低温压力容器用铝合金.ppt

* 压力容器用铝合金研究进展 国内： 1）5083超厚板铝合金国产化研究 中铝科学技术研究院及西南铝针对国际市场上需求较大的H116、H321、H343状态的5083合金板材国产化工艺进行了研究，使各状态的力学性能满足了ASTM的标准要求。 * 压力容器用铝合金研究进展 2）7050超厚板铝合金国产化研究 7xxx系铝合金以高强度、高断裂韧性和高抗应力腐蚀开裂性的特性被广泛应用于航空航天及压力容器行业，且7050，7B50合金大规格厚板的使用占铝合金总量的60%以上，市场需求量较大，且厚板的技术含量和附加值高。而目前国内生产的7050合金超厚板在疲劳性能方面还没有标准要求，不能实现稳定供货。 * 中铝科学技术研究院联合兄弟单位通过数值模拟及实验验证得到优化的大规格7050合金铸造工艺，并优化均匀化、热轧、固溶、时效工艺，通过加工过程不同阶段组织的控制最终成功使7050合金超厚板的疲劳性能满足用户的使用要求，实现稳定供货。 压力容器用铝合金研究进展 * * 铝合金压力容器简介 中铝科学技术研究院 温志先 一、压力容器发展方向 二、铝合金压力容器应用现状 三、铝合金压力容器制造 四、低温压力容器用铝合金发展 * * 一、压力容器发展方向 * 压力容器发展方向 21世纪以来，在全球节能减排的大环境下，安全与经济并重、安全与资源节约并重的发展理念在压力容器行业内逐渐形成共识，轻量化已成为压力容器行业发展的主导方向。 * 压力容器发展方向 近年来，我国有色金属压力容器的设计制造水平不断提高，国内相关法规和标准也得到了极大的发展。但国内压力容器主要材料仍为传统钢材料，导致能耗及重量较大，不但耗费了更多的资源，也降低了国产容器的经济性和竞争力。 我国为贫镍国家，为解决镍资源不足，我国开始在压力容器制造业中推广铝合金材料，继而大力提倡用钛及钛合金材料，但铝合金以较低的价格及良好的低温力学性能，得以在压力容器行业快速推广应用。 * 二、铝合金压力容器应用现状 * 铝合金材料具有如下特点： （1）耐腐蚀 防腐蚀是有色金属压力容器的最主要用途之一。由于铝合金的化学性能各不相同，其耐腐蚀介质范围和程度也各不相同。铝材中，纯铝的耐腐蚀性最好，其防腐介质包括醋酸、浓硝酸、碳酸氢铵以及尿素等； 铝合金压力容应用现状 * 铝合金压力容应用现状 （2）传热性能好 常用的压力容器用材中，奥氏体不锈钢的热导率较差、碳素钢和低合金钢的热导率一般，而铝材的热导率较高，特别是纯铝；纯铝的热导率约为碳素钢的3倍、奥氏体不锈钢的17倍，因此铝材常用于制造换热容器。 * （3）比强度高 常用的结构材料中，铝材的密度较小，同钢材相比，其比强度(抗拉强度与密度之比)更高。对于移动式压力容器，材料的比强度更高则意味着设备重量更轻，运输过程中可以降低能耗，节约成本。如碳素钢Q235的相对密度约为7.8，我国标准中其许用应力为113MPa；5083铝合金的相对密度约为2.7，许用应力为67MPa；同等载荷条件下，Q235钢的质量约为5083铝合金的1.7倍，因此，铝材常用于制造移动式压力容器，如罐车、航天用低温容器等。 铝合金压力容应用现状 * （4）耐低温 有色金属材料的耐低温性能普遍较好，一般不会产生低温脆性，可在低温环境中保持较高的塑性和冲击韧性。其中，铝材的耐低温性能最好，可用至一269℃，无需任何附加要求；因此，铝合金压力容器广泛用于低温环境中，如空分设备中的分馏塔及各类低温储罐常采用铝材制造。 铝合金压力容器应用现状 * 铝合金压力容器应用现状 表1 不同温度下的铝合金抗拉强度和屈服强度 合金状态 温度/℃ 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 1100-H14 23 117 125 0 117 130 -80 125 138 -196 138 207 2014-T6 23 415 483 0 427 495 -80 448 510 -196 495 585 3003-H14 23 145 152 0 145 152 -80 152 165 -196 172 240 * 铝合金压力容器应用现状 合金状态 温度/℃ 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 4032-T6 23 317 380 0 317 385 -80 317 400 -196 330 455 5052-H34 23 215 262 0 215 262 -80 220 275 -196 248 380 6063-T6 23 215 240 0 220 248 -80 228 262 -196 248 325 * 铝合金压力容器应用现状 合金状态 温度/℃ 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 7075-T6 23 5