2025年特种设备用钢材及焊接基础知识.pdfVIP

君子忧道不忧贫。——孔丘

特种设备用钢材及焊接基础知识

(一)承压类特种设备用钢

钢材是制造承压类特种设备的主要材料。钢材的质量及性

能的好坏对于承压类特种设备平安运行，有着重要的影响和作

用。

1．按钢中所含化学成分分

按钢中所含化学成分可以将钢分成碳素钢和合金钢两大

类：

2．按金相组织分

钢材经正火处理后所得金相组织不同，可分为珠光体钢、

贝氏体钢、奥氏体钢、铁索体钢。

钢在加热或冷却中没有相变，始终保持铁素体组织，此种

钢称为铁素体钢。高铬钢即属于铁素体钢，具有较高的抗氧化

力量。碳在α-Fe中的固溶体称为铁素体，用符号F表示。

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不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》

(二)金属的机械性能

所谓金属的机械性能是指在肯定的温度条件和外力作用

下，反抗变形和断裂的力量，如强度、硬度、塑性、韧性等，

也称力学性能。

以低碳钢为例，金属材料受拉伸外力作用引起的变形过程

可分3个阶段，即弹性变形、塑性变形、断裂变形3个阶段。

由拉伸试验可获得强度和塑性指标。

1．强度

金属强度是指在外力作用下，反抗变形和破坏的力量。应

用最普遍的是强度指标。强度指标主要是屈服极限(σs或σ0．2)

和抗拉强度极限(σb)。

2．塑性

金属的塑性是指在外力作用下，能引起永久变形而不发生

裂开，并在外力取消后，仍能保持变形后外形的力量。材料的

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以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

塑性值也可通过拉伸试验测得，通常用伸长率δ(延长率)和断面

收缩率ψ来表示。

3．冲击韧性

金属的冲击韧性即为在冲击力作用下，抑制变形和断裂的

力量。它还是金属材料在塑性变形范围内汲取能量的力量，因

此，也可按冲击值的大小来衡量材料的塑性。目前国内外广泛

采纳一次摆锤弯曲试验，缺口型式有夏比(U)和夏比(V)两种。表

示冲击韧性的参数也有两种，一种是以冲断试样消耗的冲击功

Ak(单位：J)表示；另一种是以单位缺口处断面所耗的冲击功

ak(单位：J／cm2)表示。目前压力容器钢板全部改为用夏比(V)

冲击功(即AkV)作为冲击韧性验收标准。只有少数压力容器锻

件还用夏比(U)冲击值(即akU)作为冲击验收标准。

钢中气体含量较高或晶粒粗大，则韧性差。依据冲击后断

裂的形式，可以推断材料的质量及晶粒大小。冲击韧性试验还

能测定金属材料由韧性状态向脆性状态过渡的转变温度。

4．硬度

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吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》

硬度是指金属材料反抗更硬异物压入的力量。硬度表明材

料的耐磨性和切削加工的可能性。一般说来，硬度较高，材料

的耐磨性较好。常用的硬度有布氏硬度(HB)、洛