化，主要鋼號(hào)有0Cr13Al、00Cr17Mo、0Cr18Mo2等。奧氏體不銹鋼亦不能熱處理強(qiáng)化，其屈服點(diǎn)較低，塑性、韌性及工藝性能都很好。具有優(yōu)良的耐蝕性，無(wú)磁

26、性、應(yīng)用廣泛。壓力容器常應(yīng)用含穩(wěn)定化元素鈦的鋼種，以防止晶間腐，如0Crl8Ni11Ti、1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni11Nb、1Cr18Ni12Mo2Ti等。奧氏體一鐵素體型不銹耐酸鋼，其特點(diǎn)是在室溫下具有奧氏體和鐵素體的雙相組織，因此可提高其抗晶間腐蝕能力和防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，其屈服點(diǎn)比奧氏體鋼高，有磁性，主要鋼號(hào)有：0Cr26Ni5Mo2、00Cr18Ni5Mo3Si2、1Cr18Ni 11S74AIT1、1Cr21Ni5Ti等。4.合金元素對(duì)鋼組織和性能的影響鋼中的化學(xué)元素及其含量決定了鋼的化學(xué)成分，由于化學(xué)成分不同使鋼的組織和性能也不同。（1）碳 碳是鋼中兩個(gè)基本組元之一，是決定鋼強(qiáng)度的主要元素，隨著鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，強(qiáng)度、硬度升高，塑性下降。（2）錳 錳可固溶于鐵素體（溶解度約3%以下）和奧氏體中，使之固溶強(qiáng)化，提高硬度和強(qiáng)度。含錳量在1%以下，強(qiáng)化的同時(shí)幾乎不影響塑性和韌性。錳是弱碳化物形成元素，是良好的脫氧劑、脫硫劑。錳可降低下臨界點(diǎn)，增加奧氏體冷卻時(shí)的過(guò)冷度，細(xì)化晶粒、改善力學(xué)性能。