承压类特种设备无损检测相关知识力学性能详解.ppt

承压类特种设备无损检测相关知识 焦作市锅炉压力容器检验所 毛晓刚 第1章金属材料与热处理基础知识 金属材料是制造承压类特种设备最常用的材料，因为它们具有优良的性能。作为类特种设备元损检测人员，应了解材料方雨的有关知识。 通常所指的金属材料的性能包括以下两个方面: 1.使用性能： 即为了保证机械零件、设备、结构件等能正常工作，材料所应具备的性主要有力学性能(强度、硬度、刚度\塑性、韧性等) ，物理性能(密度、熔点、性、热膨胀性等) ，化学性能(耐蚀性、热稳定性等)。使用性能决定了材料的应用范围，用安全可靠性和l 使用寿命。 2. 工艺性能： 即材料在被制成机械零件、设备、结构件的过程中适应各种冷、热加性能，例如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。 一、材料力学基本知识 金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用。当外力达到或超过某一限度时，材料就会发生变形甚至断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。 承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些性能指标可以通过力学性能试验测定。 拉伸实验（金属的抗拉强度和塑性都是通过拉伸试验测定） （GB/T228-2010） 4、应力与应变曲线 4、应力与应变曲线 比例极限（ σp ） 例:弹簧秤 弹性极限（ σe） 如:弹簧 屈服极限（ σs ） 抗拉极限(σb) 三、强度 ——金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力 屈服点（ σs ）:指材料产生屈服时的应力 抗拉强度:材料在拉伸条件下所能承受最大力的应力值 二、塑性 ——在外力作用下金属材料在断裂前产生不可逆永久变形的能力 2、断面收缩率 三、硬 度 　 布氏硬度试验原理图 3、表示方法 XXX HBS(W) XX / XXX / XX 4、适用范围常用于测小于450HBS的原材料或零件毛坯的硬度，不能测淬火钢件的硬度。 二、洛氏硬度 3、表示方法 硬度值+HR 三、维氏硬度 1、冲击试验 冲击试样 冲击试验原理 一次摆锤冲击试验 冲击韧性的表示方法 如不能制备标准试佯，可采用宽度7.5mm或5mm等小尺寸试祥,试样的其他尺寸及公差与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。其中5mm×10mm×55mm试样常用于薄板材料的检验。 焊接接头冲击试样的形状和尺寸与相应的标准试样相同，但其缺口轴线应当垂直焊缝表面。 原理 冲击韧性可以通过一次摆锤冲击试验来测定，试验时将带有U型或V型缺口的冲击试样放在试验机架的支座上，将摆锤升至高度H1，使其具有势能mgH1；然后使摆锤由此高度自由下落将试样冲断，并向另一方向升高至H2，这时摆锤的势能为mgH2。 所以，摆锤用于冲断试样的能量 AK=mg（H1-H2），即为冲击功（焦耳/J）。 2.材料冲击韧性的表示方法 国标GB/T229－1994 冲击功吸收功：表征金属材料冲击韧性高低的指标是冲击功吸收功，也就是材料在断裂前所吸收的能量。 根据试样缺口的不同，冲击吸收功用AKV和AKU表示，单位为焦耳，数值可从试验机的刻度盘上读出。 2.材料冲击韧性的表示方法 国标GB/T229－2007 冲击吸收能量：表征金属材料冲击韧性高低的指标是冲击吸收能量; K＝mg（H1-H2） 2.材料冲击韧性的表示方法 按照国标GB/T229－2007，U型缺口试样和V型缺口试样的冲击能量分别表示为KU和KV，并用下标数字2或8表示摆锤刀刃半径，如KU2 ，其单位是焦耳（J）。 冲击吸收能量的大小直接由试验机的刻度盘上直接读出。 冲击吸收能量的值越大，材料的韧性越大，越可以承受较大的冲击载荷。 冲击吸收能量K或冲击韧性值K越大，材料的韧性越大，越可以承受较大的冲击载荷。一般把冲击吸收能量低的材料称为脆性材料，冲击吸收能量高的材料称为韧性材料。 3.冲击试验的应用 缺口冲击试验最大的优点就是测量迅速简便 用于控制材料的冶金质量和铸造、锻造、焊接及热处理等热加工工艺的质量。 用来评定材料的冷脆倾向（测定韧脆转变温度）。设计时要求机件的服役温度高于材料的韧脆转变温度。 3.冲击试验的应用 缺口冲击试验由于其本身反映一次或少数次大能量冲击破断抗力，因此对某些特殊服役条件下的零件，如弹壳、装甲板、石油射孔枪等，有一定的参考价值。 通过一次摆锤冲击试验测定的冲击吸收吸收能量K是一个由强度和塑性共同决定的综合性力学性能指标，不能直接用于零件和构件的设计计算，但它是一个重要参考，所以将材料的冲击韧性列为金属材料的常规力学性能，ReL(Rr0.2)