第3章 金属学.ppt

3.1金属材料基本知识 3.1.1 金属材料力学性能概述 金属材料强度指标 1)．屈服强度 屈服强度，GB/T228—2002标准是这样定义的：当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。又区分为上屈服强度和下屈服强度。 （1）上屈服强度（ReH），试样发生屈服而力首次下降前的最高应力； （2）下屈服强度（ReL），在屈服期间，不计初始瞬间效应时的最低应力。 冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机上测定的。冲击试样受到摆锤的突然打击而断裂时，它的断裂过程是一个裂纹发生和发展的过程。在裂纹发展过程中，如果塑性变形能够发生在它的前面，就将阻止裂纹的长驱直入，当其继续发展时就需消耗更多的能量。因此，冲击吸收功的高低，决定于材料有无迅速塑性变形的能力。冲击吸收功高的材料，一般都有较高的塑性，但塑性指标较高的材料却不一定都有高的冲击吸收功。这是因为在静载荷下能够缓慢塑性变形的材料，在冲击载荷下不一定能迅速发生塑性变形。 1-1)．脆性断面率 脆性断口也称为晶状断口，是指出现大量晶粒开裂或晶界破坏的有光泽断口，断口中晶状区的面积与断口原始横截面积的百分比即为脆性断面率，也称晶状断面率。GB/T12778—1991《金属夏比冲击断口测定方法》对冲击试样断口的有关测定方法做了规定。一般有以下几种方法测定脆性断面率： 3.1.2 金属学基本知识概述 1.金属的晶体结构(图3.1-1～2) 2.金属强度的本质与金属材料的强化机制 3.压力容器钢材的金相组织和性能 4.金属结晶 3.1.3 铁碳合金状态图 3.2 压力容器热处理知识 3.2.1 热处理一般过程 1.加热时的转变---奥氏体A的形成 2.冷却时转变---奥氏体A的分解(图3.1-3～6) 3.2.2 压力容器处理名词 1.临界点 A1 (AC1 Ar1),A3 (Ac3 Ar3) 2.重结晶 3.再结晶 4.过热 (温度过高,性能显著降低) 5.过烧 (晶界部分熔化或氧化) 6.时效 7.沉淀硬化 8.固溶处理 9.退火 10.淬火 11.正火 12.回火 13.调质 3.2.3 压力容器的常用热处理方法 1.正火处理 (目的、方法和应用) (表3.2-1～2改) 2.调质处理 (目的、方法和应用) (表3.2-1～2改) 3.固溶处理 (目的、方法和应用) (表3.2-3改) 4.稳定化处理 (目的、方法和应用) 5.消除应力热处理 (目的、方法和应用) 3.2.4 压力容器制造中的消除应力处理 1.焊后热处理（PWHT） 2.中间消除应力处理 3.焊后热处理方法分类 4.整体消除应力处理 5.局部消除应力处理(表3.2-4～6) 6.消除应力热处理的加热温度 7.炉温测量 8.加热和冷却速度 9.异常材料焊缝的热处理（PWHT） 10.复合板及覆层材料的焊后热处理 11.低合金高强度钢再热裂纹的预防 3.2.5 热处理质量检验方法 1.零件热处理后主要的检验方法： 硬度、力学性能、金相试验和无损检测 2.焊后消应力处理质量监督检验 检查热处理工艺和设备 压力容器及焊件外部检验 审查热处理工艺记录 3.2.6 典型热处理实例(图3.2-5)1.外购锻件为退火状态的二次正火处理 2.调质处理 3.第一次中间消应力处理 4.第二次中间消应力处理 5.焊后最终消应力处理 3.3 压力容器常用钢材 3.3.1 压力容器常用碳素钢牌号特性及特性 （GB150第1号修改单已取消Q235AF，Q235A钢号） （GB6654中钢号20R，16MnR等S，P含量分别≤0.020,0.030） 3.3.2 压力容器用低合金高强度钢牌号及特性(表3.3-6～7改) (GB3531第1号修改单已取消09Mn2VDR钢号) 3.3.3 国产低合金高强度钢板材特性简介： 1.16MnR 2. 15MnVR （GB150中已取消此钢号） 3. 15MnVNR（GB150中已取消此钢号） 4.18MnMoNbR 5. 13MnNiMoNbR 6. 07MnCrMoVR（GB19189—2003） 3.3.4 压力容器用低合金耐热钢牌号 及特性(表3-3-8中12Cr2Mo1R) 3.3.5 压力容器低温用钢牌号及特性 (表3.3-9,表3.3-11改,图3.3-1左侧) 3.3.6 进口低合金高强度钢材 (表3.3-13名称应为相似钢号对照表) 3.3.7 低合金高强钢锻件(2000版标准) 3.3.8 低合金钢钢管 （GB6479—2000，GB/T8163—1999）