承压类特种设备无损检测相关知识课件WORD版.docVIP

第1篇 金属材料、热处理及焊接基本知识 性能包括：使用性能、工艺性能、经济性 1.使用性能：力学性能（机械性能）；物理性能（密度、导热系数、比热、熔点、线膨胀系数、弹性模量、比重等）；化学性能（耐腐蚀性） 2.工艺性能（加工性能（制造工艺性能））：切削加工性能；可铸性；可锻性；可焊性：金属材料通过常规焊接方法和工艺而获得良好焊接接头的性能。热处理性能（也称为五大性能） 材料的力学性能：材料在外力作用下所表现的一些性能。 力学性能（机械性能）指标主要包括：强度、硬度、塑性、韧性以及弹性、疲劳强度等 内力：材料内部各部分之间相互作用的力。 应力：物体在外力作用下而变形时，其内部任一截面单位面积上的内力大小。 应变：物体在外力作用下，其形状尺寸所发生的相对改变称为应变。 强度：是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。 （是金属材料抵抗永久变形和断裂的力学性能指标） 拉伸曲线，分为： 弹性阶段：直线、弹性极限 σe、服从虎克定律 屈服阶段：塑性变形、屈服强度σs、晶格滑移 强化阶段：加工硬化、抗拉强度σb， 颈缩阶段：变细、颈缩 评价材料强度性能的主要指标：抗拉强度σb(Rm) 屈服强度σs (Rel) 不允许发生塑性变形，机械设计中应采用σs作为强度指标。 安全系数（碳素钢及低合金钢等）： 一般机械设计：ns ＝ 1.5~2.0 nb ＝ 2.0~5.0 锅 炉： ns ＝ 1.5 nb ＝ 2.7 压力容器： ns ＝ 1.5 nb ＝ 2.7 压力管道： ns ＝ 1.6 nb ＝ 3.0 塑性：是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。 伸长率δ； 断面收缩率ф（通常用拉伸试验来确定！） 塑性大，有较大的安全性，但带来浪费 硬度：是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。（是衡量金属软硬的力学性能指标） 硬度高，一般强度也高，耐磨性较好 一般与强度有一定的关系，可以通过测试硬度来估算材料强度。 低碳钢：σb＝0.36 HB 高碳钢：σb＝0.34 HB 调质合金钢：σb＝0.325 HB 硬度指标： 布氏硬度HB：压痕大，用于硬度较低的材料 洛氏硬度HR：压痕小，应用广泛 维氏硬度HV：压痕很小，测表面硬度 里氏硬度HL：利用冲击速度与回弹速度测，体积小、重量轻、操作简便、适用于任意方向、现场使用，可方便转换，应用广泛。 冲击韧性：是指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性。 冲击吸收功Ak（通常用冲击试验来确定！） 1.2.1金属的晶体结构 内部原子呈规则排列的物质称为晶体。 金属的明显特征： 所有固体金属都是晶体； 金属具有良好的导电、导热性； 金属具有特有的颜色和光泽； 金属具有塑性。 晶体内部原子的排列方式称为晶体结构，常见的晶体结构： 体心立方晶格:α-Fe,б-Fe（低碳钢、低合金钢) 面心立方晶格：γ-Fe、Al （奥氏体钢等) 密排六方晶格：Mg、Zn （石墨等) 晶胞的变形面越多，塑性越好，强度越低。 塑性大 强度高 密排六方 面心立方 体心立方 晶格缺陷：（空位、间隙原子、置代原子、位错等）使材料等物理、化学性质发生改变。 结晶过程：高温的液态金属冷却转变为固态金属的过程是一个结晶过程，即原子由不规则状态过渡到规则状态的过程。 合金：通过冶炼、烧结或其他方法将一种金属元素同一种或者几种其他元素结合在一起并形成一种具有金属特性的新物质称为合金。 组元：组成合金的最基本的独立的物质。 相：具有同一化学成分、同一结构并以界面相互分开的、均匀的组成部分。 系：相同或大致相同的组元以不同的结合比例而组成的一系列合金的集合。 组织：组成合金的各相在空间上的配置情况。 固态合金中的相可分为：固溶体、金属化合物 1.2.2铁碳合金的基本组织 钢和铸铁统称为铁碳合金 钢：含C 0.02％~2％ 铸铁：含C大于 2％ 含碳量对钢铁的力学性质有决定性的影响。 基本概念 相平衡：结晶或相变过程中各相之间的相对重量和相的浓度处于相对稳定而达到的一种能量平衡。 相图：温度为纵坐标、组元成分为横坐标，表明合金系中各合金在不同温度下的组成、以及相与相之间平衡关系的图形。 共晶反应：结晶过程中，从一种成分固定的合金溶液中同时结晶出两种成分和结构皆不相同的固相的过程。 共析反应：在冷却过程中，从一均匀一致的固相中同时析出两种成分和结构皆不相同的新固相的过程。 次生相：固相中析出的相结构有别于母相的小晶体。 偏析：结晶时形成的晶内化学成分不均匀的现象。 铁碳合金状态图 基本概念 A1线：冷却时，奥氏体向珠光体转变的开始温度线； A3线：冷却时，奥氏体向铁素体转变的开始温度