【正文】 素，除了碳以外，還有少量的錳、硅、硫、磷以及氮、氧、氫等雜質(zhì)。 ?按所含主要合金元素分類(lèi) ：可分為鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅鋼等。 ? 碳鋼的牌號(hào)及表示方法 ?碳素結(jié)構(gòu)鋼 ? 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼表示方法 ： QXXX－ XX，其中 Q是 “ 屈服極限 ” 漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母大寫(xiě)， XXX為鋼的屈服強(qiáng)度值（單位 MPa）， XX中第一個(gè) X表示質(zhì)量等級(jí)（分為 A、 B兩級(jí)），第二個(gè) X表示脫氧方法（分為沸騰鋼 F、鎮(zhèn)靜鋼 Z和半鎮(zhèn)靜鋼 b）； ? 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼表示方法 ：其牌號(hào)用鋼平均含碳量的萬(wàn)分比兩位數(shù)字表示，如 08鋼表示平均含碳量為 ％。 ? 奧氏體不銹鋼的固溶處理和穩(wěn)定化處理： ?固溶處理：把奧氏體不銹鋼加熱到 1050～ 1100℃（此溫度下碳能在奧氏體中固溶），保溫一定時(shí)間（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 3分鐘），以獲得均勻的奧氏體組織的工藝稱(chēng)為固溶處理。 ?目的是通過(guò)淬火獲得馬氏體組織，以提高材料硬度和強(qiáng)度。 ?消除應(yīng)力退火： ?一般是將工件加熱到 Ac1以下 1002022C（碳鋼和低合金鋼大致在 5006500C），保溫然后緩慢冷卻。 ?影響 C曲線(xiàn)的因素： ?碳的影響：在正常加熱條件下，亞共析碳鋼的 C曲線(xiàn)隨含碳量的增加而右移（亞共析鋼在過(guò)冷奧氏體冷卻時(shí)發(fā)生共析分解，轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類(lèi)型組織之前就開(kāi)始析出鐵素體新相）；過(guò)共析碳鋼的C曲線(xiàn)隨含碳量的增加而左移。 ? 熱處理的一般過(guò)程 ?定義：熱處理是將固態(tài)金屬及合金按預(yù)定的要求進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以改變其內(nèi)部組織從而獲得所要求性能的一種工藝過(guò)程。 ?帶狀組織：經(jīng)熱加工后低碳結(jié)構(gòu)鋼顯微組織中，鐵素體和珠光體沿加工方向平行成層分布的條帶組織。 ?基本組織形式 ?鐵素體（ F） 碳溶于 α －鐵或 δ －鐵中的固溶體（ α －鐵和 δ －鐵都是體心立方晶格），在 770℃以下它具有鐵磁性。 ? 三種常見(jiàn)的金屬晶格 ? 晶體的各向異性 ?由于晶體中不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而晶體在不同方向上的性能便有所差異，晶體的這種 “ 各向異性 ” 的特點(diǎn)是它區(qū)別于非晶體的重要指標(biāo)之一。氫脆斷裂只發(fā)生在 ―100~150 ℃ 的溫度范圍，溫度過(guò)低或過(guò)高均不易發(fā)生。 ?斷裂韌度 是用來(lái)反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展，即抵抗脆性斷裂的指標(biāo)。沖擊韌性 α Kv（ α ku）＝ Ak／ SN 。 ?應(yīng)用： ?布氏硬度試驗(yàn)是指用一定直徑的（球體鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應(yīng)的試驗(yàn)壓力壓入被測(cè)材料或零件表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，通過(guò)測(cè)量表面壓痕直徑計(jì)算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)方法。一般機(jī)械設(shè)計(jì)若以 ReH、 ReL作為指標(biāo)時(shí)， ns＝ ，若采用屈服強(qiáng)度 Rm作為指標(biāo)時(shí)，安全系數(shù) nb＝ ，我國(guó)鍋爐壓力容器規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)一般為 ns ＝ ， nb =。 ?應(yīng)力集中系數(shù) a=σ max/σ σ max最大局部應(yīng)力； σ 名義應(yīng)力 ?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)就越大。金屬材料及熱處理基本知識(shí) 概 述 金屬材料是制造特種設(shè)備最常用的材料，因此了解和掌握金屬材料性能是十分必要的，所謂金屬材料的性能：是指金屬材料對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造使用等性能的滿(mǎn)足程度，也就是金屬材料本身所具有的性質(zhì)和能力。 ?應(yīng)力集中的概念：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(chēng)為應(yīng)力集中。一般特種設(shè)備金屬材料構(gòu)件都是在彈性狀態(tài)下工作的，不允許發(fā)生塑性變形，所以在特種設(shè)備設(shè)計(jì)中都選擇了適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)來(lái)保證。 ?試驗(yàn)：通常有以下幾種試驗(yàn)形式：布氏硬度 HB、洛氏硬度 HR、維氏硬度 HV、里氏硬度 HL。 ?試驗(yàn)：通常是在擺式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定的。屈強(qiáng)比大于 視；大于 ，慎重處理。 氫脆是一種延遲斷裂，斷裂延遲時(shí)間可由幾分鐘或者幾天。 ?晶體結(jié)構(gòu)種類(lèi)： ?體心立方晶格 鐵（＜ 9120C， α鐵）、鉻、鉬、鎢、釩等 ?面心立方晶格 鋁、銅、鎳、鉛等 ?密排六方晶格 鈹、鎂、鋅、鎘等 ?單晶體：晶體內(nèi)的晶格位向完全一致 ?多晶體：由許多晶粒（單晶體）組成的晶體結(jié)構(gòu)，不存在各向異性，因?yàn)槠渲芯Я５奈幌虿煌?，結(jié)果只表現(xiàn)出它們的平均性能 ?實(shí)際使用的金屬是由許多晶粒組成的，又叫 多晶體 。鍋爐壓力容器壓力管道用鋼含碳量一般低于％。 ?魏氏組織：亞共析鋼因?yàn)檫^(guò)熱而形成的粗晶奧氏體，在一定的過(guò)冷條件下（較快），除了在原來(lái)奧氏體晶粒邊界上析出塊狀 αFe外，還有從晶界向晶粒內(nèi)部生長(zhǎng)的片狀 αFe。隨著溫度降低，奧氏體（ A）中的含碳量沿 GS線(xiàn)逐漸增加而趨近于 S點(diǎn)，即合金冷卻至 7270C時(shí)，奧氏體（ A）中的含碳量增為 %，故當(dāng)合金再冷卻至稍低于 7270C時(shí)，其組織中剩余的奧氏體（ A）便按共析反應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，最終的顯微組織為 F+P。 ?實(shí)際生產(chǎn)中，過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變大多是在連續(xù)冷卻過(guò)程中進(jìn)行的，在連續(xù)冷卻過(guò)程中，只要過(guò)冷度與等溫轉(zhuǎn)變相對(duì)應(yīng)，則所得到的組織與性能也是對(duì)應(yīng)的。 ?不完全退火是將工件加熱到 Ac1以上 30～ 50℃ ，保溫后緩慢冷卻的方法。 ? 淬火： ?淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋睾罂炖?，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的過(guò)程。按回火的溫度不同可將回火分為低度、中溫和高溫回火三種。按爐襯里材料又可分 酸性 和 堿性 兩類(lèi)。 ?按鋼的組織分類(lèi) ：可分為珠光體鋼、奧氏體鋼、鐵素體鋼、馬氏體鋼等。 ? 低碳鋼 ?定義：碳含量 ≤ ％的碳素鋼統(tǒng)稱(chēng)為低碳鋼。 – 所謂時(shí)效就是鋼的強(qiáng)度、硬度和塑性，特別是沖擊韌性在一定時(shí)間內(nèi)自發(fā)改變的現(xiàn)象（熱時(shí)效、應(yīng)變時(shí)效）。增強(qiáng)鋼的抗氫腐蝕能力。 ?低合金結(jié)構(gòu)鋼 ?特點(diǎn)：有較高的強(qiáng)度，又有較好的塑性和韌性，使用低合金鋼代替碳素結(jié)構(gòu)鋼，可在相同承載條件下，使結(jié)構(gòu)重量減輕 20％～ 30％。 ?錳對(duì)改善鋼的低溫韌性十分有利，隨著錳含量增加，鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度下降。 ?奧氏體鋼： 鉻鎳系和鐵錳鋁系，具有面心立方晶格，具有良好的低溫韌性。 ?合金元素再分配： 合金元素在固溶體和碳化物中的含量發(fā)生變化，是通過(guò)合金元素?cái)U(kuò)散進(jìn)行的的，由不平衡狀態(tài)向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的一種自發(fā)過(guò)程。由于這種貧鉻使晶間不能抵抗某些介質(zhì)的浸蝕，所以這樣的晶間對(duì)腐蝕介質(zhì)就十分敏感。 ? 化學(xué)成分（熔煉分析） ?用于焊接的碳素鋼和低合金鋼 ? C≤% 、 P ≤% 、 S ≤% ?壓力容器專(zhuān)用鋼中的碳素鋼和低合金鋼 ?基本要求 P ≤% 、 S ≤% ?標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于或者等于 540MPa的鋼材 P ≤% 、 S ≤% ?用于設(shè)計(jì)溫度低于 20℃ 且標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值小于 540MPa的鋼材 P ≤% 、 S ≤% ?用于設(shè)計(jì)溫度低于 20℃ 且標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于或等于 540MPa的鋼材 P ≤% 、 S ≤% ? 力學(xué)性能 ? 沖擊功 碳素鋼和低合金鋼沖擊功 鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值 Rm(MPa) 3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣沖擊功平均值 KV2（ J) ≤ 450 ≥ 20 450510 ≥ 24 510570 ≥ 31 570630 ≥ 34 630690 ≥ 38 ? 斷后伸長(zhǎng)率 ? 壓力容器受壓元件用鋼板、鋼管和鍛件的斷后伸長(zhǎng)率應(yīng)符合安全技術(shù)規(guī)范引用標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定； ? 焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和低合金低溫鋼斷后伸長(zhǎng)率指標(biāo)見(jiàn)下表； ? 采用不同尺寸試樣的斷后伸長(zhǎng)率指標(biāo)，按標(biāo)準(zhǔn)換算后應(yīng)符合本規(guī)定。 ?鈦 鋼復(fù)合板不小于 140MPa。 ? 材料投用和標(biāo)志移植 ?制造單位應(yīng)當(dāng)通過(guò)對(duì)材料供貨單位進(jìn)行考察、評(píng)審、追蹤等方法，確保所使用的壓力容器材料符合安全技術(shù)規(guī)范的要求，并且在材料進(jìn)廠時(shí)審核材料質(zhì)量證明書(shū)和材料標(biāo)志； ?對(duì)于采購(gòu)的第 Ⅲ 類(lèi)壓力容器用 Ⅳ 級(jí)鍛件，以及不能確定質(zhì)量證明書(shū)的真實(shí)性或?qū)π阅芎突瘜W(xué)成分有懷疑的主要受壓元件材料，制造單位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，符合規(guī)定后方可投料使用。