壓力容器材料

關(guān)于壓力容器材料第1頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2壓力容器設(shè)計(jì)正確的應(yīng)力分析和強(qiáng)度計(jì)算合理的材料選擇時(shí)間效應(yīng)、環(huán)境作用（充分考慮）第2頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3●2.1壓力容器材料2.1.1壓力容器常用鋼材2.1.2有色金屬和非金屬●2.2壓力容器制造工藝對(duì)鋼材性能的影響2.2.1塑性變形2.2.2焊接本章主要內(nèi)容2.2.3熱處理第3頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4●2.4壓力容器材料選擇2.4.1壓力容器用鋼的基本要求2.4.2壓力容器鋼材的選擇●2.3環(huán)境對(duì)壓力容器用鋼性能的影響2.3.1溫度2.3.2介質(zhì)2.3.3加載速率第4頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月52.1

壓力容器材料2.1.1壓力容器常用鋼材2.1.2有色金屬和非金屬第5頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月62.1.1壓力容器常用鋼材一、鋼材形狀主要是板、管材和鍛件(按鋼材供應(yīng)形式)（1）鋼板殼體、封頭、板狀構(gòu)件等下料、卷板、焊接、熱處理較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、冷彎性能和焊接性能主要用途：加工要求:性能要求：第6頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7（2）鋼管接管、換熱管等無(wú)縫鋼管、卷制下料、焊接、熱處理較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、焊接性能主要用途：主要來(lái)源：加工要求:性能要求：第7頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8（3）鍛件高壓容器的平蓋、端部法蘭與接管法蘭等Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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。主要用途：分級(jí)：第8頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9二、鋼材類型（按冶金方法分類）（按爐別）（按脫氧程度）平爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼沸騰鋼如Q235-A·F鎮(zhèn)靜鋼如Q235-A(Z)半鎮(zhèn)靜鋼如Q235-A·b第9頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10（按用途分類）結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼專用鋼（按品質(zhì)分類）普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼如Q235-A如20,20R第10頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月11碳素鋼低合金鋼高合金鋼（按化學(xué)成分分類）C≤0.25%工業(yè)純鐵低碳鋼中碳鋼高碳鋼0.25%＜C≤0.6%C＞0.6%含合金總量≤3%高碳C＞0.08%低碳C≤0.08%超低碳C≤0.03%超純C≤0.01%第11頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月121、碳素鋼含碳量小于2.06％的鐵碳合金。以及含少量的硫、磷、硅、氧、氮等元素。壓力容器用鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼壓力容器專用鋼板Q235-B,Q235-C10、20鋼鋼管；

20、35鋼鍛件。20R（R表示壓力容器專用鋼板）20R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；也做墊板、支座等零部件材料。第12頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1320R是在20鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是容器專用鋼;對(duì)s、p等有害元素控制更加嚴(yán)格;對(duì)鋼材的表面質(zhì)量和內(nèi)部缺陷的要求也更高;比20鋼多了沖擊韌性要求.20R和20的區(qū)別：第13頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月142、低合金鋼◆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。(1)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)◆采用低合金鋼，不僅可以減薄容器的壁厚，減輕重量，節(jié)約鋼材，而且能解決大型壓力容器在制造、檢驗(yàn)、運(yùn)輸、安裝中因壁厚太厚所帶來(lái)的各種困難。第14頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1516MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR;(2)壓力容器常用低合金鋼：16Mn、09MnD;16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、2.25Cr-1Mo。（D表示低溫用鋼）鋼板鋼管鍛件第15頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月16(3)應(yīng)用介紹a.16MnR◆屈服點(diǎn)為340MPa級(jí)的壓力容器專用鋼板◆是我國(guó)壓力容器行業(yè)使用量最大的鋼板◆具有良好的綜合力學(xué)性能、制造工藝性能◆主要用于制造中低壓壓力容器和多層高壓容器第16頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月17b.16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR◆低溫壓力容器用鋼，工作在-20℃及更低溫度的壓力容器專用鋼板16MnDR可用于-40℃的鋼種液氨儲(chǔ)罐等設(shè)備（降低碳含量，并加鎳和微量釩）15MnNiDR提高了低溫韌性-40℃級(jí)低溫球形容器09MnNiDR-70℃級(jí)低溫壓力容器用鋼用于制造液丙烯（-47.7℃）、液硫化氫（-61）℃等設(shè)備第17頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月18c.15CrMoR◆低合金珠光體熱強(qiáng)鋼◆中溫抗氫鋼板◆用于制造壁溫不超過(guò)560℃的壓力容器第18頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月19d.20MnMo、09MnNiD、2.25Cr-1Mo鍛件20MnMo常制造使用溫度為-40～470℃的重要大中型鍛件良好的熱加工和焊接工藝性能09MnNiD良好的低溫韌性常制造使用溫度為-40～45℃的低溫容器12Cr1MoV較高的熱強(qiáng)性、抗氧化性和良好的焊接性能常制造高溫（350～480℃）、高壓（～25MPa）、臨氫壓力容器2.25Cr-1Mo第19頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月203、高合金鋼壓力容器中采用的低碳或超低碳高合金鋼大多是耐腐蝕、耐高溫鋼鉻鋼鉻鎳鋼鉻鎳鉬鋼第20頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月21（1）鉻鋼：但不耐硫酸、鹽酸、熱磷酸等介質(zhì)的腐蝕0Cr13是常用的鐵素體不銹鋼有較高的強(qiáng)度、塑性、韌性和良好的切削加工性能在室溫的稀硝酸以及弱有機(jī)酸中有一定的耐腐蝕性第21頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月22（2）鉻鎳鋼0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10這三種鋼均屬于奧氏體不銹鋼。但長(zhǎng)期在水及蒸汽中工作時(shí)，0Cr18Ni9有晶間腐蝕傾向，并且在氯化物溶液中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。具有較高的抗晶間腐蝕能力，可在-196℃～600℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。為超低碳不銹鋼，具有更好的耐蝕性。0Cr18Ni9在固溶態(tài)，具有良好的塑性、韌性、冷加工性，在氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中耐腐蝕性亦佳0Cr18Ni10Ti00Cr19Ni10第22頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月23（3）鉻鎳鉬鋼：耐應(yīng)力腐蝕、小孔腐蝕的性能良好，適用于制造介質(zhì)中含氯離子的設(shè)備。00Cr18Ni5Mo3Si2是奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼第23頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月24復(fù)合板基層：與介質(zhì)不接觸，主要起承載作用，通常為碳素鋼和低合金鋼。復(fù)層：與介質(zhì)直接接觸，要求與介質(zhì)有良好的相容性，通常為不銹鋼、鈦等耐腐蝕材料，其厚度一般為基層厚度的1/10~1/3。復(fù)合板應(yīng)用特點(diǎn)：①用復(fù)合板制造耐腐蝕壓力容器，可大量節(jié)省昂貴的耐腐蝕材料，從而降低壓力容器的制造成本。②復(fù)合板的焊接比一般鋼板復(fù)雜，焊接接頭往往是耐腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，因此壁厚較薄、直徑小的壓力容器最好不用復(fù)合板。第24頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月25

壓力容器零部件間焊接還需要焊條、焊絲、焊劑、電極和襯墊等焊接材料。一般應(yīng)根據(jù)待連接件的化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接性能，結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用條件綜合考慮選用焊接材料，必要時(shí)還應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。壓力容器用鋼的焊接材料可參閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。焊接材料：第25頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月262.1.2有色金屬和非金屬一、有色金屬使用狀態(tài)：在退火狀態(tài)下的強(qiáng)度比較穩(wěn)定，一般都在退火狀態(tài)下使用選用時(shí)應(yīng)注意選擇同類有色金屬中的合適牌號(hào)壓力容器常用有色金屬：銅及其合金鋁及其合金鎳及鎳合金鈦及鈦合金第26頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月27

在沒(méi)有氧存在的情況下，銅在許多非氧化性酸中都是比較耐腐蝕的。但銅最有價(jià)值的性能是在低溫下保持較高的塑性及沖擊韌性。1、銅及其合金特性：應(yīng)用：是制造深冷設(shè)備的良好材料。第27頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月282、鋁及其合金特性：◆鋁很輕（密度約為鋼的三分之一），耐濃硝酸、醋酸、碳酸、氫銨、尿素等，不耐堿；◆在低溫下具有良好的塑性和韌性；◆使用溫度范圍為-269~200℃；◆有良好的成型和焊接性能。應(yīng)用：可用來(lái)制作壓力較低的貯罐、塔、熱交換器，防止污染產(chǎn)品的設(shè)備及深冷設(shè)備第28頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月293、鎳及鎳合金特性：應(yīng)用：在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中比不銹鋼有更好的耐腐蝕性，比耐熱鋼有更好的抗高溫強(qiáng)度，最高使用溫度可達(dá)900℃。由于價(jià)格高，一般只用于制造特殊要求的壓力容器。第29頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月304、鈦及鈦合金特性：應(yīng)用：◆對(duì)中性、氧化性、弱還原性介質(zhì)耐腐蝕，如濕氯氣、氯化鈉和次氯酸鹽等氯化物溶液；◆具有密度?。?4510kg/m3）、強(qiáng)度高（相當(dāng)于20R）、低溫性能好、粘附力小等優(yōu)點(diǎn)；◆但單位質(zhì)量?jī)r(jià)格高，比一般鋼材高20倍左右；◆使用溫度僅限于350℃以內(nèi)。在介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)的設(shè)備中應(yīng)用，可獲得較好的綜合經(jīng)濟(jì)效果。第30頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月31二、非金屬材料用途：它既可以單獨(dú)用作結(jié)構(gòu)材料，也可用作金屬材料保護(hù)襯里或涂層,還可以用作設(shè)備的密封材料、保溫材料和耐火材料。壓力容器用非金屬材料要求：除要求有良好的耐腐蝕性外，還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，好的熱穩(wěn)定性，良好的加工制造性能。缺點(diǎn)：大多數(shù)材料耐熱性不高，對(duì)溫度波動(dòng)比較敏感，與金屬相比強(qiáng)度較低(除玻璃鋼外)。第31頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月32壓力容器常用非金屬材料：涂料工程塑料不透性石墨搪瓷陶瓷第32頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月331、涂料涂料是一種有機(jī)高分子膠體的混合物，將其均勻地涂在容器表面上能形成完整而堅(jiān)韌的薄膜，起耐腐蝕和保護(hù)作用。第33頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月34熱塑性塑料熱固性塑料在一定溫度下可以變軟，而不發(fā)生化學(xué)變化，冷卻后又變硬，再加熱又軟化；Eg.如聚氯乙烯、聚四氟乙烯、ABS等；可用作制造低壓容器的殼體、管道,也可用作密封元件、襯里等的材料。2、工程塑料第34頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月353、不透性石墨

具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可用于制造熱交換器。4、陶瓷

具有良好的耐腐蝕性能，且有一定的強(qiáng)度，被用來(lái)制造塔、貯槽、反應(yīng)器和管件。第35頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月365、搪瓷◆搪瓷設(shè)備是由含硅量高的瓷釉通過(guò)9000C左右的高溫鍛燒，使瓷釉密著于金屬胎表面而制成的。◆它具有優(yōu)良的耐蝕性，較好的耐磨性，廣泛用作耐腐蝕、不掛料的反應(yīng)罐、貯罐、塔和反應(yīng)器等。第36頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月37▲具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的壓力容器材料，已被用于制造天然氣鋼瓶、液化石油氣儲(chǔ)罐等產(chǎn)品。復(fù)合材料第37頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月38第二章壓力容器用材以及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其材料性能的影響2.2壓力容器制造工藝對(duì)鋼材性能的影響MATERIALSFORPRESSUREVESSELSANDINFLUENCESOFENVIRORMENTANDTIMEONPROPERTIESOFTHESEMATERIALS第38頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月39壓力容器制造冷、熱加工焊接組對(duì)熱處理（必要時(shí)）塑性變形焊接工藝熱處理研究冷或熱壓力加工造成的塑性變形、焊接工藝和熱處理對(duì)鋼材性能的影響第39頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月402.2壓力容器制造工藝對(duì)鋼材性能的影響2.2.1塑性變形2.2.2焊接2.2.3熱處理第40頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月412.2.1塑性變形材料在載荷下的變形彈性變形塑性變形或永久變形第41頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月42一、應(yīng)變硬化二、熱加工和冷加工★三、各向異性四、應(yīng)變時(shí)效材料在塑性變形中內(nèi)部性能的變化：第42頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月43一、應(yīng)變硬化見(jiàn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖從該曲線可以看到，從d卸載后，d′g表示消失了的彈性變形,而od′表示不再消失的塑性變形。卸載后，在短時(shí)間內(nèi)再次加載，則應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系按照dd′變化，到了d以后，按照def變化。到d以前材料都是彈性的，以后才出現(xiàn)塑性變形。相當(dāng)于形成了新的材料曲線。比較，可見(jiàn)在第2次加載時(shí)，其比例極限提高了，但塑性變形和延伸率卻有所減低。表明在常溫下把材料拉伸到塑性變形，然后卸載，當(dāng)再次加載時(shí)，將使材料的比例極限提高，而塑性減低。這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化。（加工硬化、冷做硬化）——材料力學(xué)應(yīng)變硬化經(jīng)退火，可消失。加工硬化可提高材料的抗變形能力，但塑性降低第43頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月44凡是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形二、冷加工和熱加工冷、熱加工的分界線—從金屬學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)區(qū)分，是金屬的再結(jié)晶溫度。熱加工或熱變形—特點(diǎn):熱變形時(shí)加工硬化和再結(jié)晶現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn)，但加工硬化被再結(jié)晶消除，變形后具有再結(jié)晶組織，因而無(wú)加工硬化現(xiàn)象。冷加工或冷變形—特點(diǎn):冷變形中無(wú)再結(jié)晶出現(xiàn)，因而有加工硬化現(xiàn)象。由于冷變形時(shí)有加工硬化現(xiàn)象，塑性降低，每次的冷變形程度不宜過(guò)大，否則，變形金屬將產(chǎn)生斷裂破壞。第44頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月45▲鋼板沖壓成各種封頭后，由于塑性變形，厚度會(huì)發(fā)生變化。例如，鋼板沖壓成半球形封頭后，底部變薄，邊緣增厚。在壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意這種厚度的變化。第45頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月46三、各向異性非金屬夾雜物熱加工纖維組織呈纖維狀金屬再結(jié)晶帶狀組織金屬材料力學(xué)性能產(chǎn)生方向性a、平行纖維組織方向的強(qiáng)度、塑性和韌性提高，b、垂直方向的塑性和韌性降低c、變形越大，性能差異越明顯因勢(shì)利導(dǎo)：纖維組織的穩(wěn)定性高，不能用熱處理方法加以消除。壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能使零件在工作時(shí)產(chǎn)生的最大正應(yīng)力與纖維方向重合，最大切應(yīng)力方向與纖維方向垂直。第二項(xiàng)合金第46頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月47四、應(yīng)變時(shí)效冷加工應(yīng)用舉例：筒節(jié)冷卷封頭冷旋壓應(yīng)變時(shí)效經(jīng)冷加工塑性變形的碳素鋼、低合金鋼，在室溫下停留較長(zhǎng)時(shí)間，或在較高溫度下停留一定時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象，稱為應(yīng)變時(shí)效。第47頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月48應(yīng)變時(shí)效危害降低應(yīng)變時(shí)效的措施發(fā)生應(yīng)變時(shí)效的鋼材，不但沖擊吸收功大幅度下降，而且韌脆轉(zhuǎn)變溫度大幅度上升，表現(xiàn)出常溫下的脆化。一般認(rèn)為，合金元素中，碳、氮增加鋼的應(yīng)變時(shí)效敏感性。減少碳、氮含量;加入鋁、鈦、釩等元素，使它們與碳、氮形成穩(wěn)定化合物，可顯著減弱鋼的應(yīng)變時(shí)效敏感性。第48頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月492.2.2焊接※焊接：是壓力容器制造過(guò)程的重要環(huán)節(jié)和質(zhì)量必須得到保證的環(huán)節(jié)。焊接方法：熔焊（壓力容器制造中應(yīng)用最廣）壓焊釬焊熔焊機(jī)理：形成牢固的原子間結(jié)合，使待連接件成為一體焊接接頭加熱至熔化融化的母材填充金屬熔池冷卻結(jié)晶后通過(guò)加熱或（和）加壓，使焊件達(dá)到原子或分子結(jié)合的一種加工方法。第49頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月50焊接技術(shù)：各種焊接方法、焊接工藝、焊接材料、焊接設(shè)備及其基礎(chǔ)理論的總稱。焊接接頭：用焊接方法連接的接頭。第50頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月51一、焊接接頭的組織和性能二、焊接應(yīng)力與變形三、減少焊接應(yīng)力和變形的措施四、焊接接頭常見(jiàn)缺陷五、焊接接頭檢查第51頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月52一、焊接接頭的組織和性能焊接接頭組成焊縫熔合區(qū)熱影響區(qū)1、焊縫

由熔池的液態(tài)金屬凝固結(jié)晶而成，通常由填充金屬和部分母材金屬組成。

因結(jié)晶是從熔池邊緣的半熔化區(qū)開(kāi)始的，低熔點(diǎn)的硫磷雜質(zhì)和氧化鐵等易偏析集中在焊縫中心區(qū)，影響焊縫的力學(xué)性能。第52頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月53第53頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月542、熔合區(qū)焊接接頭中，焊縫向熱影響區(qū)過(guò)渡的區(qū)域。組織：熔合區(qū)的加熱溫度在合金的固相和液相線之間，其化學(xué)成分和組織性能有很大的不均勻性塑性差、強(qiáng)度低、脆性大、易產(chǎn)生焊接裂紋，是焊接接頭中最薄弱的環(huán)節(jié)之一性能：第54頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月553、熱影響區(qū)是焊縫兩側(cè)母材因焊接熱作用（但未熔化）而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。組織及性能在熱影響區(qū)內(nèi)，各處離開(kāi)焊縫金屬距離不同，材料被加熱和冷卻速度也不同，從而形成了多種金相組織區(qū)，使其力學(xué)性能也不同。第55頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月56以低碳鋼為例加以說(shuō)明熱影響區(qū)的各個(gè)金相組織區(qū)：過(guò)熱區(qū)：對(duì)于焊接剛度大的結(jié)構(gòu)或含碳量高的易淬火正火區(qū)：焊接接頭中組織和性能最好的區(qū)域部分正火區(qū)：力學(xué)性能不均勻鋼，常在此區(qū)產(chǎn)生裂紋第56頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月57二、焊接應(yīng)力與變形焊接焊接件產(chǎn)生溫度梯度接頭組織和性能的不均勻焊接應(yīng)力和應(yīng)變分別是指焊接過(guò)程中焊件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力和變形。焊后殘留在焊件內(nèi)的焊接應(yīng)力焊接應(yīng)力和變形:焊接殘余應(yīng)力:第57頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月58局部區(qū)域應(yīng)力過(guò)高，使結(jié)構(gòu)承載能力下降，引起裂紋，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效焊接殘余應(yīng)力它是沒(méi)有外載荷作用時(shí)就存在的應(yīng)力焊接變形使焊件形狀和尺寸發(fā)生變化，需要進(jìn)行矯形。變形過(guò)大會(huì)因無(wú)法矯形而報(bào)廢。與外載荷產(chǎn)生的應(yīng)力疊加焊接殘余應(yīng)力的危害：焊接變形的危害:第58頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月59平板對(duì)接焊縫焊接殘余應(yīng)力分布見(jiàn)圖3-1所示。由于焊縫和近焊縫區(qū)的熱變形受到約束，會(huì)產(chǎn)生焊接殘余變形。如果在焊接過(guò)程中，焊件能較自由伸縮，則：焊后的變形較大而焊接應(yīng)力?。环粗?，變形小，焊接應(yīng)力大。此外，焊接前壓力容器成形不符合要求，例如筒體的不圓度，也會(huì)產(chǎn)生焊接裝配應(yīng)力，使局部區(qū)域應(yīng)力升高。第59頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月60三、減少焊接應(yīng)力和變形的措施如：＊盡量減少焊接接頭數(shù)量＊相鄰焊縫間應(yīng)保持足夠的間距＊盡可能避免交叉，避免出現(xiàn)十字焊縫＊焊縫不要布置在高應(yīng)力區(qū)＊焊前預(yù)熱等等＊當(dāng)焊接造成的殘余應(yīng)力會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行時(shí)，還需設(shè)法消除焊接殘余應(yīng)力。設(shè)計(jì)焊接工藝第60頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月61四、焊接接頭常見(jiàn)缺陷常見(jiàn)焊接缺陷第61頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月62a、裂紋形成：在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部區(qū)域的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的縫隙。特點(diǎn)：它具有尖銳的裂端和大的長(zhǎng)寬比。位置：裂紋多數(shù)發(fā)生在焊縫中，也有的產(chǎn)生在焊縫熱影響區(qū)。第62頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月63根據(jù)裂紋的形成條件、時(shí)間和溫度的不同，焊接裂紋一般可分為危害：熱裂紋冷裂紋再熱裂紋層狀撕裂應(yīng)力腐蝕裂紋裂紋是焊接接頭中最危險(xiǎn)的缺陷，壓力容器的破壞事故多數(shù)是由裂紋引起的。第63頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月64b、夾渣殘留在焊縫金屬中的熔渣稱為夾渣。危害：c、未焊透焊接接頭根部未完全熔透而留下空隙的現(xiàn)象稱為未焊透。它減少了焊縫的有效承載面積，在根部處產(chǎn)生應(yīng)力集中，容易引起裂紋，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。因夾渣的幾何形狀不規(guī)則，存在棱角或尖角，易造成應(yīng)力集中，它往往是裂紋的起源，過(guò)長(zhǎng)和密集的夾渣是不允許存在的。危害：第64頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月65d、未熔合對(duì)于厚截面結(jié)構(gòu)，熔焊時(shí)需要多道焊接。焊道與母材之間，或焊道與焊道之間，未能完全熔化結(jié)合的部分稱為未熔合。危害：e、焊瘤是焊接過(guò)程中，熔化金屬流到焊縫以外未熔化的母材上所形成的金屬堆積。危害：它類似于裂紋，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，是危險(xiǎn)缺陷。易造成應(yīng)力集中，并在下面伴隨著未熔合、未焊透等缺陷。第65頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月66f、氣孔氣孔是焊接過(guò)程中，熔池金屬中的氣體在金屬凝固時(shí)未來(lái)得及逸出，而在焊縫金屬中殘留下來(lái)所形成的孔穴。危害：它在一定程度上減少了焊縫的承載面積，但由于沒(méi)有尖銳的邊緣，危害性相對(duì)較小。g、咬邊沿著焊趾的母材部位產(chǎn)生的凹陷或構(gòu)槽，稱為咬邊。危害：它不僅會(huì)減少母材的承載面積，還會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，危害較為嚴(yán)重，較深時(shí)應(yīng)予消除。第66頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月67五、焊接接頭檢查破壞性檢查非破壞性檢查外觀檢查密封性檢驗(yàn)無(wú)損檢測(cè)直觀檢驗(yàn)量具檢驗(yàn)射線透照檢測(cè)超聲檢測(cè)表面檢測(cè)磁粉檢測(cè)滲透檢測(cè)渦流檢測(cè)測(cè)內(nèi)部缺陷測(cè)表面和近表面缺陷設(shè)計(jì)中要給出相應(yīng)的檢測(cè)方法（用水、氣、油等）第67頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月68注意:1.超聲檢測(cè):對(duì)裂紋型(面型)缺陷敏感;

射線檢測(cè):對(duì)氣孔型(體型)缺陷敏感。2.磁粉檢測(cè):適用于鐵磁性材料,不適用于非鐵磁性材料

(如不銹鋼);

渦流檢測(cè):適用于導(dǎo)電材料,不適用于非導(dǎo)電材料;

滲透檢測(cè):適用于金屬材料和致密性非金屬材料,

不適用于疏松的多孔性材料。第68頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月692.2.3熱處理改善綜合性能熱處理壓力容器制造中的熱處理焊后消除應(yīng)力熱處理固溶處理穩(wěn)定化處理第69頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月70一、焊后消除應(yīng)力熱處理目的：盡量消除因塑性變形加工、鍛造、焊接等引起的殘余應(yīng)力，改善焊接接頭的塑性和韌性，恢復(fù)因冷作和時(shí)效而劣化的力學(xué)性能。應(yīng)用：

當(dāng)鋼板很厚，介質(zhì)的毒性程度為極度或高度危害，或有應(yīng)力腐蝕傾向時(shí)，壓力容器應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。

由于有色金屬、不銹鋼的塑性好，用它們制造的壓力容器一般不進(jìn)行熱處理。對(duì)于壓力容器中經(jīng)常遇到的厚截面鋼板或鍛件，很難使整個(gè)截面上的性能盡可能均勻，此時(shí)應(yīng)精心設(shè)計(jì)熱處理工藝并嚴(yán)格執(zhí)行。第70頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月71二、改善綜合性能熱處理1、固溶處理

將合金加熱到一定溫度并保持足夠長(zhǎng)時(shí)間,使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中,然后在水中或空氣中快速冷卻,以抑制這些被溶物質(zhì)重新析出,從而得到在室溫下的過(guò)飽和固溶體的工藝，稱為固溶處理。目的：提高合金的韌性和抗腐蝕性。第71頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月72例如，含鈦或鈮的奧氏體不銹鋼在850～900℃溫度范圍內(nèi)加熱適當(dāng)時(shí)間，使鈦或鈮以碳化物的形式析出，從而達(dá)到穩(wěn)定組織的目的，提高抗晶間腐蝕的能力。2、穩(wěn)定化處理：目的：穩(wěn)定組織，防止構(gòu)件形狀和尺寸發(fā)生時(shí)效性變化。第72頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月73第三節(jié)環(huán)境對(duì)壓力容器用鋼性能的影響第二章壓力容器用材以及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其材料性能的影響MATERIALSFORPRESSUREVESSELSANDINFLUENCESOFENVIRORMENTANDTIMEONPROPERTIESOFTHESEMATERIALS第73頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月742.3環(huán)境對(duì)壓力容器用鋼性能的影響2.3.1溫度2.3.2介質(zhì)2.3.3加載速率第74頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月752.3.1溫度不同用途的壓力容器所在的工作溫度不同。鋼材在低溫中溫高溫下，性能不同高溫下，鋼材性能往往與作用時(shí)間有關(guān)介紹幾種情況的影響一、短期靜載下溫度對(duì)鋼材力學(xué)性能的影響二、高溫、長(zhǎng)期靜載下鋼材力學(xué)性能三、高溫下材料性能的劣化第75頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月76一、短期靜載下溫度對(duì)鋼材力學(xué)性能的影響1、高溫下圖3-3溫度對(duì)低碳鋼力學(xué)性能的影響在溫度較高時(shí)，僅僅根據(jù)常溫下材料抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)來(lái)決定許用應(yīng)力是不夠的，一般還應(yīng)考慮設(shè)計(jì)溫度下材料的屈服點(diǎn)。第76頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月772、低溫下

隨著溫度降低，碳素鋼和低合金鋼的強(qiáng)度提高，而韌性降低。當(dāng)溫度低于20℃時(shí)，鋼材可采用20℃時(shí)的許用應(yīng)力。

韌脆性轉(zhuǎn)變溫度——（或脆性轉(zhuǎn)變溫度）當(dāng)溫度低于某一界限時(shí)，鋼的沖擊吸收功大幅度地下降，從韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。這一溫度常被稱為韌脆性轉(zhuǎn)變溫度或脆性轉(zhuǎn)變溫度。第77頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月78圖3-4低碳鋼沖擊吸收功和溫度的關(guān)系曲線注意:韌脆性轉(zhuǎn)變溫度不是在一個(gè)特定的溫度，而是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)。第78頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月79低溫變脆的金屬：具有體心立方晶格的金屬如碳素鋼和低合金鋼低溫仍有很高韌性的金屬：面心立方晶格材料如銅、鋁和奧氏體不銹鋼，沖擊吸收功隨溫度的變化很小，在很低的溫度下仍具有高的韌性。注意:并不是所有金屬都會(huì)低溫變脆。第79頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月80第80頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月81二、高溫、長(zhǎng)期靜載下鋼材性能蠕變現(xiàn)象：在高溫和恒定載荷的作用下，金屬材料會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間而發(fā)展的塑性變形，這種現(xiàn)象被稱為蠕變現(xiàn)象。碳素鋼>420℃>400-500oC合金鋼一定的應(yīng)力作用發(fā)生蠕變?nèi)渥兊慕Y(jié)果是使壓力容器材料產(chǎn)生蠕變脆化、應(yīng)力松弛、蠕變變形和蠕變斷裂。因此,高溫壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施防止蠕變破壞發(fā)生。蠕變的危害第81頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月821、蠕變曲線蠕變曲線三階段減速蠕變恒速蠕變加速蠕變圖3-5蠕變應(yīng)變與時(shí)間的關(guān)系一定溫度和一定應(yīng)力條件下第82頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月83cd為蠕變的第三階段ab為蠕變的第一階段即蠕變的不穩(wěn)定階段，蠕變速率隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸降低，因此也稱為蠕變的減速階段.bc為蠕變的第二階段在此階段，材料以接近恒定蠕變速率進(jìn)行變形，故也稱為蠕變的恒速階段.在這階段里蠕變速度不斷增加，直至斷裂。oa線段——試樣加載后的瞬時(shí)應(yīng)變。a點(diǎn)以后的線段——從a點(diǎn)開(kāi)始隨時(shí)間增長(zhǎng)而產(chǎn)生的應(yīng)變才屬于蠕變。蠕變曲線上任一點(diǎn)的斜率表示該點(diǎn)的蠕變速率。第83頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月84注意:對(duì)于同一材料，改變溫度或改變應(yīng)力，蠕變曲線都會(huì)不同▲當(dāng)應(yīng)力較小或溫度很低時(shí)，第二階段的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，甚至無(wú)第三階段；▲相反，當(dāng)應(yīng)力較大或溫度較高時(shí)，第二階段持續(xù)時(shí)間短，甚至完全消失。第84頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月852、蠕變極限與持久強(qiáng)度a、蠕變極限——是高溫長(zhǎng)期載荷作用下，材料對(duì)變形的抗力。蠕變極限表示法★在給定溫度下，使試樣產(chǎn)生規(guī)定的第二階段蠕變速率的應(yīng)力值★在給定溫度和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，使試樣產(chǎn)生一定量的蠕變總伸長(zhǎng)率的應(yīng)力值（常用）b、持久強(qiáng)度——在給定的溫度下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后發(fā)生斷裂時(shí)構(gòu)件所能承受的最大應(yīng)力。蠕變極限適用于:在高溫運(yùn)行中要嚴(yán)格控制變形的零件的設(shè)計(jì)，如渦輪葉片。持久強(qiáng)度適用于:只要求機(jī)件在使用期內(nèi)不發(fā)生斷裂。第85頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月86

考慮蠕變極限和持久強(qiáng)度的場(chǎng)合：高溫壓力容器設(shè)計(jì)中，不僅要防止過(guò)大的變形，而且要確保在規(guī)定條件下不會(huì)蠕變斷裂，往往同時(shí)用蠕變極限和持久強(qiáng)度來(lái)確定許用應(yīng)力。（蠕變極限常用第二種表示法，且一般規(guī)定時(shí)間為105h，總伸長(zhǎng)率為1%；確定持久強(qiáng)度的時(shí)間為105h。）◎在高應(yīng)力、較低的溫度時(shí)，斷裂后伸長(zhǎng)率較高，斷口呈韌性形態(tài)；◎而在應(yīng)力低、溫度高時(shí)，斷裂前塑性變形小，斷裂呈脆性，斷后伸長(zhǎng)率較低，縮頸很小，

在晶體內(nèi)部常發(fā)現(xiàn)大量的細(xì)小裂紋。溫度和應(yīng)力對(duì)蠕變斷裂形式有顯著的影響第86頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月87松弛在常溫下工作的零件，在發(fā)生彈性變形后，如果變形總量保持不變，則零件內(nèi)的應(yīng)力將保持不變。但在高溫和應(yīng)力作用下，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，如果變形總量保持不變，因蠕變而逐漸增加的塑性變形將逐步代替原來(lái)的彈性變形，從而使零件內(nèi)的應(yīng)力逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為松馳。如高溫壓力容器中的連接螺栓，可能因松弛而引起容器泄漏。松弛穩(wěn)定性材料抵抗應(yīng)力松弛的能力。松弛穩(wěn)定性決定于材料的成分、組織等內(nèi)部因素。第87頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月883、影響蠕變性能的主要因素a、內(nèi)在因素:化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸b、外部因素：溫度、應(yīng)力◎在高應(yīng)力、較低的溫度時(shí)，斷裂后伸長(zhǎng)率較高，斷口呈韌性形態(tài)；◎而在應(yīng)力低、溫度高時(shí)，斷裂前塑性變形小，斷裂呈脆性，斷后伸長(zhǎng)率較低，縮頸很小，

在晶體內(nèi)部常發(fā)現(xiàn)大量的細(xì)小裂紋。第88頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月89三、高溫下材料性能的劣化在高溫下長(zhǎng)期工作的鋼材性能的劣化主要有：蠕變脆化（前面已經(jīng)講了）珠光體球化石墨化回火脆化氫腐蝕和氫脆第89頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月90a、珠光體球化危害：使材料的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性、蠕變極限和持久極限下降例如：中度球化會(huì)使碳素鋼常溫強(qiáng)度下降下降10%～15%；嚴(yán)重球化時(shí)下降20%～30%補(bǔ)救：己發(fā)生球化的鋼材可采用熱處理的方法使之恢復(fù)原來(lái)的組織。第90頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月91b、石墨化危害：使金屬發(fā)生脆化，強(qiáng)度和塑性降低，沖擊值降低得更多。

產(chǎn)生環(huán)境：石墨化現(xiàn)象只出現(xiàn)在一定的高溫范圍。對(duì)碳素鋼和碳錳鋼，當(dāng)在溫度425oC以上長(zhǎng)期工作時(shí)都有可能發(fā)生石墨化。溫度升高，使石墨化加劇，但溫度過(guò)高，非但不出現(xiàn)石墨化現(xiàn)象，反而使己生成的石墨與鐵化合成滲碳體。預(yù)防：要阻止石墨化現(xiàn)象，可在鋼中加入與碳結(jié)合能力強(qiáng)的合金元素，如鉻、鈦、釩等，但硅、鋁、鎳等卻起促進(jìn)石墨化的作用。第91頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月92c、回火脆化高溫臨氫設(shè)備常使用的2.25Cr-1Mo等鉻鉬鋼，長(zhǎng)期在300-600oC下使用，或者從此溫度范圍緩慢冷卻，脆性轉(zhuǎn)變溫度會(huì)升高，韌性降低，這種現(xiàn)象稱為回火脆化。研究表明：影響2.25Cr-1Mo鋼回火脆化的主要因素為化學(xué)成分和熱處理?xiàng)l件。P、Sb、Sn和As等雜質(zhì)元素越多，奧氏體化溫度越高，2.25Cr-1Mo鋼對(duì)回火脆化越敏感。第92頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月93d、氫腐蝕和氫脆氫能引起材料多種類型的性質(zhì)劣化，但加氫反應(yīng)器等壓力容器中常見(jiàn)的是氫腐蝕和氫脆。第93頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月94d-1.氫腐蝕是指高溫高壓下氫與鋼中的碳形成甲烷的化學(xué)反應(yīng)，又稱為氫蝕。氫腐蝕有兩種形式：◆一是和鋼表面的碳化合生成甲烷，引起鋼表面脫碳，使力學(xué)性能惡化；◆二是滲透到鋼內(nèi)部，與滲碳體反應(yīng)生成甲烷。裂紋第94頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月95●一般情況下，碳素鋼在200℃以上的高壓氫環(huán)境中才會(huì)發(fā)生氫腐蝕。鋼中加入鉻、釩、鈦、鎢等能形成穩(wěn)定碳化物的元素含量，可提高鋼抗氫腐蝕的能力。奧氏體不銹鋼可以很好地抵抗氫腐蝕?！衲壳?，一般按照Neson曲線選用抗氫用鋼。根據(jù)該曲線，碳素鋼在氫分壓小于3.45MPa時(shí)，允許的使用溫度約為250℃;1.25Cr-0.5Mo鋼在氫分壓小于6.9MPa時(shí)的允許使用溫度大約為520℃。影響氫腐蝕的因素主要有：溫度、氫分壓、時(shí)間、合金成分、應(yīng)力等第95頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月96在高溫、高氫分壓環(huán)境下工作的壓力容器，在停車(chē)時(shí)，應(yīng)先降壓，保溫消氫（200℃以上）后，再降至常溫。切不可先降溫后降壓。d-2.氫脆指鋼因吸收氫而導(dǎo)致韌性下降的現(xiàn)象。內(nèi)部氫:指鋼在冶煉、焊接、酸洗等過(guò)程中吸收的氫；外部氫:指鋼在氫環(huán)境中使用時(shí)所吸收的氫。氫的來(lái)源第96頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月97◆鋼材長(zhǎng)時(shí)間在高溫下，還會(huì)發(fā)生合金元素在固溶體和碳化物相之間的重新分配，那些對(duì)固溶體起強(qiáng)化作用的合金元素，如鉻、鉬、錳等，都會(huì)不斷脫溶，從而使材料高溫強(qiáng)度下降。◆除低溫、高溫外，中子輻照也會(huì)引起材料輻照脆化?！粼谠O(shè)計(jì)階段，預(yù)測(cè)材料性能是否會(huì)在使用中劣化，并采取有效的防范措施，對(duì)提高壓力容器的安全性具有重要意義。除以上4種劣化外，還要注意：第97頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月982.3.2介質(zhì)一、腐蝕概述a.按腐蝕的機(jī)理來(lái)分電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕b.按金屬腐蝕的形式來(lái)分全面腐蝕局部腐蝕晶間腐蝕小孔腐蝕縫隙腐蝕應(yīng)力腐蝕1、金屬腐蝕2、金屬腐蝕分類金屬在外部介質(zhì)的作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解而產(chǎn)生的破壞。第98頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月99注意:不銹鋼防止晶間腐蝕的措施

a.在1010～1120℃熱處理,隨即快速冷卻通過(guò)敏化范圍。

b.采用超低碳不銹鋼。

c.奧氏體不銹鋼中加入鈮、鈦使之穩(wěn)定。第99頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月100二、應(yīng)力腐蝕1、應(yīng)力腐蝕的特征三個(gè)階段孕育階段—是逐步形成應(yīng)力腐蝕裂紋時(shí)期；裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展階段—在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下，裂紋緩慢擴(kuò)展；裂紋失穩(wěn)階段——最終發(fā)生的突然斷裂。斷裂前往往沒(méi)有明顯塑性變形，是突發(fā)性的，因而很難預(yù)防，是一種危險(xiǎn)性很大的破壞形式。注意:值得注意的是第三階段不一定總會(huì)發(fā)生，因?yàn)樵诘诙A段形成的裂紋有可能使壓力容器泄漏，導(dǎo)致壓力（應(yīng)力）下降，而不出現(xiàn)第三階段，即發(fā)生未爆先漏（LeakBeforeBreak）。金屬材料在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下引起的斷裂第100頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月101應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的特征：a．拉伸應(yīng)力b．特定合金和介質(zhì)的組合c．一般為延遲脆性斷裂第101頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1022、常見(jiàn)的應(yīng)力腐蝕a.堿溶液b.濕硫化氫c.液氨d.氯化物溶液第102頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1033、應(yīng)力腐蝕的預(yù)防措施

一般從選材、設(shè)計(jì)、改善介質(zhì)條件和防護(hù)等幾個(gè)方面采取措施，預(yù)防應(yīng)力腐蝕引起的壓力容器失效。a.合理選擇材料b.減少或消除殘余拉應(yīng)力c.改善介質(zhì)條件d.涂層保護(hù)e.合理設(shè)計(jì)第103頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1042.3.3加載速率加載速率的表示——應(yīng)力速率（Pa/s）或應(yīng)變速率（1/s）

通常，應(yīng)變速率在10–4～10-1s-1范圍內(nèi)，金屬材料的力學(xué)性能沒(méi)有明顯變化。

當(dāng)應(yīng)變速率在10-1s-1以上時(shí)，它對(duì)鋼材力學(xué)性能有顯著的影響：

加載速率較高時(shí)，材料沒(méi)有充分的時(shí)間產(chǎn)生正常的滑移變形，從而使材料繼續(xù)處于一種彈性狀態(tài)，使屈服點(diǎn)隨應(yīng)變速率的增大而增大，但一般塑性材料的塑性及韌性下降，即脆性斷裂的傾向增加。如果材料中有缺口或裂紋等缺陷，還會(huì)加速這種脆性斷裂的發(fā)生。第104頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月105

加載速率對(duì)鋼的韌性影響還與鋼的強(qiáng)度水平有關(guān)。

通常，在一定的加載速率范圍內(nèi)，隨著鋼材強(qiáng)度水平的提高，韌性的降低減弱。即：在一定的加載速率范圍內(nèi)，加載速率的大小對(duì)某些高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的韌性影響是很小的，但對(duì)中、低強(qiáng)度鋼的韌性影響則很明顯。第105頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月106第四節(jié)壓力容器材料選擇MATERIALSFORPRESSUREVESSELSANDINFLUENCESOFENVIRORMENTANDTIMEONPROPERTIESOFTHESEMATERIALS第二章壓力容器用材以及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其材料性能的影響第106頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1072.4壓力容器材料選擇2.4.1壓力容器用鋼的基本要求2.4.2壓力容器鋼材的選擇2.4.3設(shè)計(jì)人員選材時(shí)注意事項(xiàng)第107頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月108壓力容器材料多種多樣：鋼——用的最多有色金屬非金屬?gòu)?fù)合材料等第108頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1092.4.1壓力容器用鋼的基本要求本節(jié)對(duì)壓力容器用鋼的基本要求作進(jìn)一步分析。壓力容器用鋼的基本要求：較高的強(qiáng)度良好的塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性改善鋼材性能的途徑：化學(xué)成分的設(shè)計(jì)組織結(jié)構(gòu)的改變零件表面改性第109頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月110一、化學(xué)成分鋼材化學(xué)成分對(duì)其性能和熱處理有較大的影響。1、碳?jí)毫θ萜饔娩摰暮剂恳话悴粦?yīng)大于0.25%。碳含量強(qiáng)度增加可焊性焊接時(shí)易在熱影響區(qū)出現(xiàn)裂紋在鋼中加入釩、鈦、鈮等元素，可提高鋼的強(qiáng)度和韌性。2、釩、鈦、鈮等第110頁(yè)，課件共120頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1113、S、P是鋼中最主要的有害元素硫——能促進(jìn)非