【正文】 第一篇：材料問答題.（定稿）? 答:使用性能/(使用性能),結(jié)構(gòu)件等能正常、工作,材料所應(yīng)具備的性能,。.使用性能決定了材料的應(yīng)用范圍，使用安全可靠性和使用壽命。（1）力學(xué)性能包括：強(qiáng)度、硬度、剛度、塑性、韌性。（2）物理性能包括：密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、熱膨脹性等。（3）化學(xué)性能包括：耐蝕性、熱穩(wěn)定性。工藝性能：即材料在被制成機(jī)械零件、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件的過程中適應(yīng)各種冷、熱加工的性能，例如鑄造、焊接、熱處理、壓力加工、切削加工等方面的性能。工藝性能對(duì)制造成本、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。內(nèi)力：是指材料內(nèi)部各部分之間相互作用的力。材料在外力作用下產(chǎn)生的附加能力，通常簡(jiǎn)稱它為內(nèi)力。應(yīng)變：物體在外力作用下，其形狀尺寸所發(fā)生的相對(duì)改變成稱為應(yīng)變。線應(yīng)變：物體內(nèi)某處的線段在變形后長(zhǎng)度的改變值與線段原長(zhǎng)之比成為線應(yīng)變。應(yīng)力：物體在外力作用下變形時(shí)，其內(nèi)部任一截面單位面積上的內(nèi)力大小通常成為應(yīng)力：方向垂直于截面的應(yīng)力稱為正應(yīng)力：正應(yīng)力分為拉應(yīng)力和壓應(yīng)力兩種。工作應(yīng)力：如果應(yīng)力是由于試件在工作中受到外加載荷作用而產(chǎn)生的，則成為工作應(yīng)力。強(qiáng)度：金屬的強(qiáng)度是指金壓力屬抵抗永久變形和斷裂的能力。強(qiáng)度指標(biāo)可通過拉伸試驗(yàn)測(cè)出。拉伸過程分為四的階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。評(píng)價(jià)材料強(qiáng)度性能的指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度211。b和屈服強(qiáng)度211。s。機(jī)械設(shè)計(jì)中采用211。s作為強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，安全系數(shù)為ns=,nb=。壓力容器規(guī)范設(shè)計(jì)中,取nS=、nb=3。塑性：是指材料在載荷作用下斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。評(píng)定塑性的指標(biāo)通常用身長(zhǎng)率δδ和斷面收縮率Ψ。δ5和δ10表示用L0=5d和L0=10d（d為試件直徑）硬度：是材料抵抗局部塑性變形或表面損傷的能力。硬度試驗(yàn)方法有以下幾種：（1）、布氏硬度HB：是把規(guī)定直徑的淬火鋼球（或硬質(zhì)合金）以一定的實(shí)驗(yàn)F壓入所測(cè)材料表面，保持規(guī)定時(shí)間后，測(cè)量表面壓痕直徑d，由d計(jì)算壓痕表面積A，不氏硬度值HB=F/A。（2）洛氏硬度HR：是采用測(cè)量壓痕深度來確定硬度值的實(shí)驗(yàn)方法。HRA和HRC（120C金鋼石圓錐體壓頭）用于側(cè)量淬火鋼，硬質(zhì)和金，滲碳曾層等。（3）維氏硬度HV：用于測(cè)量金屬的表面硬度，采用正棱角錐體金剛石壓頭，測(cè)量壓痕兩對(duì)角線平均長(zhǎng)度來確定硬度值。（4）里氏硬度HL：采用碳化鎢球的沖擊測(cè)頭，測(cè)量出沖擊測(cè)頭距式樣表面1mm處的沖擊速度和回跳速度。能即使換算維布、洛、維等各種硬度值，特別適合現(xiàn)場(chǎng)使用。.：是指材料在外加沖擊載荷作用下斷裂時(shí)消耗能量大小的特性。用Ak表示。式樣的缺口型式有夏比U型和夏比V型。承壓特種設(shè)備材料的沖擊試驗(yàn)規(guī)定式樣必須用V型缺口。1承壓類特種設(shè)備的應(yīng)力包括哪些？ 答：包括：剪切應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、交變應(yīng)力。1承壓類特種設(shè)備在什么情況下會(huì)產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力？答：當(dāng)承壓類特種設(shè)備殼體的形狀發(fā)生變化或壁厚改變時(shí)，（例如筒體不直、截面不圓、接縫有錯(cuò)邊、棱角，表面凹凸不平，以及不同壁厚的板相連接等），會(huì)在不連續(xù)處及其附近產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。1什么叫交變應(yīng)力？承壓類特種設(shè)備長(zhǎng)期在交變應(yīng)力工作下會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 答：在工程中，有許多構(gòu)件在工作時(shí)出現(xiàn)隨時(shí)間而交替變化的應(yīng)力，這種應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。承壓類特種設(shè)備的一次生壓和卸壓過程可視為一個(gè)應(yīng)力循環(huán)，長(zhǎng)期在交變應(yīng)力下工作的構(gòu)件，有些會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞現(xiàn)象。1什么叫應(yīng)力集中？承壓類特種設(shè)備的缺口有哪些？應(yīng)力集中最嚴(yán)重的是哪個(gè)？ 答：由于截面的尺寸突然變化而引起的應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。應(yīng)力集中的程度通常用最大局部應(yīng)力243。max與該截面上的名義應(yīng)力243。之比來衡量，成為應(yīng)力集中系數(shù)a。承壓類特種設(shè)備構(gòu)件橫截面尺寸發(fā)生突變往往是缺陷引起的，這些缺陷統(tǒng)稱缺口，如表面損傷、焊縫咬邊、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等。應(yīng)力集中的嚴(yán)重程度與缺口大小有關(guān)，同時(shí)與缺口的尖銳程度有關(guān)，缺口越尖銳，即缺口根部曲率半徑越小，應(yīng)力集中系數(shù)越大。在各種缺陷形成的缺口中，以裂紋的跟部曲率半徑最小，所以裂紋引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重。1什么叫承壓類特種設(shè)備殼體的工作應(yīng)力？在薄壁回轉(zhuǎn)殼體中，存在哪些應(yīng)力？ 答：內(nèi)部壓強(qiáng)會(huì)使殼體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，這一應(yīng)力稱為工作應(yīng)力。在薄壁回轉(zhuǎn)殼體中，只存在兩向應(yīng)力，即經(jīng)向（軸向）應(yīng)力243。和切向應(yīng)力243。軸向應(yīng)力是切向應(yīng)力的一半，對(duì)圓筒形容器來說，環(huán)焊縫受力是縱焊縫的一半；對(duì)球形容器來說，不存在切向應(yīng)力，只是經(jīng)向應(yīng)力，在相同的壓力和直徑下，球形容器的壁厚比圓筒形容器大約可減少一半。1彎曲實(shí)驗(yàn)包括哪些項(xiàng)目？主要考核試樣的哪些性能？答：彎曲試驗(yàn)包括：面彎、背彎、測(cè)彎等，試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定是以不出現(xiàn)一定尺寸的裂紋或缺陷為合格。彎曲試驗(yàn)是焊接接頭力學(xué)性能的主要項(xiàng)目，焊接工藝和產(chǎn)品焊接試板都要進(jìn)行，可以考核試樣的多項(xiàng)性能，包括：判定焊縫和熱影響區(qū)的塑性，暴露焊接接頭內(nèi)部缺陷，檢查焊縫致密性，以及考核焊接接頭不同區(qū)域協(xié)調(diào)變形的能力。1什么叫屈強(qiáng)比？材料屈強(qiáng)比大小有何意義？？ 答：，即243。s/243。b。，表示材料的屈服極限和強(qiáng)度極限的差距越大，材料的塑性越好，使用的安全裕度越大；相反，如果比值越大，則表示材料中的屈服極限與強(qiáng)度極限比較接近，材料在斷裂前的塑性“儲(chǔ)備”較少，使用中的只能器安全裕度相對(duì)較小。，特別是抗拉強(qiáng)度下限大于540Mpa的低合金高強(qiáng)度鋼材料的使用要十分注意，一般說來，，謹(jǐn)慎處理：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免局部應(yīng)力過高或應(yīng)力集中，制造時(shí)要近量避免加工硬化，減少殘余應(yīng)力。對(duì)設(shè)備表面質(zhì)量要求更高，例如表面成形要圓滑過度，對(duì)表面各種劃傷和損傷的控制更嚴(yán)，焊縫不允許咬邊等，無損檢測(cè)的應(yīng)用也有所增加，檢測(cè)比例進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)允許存在的各種缺陷的限制應(yīng)從嚴(yán)。1什么是斷裂韌度？它主要取決于什么？答：對(duì)某一有裂紋的試樣，在拉伸外力的作用下，當(dāng)此拉力逐漸增大，或裂紋逐漸擴(kuò)展時(shí)，突然失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂，斷裂時(shí)的臨界值稱為材料的斷裂韌度。，即抵抗脆性斷裂的指標(biāo)。斷裂韌度是材料固有的力學(xué)性能指標(biāo)，是強(qiáng)度和韌性的綜合體現(xiàn)，與裂紋的大小、形狀、外加應(yīng)力無關(guān)，主要取決于材料的成分，內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)。承壓類特種設(shè)備常見的材料脆化現(xiàn)象有那些？答：：金屬材料在低溫下呈現(xiàn)的脆性。：鋼材長(zhǎng)時(shí)間停留在400500℃后再冷卻至室溫時(shí)，沖擊韌度值會(huì)有明顯下降。這種現(xiàn)象叫鋼材的熱脆性。：鋼材中的氫會(huì)使材料的力學(xué)性能脆化，這種現(xiàn)象叫氫脆。氫脆主要發(fā)生在碳鋼和低合金鋼。：苛性脆化是由于介質(zhì)內(nèi)具有含量很高的苛性鈉促使鋼材腐蝕加劇而引起的脆化現(xiàn)象。：由拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用而引起的低應(yīng)力脆斷稱為應(yīng)力腐蝕。2保證承壓類特種設(shè)備受壓元件不產(chǎn)生低溫脆性的措施有哪些？答：首先是低溫條件下工作的設(shè)備必須使用低溫專用鋼材和焊接材料；，焊接工藝試板應(yīng)經(jīng)低溫沖擊試驗(yàn)合格；，避免應(yīng)力集中產(chǎn)生；，焊縫不允許出現(xiàn)咬邊，無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)從嚴(yán)評(píng)定。2鋼中氫的來源有哪幾個(gè)方面？答：冶煉過程中溶解在鋼水中的氫；在結(jié)晶冷凝時(shí)沒有能及時(shí)逸出而存留在鋼材中；焊接過程中水分或油污在電弧高溫下分解出的氫溶解入鋼材中；設(shè)備運(yùn)行過程中，工作介質(zhì)中的氫進(jìn)入鋼材中；5鋼試件酸洗不當(dāng)也可能導(dǎo)致氫脆。2鋼中氫的形式有哪些？它們可用哪些方法檢測(cè)？哪些情況會(huì)導(dǎo)致鋼制壓力容器氫損傷？答：由于氫而導(dǎo)致的材質(zhì)劣化的現(xiàn)象統(tǒng)稱為氫損傷，氫損傷包括：氫脆、氫鼓泡、白點(diǎn)、氫腐蝕、氫致表面裂紋。無損檢測(cè)方法不能檢測(cè)和判定氫脆；氫鼓泡一般用肉眼可觀察到；白點(diǎn)可用超聲波檢測(cè)出來；氫致表面裂紋可用磁粉或滲透方法檢測(cè)出來；氫腐蝕可用硬度試驗(yàn)和金相的方法檢測(cè)和測(cè)定。導(dǎo)致氫損傷的主要因素有：（1）較高溫度下，鋼材或焊縫中殘留較高的氫含量。（2）設(shè)備在含氫量較高的介質(zhì)中運(yùn)行。（3）鋼材強(qiáng)度較高，承受壓力較大。2普通鋼材會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)有哪些？答：氫氧化物容液、含有硝酸鹽、碳酸鹽、氰酸鹽或硫化氫的水溶液、海水、硫酸硝酸混合液、液氨等。2奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)有哪些？答：酸性及中性的氯化物溶液、海水、熱的氟化物溶液及氫氧化物溶液等。2應(yīng)力腐蝕發(fā)生的特定環(huán)境是什么？答：濕H2S環(huán)境、液氨環(huán)境及NaOH溶液。而奧氏體不銹鋼壓力容器和壓力管道常見的應(yīng)力腐蝕是氯離子引起的。2應(yīng)力腐蝕發(fā)生的特定環(huán)境是什么？ 答：元件承受拉應(yīng)力作用。具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質(zhì)環(huán)境。材料應(yīng)力腐蝕的敏感性。2晶體和非晶體：凡內(nèi)部原子呈規(guī)則排列的物體稱為晶體；凡內(nèi)部原子呈不規(guī)則排列的物體稱為非晶體；所以固態(tài)金屬都是晶體。2常見的晶體結(jié)構(gòu)有：體心立方晶格（a鐵、Cr、V、βTi、δ鐵）；面心立方晶格（Υ鐵，Al，Cu，Ni）；密排六方晶格（Mg、Zn、aTi）。%2%的稱為碳鋼，含碳量大于2%的稱為鑄鐵。%。3承壓類特種設(shè)備用鋼常見金相組織有哪些？答：奧氏體、鐵素體、滲碳體、珠光體、馬氏體、貝氏體、魏氏組織、帶狀組織、δ相σ相。3承壓類特種設(shè)備常用的熱處理工藝有哪些？工藝特點(diǎn)及目的有哪些？ 答：退火、正火、淬火、回火及化學(xué)處理。（1）退火：將試件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。根據(jù)鋼的成分和目的的不同分為：完全退火、不完全退火、消除應(yīng)力退火、等溫退火、球化退火。A、完全退火：將工件加熱到Ac3以上3050℃，保溫后在爐內(nèi)緩慢冷卻。目的：均勻組織、消除應(yīng)力、降低硬度，改善切削加工性能。應(yīng)用：各種壓共析成分的碳鋼和合金鋼的鑄、鍛件，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。B、不完全退火：將工件加熱到Acl以上3050℃，保溫后緩慢冷卻。目的：降低硬度，改善切削加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)用：低合金鋼，中、高碳鋼的鍛件和扎制件。C、消除應(yīng)力退火：將工件加熱到Acl下100200℃，對(duì)碳鋼和低合金鋼大致在500650℃，保溫然后緩慢冷卻。目的：消除焊接、冷變形加工、鑄造、鍛造等加工方法所產(chǎn)生的應(yīng)力，同時(shí)使焊縫的氫較完全地?cái)U(kuò)散，提高焊縫的抗裂性和韌性，改善焊縫和熱影響區(qū)的組織，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形狀。方法：整體焊后熱處理（爐內(nèi)整體熱處理和內(nèi)部加熱整體熱處理）和局部焊后熱處理。3正火：將工件加熱到Ac3以上3050℃，保持一定時(shí)間后在空氣中冷卻。目的：與退火相同：細(xì)化晶粒，均勻組織，降低內(nèi)應(yīng)力。與退火不同之處在于：正火冷卻速度較快，過冷度較大，使組織中的珠光體量增多，且珠光體片層厚度減小。鋼正火后的強(qiáng)度、硬度、韌性較退火高。承壓類特種設(shè)備用的低合金鋼鋼板都是以正火狀態(tài)供貨。晶粒粗大的鍛件可通過正火改善。3淬火：將鋼加熱到臨界溫度以上（一般情況是：亞共析鋼Ac3以上3050℃；過共析鋼為Acl以上3050℃），經(jīng)過適當(dāng)保溫后快冷，使奧氏體變成馬氏體的過程。目的：提高硬度和強(qiáng)度，對(duì)于軸承、模具之類的工件是有益的，但馬氏體硬而脆，韌性很差，內(nèi)應(yīng)力很大，容易產(chǎn)生裂紋，承壓類特種設(shè)備一般不希望出現(xiàn)馬氏體。3回火：將經(jīng)過淬火的鋼加熱到Ac1以下的適當(dāng)溫度，保持一定的時(shí)間，然后用符合要求的方法冷卻（通常是空冷），以獲得所需組織和性能的熱處理工藝。目的：降低材料的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。分類：低溫（淬火后在150250℃范圍內(nèi)的回火，組織為回火馬氏體）、中溫（淬火后在350500℃范圍內(nèi)的回火，組織為 回火屈氏體）、高溫（淬火后在500600℃范圍內(nèi)的回火，組織為回火索氏體）回火。3什么是奧氏體不銹鋼的固容處理和穩(wěn)定化處理？答：（1）把鉻鎳奧氏體不銹鋼加熱到10501100℃，保溫一定時(shí)間（大約每25mm厚度不小于1小時(shí)），然后快速冷卻至427℃以下（要求從925至538℃冷卻時(shí)間 小于3min），以獲得均勻得奧氏體組織得方法叫奧氏體不銹鋼的固容處理。（2）對(duì)于有鈦或鈮的鉻鎳奧氏體不銹鋼，為防止晶間腐蝕，必須使鋼中的碳全部都固定在碳化鈦或碳化鈮中，以此為目的的熱處理成為穩(wěn)定化處理。穩(wěn)定化處理的工藝條件是：將工件加熱到850900℃，保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間，快速冷卻。3對(duì)制作承壓類特種設(shè)備的材料的要求有哪些？答：（1）為保證安全和經(jīng)濟(jì)性，所用材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，即較高的屈服極限和強(qiáng)度極限。2）、為保證在承受外加載荷時(shí)不發(fā)生脆性破壞，所用材料應(yīng)有良好韌性。3）、所用材料應(yīng)有良好的加工工藝性能，包括冷熱加工性能和焊接性能。4）、所用材料應(yīng)有良好的低倍組織和表面質(zhì)量，分層、疏松、非金屬夾雜物、氣孔等缺陷應(yīng)盡可能少，不允許有白點(diǎn)和裂紋。5）、用以制造高溫受壓元件的材料應(yīng)具有良好的高溫特性，包括足夠的蠕變強(qiáng)度，持久強(qiáng)度和持久韌性，良好的高溫組織穩(wěn)定性和高溫抗氧化性。6）、與腐蝕介質(zhì)接觸的材料 應(yīng)具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。3試敘速碳、錳、硅、硫以及氮、氧、氫等元素對(duì)低碳鋼性能的影響？答：（1）含碳量增加，鋼的強(qiáng)度增大，塑性和韌性降低，焊接性能變差，脆硬傾向變大，%。2）錳在鋼中的增加強(qiáng)度、細(xì)化組織、提高韌性的作用，對(duì)鋼的性能影響不大。（3）硅作為脫氧劑加入鋼液的，在鋼中有提高強(qiáng)度、硬度、彈性的作用，但會(huì)使鋼的塑性和韌性的降低，少量的硅對(duì)鋼的性能影響并不顯著。（4）硫在鋼中以形成“熱脆”現(xiàn)象，在鋼中含量嚴(yán)格控制，%。（5）磷在鋼中易形成“冷脆”現(xiàn)象，在鋼中含量嚴(yán)格控制，%。（6）氮、氧、氫等元素在鋼中都是有害雜質(zhì)，氮會(huì)形成氣泡和疏松；氧的存在會(huì)使鋼的強(qiáng)度、塑性降低，熱脆現(xiàn)象加重，疲勞強(qiáng)度下降；氫會(huì)引起鋼的氫脆，產(chǎn)生延遲裂紋、白點(diǎn)等危險(xiǎn)缺陷。3敘速錳、硅、鉻、鎳、鉬、釩、硼和稀土原素對(duì)低合金鋼性能的影響？答：（1）錳和硅是強(qiáng)化元素，硅能提高鋼的抗氧化性和耐蝕性。錳在含量較低的情況下對(duì)鋼的抗氧化性和耐蝕性影響不大，%%。（2）鉻和鎳在低合金中用量不大，均不超過1%，主要作用是增大奧氏體的過冷度，細(xì)化組織，取得強(qiáng)化效果。（3）鉬在鋼中有名明顯的固溶強(qiáng)化作用，提高鋼的高溫強(qiáng)度，防止鋼的回火脆性，鉬的主要不良影響是促進(jìn)鋼的石墨化。（4）釩在鋼中能提高晶粒粗化，降低鋼的過熱敏感性，并顯著提高鋼的常溫和高溫強(qiáng)度及韌性增強(qiáng)鋼的抗氫腐蝕能力。