第二章-金屬材料力學(xué)性能基本知識及鋼材的脆化-預(yù)覽頁
【正文】 力元件要求具有一定塑性，因為塑性指標較高的材料制成的元件不容易發(fā)生脆性破壞，在破壞前元件將出現(xiàn)較大的塑性變形，與脆性材料相比有較大的安全性。 對材料塑性的要求是有一定限度的，并不是越大越好，單純追求塑性會限制材料強度使用水平的提高，造成產(chǎn)品粗大笨重，浪費材料和使用壽命不長。 工程上常用的硬度試驗方法有以下幾種： 1．布氏硬度HB 布氏硬度試驗方法是把規(guī)定直徑的淬火鋼球(或硬質(zhì)合金球)以一定的試驗力F壓入所測材料表面，保持規(guī)定時間后，測量表面壓痕直徑d，由d計算出壓痕表面積A，布氏硬度值HB=F／A。 2．洛氏硬度HR 洛氏硬度是采用測量壓痕深度來確定硬度值的試驗方法。 洛氏硬度試驗適用范圍廣，操作簡便迅速，而且壓痕較小，故在鋼鐵熱處理質(zhì)量檢查中應(yīng)用最多。焊接性能試驗中的最高硬度試驗就是用維氏硬度來測定焊縫，熔合線和熱影響區(qū)硬度的。在任何方向上均可測試，所以特別適合現(xiàn)場使用；由于測量獲得的信號是電壓值，電腦處理十分方便，測量后可立即讀出硬度值，并能即時換算為布、洛、維等各種硬度值。 試樣受到擺錘的突然打擊而斷裂時，其斷裂過程是一個裂紋發(fā)生和發(fā)展過程，在裂紋發(fā)展過程中，如果塑性變形能夠產(chǎn)生在斷裂的前面，就將能阻止裂紋的擴展，而裂紋的繼續(xù)發(fā)展就需消耗更多的能量。1．1．6有關(guān)材料方面的進一步知識1．鍋爐壓力容器殼體的工作應(yīng)力 絕大多數(shù)鍋爐壓力容器都承受內(nèi)壓，內(nèi)部壓強會使殼體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，這一應(yīng)力稱為工作應(yīng)力。近似以平均直徑D代替內(nèi)徑研，當(dāng)外徑和內(nèi)力平衡時有: 軸向：σ=PD/4δ 切向：σ=PD/2δ 由公式可知，應(yīng)力的大小與壓力聲和容器直徑D成正比，與容器壁厚δ成反比；軸向應(yīng)力σ，是切向應(yīng)力d。這些應(yīng)力可通過一些分析計算方法求得。常見的材料脆化現(xiàn)象有以下幾種：a．冷脆性 隨著溫度的降低，大多數(shù)鋼材的強度有所增加，而韌性下降，金屬材料在低溫下呈現(xiàn)的脆性稱為冷脆性。采用另一種試驗方法，即落錘試驗可較精確地測定鋼材的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。值得注意的是具有熱脆性的鋼材在高溫下并不呈現(xiàn)脆化，仍具有較高的沖擊韌度，只有當(dāng)冷卻至室溫時，才顯示出脆化現(xiàn)象。（特別是鍋爐用的高溫?zé)o縫鋼管）c．氫脆 鋼材中的氫會使材料的力學(xué)性能脆化，這種現(xiàn)象稱為氫脆。氫對鋼材的脆化過程是一個微觀裂紋在高應(yīng)力作用下的擴展過程。氫脆是一種延遲斷裂，斷裂遲延的時間可以僅幾分鐘，也可能幾天。d．苛性脆化 苛性脆化是由于介質(zhì)內(nèi)具有含量很高的苛性鈉(NaOH)促使鋼材腐蝕加劇而引起的脆化現(xiàn)象。e．應(yīng)力腐蝕脆性斷裂 由拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用而引起的低應(yīng)力脆性斷裂稱為應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕的速度一般在103 mm/h至1mm/h的數(shù)量級范圍內(nèi)，大于通常的腐蝕速度（104mm/h）,比單純由應(yīng)力產(chǎn)生的斷裂速度小些。 (b)具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質(zhì)環(huán)境。碳鋼和低合金鋼焊制的壓力容器最常見的應(yīng)力腐蝕環(huán)境色．括：濕H2s環(huán)境，液氨環(huán)境以及Nao
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