金属材料及热处理基本知识.pptxVIP

金属学;;1.1概述 承压类特种设备对材料要求很高，如高强度、高韧性、优良的耐腐蚀性能及工艺性能等。 对材料的较高要求是推动特种设备用材不断发展的基本动力。 在承压类特种设备制造业中，金属材料具有其他材料无法替代的地位和作用。 ;;使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。 工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。 ; 材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。承压类特种设备材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和冲击韧度等。 ;依据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸实验方法》 新旧标准性能名称对照;材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。 外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。 ;应力σ ：单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷除以试样的原始横截面积S0表示: F σ= —— S0 应变ε：单位长度的伸长量。这里用试样的伸长量除以试样的原始标距表示: Δl ε= —— l0 应力－应变曲线（ σ- ε曲线）: 形状和拉伸曲线相同，单位不同 ;强度:是指材料抵抗永久变形或断裂的能力。 常用的强度指标有屈服强度σs或σ0.2和抗拉强度?b ，高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD，设计中许用应力都是根据这些数值决定的。 另外，材料的屈强比(σs／σb)也是反映材料承载能力的一个指标，不同材料具有不同的屈强比，即使是同一种材料，其屈强比也随着材料热处理情况及工作温度的不同而有所变化。 ; ;屈服强度?s：材料发生微量塑性变形时的应力值。 条件屈服强度?0.2：残余变形量为0.2%时的应力值。 抗拉强度?b ：材料断裂前所承受的最大应力值。 ;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。 常用塑性指标为断后伸长率和断面收缩率。 试样被拉断后，标距部分的残余伸长与原始标距之比的百分率称为断后伸长率?。 ;用塑性好的材料制造承压类特种设备，可以缓和局部应力的不良影响，有利于压力加工，不易产生脆性断裂，对缺口、伤痕不敏感，并且在发生爆炸时不易产生碎片。作为化工容器用的钢，要求伸长率δ不低于14％。; 硬度是指材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。 硬度与强度有一定关系。一般情况下，硬度较高的材料其强度也较高，所以可以通过测试硬度来估算材料强度。此外，硬度较好的材料，耐磨性较好。 工程上常用的硬度测试方法有：布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV、里氏硬度HL ;布氏硬度HB 将直径为D的钢球或硬质合金球，在一定载荷P的作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，所施加的载荷与压痕表面积的比值即为布氏硬度。布氏硬度值可通过测量压痕平均直径d查表得到。 ;压头为淬火钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。 压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及 比压头还硬的材料。 适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。 ;;HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。 HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。 HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。 缺点：测量结果分散度大。 ;维氏硬度HV 将顶部两相对面具有规定角度（136?）的正四棱锥体金刚石压头在载荷P的作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，所施加的载荷与压痕表面积的比值即为维氏硬度。维氏硬度可通过测量压痕对角线长度d查表得到。维氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度的优点。 ;采用较低的试验力可使维氏试验的压痕非常小，这样就可测出很小区域甚至是金相中不同相的硬度。焊接性能试验中的最高硬度试验，就是用维氏硬度来测量焊缝、熔合线和热影响区的硬度。;里氏硬度HL 用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头在距离试样表面１ｍｍ处的回弹速度与冲击速度之比计算出的数值就是里氏硬度。里氏硬度计测定的是冲击体在试样表面经试样塑性变形消耗能量后的剩余能量。 里氏硬度的计算公式如下： HL=1000×νR/νA 式中：HL——里氏硬度符号  νR————球头的冲击速度，m/s；  νA————球头的反弹速度，