【正文】 、槽車、貯槽、閥門、泵。 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 2023/1/16 144 八、鋼材的品種和規(guī)格 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 ? 自學 2023/1/16 145 第六節(jié) 有色金屬 2023/1/16 146 一、鋁及其合金 在濃硝酸以及干氯化氫、氨氣中耐腐蝕。 C和 N擴大和穩(wěn)定奧氏體，提高高溫強度。 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 2023/1/16 141 高溫設備對鋼材的要求 (1)化學穩(wěn)定性（ Cr、 Al、 Si）； (2)熱強性： ①強化固溶體 （ Cr， Mo） ； ②穩(wěn)定金相組織（ Cr， Mo， V， Ti ）； ③提高鋼的再結(jié)晶溫度（ Mo、 Cr、 w ） 。 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 2023/1/16 139 防止晶間腐蝕的方法： 4） 控制熱規(guī)范 ：快速加熱和冷卻 ， 或非常緩慢 。目前對壓力容器用 厚鋼板在技術條件、檢驗方法、驗收等方而均按 GB6654—1996壓力容器用鋼板與 YB(T) 40一 87壓力容器用碳素鋼和低合金厚鋼扳所規(guī)定的要求執(zhí)行。 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 2023/1/16 133 低溫鋼 主要有 09Mn2V(70℃) 、 06MnNb(90℃) 耐蝕鋼 10MnPNbRE鋼耐海洋大氣及海水腐蝕， 12MnAlV鋼制造煉油廠耐高溫硫化氫設備。 由于少量合金元素的加入可以大大提高鋼材的強度，并改善了鋼材的耐腐蝕性能和低溫性能。 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 2023/1/16 129 鈦 Ti 強脫氧劑，可提高強度、細化晶粒，提高韌性，減小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 2023/1/16 128 鉬 Mo 提高高溫強度、硬度、細化晶粒、防止回火脆性。 硅含量增高會降低鋼的塑性和沖擊韌性。 提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。 含量達到 13％ 時，能使鋼的耐腐蝕能力顯著提高，并增加鋼的熱強性。 ** 形成致密氧化膜和金屬間化合物，提高鋼的耐腐蝕性和高溫抗氧化性；金屬間化合物阻礙位錯在高溫下運動，提高鋼的蠕變抗力，提高鋼的高溫強度。 第五節(jié) 低合金鋼及化工設備用的特種鋼 合金 元素在鋼中的作用 （４）提高淬透性 合金元素固溶于 A中，增加 A的穩(wěn)定性，減慢過冷 A的分解速度，使 C曲線右移，降低鋼淬火時的臨界冷卻速度，提高淬透性。存在硬度、強度與塑性、韌性之間的矛盾，屈強比低 ； ? （３）不能具備耐高溫、耐腐蝕、高耐磨等特殊性能。 鑄鐵的優(yōu)點 良好的鑄造性能，如流動性好、收縮小 。 ? 目的 ：強化工件表面，提高硬度、耐磨性和疲勞強度；改善工件表面的物理和化學性能，提高工件的抗蝕性和耐熱性。組織 —— 回火索氏體。組織 —— 回火屈氏體。組織 —— 回火馬氏體。 ? （ 2）殘余 A分解（ 200～ 300℃ ），得到回火 M。 ? 目的： ? （ 1）降低脆性； ? （ 2）消除或減少內(nèi)應力 ，防止變形和開裂。 四、鋼的熱處理 淬火與回火 （１）淬火加熱溫度的選擇 原則 ：淬火后得到均勻細小的 M或B下 。 （ 2）從使用性能上考慮 對零件性能要求不高，可用正火作為最終熱處理；當零件形狀復雜、厚薄不均時，采用退火；對中、低碳鋼，正火比退火力學性能好。 正火的冷卻速度比退火稍快，過冷度稍大。 C A1線以下 600650176。 四、鋼的熱處理 ２ 、常用的退火方法 四、鋼的熱處理 完全退火 球化退火 等溫退火 擴散退火 去應力退火 再結(jié)晶退火 A3線以上 3050176。 原理 ——同素異構轉(zhuǎn)變 ，使鋼在加熱和冷卻過程中，內(nèi)部發(fā)生組織與結(jié)構變化。 熱處理工藝曲線 ?加熱速度； ? 加熱溫度； ?保溫時間； ?冷卻速度。數(shù)字表示百分之一，小于 %可省略。 ?表示含碳量。 三、碳鋼 2023/1/16 86 7 氫 有害元素，氫脆、白點冷裂等缺陷。 FeO、 MnO、 SiO Al2O3，使強度、塑性降低。 鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在 %～ %，沸騰鋼中只含有 %～ %。 三、碳鋼 2023/1/16 83 4 硅 脫氧劑。 MnS(1600℃) ，部分消除硫的有害作用。 特別是在低溫時，使鋼材顯著變脆，稱“ 冷脆 ” 。 S和 Fe形成低熔點(985℃) 化合物。 2023/1/16 72 （ 6）馬氏體 （白色） 鋼和鐵從高溫急冷下來的組織，是碳原子在 ?Fe中過飽和的 固溶體 。其組織為層片狀結(jié)構，其綜合力學性能好?？估瓘姸群退苄远急忍间摰?。 第四節(jié) 碳鋼與鑄鐵 第四節(jié) 碳鋼與鑄鐵 2023/1/16 67 （ 3）滲碳體 （ Cementite） 碳和鐵形成一種化合物（ Fe3C）。 第四節(jié) 碳鋼與鑄鐵 第四節(jié) 碳鋼與鑄鐵 2023/1/16 65 （ 2）奧氏體 （ Austenite） C溶解在 gFe鐵中形成固溶體 。 固溶體： 兩種或兩種以上的元素在固態(tài)下互相溶解，而仍然保持溶劑晶格原來形式。它是鋼進行熱處理的依據(jù)。 第四節(jié) 碳鋼與鑄鐵 （三）金屬晶格的常見類型 ? （ 3）密排六方晶格 晶格屬于六方棱柱體，在六棱柱晶胞的 12個項角上各有一個原子，兩個端面的中心各有一個原子，晶胞內(nèi)部有三個原子。 塑性較好。 Wc≤ ％ Wc在 ％～ ％之間 Wc≥ ％ 按鋼中含 碳量分類 低 碳 鋼 中 碳 鋼 高 碳 鋼 一、分類 —— 黑色金屬 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 Ws≤ ％ Wp≤ ％ Ws≤ ％ Wp≤ ％ Ws≤ ％ Wp≤ ％ 按鋼的 質(zhì)量分類 普 通 碳 素 鋼 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 高級優(yōu)質(zhì) 碳素鋼 一、分類 —— 黑色金屬 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 制造各種構件 和機器零件 制造各種刀具、 量具、模具 按鋼的 用途分類 碳 素 結(jié)構鋼 碳 素 工具鋼 一、分類 —— 黑色金屬 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 一、分類 —— 有色金屬 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 二、鋼鐵牌號與表示方法 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 二、鋼鐵牌號與表示方法 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 二、鋼鐵牌號與表示方法 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 二、鋼鐵牌號與表示方法 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 二、鋼鐵牌號與表示方法 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 二、鋼鐵牌號與表示方法 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 2023/1/16 54 第四節(jié) 碳鋼與鑄鐵 “鐵碳合金 ” 由 95％以上鐵和 ％～ 4％碳及 1％左右雜質(zhì)元素所組成合金 一般含 C量 ％～ ％稱為鋼； 大于 ％稱為鑄鐵； 當含 C量小于 ％時稱 純鐵 (工業(yè)純鐵 )； 含 C量大于 ％的 鑄鐵極脆 第三節(jié) 金屬材料的分類及牌號 2023/1/16 55 一、鐵碳合金的組織結(jié)構 金屬的組織與結(jié)構 組織 ：在金相顯微鏡下看到的金屬的晶粒。 泊松比： 拉伸試驗中試件單位橫向收縮與單位縱向伸長之比。 通過材料吸收的沖擊功 AK與溫度的變化關系來確定材料的韌、脆狀態(tài)轉(zhuǎn)化。 ()()KV UK V UAF? ? 沖擊韌性值 ：一次沖斷試樣，缺口處單位截面積所消耗的功。 標注方法 ： 50HRC 優(yōu)點 ：操作方便、壓痕較小、可測成品；測量范圍大。 壓痕深度直接用百分表測出來，硬度值可以直接從洛氏硬度計的表盤上讀出，不需另外測量和計算，它是一個相對值，沒有量綱。 缺點 ：費時，壓痕較大，不適宜測量成品零件或薄壁件。在規(guī)定的試驗力 P作用下壓入被測試的金屬表面停留一定時間后卸除試驗力。 測試方法 ：壓入法、劃痕法、彈跳法。 )是否出現(xiàn)裂紋為評定標準。 %100%1000100?????? F FFFF?第二節(jié)：材料的性能 二、塑性 冷彎 (角 ) 衡量金屬材料和焊縫塑性的指標，由冷彎試驗測定的。 第二節(jié)：材料的性能 二、塑性 金屬在斷裂前產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。零件表面的加工缺陷大大降低了疲勞強度。兩者之間的關系曲線叫。在相同的條件下，能支持的時 間越久，則該材料抵抗斷裂的能力越大。 在 500℃ 溫度下，工作 1 105h后變形量為 1%的蠕變強度為 100Mpa。導致零件尺寸變化，甚至斷裂造成事故。 設計時塑性材料多用 σ s；脆性材料多用 σ b作為極限應力。 彈性變形 ：外力解除后變形全部消除恢復原狀的變形。 中、高溫容器 ：鋼材在 中、高溫的長期作用下，金相組織和機械性能等將發(fā)生明顯的變化，并要承受一定的介質(zhì)壓力，選擇設備用鋼時，需考慮材料的組 織穩(wěn)定性和中、高溫的機械性能。 有時具體設備既有溫度、壓力要求，又有耐腐蝕要求，而且 這些要求有時還互相矛盾，某些條件又經(jīng)常變化。 處理的介質(zhì)大多數(shù)又有腐蝕性，或為易燃、易 爆、有毒、劇毒等。對低合金鋼板材要注意 是否有分層、夾渣、白點和裂紋等缺陷。 0/ ( )P F M Pa? ?第二節(jié)：材料的性能 一、強度指標 ? 彈性 強度（彈性極限） 彈性強度 ：材料保持完全彈性變形時的最大應力。 )(/ 0 MP aFP ss ??第二節(jié)：材料的性能 一、強度指標 ? 抗拉強度（強度極限） 材料抗拉伸斷裂前承受的最大應力。 第二節(jié)：材料的性能 抗彎強度 一、強度指標 高溫性能 ： 蠕變 ：金屬在高溫長時間應力作用下，所加應力遠小于 σ s 逐漸產(chǎn)生明顯的塑性變形的現(xiàn)象。 蠕變強度 ：高溫長時間載荷作用下，在給定溫度下和規(guī)定時間內(nèi)，使試樣產(chǎn)生一定蠕變量的應力值。 持久強度是一定溫度和一定應力下材料抵抗斷裂的能力。 第二節(jié)：材料的性能 疲勞強度 疲勞曲線 :鋼鐵所受重復或交變應力 σ 與其斷裂前所受的應力循環(huán)次數(shù) N之間有關系。 (2)零件表面狀況 ：疲勞裂紋源大多起始于零件的表面。 (5)腐蝕介質(zhì) ：零件在腐蝕環(huán)境中，疲勞強度明顯降低。 %100%1000010?????? L LLL L?第二節(jié)：材料的性能 二、塑性 ? 斷面收縮率 試樣拉斷后斷口處橫截面積的改變量與原始橫截積之比。 或 180176。 第二節(jié)：材料的性能 三、硬度 硬度 ：金屬材料抵抗其它硬物壓入表面發(fā)生變形和破裂的能力（材料抵抗局部變形的能力）。其方法是用直徑 D為（ 10mm 、 5mm 、 ）的淬火鋼球（ HBS）或硬質(zhì)合金球（ HBW）。 優(yōu)點 ：測量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復性強。 第二節(jié)：材料的性能 （一）布氏硬度 第二節(jié)：材料的性能 （二）洛氏硬度 洛氏硬度 ：以壓頭壓入金屬材料的壓痕深度來表征材料的硬度。由于金屬的彈性變形的恢復，壓頭回升，深度 h就是主載荷作用下金屬表面的塑性變形深度。 沖擊韌性 ：金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。 材料 的高溫和低溫性能 低溫性能 ： 隨溫度下降，多數(shù)材料會出現(xiàn)脆性增加的現(xiàn)象，甚至發(fā)生脆斷。 第二節(jié)：材料的性能 2023/1/16 35 二、物理性能 熱膨脹性 線膨脹系數(shù) 第二節(jié)：材料的性能 2023/1/16 36 二、物理性能 彈性模量與泊松比 材料在彈性