核工业无损检测考试-核电金属材料基础-讲义.ppt

-*- * 正火 将钢加热到AC3以上温度并保温，出炉空冷至室温，得到珠光体组织的热处理。珠光体变薄，钢的强度、硬度、韧性提高。（核承压容器用低碳钢） 淬火 将钢加热到AC1或 AC3以上温度并保温，出炉快速冷却，使奥氏体转变成为马氏体的热处理工艺。（提高强度、硬而脆，焊缝中不希望出现） 回火 把淬火后的钢件，重新加热到AC1以下某一温度，经保温后空冷至室温的热处理工艺。适当降低强度、硬度，提高塑韧性。（核电主设备低合金高强度钢→调质：淬火+高温回火） 第二部分3：热处理 (3/5) -*- * 表面热处理 包括表面淬火和化学热处理 表面淬火是通过快速加热金属表面层至所要求的温度，然后进行淬火，以提高金属表面的硬度和耐磨性。 化学热处理是将金属工件置于一定活性介质中加热保温，使介质元素渗入工件表 面，改变其表面的化学成分和组织结构，使表面达到预期要求的性能。常用的化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗(又称氰化)。 第二部分3：热处理 (4/5) -*- * 第二部分3：热处理 (5/5) 热处理缺陷 氧化和脱碳（硬度不足、疲劳性能↓） 硬度不足与软点（淬火工艺不当） 过热和过烧（晶粒粗大、晶界熔化或氧化） 变形与开裂（淬火应力太大） -*- * 第二部分4：压力加工 (1/3) 在外力的作用下，使金属坯料产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的成型加工方法。 核承压部件的毛坯和成品多数是经过锻造、轧制等压力加工方法生产的。 轧制 自由锻和模锻 -*- * 第二部分4：压力加工 (2/3) 挤压是坯料在压力下从模孔中挤出，横截面变小，长度增加的加工方法。在核工业，它是铀及铀合金广泛采用的加工方法之一。 冷拔是坯料在拉力下从模孔拉出，横截面变小，长度增加的加工方法。 冲压是板材在压力下从模孔中挤出，横截面变小，长度增加的加工方法。 -*- * 第二部分4：压力加工 (3/3) 压力加工缺陷 氧化、脱碳。这会降低了强度和抗疲劳性； 过热和过烧； 热裂纹； 终锻温度太低，内部应力和相变共同作用，会导致裂纹； 锻造裂纹； 内部偏析产生或外部掉入的夹杂物； 钢中的氢和锻造过程中的应力共同作用，产生与裂纹一样危险的缺陷—白点。 轧制由于只在一个方向进行压力加工，缺陷在长度方向的连续性将增大。除了裂纹、夹杂物和偏析外还存在分层和折叠等缺陷。 挤压工艺产生缺陷的主要类型有疏松、裂纹、折叠和一些线性缺陷。 -*- * 第二部分5：焊接 (1/4) 钢材焊接性的估算方法 ★ 影响钢材焊接性的主要因素是化学成分，碳的影响最明显，其它元素影响可折合成碳的影响。 计算公式见 w(C)当量＝ w(C)+w(Mn)/6+(w(Cr)+w(Mo) +w(V)]/5+[W(Ni)+w(Cu)]/15(％) 式中各元素符号为钢中相应元素的质量百分数 [0.4%, 0.6%] -*- * 第二部分5：焊接 (2/4) -*- * 第二部分5：焊接 (3/4) -*- * 第二部分5：焊接 (4/4) 焊接缺陷 焊接应力（热、组织、拘束）； 焊接裂纹（热C、S、P、冷、再热）； 气孔； 夹渣； 未熔合（母材与焊缝或焊道间）和未焊透(母材)； 外观缺陷（咬边、焊瘤、凹陷、烧穿）。 -*- * 第二部分6：铸造 (1/3) 铸造的特点： 特点： 方便； 低廉； 适应性强； 铸件的力学性能较差， 质量不够稳定。 -*- * 第二部分6：铸造 (2/3) 铸造的方法： a.砂型铸造 把液态金属浇注到砂型内而获得铸件的方法。（核电厂主管道弯管） b.熔模铸造 c.金属型铸造 把液态金属浇注到金属铸型内而获得铸件的方法。 d.压力铸造 熔融金属在高压下高速充型并获得铸件的方法称压力铸造。 e.离心铸造 将液态金属浇入高速旋转的铸型，在离心力作用下凝固成型的铸造方法。（核电厂主管道直管） -*- * 第二部分6：铸造 (3/3) 铸造的缺陷： 缩孔（大而集中）和缩松（细小而分散）：熔液供给不足； 铸件的热裂（热应力）； 铸件的冷裂（超过极限强度）与变形（超过屈服强度）：残余铸造应力； 气孔和非金属夹杂物； 冷隔：温度偏低，形成带有氧化层的隔层。 -*- * 第三部分：材料失效 (1/4) 腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC) 化学腐蚀和电化学腐蚀 全面腐蚀和局部腐蚀 SCC 1. 很小拉应力（残余应力）； 2. 低浓度特定介质（硝脆、氯脆） 3. 开裂速度均匀腐蚀，而且隐