Lesson2材料要求--ASME培训教材.doc

哈 佛 蒸 汽 锅 炉 检 验 与 保 险 公 司ASME规范第VIII-1卷 -- 压力容器 材料要求课程页 码1 PAGE 37/36 目标 本课程结束后，你将了解到怎样确定允许使用的材料，怎样确定材料的特殊要求。另外，你还将了解一些材料技术条件及其运用。 课程概况 允许使用的材料和选用 Section II材料技术条件 焊材 冲击试验要求 材料的返修 材料的检验和标记 允许使用的材料和选用 在为VIII-1卷压力容器选用材料时，应查阅以下不同的资料： Subsection A 材料的一般要求 Subsection B 制造方法和特殊工况影响材料的选择 Subsection C 针对特殊材料的要求 材料表 – 给出VIII-1卷允许使用的材料（UCS-23、UHS-23、UNF-23等） 强制性附录 Section II材料的详细要求 Part A - 钢铁材料 Part B - 有色金属 Part C - 焊材 Part D - 材料性能 有关规范案例 金属学基础 金属通常划分为钢铁材料（铁50%）和有色金属。含有一种以上元素的金属为合金。 铁合金（SA-XXX） 铸铁 — 碳2%，非常脆，不易焊接，适合于制造复杂形状的部件。 钢材 — 碳2%，不脆（有韧性），较易焊接。 碳钢 — 含硅、锰，用于较低温度。 低合金钢 — 含铬（10%）、钼、镍，用于高温和含氢介子。 高合金钢 — 含铬（10%）、钼、镍、锰，用于腐蚀、高、低温。按化学成分和性能，不锈钢可分为： 马氏体不锈钢（如410） — 高铬（12%），导磁，可通过热处理改善强度和硬度。 铁素体不锈钢（如405、403）— 导磁，不可通过热处理来改善强度和硬度。 奥氏体不锈钢（如200、300系列）— 不导磁，不可通过热处理来改善强度和硬度。 奥氏体/铁素体双相不锈钢（329）— 高强度，比奥氏体不锈钢具有更好的耐腐蚀性。 钢的热处理 ASME规范产品制造中会使用到两个临界温度： 下临界温度（A1）= 合金开始向奥氏体转变 上临界温度（A3）= 合金全部转变成奥氏体 正火 将钢加热到A3以上大约100?F，然后在静止空气中冷却。目的是使钢的组织均匀，使硬度高于钢在退火状态的硬度。 退火 将钢加热到A3以上大约50?F，然后随炉缓慢冷却。目的是细化晶粒，使材料软化。 焊 后 加热到A1以上的温度，目的是降低制造和焊接应力，降低热影响 热处理 区的硬度。 淬火 钢加热后的冷却速度对提高钢的硬度和强度非常重要，如SA-517这样的钢种，其强度主要靠淬火获得。 回火 淬火后的钢非常脆，为增加韧性，将其加热到A1以下，然后冷却以得到所期望的高强度和良好韧性的综合性能。 （参见：Structural Analysis and Design of Process Equipment, Jawad Farr） 有色金属 主要用于强腐蚀、高温的环境。 铝合金 - 不导磁、具有良好的可成型性、高的强度-重量比。 铜合金 - 良好的耐腐蚀性和机械加工性能。 镍合金 - 极好的耐腐蚀性和高温抗氧化性能。 钛和锆合金 - 耐腐蚀性极强。 有色金属合金的热处理 退火 将材料加热到一定的温度，然后缓慢冷却。目的是使材料软化，消除冷加工应力。 正火 将材料加热到稍高于退火温度，然后以比退火快的冷却速度冷却。 固溶处理 在足以使各合金元素可随机弥散的高温下进行的热处理。 稳定化 低温加热以稳定某种合金元素。 温度处理 对合金以一定的温度处理以产生一稳定的性能。 （参见：Structural Analysis and Design of Process Equipment, Jawad Farr） VIII-1卷的材料 UG-4到UG-8、UG-10、UG-12到UG-14：受压件的材料必须是ASME规范Section II中的材料，并限于那些在UG-23提到的材料。 例外 UG-4(b)：非受压件材料仅须具有可焊性即可。 UG-9：焊接材料。 UG-11(a)(c)：允许使用的ASME/ANSI标准（见规范解释VIII-77-86）。 UG-13(b)：垫片仅须是可锻纲（Wrought steels）即可。 UG-15： 同牌号的可锻材料(Wrought materials)已被批准作为可使用材料，但在“采购清单”中没有列入的此材料。（见规范解释VIII-1-89-194） 强制性附录规定的材料。 规范案例允许的材料。 材料的许用应力 总则 对于大多数锅炉压力容器规范卷册，许用应力可在Section II Part D-材料性能中找到。用于： 计算所需要的厚度 与计算应力值比较 Section II Part D所列材料顺序按合金含量递增排列： 碳钢 铬-钼