【正文】 當(dāng)有氧化性較強的腐蝕介質(zhì)存在時，應(yīng)選用穩(wěn)定型（含穩(wěn)定化元素 Ti和 Nb）或超低碳型（C≤％）奧氏體不銹鋼。, O( I* l! ]5 vamp。σ相具有高硬度，在 FeCr合金中，σ相屬于正方晶系。這種現(xiàn)象可以通過將其加熱至1000℃以上進行退火處理來消除。 x( s6 V。因此在應(yīng)用上述不銹鋼時，應(yīng)將其彎曲應(yīng)力、振動和沖擊載荷降到最少，或者不在 400℃以上溫度下使用。 A+ o% y/ ^9 x% v: g+ p, w: ^2）含鉻 , c, h! C J2 _) y9 }+ ^12％以上的鐵素體和馬氏體不銹鋼在400～550℃溫度區(qū)間內(nèi)長期工作時，應(yīng)考慮防止 475℃回火脆性破壞。 q0 B$ c3 l f5 v3 C等。5 V6 b, {6 G. ?0 e) amp。 V p0 _6 }39。O④馬氏體型不銹鋼：這類鋼具有較高的力學(xué)性能和適中的耐蝕性等特點。 `8 n, A4 ?1 V |$ b。典型的。典型的奧氏體型不銹鋼是 0Cr19Ni9。典型的鐵素體型不銹鋼是 1Cr17。 K. x _. | ~1)按化學(xué)成分可分為：鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。 \2 D! k: S% D! _39。 ~: Xamp。, ` \5 L S8 y J2 B% E! g（2）在均勻腐蝕環(huán)境下工作時，應(yīng)根據(jù)腐蝕速率、使用壽命令和經(jīng)濟性進行選材，同時給出足夠的腐蝕余量。）在 468℃溫度下長期工作時，其碳化物有轉(zhuǎn)化為石墨化的傾向。其中不銹鋼作為特殊的合金鋼具有很多特點。特別性能鋼又分為不銹鋼、耐熱鋼和耐磨鋼。其中合金結(jié)構(gòu)鋼又分為普通低合金鋼、易切鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼和滾動軸承鋼。 _% y* F1 j為了提高鋼的機械性能、工藝性能或物理、化學(xué)性能，人為地在鋼中加入一些合金元素，以適應(yīng)一些特定條件的需要，這種鋼就叫合金鋼。試驗要求應(yīng)符合現(xiàn)行《鋼制壓力容器》GB150的規(guī)定。G3 Xamp。 . ] ^( d( }amp。 M! R. v$ {(7) 臨氫操作時，應(yīng)考慮發(fā)生氫損傷的可能性。 4 S j, n* L1 M( ~(6)在均勻腐蝕介質(zhì)環(huán)境下工作時，應(yīng)根據(jù)腐蝕速率、使用壽命、經(jīng)濟性綜合考慮，同時給出足夠的腐蝕余量，并采取相應(yīng)的防腐蝕措施。但錳鋼（如 16Mn）不得用于該環(huán)境下。 M) D8 w溫度℃ 105 110 97 82 77 ! b l) ?6 e* J% V% y(5) 在有應(yīng)力腐蝕開裂的環(huán)境中工作時，應(yīng)進行焊后應(yīng)力消除熱處理，熱處理焊縫硬度不得大于HB200。 A1 n ^堿液濃度% 5 10 15 20 30 40 50 60 c+ _+ l% ?) d, f( v. w+ H溫度℃ 85 76 70 65 54 48 43 40。S3 o3 K一般情況下，當(dāng) NaOH的濃度和溫度超出下列規(guī)定時，應(yīng)對焊縫進行消除應(yīng)力熱處理。 L2 SI。. i ]+ 3 z50℃，管材表面受一定濃度的堿性流體長期侵蝕或反復(fù)作用，并在高溫和應(yīng)力的綜合影響下易產(chǎn)生脆化破裂。/ f0 A. [$ v: o5 g8 W. ]5 y2 ~(4) 堿脆* w1 B V+ q) K3 L+ q6 K金屬在堿液中的應(yīng)力腐蝕破裂稱堿脆。 高溫材料要求在高溫下具有良好的耐氧化及耐氣體腐蝕性能、很高的高溫強度值及非脆化性質(zhì)。硅的添加量一般限制在2%以內(nèi)，鍛（軋）合金中的鋁限于4%以下。但是，由于會造成性能的不穩(wěn)定、加工困難或由于其他一些原因，這些元素的添加量是有限的。添加鉻可提高高溫下抗氧化及石墨化，以及抗氫腐蝕及硫腐蝕的性能，所以，鉻鉬鋼廣泛應(yīng)用于高溫高壓場合。為了增強耐氧化性，還經(jīng)常添加鋁、硅和稀土等其他元素。碳素鋼和低合金鋼在高溫下不僅強度大大下降，同時材料表面極易氧化。氧化鉻是最常見的這種保護膜。 G: w t6 I* P) Y. j) T氧化是最常見的高溫腐蝕，但是氧化并不總是有害的。 S U。$ Ramp。 g0 y+ c3 H5 y1 a5 C(2) 珠光體球化 u* n1 G: Q6 _! {碳鋼和低合金鋼大都為鐵素體加珠光體組織，在高溫如 450℃以上，珠光體中的片狀滲碳體逐步轉(zhuǎn)化為球狀，使材料的蠕變極限及持久強度大大下降。但在高于 350℃時，碳鋼的強度下降的很快，容易產(chǎn)生氧化和其他形式的腐蝕,即使在鋼材制造過程中采用了控制抗氧化條件的脫氧劑，其最高工作溫度大約在 450℃，但碳素鋼和碳錳鋼在高于 425℃溫度下長期使用，應(yīng)考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向，而 ℃以上長期工作，也會使石墨化現(xiàn)象加快發(fā)展，從而使機械性能惡化；所以在較高溫度下最好采用低合金鋼或不銹鋼。 U8 m4 J T4 r x(1) 石墨化: v+ s/ z1 m$ L。這些標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)不同的使用工況而提出了不同的質(zhì)量要求。它一般采用平爐、電爐冶煉，要求比較高時還要加爐外精煉。 B優(yōu)質(zhì)碳素鋼: Gamp。 w. [不得用于液化烴，毒性程度為高度、極度危害介質(zhì)的管道。 g4 t, n. u4 P7 q鋼板厚度不大于30mm；% I39。 iamp。`鋼板厚度不大于20mm；+ k7 X! v。 N6 sF和Q235A鋼板型號存在問題，已不推薦使用： 5 k6 R3 A ?39。9 i39。I輸送劇毒及石油液化氣的管道材料采用優(yōu)質(zhì)鋼。 h( a2 c Y8 V B) d0 h* c* w0 jamp。沸騰鋼常在其材料牌號后面加字母 F以示表示，半鎮(zhèn)靜鋼則是在其材料牌號后面加字母 b進行表示，鎮(zhèn)靜鋼省略不加。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼稱為半鎮(zhèn)靜鋼。()澆注時鋼液平靜，沒有沸騰現(xiàn)象。由于脫氧不完全，鋼液中含氧量多，澆注及凝固時會產(chǎn)生大量的 CO氣泡，造成劇烈的沸騰現(xiàn)象，沸騰鋼也因此而得名；沸騰鋼冷凝后沒有集中縮孔，因而成材率高、成本低、表面質(zhì)量及深度沖擊性好，但因含氧量高、成分偏析大、內(nèi)部雜質(zhì)多、抗腐蝕性和機械性能差，且容易發(fā)生時效硬化和鋼板的分層，故不宜作重要用途。普通碳素鋼根據(jù)其冶煉過程加的脫氧程度不同分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼三種。 A0 h6 n0 ?) y普通碳素鋼( q4 a s3 \7 w% R0 P6 \) V! 通常接鋼中含硫、磷雜質(zhì)元素多少將碳素鋼分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼三種。 f. c, Q3 x l(3)普通鑄鐵，不得用于有毒、可燃介質(zhì)或溫度急劇變化的受壓管道，但可用于設(shè)計溫度0～6 s* h* a$ Y$ b5 P39。 n5 s. tamp。 n+ ?0 H/ [% S7 Z$ I(1)普通球墨鑄鐵，不得用于設(shè)計溫度低于 20℃或高于 343℃的受壓管道。實際上，它經(jīng)常被用于工業(yè)用水管路中的閥門閥體。它具有良好的鑄造性、耐腐蝕性、切削加工性以及低的缺口敏感性。實際上，它經(jīng)常被用于不受壓的閥門手輪和地下污水管道。與別的鑄鐵相比，它具有較高的塑性和韌性，但制造工藝復(fù)雜，價格高。它們均具有強度，塑性和韌性差但價格便宜的特點。 u$ q7 Z8 V5 L. S M鑄鐵5 S0 v. p8 M+ ～％的鐵碳合金稱為鑄鐵。 t. [% v: h第十節(jié) 壓力管道常用金屬材料的應(yīng)用限制 x2 I$ t3 K7 ?, h一 常用材料的應(yīng)用限制39。T i6 W五常用鋼材使用溫度見 。 K順纖維方向（縱向）的沖擊韌性值要比垂直纖維方向（橫向）為高，有時差別很大，所以材料的沖擊韌性要考慮纖維組織的受力方向問題，有些材料在標(biāo)準(zhǔn)中已分開標(biāo)明縱向和橫向兩種沖擊功。) y9 |9 h6 t/ k( e4 ?4．材料纖維組織方向的影響amp。 f3．材料缺陷的影響0 m3 ~6 H/ W8 N39。eamp。有些材料在工作溫度降低到某一溫度以下時，αk值會明顯下降，即所謂的冷脆現(xiàn)象，這一溫度稱為“脆性轉(zhuǎn)變溫度”，在這溫度以下的材料便呈脆性狀態(tài)。如夏比 V型缺口試樣所測得αk值與 U型缺口試樣所測得 αk值，對同一種材料來說是完全不同的。同種材料，試樣缺口越深、越尖銳，應(yīng)力也就越集中。 V四影響沖擊韌性的因素4 N4 _ \1 ` |. I, H* {、尺寸的影響 5 Z5 p4 l5 Q/ g39。因此這兩種試樣做沖擊試驗時，其沖頭和支座必須是專用的。夏比 V型缺口試樣的沖擊值直接用沖擊功 Akv來表示。 E! x其中最小值 4 [: P7 J0 ?39。 ?) Y Z8 E, }試樣數(shù)沖擊功值 Akv/J≤450 u4 Y( u2 ? F( u2 C: C. Y ~0 J三個試樣的平均值 ≥18 ! H8 O H2 q* d. K. ?7 A8 L其中最小值 450~515$ Z! ]: J+ Y0 z. E5 M三個試樣的平均值 ≥20 , ?3 e( w% m8 {1 x1 Y/ q, y5 g其中最小值 14515~650 c。如下表所示：+ a0 x7 k+ B。 |amp。 v5 H( N: n三 沖擊功合格指標(biāo)(詳見 ). j, Y。若設(shè)計溫度加 50℃后，高于20℃時，則不必遵守低溫應(yīng)力管道的要求。 7 W( U2 d3 I$ v+ i5 p) [$ w3 低溫低應(yīng)力工況 ：受壓元件的設(shè)計溫度雖然低于20℃，但其薄膜應(yīng)力小于或等于鋼材常溫標(biāo)準(zhǔn)屈服強度的六分之一，且不大于 50MPa的工況。3 e5 O: W9 ~1 ?6 `。 Z2 x1奧氏體不銹鋼低溫管道，在設(shè)計溫度高于或等于196℃，且滿足下列各項要求時可免做低溫沖擊試驗： % P! Q8 A2 [6 y$ cA 母材含碳量小于或等于 ％；. ~, d。7 f?！朵撝茐毫θ萜鳌稧B150 規(guī)定了鋼材的使用溫度下限，除奧氏體鋼及低溫壓力容器另有規(guī)定外，均為高于20℃。ASME “工藝管道“主要從以下幾個方面進行了規(guī)定：沖擊試驗的條件；沖擊試驗的要求；沖擊試驗的準(zhǔn)則。工程上解決低溫脆斷的方法是材料在脆性轉(zhuǎn)變溫度以上使用，或通過設(shè)計溫度下的沖擊試驗證明材料在設(shè)計溫度下的沖擊功不低于某一值（對應(yīng)與脆性轉(zhuǎn)變溫度的沖擊功值）時方可使用。通常將這一臨界溫度稱為材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。G K U s在低溫情況下，材料因其原子周圍的自由電子活動能力減弱和“粘結(jié)力”的增加而使金屬呈現(xiàn)脆性。 [二低溫對材料的影響% y8 W8 C鋼材的蠕變溫度通常碳鋼在 300～350℃、低合金鋼在400～450℃時應(yīng)考慮蠕變問題。碳素鋼和碳錳鋼在高于 425℃溫度下長期使用時，應(yīng)考慮鋼中碳化物的石墨化傾向。 B12CrMo調(diào)質(zhì) OCr18Ni9固溶/ J/ n9 E, w39。 A2 N4 T1 V u4 a% ? m$ k材料牌號供貨熱處理狀態(tài)材料牌號供貨熱處理狀態(tài) $ R3 e) mamp。另外，還可以加入強碳化物元素 Ti或 Nb，使鋼先形成 TiC或 NbC，避免碳鉻結(jié)合。為了防止發(fā)生晶間腐蝕，可將鋼的含碳量控制在 ％以下。經(jīng)固溶化處理的單相奧氏體是不穩(wěn)定的。三鉻鎳奧氏體不銹鋼的熱處理由于這類鋼在加熱和冷卻過程中無α–γ的相變發(fā)生，所以不能淬火強化，由于這種鋼的室溫平衡組織是奧氏體和少量碳化物，耐蝕性差。4 Q6 _) A% l% q8 d2滲氮（氮化）：滲氮（氮化）是在一定溫度下于一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。9 E: Z9 `3 Y7 i1 Y1鋼的滲碳：滲碳是為提高工件表層的含碳量并在其中形成一定的含碳量梯度，將工件在滲碳介質(zhì)中加熱、保溫，使碳原子滲入的化學(xué)熱處理工藝。 P4 b$ k6 Z8 f, P* p {. e化學(xué)熱處理是將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理。 ]. c9 J3 }3 l。 8 D/ I+ [ m) ]) N6固溶處理：將合金鋼加熱至高溫單相區(qū)，并經(jīng)過充分的保溫，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和的固溶體這樣的熱處理工藝稱為固溶處理。 u f: w, C: S5調(diào)質(zhì)：通常將淬火加高溫度回火的熱處理工藝叫調(diào)質(zhì)?；鼗鹨渤Ｓ糜谙摬牡淖冃渭庸せ蚝附託堄鄳?yīng)力。b+ o7 H3 D: M% Z W4回火：將鋼加熱到 Ac1以下某一溫度，保溫后在空氣中冷卻的工藝叫回火。5 q 2 F6 \ |7 4 a+ |+ J3 淬火：將鋼加熱到 Ac3（亞共析鋼）或 Ac1（過共析鋼）以上 30～50℃，保溫后以大于臨界冷卻速度的速度快速冷卻的熱處理工藝叫淬火。^1 U, ^2 正火：將鋼加熱到 Ac3（或 Acm ）以上 30～50℃，保溫后在空氣中冷卻，得到珠光體型組織的熱處理工藝叫正火。f4 }+ w R: v J6 y消除應(yīng)力退火是為了除去由于塑性變形加工，焊接等原因造成的以及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進行的熱處理工藝，消除應(yīng)力退火的加熱溫度低于鋼的再結(jié)晶溫度。對于連續(xù)多次冷加工的鋼材，因隨加工道次的增加、硬度不斷升高，塑性不斷下降，必須在兩次加工之間安排一次再結(jié)晶退火、使其軟化，以便鋼材能進一步加工。再結(jié)晶退火是將變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上（600℃～Ac1之間），保持適當(dāng)時間，使被冷加工拉長了的和破碎了的晶粒重新成核和長大成正常晶粒，成為沒有內(nèi)應(yīng)力的新的穩(wěn)定組織。完全退火適用于處理亞共析鋼、中合金鋼，目的是改善鋼鑄件或熱扎型材的機械性能。39。$ T1 b% Q% m39。金屬材料中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律，就是熱處理的原理。 j5 F熱處理改變金屬工件的性能，是通過改變其內(nèi)部組織來實現(xiàn)的。39。 G B2 O W(3) 材料的使用狀態(tài)應(yīng)為正火、正火+回火、退火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)； ) \) Z0 j ?4 V( `(4) 碳當(dāng)量限制：,； 9 N) s$ T6 o0 q9 S+ I(5) 硬度硬度：無論是對材料本體或焊縫及熱影響區(qū)，硬度均應(yīng)小于等于HB200（教材為HB185）； ) v0 x8 S, t5 g, i, m h(6) 焊后應(yīng)進行消除應(yīng)力熱處理或其它等效的熱處理。 E, }+ j a. ?當(dāng)介質(zhì)構(gòu)成液氨應(yīng)力腐蝕開裂的環(huán)境條件時,應(yīng)用的材料應(yīng)符合下列要求： 5 Q* {) H0 Y9 ^$ ^) z(1) 材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強度應(yīng)小于等于355Mpa； ! _ L! B+ K3 \amp。 y0