【正文】 目的：使鋼的成分均勻。如要獲得均勻的退火組織，其冷卻 速度必須很慢。 目的：降低鋼的硬度，改善切削性能，并為淬火作組織準(zhǔn)備。 目的：細(xì)化晶粒，改善鋼的力學(xué)性能或?yàn)榇慊鹱鹘M織準(zhǔn)備； 降低鋼的硬度以利于加工； 消除內(nèi)應(yīng)力。 退火 ：鋼的退火可分為再結(jié)晶退火和退火兩種。 適用范圍：常用于彈簧和熱沖模。 目的：消除工件中的部分內(nèi)應(yīng)力，稍稍提高韌性，但仍使工 件保持著高的淬火硬度。 回火 ：即是將淬火后的鋼加熱到低于 Ac1的溫度 ，在此溫度停留 一段時(shí)間后冷卻的一種操作。 淬火 ：即是把鋼加熱到臨界點(diǎn)（ Ac3 或 Ac1）以上某一溫度，并在 此溫度停留一段時(shí)間后，迅速冷卻，以得到不穩(wěn)定狀態(tài)組 織的一種操作。 馬氏體 ：碳在鐵素體中的過飽和固溶體，以 M表示。 貝氏體 ：貝氏體是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，按照組織形式 和形成溫度不同，分為上貝氏體和下貝氏體。 奧氏體 ：奧氏體是碳和其它元素在 γ 鐵（面心立方晶格）中的固 溶體，以 A表示。 再結(jié)晶過程：當(dāng)溫度升高時(shí)，變形金屬的冷變形組織（被拉長的晶 粒）逐漸回復(fù)到原來的晶粒形狀，金屬性能恢復(fù)到原來 的性能的過程稱為再結(jié)晶過程。 在檢驗(yàn)檢測(cè)的過程中，需要針對(duì)設(shè)備狀況、現(xiàn)場(chǎng)條件、可能產(chǎn)生缺陷的性質(zhì)來正確地選擇檢測(cè)項(xiàng)目和方法，綜合各種的檢測(cè)和試驗(yàn)結(jié)果，最終對(duì)鍋爐、壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備的安全性能作出全面、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。 主要內(nèi)容 ? 一 .介紹金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) ? 二 .特種設(shè)備檢測(cè)常用理化試驗(yàn)方法 ? 三 .金屬部件主要失效形式 一、金屬學(xué)及熱處理基本知識(shí) ? 金屬學(xué)基本概念 金屬學(xué)就是研究金屬和合金的性能與它們內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，以及影響金屬與合金組織和性能的因素的一門科學(xué)。 ? 鋼中的幾種基本組織 鐵素體 ：碳和其它合金元素在 α 鐵中的固溶體稱為鐵素體。 珠光體 ：珠光體是鐵素體和滲碳體以彼此相間片層狀排列的機(jī)械 混合物，以 P表示。上貝氏體 中鐵素體呈羽毛狀，羽毛之間分布有片裝和棒狀的滲碳 體。 ? 鋼的熱處理 正火 :即是將鋼加熱到 Ac3 以上 30～ 50℃ ，在此溫度停留一段時(shí)間 后，將鋼在靜止空氣中冷卻的一種操作。鋼在淬火后一般得到的是馬氏體組織，但 對(duì)高合金奧氏體鋼則淬火后為奧氏體組織。 回火目的： ① 、得到較為穩(wěn)定的組織。 適用范圍：高碳鋼和合金鋼制造的刀具、量具等。 ③ 、高溫回火 回火溫度為 450～ 670 ℃ （對(duì)碳鋼或低合金鋼）或更高溫度 （對(duì)中、高合金鋼）。 再結(jié)晶退火：即是將冷加工后的工件加熱到 Ac1以下溫度，使冷加 工后的不穩(wěn)定的變形組織變?yōu)榉€(wěn)定的組織狀態(tài)。 適用范圍：亞共析鋼和共析鋼組織的碳鋼及合金鋼鑄件和鍛 件。 適用范圍：主要用于過共析鋼、合金工具鋼及軸承鋼。這樣將大為延長退火時(shí)間，對(duì)生 產(chǎn)不利。 適用范圍：高合金鋼錠或鑄件。這種退火方式可以說是完全退火的 特殊形式。 通過這種退火后，珠光體中的滲碳體及鋼中的二次滲碳體均 為球狀，故稱為球化退火。盡管不同的金屬和合金在不同條件下所得到的蠕變曲線不盡相同，但它們都有一定的共同特征，把這些共同特征表示出來的蠕變曲線就叫做典型蠕變曲線。 等等。 ? 珠光體的球化對(duì)鋼的性能的影響 一般來說，珠光體球化對(duì)鋼的室溫力學(xué)性能和耐熱性均有一定程度的影響，對(duì)于不同的鋼，其影響程度不一。 碳鋼和 ％ Mo鋼等不含鉻的珠光體耐熱鋼在高溫長期運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生石墨化的現(xiàn)象。 當(dāng)耐熱鋼和耐熱合金中的固溶體由于熱處理時(shí)從高溫冷卻較快或別的原因，使固溶于其中的合金元素來不及析出時(shí)，就形成不穩(wěn)定的過飽和固溶體。由于這些細(xì)小的、分散的質(zhì)點(diǎn)聚集成大的質(zhì)點(diǎn)，因而強(qiáng)化作用消失，強(qiáng)度、硬度降低，同時(shí)，蠕變極限和持久強(qiáng)度也顯著降低。 目前，火力發(fā)電廠用的最多的是珠光體耐熱鋼和馬氏體耐熱鋼。合金元素的原子直徑是與鐵原子的直徑不同的，因而形成固溶體時(shí)要產(chǎn)生晶格畸變，有畸變的晶格是不穩(wěn)定的。 合金元素在固溶體和碳化物相之間的重新分配過程包括兩個(gè)方面：一為固溶體、碳化物中合金含量的變化（即稱為碳化物成分的變化），二為運(yùn)行過程中同時(shí)發(fā)生的碳化物結(jié)構(gòu)類型、數(shù)量 和發(fā)布形式的變化。顯然，在靜力試驗(yàn)時(shí)，試樣的變形速度不大。 ? 拉伸曲線 在對(duì)金屬拉伸試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，可以得到一條畫在負(fù)荷－伸長量坐標(biāo)上的曲線，這就是拉伸曲線。 ⑵ 、彈性極限 б e 是指在不產(chǎn)生永久塑性變形的前提下，金屬材料所能承受 的最大應(yīng)力。如不特別指明，應(yīng)認(rèn)為上屈服點(diǎn)是屈服點(diǎn)。 ⑸ 、真實(shí)抗斷抗力 б Z 試驗(yàn)拉斷時(shí)的負(fù)荷與拉斷時(shí)的試樣最小截面積之比。這種堅(jiān)硬的壓入物通常是不發(fā)生變形的。沖擊韌性 ak等于撞斷帶缺口的標(biāo)準(zhǔn)方形截面試樣 在其單位面積上所消耗的功。壓痕大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是消除微觀組織不均勻造成的影響，測(cè)試數(shù)據(jù)離散性小， 測(cè)試結(jié)果是受壓區(qū)域的平均值，比較可靠 。 ? （ 2）洛氏硬度 HR ? 洛氏硬度是采用測(cè)量壓痕深度來確定硬度值的試驗(yàn)方法。 ? （ 3） 維氏硬度 HV ? 維氏硬度主要用于測(cè)量金屬的表面硬度。 ? （ 4）里氏硬度 HL ? 里氏硬度的測(cè)量原理是：當(dāng)材料被一個(gè)小沖擊體撞擊時(shí)，較硬的材料使沖擊產(chǎn)生的反彈速度大于較軟者。 硬度檢測(cè)的應(yīng)用 ? 材料硬度值與其強(qiáng)度存在著一定的比例關(guān)系，對(duì)鋼鐵材料來說，其抗拉強(qiáng)度近似等于三分之一的布氏硬度值；材料化學(xué)成分中，大多數(shù)合金元素都會(huì)使材料的硬度升高，其中碳對(duì)材料硬度的影響最直接，材料中的碳含量越大，其硬度越高， 因此硬度試驗(yàn)有時(shí)用來判斷材料強(qiáng)度等級(jí)或鑒別材質(zhì)；材料中不同金相組織具有不同硬度， 一般來說，馬氏體硬度高于珠光體，珠光體的硬度高于鐵素體，鐵素體的硬度高于奧氏體， 故通過硬度值可大致了解材料的金相組織、以及材料在加工過程中的組織變化和熱處理效果。 ? （ 4）局部或整體熱處理后，通過對(duì)焊縫金屬、熱影響區(qū)及母材進(jìn)行硬度測(cè)定，檢查熱處理效果，判斷焊縫接頭的消除應(yīng)力情況。使材料的硬度改變。 ? 現(xiàn)場(chǎng)硬度檢測(cè) ? （ 1）影響測(cè)試精度的因素： ? ① 試件的預(yù)處理。曲率半徑 R小于 30mm的試件在測(cè)試時(shí)應(yīng)使用小支承環(huán)。 ? ⑤ 試件的厚度應(yīng)大于 5mm。 ? ② 放置：應(yīng)將沖擊裝置支承環(huán)壓緊在被測(cè)表面， ? ③ 按動(dòng)沖擊裝置釋放鈕的測(cè)試瞬間，應(yīng)保持工件、沖擊裝置、操作員身體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。 ? （ 6）檢定：每年至少檢定一次，檢定合格才能繼續(xù)使用。 ? （ 5）在用壓力容器檢驗(yàn)中，有時(shí)需要對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，以確定腐蝕的性質(zhì)、原因、發(fā)展速率，以及對(duì)壓力容器運(yùn)行安全的影響。 ? 原子發(fā)射光譜分析法原理：利用電?。ɑ?X射線或 γ射線）激發(fā)被分析物質(zhì)的原子，處于激發(fā)態(tài)的原子的核外電子會(huì)發(fā)生躍遷而發(fā)光，不同的元素的原子結(jié)構(gòu)不同，核外的能級(jí)軌道和電子數(shù)也不相同，在受外來能源激發(fā)后，各自電子發(fā)生躍遷的軌道及軌道間的能級(jí)差不同，發(fā)射的光子波長也就不同，所以各種元素在一定條件下，都具有自身特征的線狀譜（也稱標(biāo)識(shí)譜）。 ? 其缺點(diǎn)如下： ? ① 分析有局限性：只能鑒定材料中是否含有特定的某一兩種元素，無法對(duì)材料中全部元素進(jìn)行檢測(cè)分析； ? ② 只能鑒定金屬元素，不能檢測(cè)非金屬元素； ? ③ 分析結(jié)果受環(huán)境條件、操作技術(shù)、人眼睛感光靈敏度等因素的影響大； ? ④ 不能定量分析。光信號(hào)通過分光、色散、光電轉(zhuǎn)換，變?yōu)殡娦盘?hào)送入計(jì)算機(jī)，處理后自動(dòng)給出被檢試樣各項(xiàng)元素的含量。儀器體積小，重量輕，