【正文】 為碳化物）。如要獲得均勻的退火組織，其冷卻 速度必須很慢。另外，對這些鋼采用不完全退火，可使 二次滲碳體易于成為球狀，對降低鋼的硬度并為 淬火組織準(zhǔn)備更為有利。 目的：使鋼的成分均勻。 ④ 、等溫退火 等溫退火即是把鋼加熱到臨界點(diǎn)以上溫度，使其轉(zhuǎn)變?yōu)閵W 氏體，并保溫一段時間使奧氏體均勻后，冷卻到預(yù)定溫度， 并在該溫度下保溫一段時間，使奧氏體等溫分解成珠光體 的熱處理工藝。二者不 同之處在于冷卻方式。 目的：組織均勻，硬度較低。 ⑤ 、球化退火 球化退火即是將鋼按照完全退火的加熱速度加熱到 Ac1＋ （ 20~30 ℃ ），保溫后，再按照每小時 20~50 ℃ 的速度降至 該鋼 Ar1以下一個溫度，并在這個溫度保溫較長時間，最后 隨爐冷至 450~500 ℃ 左右出爐，再在空氣中冷卻的工藝。 目的：降低硬度， 以便于加工，并使鋼中的滲碳體變?yōu)榍? 狀，以為淬火作好組織準(zhǔn)備。 ? 金屬的蠕變曲線 蠕變現(xiàn)象通常用畫在“變形－時間”坐標(biāo)上的曲線來表示，這種曲線稱為蠕變曲線。典型蠕變曲線見附圖，它描述在恒定溫度、恒定拉應(yīng)力下金屬的變形隨時間的變化規(guī)律。 鍋爐、汽輪機(jī)高溫部件所用鋼材在高溫長期運(yùn)行過程中發(fā)生的組織性能變化主要有： 珠光體的球化和碳化物的聚集； 石墨化 （僅限于不含鉻的珠光體耐熱鋼）； 時效和新相的形成（如不銹鋼中 б 相的形成等）； 熱脆性； 合金元素在固溶體中和碳化物相之間的重新分配。 ? 珠光體的球化和碳化物的聚集 這是所有珠光體耐熱鋼最常見的組織變化。球化后的碳化物繼續(xù)增大自己的尺寸，使小直徑的球變成大直徑的球，這就是碳化物的聚集。 ⑴ 、珠光體球化會使鋼的室溫強(qiáng)度極限和屈服點(diǎn)降低。 ? 石墨化 石墨化就是鋼中的滲碳體分解成為游離碳并以石墨形式析出，在鋼中形成石墨夾層的現(xiàn)象。 ? 石墨化對鋼的性能的影響 當(dāng)鋼中產(chǎn)生石墨化現(xiàn)象時，由于碳從滲碳體中析出成為石墨，鋼中滲碳體數(shù)量減少；另外，石墨在鋼中割裂基體，起裂紋作用，而石墨本身強(qiáng)度又極低，因此，石墨化對鋼的強(qiáng)度有所影響。 ? 時效和新相的形成 耐熱鋼或耐熱合金的時效過程是指它們在長期運(yùn)行過程中，隨著運(yùn)行時間的推移而從組織中過飽和固溶體內(nèi)析出一些強(qiáng)化相質(zhì)點(diǎn)而使金屬的性能隨時間發(fā)生變化的現(xiàn)象。在以后的運(yùn)行中就會發(fā)生時效。第一階段是時效過程在金屬晶格內(nèi)的準(zhǔn)備階段，它僅有一些物理性能如電阻等的變化，在此階段鋼和合金的強(qiáng)度和硬度幾乎不發(fā)生變化；第二階段在組織上析出了分散的強(qiáng)化相質(zhì)點(diǎn)，使鋼的強(qiáng)度、硬度和蠕變極限提高，并使塑性、韌性降低；在時效的第三階段，是這些析出的分散相的聚集。 時效過程也就是新相形成的過程，因?yàn)槲龀龅姆稚⑾嘁簿褪窃诮饘僦行纬傻男孪唷＿@一過程的發(fā)生是由于在高溫下合金元素原子活動能力的增加而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移過程。在這些鋼中，歸根到底只有兩種相：固溶體和碳化物。當(dāng)形成固溶體時，合金元素的原子是要溶入到鐵的晶格中去的。因此，在高溫長期作用下，只要溫度水平能使合金元素原子有充分的活動能力，它就力求從固溶體中出來轉(zhuǎn)移到較為穩(wěn)定的碳化物中去。固溶體的貧化會使鋼的強(qiáng)度、蠕變極限和持久強(qiáng)度下降。 三、金屬力學(xué)性能試驗(yàn)基本知識 金屬材料的力學(xué)性能是金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出來的特性，如彈性、強(qiáng)度、硬度、韌性、塑性等。 ? 靜力試驗(yàn)下的力學(xué)性能 靜力試驗(yàn)的意義是，向試樣上加力（負(fù)荷、載荷）的速度是緩慢而均勻的，或者是以固定不變的力加在試樣上并保持很長的時間。 ? 拉伸試驗(yàn) 在拉伸試驗(yàn)時，可以得到以下力學(xué)性能的指標(biāo)： ⑴ 、抵抗微小的塑性變形的能力 這種性能常常用屈服點(diǎn) ReL來說明。 ⑶ 、塑性 試樣在斷裂時的塑性變形的大小，這種性能常常用延伸率 A和斷面收縮率 Z來說明。 圖中負(fù)荷與伸長量之間能保持直線關(guān)系的最大負(fù)荷稱為比例極限負(fù)荷 Pp ；金屬能保持虎克定律的最大負(fù)荷稱為彈性極限負(fù)荷 Pe （比例極限負(fù)荷和彈性極限負(fù)荷在位置上非常接近）； Ps稱為屈服負(fù)荷，金屬在這個負(fù)荷下開始屈服（即不增加負(fù)荷，變形也能自動增加）； PB稱為最大負(fù)荷 。 載荷伸長 ΔPpPePsPBPZΔ l塑性Δ l彈性Δ l全部拉伸曲線 拉伸試驗(yàn)時的力學(xué)性能指標(biāo)： ⑴ 、比例極限 б p 是指應(yīng)力和相對伸長成正比例的最大應(yīng)力。在工程上規(guī)定，彈性極限是使試樣產(chǎn)生 ～ %永久變形的應(yīng)力。 有時，在低碳鋼做拉伸試驗(yàn)時，在拉伸曲線上屈服時會出 現(xiàn)負(fù)荷作鋸齒狀的一段臺階，可分別用上屈服點(diǎn)和下屈服 點(diǎn)表示。 很多的金屬或合金，在拉伸曲線上無明顯的屈服平臺。 ⑷ 、強(qiáng)度極限 б b 試驗(yàn)斷裂前最大負(fù)荷與原始截面積之比。 ⑹ 、延伸率 δ 試樣拉斷后的伸長量與原始計(jì)算長度之比。 ? 硬度 所謂金屬的硬度是指金屬抵抗其它比較堅(jiān)硬物體壓入的能力。按照試驗(yàn)時所用方法的不同，可將硬度測定方法分為： 壓入法：試驗(yàn)金屬對塑性變形的抵抗能力； 劃痕法：試驗(yàn)金屬對于阻礙斷裂的抵抗能力； 彈性回跳法：試驗(yàn)金屬對彈性變形的抵抗能力?？梢哉J(rèn)為，沖擊韌性是綜合性地概括了材料的塑性性能和強(qiáng)度性能。 ? 二 特種設(shè)備檢驗(yàn)常用理化試驗(yàn)方法 ? 1. 常用硬度試驗(yàn)方法 ? （ 1） 布氏硬度 HB ? 布氏硬度試驗(yàn)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(yàn)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(jì)算出壓痕表面積 A，布氏硬度值 HB = F / A。 ? 布氏硬度壓痕較大，對薄工件或精密制成品表面，這種損傷可能是不允許的，但對壓力容器表面則沒有什么妨礙。 ? 布氏硬度試驗(yàn)機(jī)型式有臺式和便攜式兩種。便攜式錘擊布氏硬度計(jì)價格低、體積不大、可攜帶至現(xiàn)場使用，由于是人工操作，檢測速度較慢。 洛氏硬度試驗(yàn)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。由于壓痕小，當(dāng)材料組織不均勻時，測得的數(shù)值起伏大，缺乏代表性。它采用正棱角錐體金剛石壓頭，在一定試驗(yàn)力下在試件表面壓出正方形壓痕，測量壓痕兩對角線平均長度來確定硬度值。 主要用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的顯微硬度測量， 焊接性能試驗(yàn)中的最高硬度試驗(yàn)就是用維氏硬度計(jì)來測定焊縫，熔合線和熱影響區(qū)硬度的。里氏硬度計(jì)采用一個裝有碳化鎢球的沖擊測頭，在一定的試驗(yàn)力作用下沖擊試樣表面，利用電磁感應(yīng)原理中速度與電壓成正比的關(guān)系，測量出沖擊測頭距試樣表面 1mm處的 沖擊速度和回跳速度 。 ? 里氏硬度計(jì)體積小，重量輕，操作簡便，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。 加工殘余應(yīng)力與焊接殘應(yīng)力的存在對材料的硬度也會產(chǎn)生影響，加工殘余應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力值越大，硬度越高。常用的一個換算公式： =（適用于母材）；另一公式為 =（適用于 HB≤175的材料） ? （ 2）焊接性試驗(yàn)中檢測焊接接頭斷面的母材、焊縫和熱影響區(qū)的硬度，據(jù)此判斷材料的焊接性和工藝的適用性 ? （ 3）現(xiàn)場經(jīng)常通過檢測母材、焊縫和熱影響區(qū)的硬度，判斷焊接工藝執(zhí)行情況和焊接接頭質(zhì)量。例如現(xiàn)場組焊的壓力容器，整體熱處理后焊縫金屬和熱影響區(qū)的硬度值要求不大于母材的 120%（碳素鋼）或 125%（合金鋼），電站鍋爐相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求焊后熱處理的硬度不超過硬度值加 100HB,并且中合金鋼不大于 270HB,高合金不高于 300HB ? （ 5）焊接返修時，對返修部位進(jìn)行硬度測定，檢查返修補(bǔ)焊工藝的可行性及焊接質(zhì)量。 ? （ 7）壓力容器在高溫下長