附錄L脆斷技術(shù)模式樣本

附錄L-脆斷技術(shù)模式(未經(jīng)校對，僅供參照)范疇本規(guī)范給出了化工過程設(shè)備脆斷失效影響因素分析。重要講述了低溫/低韌性斷裂、回火脆化、8850F脆斷和σ相脆斷等破壞機(jī)理。評價(jià)了金屬材料發(fā)生脆斷敏感性。在評價(jià)材料脆斷敏感性時(shí)，也采用了專家建議。技術(shù)模式篩選沒有篩選問題跳過此技術(shù)模式，篩選問題涉及在此模式脆性斷裂機(jī)理中。基本數(shù)據(jù)表L-1列出了判斷金屬材料發(fā)生脆斷技術(shù)分析所必要基本數(shù)據(jù)。在表L-2中列出了某些分析脆斷機(jī)理所需附加篩選問題。對某一脆斷機(jī)理詳細(xì)數(shù)據(jù)列在每一機(jī)理開始某些基本數(shù)據(jù)表中。表L-1分析脆斷所需基本數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)用途厚度，英寸從ASME原則厚度尺寸中選用，用于查找所需沖擊實(shí)驗(yàn)溫度。操作壓力，psig用于擬定許用應(yīng)力操作溫度，℉用于擬定發(fā)生各種脆斷敏感性材料規(guī)范和級別用于查找設(shè)備或管線基本性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等），如果已知，可用材料擬定值。否則，采用保守默認(rèn)值。焊后熱解決（Y/N）用于擬定設(shè)備殘存應(yīng)力表L-2脆斷機(jī)理篩選問題篩選性問題環(huán)節(jié)低溫/低韌性脆斷材料是碳鋼或低合金鋼嗎？查看表-6。你懂得MDMT嗎？操作溫度在正常或波動狀態(tài)下低于金屬最低設(shè)計(jì)溫度（MDMT）嗎？如果是，到問題B。如果不知，到L.8；如果知，到問題C回火脆化材料是11/4Cr-1/2Mo，21/4Cr-1/2Mo或3Cr-1Mo鋼嗎？操作溫度在650℉～1050℉之間嗎？如果都是，轉(zhuǎn)到L.９885℉脆斷材料是高鉻（＞12%）鐵素體鋼嗎？操作溫度在700℉～1050℉之間嗎？如果都是，轉(zhuǎn)到L.10σ相脆化材料是奧氏體不銹鋼嗎？操作溫度在1100℉～1700℉之間嗎？如果都是，轉(zhuǎn)到L.11基本假設(shè)脆斷必要是在材料尺寸缺陷、足夠應(yīng)力和材料脆斷敏感性等條件共同存在時(shí)才會發(fā)生。材料脆斷敏感性在工作環(huán)境下會發(fā)生變化。詳細(xì)每一種脆斷也許性在相應(yīng)狀況下進(jìn)行了恰當(dāng)修正技術(shù)模式子因數(shù)。擬定技術(shù)模式子因數(shù)（TMSF）每一種脆斷機(jī)理都需擬定技術(shù)模式子因數(shù)。下面就依照所需圖表分別加以討論。脆斷機(jī)理篩選表L-2中列出各類篩選問題可用于選取各種脆斷機(jī)理。擬定各種也許脆斷機(jī)理敏感性每一脆斷機(jī)理都討論了設(shè)備也許發(fā)生這種類型破壞敏感度。低溫/低韌性斷裂L.8.1概述L.8.1.1低溫/低韌性斷裂是構(gòu)造部件一種突然失效形式，重要來源于裂紋或缺陷。這種斷裂是非正常性，由于材料設(shè)計(jì)應(yīng)力普通遠(yuǎn)低于發(fā)生脆斷所需應(yīng)力。然而，某些舊厚壁設(shè)備、操作波動時(shí)承受低溫設(shè)備，或者是某些通過改造過設(shè)備在不同限度上具備這種脆斷形式敏感性。L.8.1.2鋼低溫/低韌性斷裂影響因素：載荷。斷裂在低負(fù)荷下發(fā)生也許性較低。材料尺寸規(guī)格。有些材料在制造時(shí)具備良好斷裂性能或韌性。但在使用前，這些材料必要通過沖擊實(shí)驗(yàn)才干證明其“有效”。這種實(shí)驗(yàn)是通過沖擊凹形試樣，使之?dāng)嗔阉枘芰繙y量而得。溫度。許多材料（特別是鐵素體不銹鋼）在低于某一溫度時(shí)，其韌性會發(fā)生變化。這一溫度稱為材料脆性轉(zhuǎn)變溫度。300℉以上脆斷普通不會發(fā)生。殘存應(yīng)力和焊后熱解決影響。厚度。L.8.1.3鋼材低溫/低韌性斷裂預(yù)測目是擬定設(shè)備脆斷失效也許性級別。這些預(yù)測涉及厚度、材質(zhì)類型、焊后熱解決和溫度等影響因素。L.8.2基本數(shù)據(jù)表L-3列出數(shù)據(jù)，可用于預(yù)測碳鋼或低合金鋼低溫/低韌性脆斷敏感度。若擬定化工過程數(shù)據(jù)不明確，則需聯(lián)系有經(jīng)驗(yàn)工藝工程師，以獲得更精確預(yù)測。表L-3分析低溫/低韌性脆斷所需基本數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)用途消除內(nèi)應(yīng)力解決（Y/N）查找所需沖擊實(shí)驗(yàn)溫度沖擊實(shí)驗(yàn)溫度，℉與否需要做沖擊實(shí)驗(yàn)。如果左邊為空，則假定不做沖擊實(shí)驗(yàn)波動操作后臺控制（Y/N）與否控制或懂得要制止這種狀況發(fā)生：在低溫下工作應(yīng)力在設(shè)計(jì)應(yīng)力點(diǎn)上或設(shè)計(jì)應(yīng)力附近在正?；虿▌訔l件下最低操作溫度℉由使用者擬定。如果設(shè)備中介質(zhì)為液體，這一溫度可取為此液體在大氣壓沸點(diǎn)。圖L-1免除沖擊實(shí)驗(yàn)曲線L.8.3擬定鋼材低溫/低韌性斷裂技術(shù)模式子參數(shù)圖L-2列出了擬定鋼材低溫/低韌性斷裂子因素過程：第一步：擬定設(shè)備后續(xù)加工工藝或工藝過程使用環(huán)境，與否存在低于某一溫度下，設(shè)備不能承受滿負(fù)荷狀況。如果存在這一現(xiàn)象，使用這一溫度作為Tmin，轉(zhuǎn)到第三步。第二步：擬定設(shè)備所能承受最低溫度Tmin，在下列各項(xiàng)中選取最低溫度：最低設(shè)計(jì)溫度。工藝工程師預(yù)測最低溫度，涉及停運(yùn)時(shí)。容器或管道與否布滿壓力液體，液體在大氣壓下沸點(diǎn)。如氨液沸點(diǎn)為-28℉，丙烷沸點(diǎn)為-40℉。第三步：擬定金屬厚度。依照ASTMUCS66選取適適當(dāng)厚度。第四步：擬定Tref，各種級別材料Tref，可以是沖擊實(shí)驗(yàn)溫度，也可是材料證明書上免做沖擊實(shí)驗(yàn)溫度。運(yùn)用表L-6可查得各種材料免做沖擊實(shí)驗(yàn)溫度曲線。如果材料是原則化材料，則可采用原則化材料免沖擊實(shí)驗(yàn)溫度曲線。由圖L-1依照鋼板厚度和曲線擬定材料免沖擊實(shí)驗(yàn)溫度。同樣，也可使用MDMT（金屬最低設(shè)計(jì)溫度）。圖L-2擬定鋼材低溫/低韌性斷裂因子技術(shù)模式表L-6碳鋼和低合金鋼免沖擊溫度曲線規(guī)格默認(rèn)曲線正火曲線SA36ABSA-283AllGradesABSA-285AllGradesBCSA-299ABSA-414GrABCSA-414GrB,C,D,E,F,GABSA-442Gr55&60BDSA-455ABSA-515Gr55BCSA-515Gr60BCSA-515Gr65ABSA-515Gr70ABSA-516Gr55CDSA-516Gr60CDSA-516Gr65BCSA-516Gr70BCSA-537AllGradesDDSA-562ABSA-612BDSA-620Gr1ABSA-620Gr2ABSA-662GrACDSA-662GrBBDSA-662GrCADSA-737GrB&CABSA-738GrA&BABSA-812Gr65&80ABSA-202GrA&BAASA-203AllGradesDDSA-204AllGradesAASA-225GrCAASA-302GrAAASA-302GrBAASA-302GrCCCSA-302GrDDDSA-387Gr2Cl.1AASA-387Gr2Cl.2AASA-387Gr12Cl.1AASA-387Gr12Cl.2AASA-387Gr11Cl.1AASA-387Gr11Cl.2AASA-387Gr22Cl.1ACSA-387Gr22Cl.2ACSA-387Gr21Cl.1ACSA-387Gr21Cl.2ACSA-387Gr5Cl.1AASA-387Gr5Cl.2AASA-387Gr91Cl.2AASA-533GrA.Cl.1AASA-533GrB.Cl.1BBSA-533GrC.Cl.1CCSA-542GrC.Cl.4aAASA-832AASA-53pipeGrA&BAASA-106pipeAllGradesAASA-179tubeAASA-192tubeAASA-210tubeGrA-1&CAASA-333pipeGr1&6AASA-334tubeGr1&6AASA-524pipeGrⅠ&ⅡDDSA-556tubeAllGradesAASA-135pipeGrA&BAASA-178tubeGrA&CAASA-214tubeAASA-226tubeAASA-557tubeAllGradesAASA-587tubeAAUnknownAB第五步，擬定設(shè)備焊縫與否通過焊后熱解決。如果沒有，用表L-4數(shù)據(jù)；若通過焊后熱解決，用表L-5數(shù)據(jù)。表L-4未通過焊后熱解決技術(shù)模式子因數(shù)未通過焊后熱解決厚度，英寸0.250.51.01.52.02.53.03.54.0T-Tref1000.00.00.00.00.000.91.11.2800.00.00.00.81.12246600.00.01.0249193660400.00.7292969133224338200.11.310491432965007411,00800.93391754247591,1421,5451,950-201.271094058501,3661,8972,4152,903-402162206971,3171,9692,5963,1763,703-602303509881,7402,4793,1603,7694,310-803464741,2392,0802,8733,5814,2034,746-1004615791,4362,3363,1603,8834,5095,000表L-5通過焊后熱解決技術(shù)模式子因數(shù)通過焊后熱解決厚度，英寸0.250.51.01.52.02.53.03.54.0T-Tref1000.00.00.00.00.00.00.00.00.0800.00.00.00.00.00.00.00.00.2600.00.00.00.00.00.50.91.11.3400.00.00.00.51.11.3234200.00.00.61.2247132300.00.01.12614295388-200.00.425174183144224-400.00.93123890171281416-600.01.152268153277436623-800.01.2734102219382582810-1000.01.3946133277472704962第六步：隨著服役周期調(diào)節(jié)。依照APIRP579第二節(jié)第三點(diǎn)，如果設(shè)備在最低溫度下使用近年，且設(shè)備并不運(yùn)營在疲勞曲線或SCC曲線范疇內(nèi)，則金屬發(fā)生脆斷危險(xiǎn)性可隨之減低。這是在近年成功工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)基本上得出。將技術(shù)模式子因數(shù)分為100個(gè)級別。L.8.4檢測有效性L.8.4.1低溫/低韌性斷裂可通過采用恰當(dāng)設(shè)計(jì)和操作條件予以防止。低溫/低韌性斷裂一旦發(fā)生，它總是從金屬存在缺陷作為裂紋源開始。裂紋從一點(diǎn)迅速擴(kuò)大，最后導(dǎo)致嚴(yán)重泄漏，甚至完全斷裂或設(shè)備解體。理論上說，通過檢測，發(fā)現(xiàn)和消除金屬存在裂紋將有助于減少這一類失效事故發(fā)生。但是，金屬缺陷有非常小，有并不暴露在金屬表面，無法發(fā)現(xiàn)。因而，普通以為對此類金屬缺陷檢測并不是防止脆斷發(fā)生一種有效辦法。L.8.4.2如果設(shè)備檔案記錄不能指出其與否原則化材料，則金相檢查辦法有助于解決這一問題。在某些狀況下，這種辦法不需用采樣實(shí)驗(yàn)就可擬定金屬韌性，這將有助于提高低溫/低韌性斷裂預(yù)測精確性。L.8.4.3由L.8.4.1和L.8.4.2可知，檢測并不總是“可靠”。然而，金相實(shí)驗(yàn)辦法作為一種有益補(bǔ)充，可提高檢測可靠性，并變化低溫/低韌性斷裂子因數(shù)?；鼗鸫嗷疞.9.1概述L.9.1.1許多金屬長期在650℉和1070℉溫度范疇內(nèi)使用時(shí)，會浮現(xiàn)韌性減少現(xiàn)象，這一規(guī)律稱為回火脆化。在煉油和化工工業(yè)中，特別是Cr-Mo鋼容易發(fā)生這種破壞形式。金屬材料斷裂韌性下降狀況普通發(fā)生在設(shè)備開汽和停汽較低溫度時(shí)。工業(yè)實(shí)踐證明，當(dāng)容器溫度低于其鋼材某一最低溫度時(shí)，若操作壓力低于其設(shè)計(jì)壓力四分之一，就可有效防止此類事故發(fā)生。典型工業(yè)實(shí)踐證明，對于舊合金鋼種，這一最低溫度為300～350℉。而對于新鋼種來說，這一溫度要更低某些。L.9.1.2回火脆化是由于鋼材中夾雜物與合金元素在晶界析出引起。鋼材中磷和錫含量對這種失效形式影響很大。當(dāng)錳和硅這兩種重要合金元素在鋼中同步存在時(shí)，狀況變得更為嚴(yán)重。普通，人們通過同步考慮這幾種元素影響而建立了“J”系數(shù)來表述鋼材回火脆化敏感性?！癑”系數(shù)由下式求得：J=（Si+Mn）（P+Sn）104。實(shí)驗(yàn)和長期研究都證明了“J”系數(shù)和回火脆化敏感性之間辨證關(guān)系。L.9.1.3回火脆化一種重要特點(diǎn)是焊縫及熱影響區(qū)金屬脆化敏感性比母材金屬高得多。某些研究表白，21/4Cr-1/2Mo和3Cr-1Mo回火脆化敏感性特別高，11/4Cr-1/2Mo鋼回火脆化敏感性仍存在爭議，但在本模式中，仍將其涉及在敏感性范疇之內(nèi)。L.9.2回火脆化篩選擬定材料與否會遭受回火脆化篩選問題列在表L-7中。表L-7回火脆化篩選問題篩選性問題環(huán)節(jié)1.材料是11/4Cr-1/2Mo，21/4Cr-1/2Mo或3Cr-1Mo鋼嗎？如果都是，轉(zhuǎn)到L.10.４2.操作溫度在650℉～1050℉之間嗎？L.9.3基本數(shù)據(jù)表L-8中所列數(shù)據(jù)用于預(yù)測碳鋼和低合金鋼回火脆化敏感性。如果擬定工藝過程數(shù)據(jù)不明確，則需聯(lián)系有經(jīng)驗(yàn)工藝工程師，以獲得更精確預(yù)測。表L－８分析回火脆化所需基本數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)用途消除內(nèi)應(yīng)力解決（Y/N）查找所需沖擊實(shí)驗(yàn)溫度沖擊實(shí)驗(yàn)溫度，℉與否需要做沖擊實(shí)驗(yàn)。如果左邊為空，則假定不做沖擊實(shí)驗(yàn)波動操作后臺控制（Y/N）與否控制或懂得要制止這種狀況發(fā)生：在低溫下工作應(yīng)力在設(shè)計(jì)應(yīng)力點(diǎn)上或設(shè)計(jì)應(yīng)力附近在正常，開汽/停汽或波動條件下最低操作溫度℉由使用者擬定。如果設(shè)備中介質(zhì)為液體，這一溫度可取為此液體在大氣中沸點(diǎn)。服役時(shí)間，年設(shè)備在此溫度范疇內(nèi)服役時(shí)間ΔFATT（脆性浮現(xiàn)和轉(zhuǎn)變溫度），℉鋼材化學(xué)構(gòu)成（可選）擬定Si、Mn、P、Sn等對回火脆化敏感性有影響元素百分含量。如果不能擬定，材料篩選（Y/N）設(shè)備選用材料與否通過對回火脆化敏感性“篩選”：特定鋼材構(gòu)成，通過‘分布冷卻脆斷’（SCE）實(shí)驗(yàn)特定轉(zhuǎn)變溫度。SCE給定δ溫度，℉由SCE實(shí)驗(yàn)得出δ溫度L.9.4基本假設(shè)表L-9列出了某些對回火脆化敏感金屬材料。表L-9材料回火脆化敏感性規(guī)格默認(rèn)曲線正火曲線SA-387Gr11Cl.1AASA-387Gr11Cl.2AASA-387Gr22Cl.1ACSA-387Gr22Cl.2ACSA-387Gr21Cl.1ACSA-387Gr21Cl.2ACNotListedAAL.9.5擬定回火脆化技術(shù)模式子因數(shù)圖L-3闡明了擬定鋼材回火脆化技術(shù)子因數(shù)過程。第一步：擬定設(shè)備后續(xù)加工工藝或生產(chǎn)過程參數(shù)，與否存在低于某一溫度下，設(shè)備不能承受滿負(fù)荷狀況。如果存在這一現(xiàn)象，使用這一溫度作為Tmin，轉(zhuǎn)到第三步。第二步：擬定設(shè)備最低使用溫度Tmin，在下列各項(xiàng)中選取最低溫度項(xiàng)：最低設(shè)計(jì)溫度。工藝工程師預(yù)測最低溫度。第三步：擬定金屬厚度。由ASTMUCS66選取恰當(dāng)厚度。第四步：擬定Tref，各種級別材料Tref，可以是沖擊實(shí)驗(yàn)溫度，也可是材料證明書上免做沖擊實(shí)驗(yàn)溫度。運(yùn)用表L-9可查得各種材料免做沖擊實(shí)驗(yàn)溫度曲線。如果材料是原則化材料，則可采用原則化材料免沖擊實(shí)驗(yàn)溫度曲線。由圖L-1依照鋼板厚度和曲線擬定材料免沖擊實(shí)驗(yàn)溫度。同樣，也可使用MDMT（金屬最低設(shè)計(jì)溫度）。第五步：ΔFATT+TrefΔFATT（脆性轉(zhuǎn)變溫度）可由如下辦法測得。下列各項(xiàng)所得轉(zhuǎn)變溫度精準(zhǔn)度逐級減少。直接由設(shè)計(jì)分析或?qū)嶋H實(shí)驗(yàn)測得ΔFATT。材料許用ΔFATT。由分步冷卻脆化（SCE）實(shí)驗(yàn)測得。這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際ΔFATT及操作時(shí)間之間關(guān)系可用方程表達(dá)：ΔFATT=0.67×（log（t-0.91）×SCE）(L.1)。方程中t是操作時(shí)間，詳細(xì)SCE由FATT擬定。由材料化學(xué)構(gòu)成（若ΔFATT不清晰）擬定“J”系數(shù)，材料在長期使用后，其“J”系數(shù)與ΔFATT有一定相應(yīng)關(guān)系。對于長期服役材料，其“J”系數(shù)與ΔFATT關(guān)系近似方程為：（ΔFATT=0.6×J-20）。150℉保守值可作為長期ΔFATT。第六步，擬定設(shè)備與否通過焊后熱解決，如果沒有則用表L-4，否則用表L-5查找技術(shù)模式子因數(shù)。圖L-3擬定回火脆化技術(shù)模式子因數(shù)885℉脆化L.10.1概述L.10.1.1885℉脆化是含鉻量超過13%鐵素體不銹鋼在700℉到1000℉溫度范疇內(nèi)浮現(xiàn)韌性下降現(xiàn)象。韌性下降是由于鉻-磷化合物在高溫下析出。885℉脆化與其他機(jī)理同樣，是由于金相變化導(dǎo)致韌性下降。引起韌性變化并不是經(jīng)常在操作溫度下，而是在工廠停工或生產(chǎn)波動較低溫時(shí)期發(fā)生。L.10.1.2這一機(jī)理命名，是由于金屬化合物析出常發(fā)生在885℉左右。含鉻量超過27%鋼材受此種破壞形式影響最大，但這種鋼材并不是煉油和化工過程典型用鋼。象410一類馬氏體不銹鋼普通以為對這種破壞形式免疫。405是鐵素體不銹鋼，當(dāng)它含鉻量在上限值時(shí)，容易發(fā)生這種形式破壞。L.10.1.3885℉脆化可由材料受影響部位硬度上升而擬定。對在役設(shè)備采樣進(jìn)行機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)可測出材料與否發(fā)生885℉脆化。L.10.1.4885℉脆化是可逆。將金屬通過恰當(dāng)熱解決后可溶解其析出物，經(jīng)急冷可恢復(fù)其原有韌性。典型熱解決溫度在1400℉到1500℉之間，這一溫度范疇對大多數(shù)設(shè)備來說，并不實(shí)際。L.10.2885℉脆化篩選擬定材料與否會遭受885℉脆化篩選問題列在表L-10中。表L-10885℉脆化篩選問題篩選性問題環(huán)節(jié)1.材料是高鉻（＞12%）鐵素體鋼嗎？查找表-12如果都是，轉(zhuǎn)到L.11.32.操作溫度在700℉～1050℉之間嗎？L.10.3基本數(shù)據(jù)表L-11中列出預(yù)測材料885℉脆化敏感度。如果擬定工藝過程數(shù)據(jù)不明確，則需聯(lián)系有經(jīng)驗(yàn)工藝工程師，以獲得更精確預(yù)測。表L-11分析885℉脆化所需基本數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)用途波動操作后臺控制（Y/N）與否控制或懂得要制止這種狀況發(fā)生：在低溫下工作應(yīng)力在設(shè)計(jì)應(yīng)力點(diǎn)上或設(shè)計(jì)應(yīng)力附近在正常開汽/停汽或波動條件下最低操作溫度℉由使用者擬定。最初轉(zhuǎn)變溫度℉本規(guī)范中采用Tref。如果Tref不知，可取轉(zhuǎn)變溫度為80℉L.10.4基本假設(shè)L.10.4.1既然885℉脆化在較短時(shí)間內(nèi)即可發(fā)生，本模式中假設(shè)表L-12所列出任一種鐵素體鋼在700℉到1000℉溫度范疇內(nèi)都受到這種破壞形式影響。表L-12受885℉脆化影響材料特定鋼材鉻含量（%）Type40511.5-14.5%Type43016-18%Type430F16-18%Type44218-23%Type44623-27%L.10.4.2RP579建議，對脆性材料，其韌性可由Klr（斷裂抑制）曲線擬定，100℉時(shí)除外。而對于有進(jìn)一步規(guī)定材料，只可取這一數(shù)值50%。對于400系列鐵素體不銹鋼，其脆化轉(zhuǎn)變溫度普通在50℉到100℉之間。在本模式中，除顧客另有選取，Tref取80℉。圖L-4繪出了KlC和Klc曲線對照圖。圖L-4斷裂阻力曲線L.10.5擬定885℉脆化技術(shù)模式子因數(shù)圖L-5列出了擬定技術(shù)模式子因數(shù)過程。圖L-5擬定885℉脆化技術(shù)模式子因數(shù)第一步：擬定設(shè)備后續(xù)加工工藝或生產(chǎn)過程參數(shù)，與否存在低于某一溫度下，設(shè)備不能承受滿負(fù)荷狀況。如果存在這一現(xiàn)象，使用這一溫度作為Tmin，轉(zhuǎn)到第三步。第二步：擬定設(shè)備最低使用溫度Tmin，在下列各項(xiàng)中選取最低溫度項(xiàng)：最低設(shè)計(jì)溫度。工藝工程師預(yù)測最低溫度。（涉及波動狀態(tài)）第三步：擬定Tref?？梢匀∧J(rèn)值80℉，也可是已知其他轉(zhuǎn)化溫度。第四步：從表L-13中查出技術(shù)模式子因數(shù)。表L-13885℉脆化技術(shù)模式子因數(shù)Tmin-TrefTMSF100280860304087202000371-20581-40806-601,022-801,216-1001,381σ相脆斷L.11.1概述L.11.1.1σ相是由鐵和鉻構(gòu)成硬質(zhì)、脆性化合物，其化學(xué)構(gòu)成為Fe0.6Cr0.4。在1100℉到1700℉之間，鐵素體、奧氏體和馬氏體不銹鋼都會發(fā)生這種形式破壞。σ相形成速度和數(shù)量取決于合金化學(xué)構(gòu)成和初期冷加工工藝。鐵素體穩(wěn)定元素（如Cr、Si、Mo、Al、W、V、Ti、Nb）能增進(jìn)σ相形成，而奧氏體穩(wěn)定元素（如C、Ni、N、Mn）能制止σ相形成。奧氏體不銹鋼中σ相構(gòu)成最多為10%，并隨著鎳含量增長，σ相構(gòu)成減少。但是，若合金含60%鐵、40%鉻（相稱于σ相化學(xué)構(gòu)成），其金相組織可完全轉(zhuǎn)變?yōu)棣蚁?。由此類Fe-Cr合金σ相轉(zhuǎn)變-時(shí)間曲線可知，在1377℉完全轉(zhuǎn)變?yōu)棣蚁嘀恍?小時(shí)。奧氏體不銹鋼也會發(fā)生這種σ相轉(zhuǎn)變。有資料顯示，奧氏體不銹鋼在1275℉焊后熱解決時(shí)，也會發(fā)生σ相轉(zhuǎn)化。σ相在1650℉以上并不穩(wěn)定。奧氏體不銹鋼在1950℉經(jīng)歷4小時(shí)固熔解決，然后在水中急冷，可消除σ相。L.11.1.2含σ相材料機(jī)械性能決定于材料中σ相粒子數(shù)量、大小和形狀。從這一點(diǎn)說，預(yù)測σ相材料機(jī)械性能是困難。L.11.1.3含σ相材料拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度比固熔化解決材料要高某些。這種強(qiáng)度提高同步隨著著韌性（由斷面延伸率和面積減少而測得）減少、硬度少量提高。L.11.1.4σ相形成對金屬機(jī)械性能影響最大是韌性。沖擊實(shí)驗(yàn)表白，沖擊功越小，σ相脆化不銹鋼對比固熔化金屬發(fā)生剪切斷裂比例越小。這一影響在1000℉如下最明顯，雖然在更高溫度下沖擊性能同樣會減少。然而，由于奧氏體不銹鋼在固熔化解決時(shí)顯示了良好沖擊性能，雖然它韌性有明顯下降，但對比起其他鋼材，它依然合用于煉油化工工業(yè)。材料性能委員會建議，對于熱脆化奧氏體不銹鋼，其默認(rèn)斷裂韌性值，對母材金屬和焊縫金屬分別取150ksi和80ksi。L.11.1.5對含σ相不銹鋼進(jìn)行FCC實(shí)驗(yàn)，顯示鋼材中雖然只有10%σ相形成，在1200℉時(shí)測量卻貝擺錘式?jīng)_擊韌性為39ft-lbs，這一數(shù)值被以為對大多數(shù)鋼材都合用，但它遠(yuǎn)不大于固溶不銹鋼測得190ft-lbs。同樣試樣，在室溫下測得沖擊韌性為13ft-lbs，這一臨界值在大多數(shù)應(yīng)用中依然可被接受。剪切斷裂值是材料沖擊韌性另一指標(biāo)，即在卻貝擺錘式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)中發(fā)生塑性變形斷裂百分?jǐn)?shù)。對上述含10%σ相試樣，其剪切斷裂比例由室溫時(shí)0%到1200℉時(shí)100%。因而，雖然鋼材沖擊韌性在高溫下減少了，但它是以100%塑性變形形式斷裂，闡明材料依然合用。室溫下斷裂韌性缺少，闡明在停汽時(shí)必要對含σ相金屬避免使用過高應(yīng)力，由于這會導(dǎo)致脆斷發(fā)生。圖L-6總結(jié)了304和321不銹鋼沖擊性能數(shù)據(jù)。圖L-6304SS,2%σ相/321SS,10%σ相沖擊性能L.11.2σ相脆化篩選問題擬定材料與否會遭受σ相脆化篩選問題列在表L-14中。表L-14σ相脆化篩選問題篩選性問題環(huán)節(jié)1.材料是奧氏體不銹鋼嗎？如果都是，