鋼材主要性能指標(biāo)

1、,1.強(qiáng)度 2.韌性 3.可焊性,1,1.3鋼材主要性能指標(biāo),定義：在外力作用系，材料抵抗變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度 為減少鋼材的消耗和節(jié)省投資, 就要求管材強(qiáng)度提高,1.強(qiáng)度,2,1.3鋼材主要性能指標(biāo),強(qiáng)度的測試方法：拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)等 拉伸試驗(yàn)：鋼材受拉時，在產(chǎn)生應(yīng)力的同時，相應(yīng)的產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)力-應(yīng)變的關(guān)系反映出鋼材的主要力學(xué)特性,3,拉伸試驗(yàn),應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線,微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī),1）彈性階段OA： 一條通過原點(diǎn)的直線，應(yīng) 力與應(yīng)變成正比。 彈性 彈性模量 E值的大小反映了鋼材抵抗彈性 變形的能力。 彈性極限 A點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力。,O,A,低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖,E1 E2,圖形特點(diǎn)

2、：,試件特點(diǎn)：,計(jì)算指標(biāo)：,抗拉性能（低碳鋼）,2）屈服階段AB 一條波動的曲線，應(yīng)力增加很 小，而應(yīng)變增加很大。 所能承受的拉力增加很小，而 塑性變形迅速增加，似乎鋼材 不能承受外力 屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)） 點(diǎn)對 應(yīng)的應(yīng)力,圖形特點(diǎn)：,試件特點(diǎn)：,計(jì)算指標(biāo)：,O,A,A,C,D,B,屈服。,彈塑性,塑性階段,3）強(qiáng)化階段BC 一段上升的曲線。 抵抗塑性變形的能力又重新 提高 抗拉強(qiáng)度,圖形特點(diǎn)：,試件特點(diǎn)：,計(jì)算指標(biāo)：,O,A,低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖,A,C,D,B,C點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力。,強(qiáng)化。,4）頸縮階段CD 一段下降的曲線。 變形迅速發(fā)展，在有雜質(zhì)或 缺陷處，斷面急劇縮小 ，直到斷裂。 伸

3、長率：,圖形特點(diǎn)：,試件特點(diǎn)：,計(jì)算指標(biāo)：,頸縮,鋼管產(chǎn)品的“公稱最低屈服強(qiáng)度（SMYS）”。,輸氣管道屈服強(qiáng)度為420500MPa，工作壓力7.014.0MPa； 輸油管道屈服強(qiáng)度為360450MPa，工作壓力5.09.0MPa； 屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的差值和比值規(guī)定為小于100MPa和0.850.90。,1.強(qiáng)度,8,1.3鋼材主要性能指標(biāo),2.韌性,9,1.3鋼材主要性能指標(biāo),定義：指管材塑性變形和斷裂全過程中吸收的能量，是鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力,船體鋼板材料缺陷，造船工程師只考慮到要增加鋼的強(qiáng)度，沒有想到要增加其韌性。在“泰坦尼克號”沉沒地點(diǎn)的水溫中，發(fā)現(xiàn)了鋼材的冷脆性，即在-

4、400的溫度下，鋼材的力學(xué)行為由韌性變成脆性，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的脆性斷裂。,定義：是指管材塑性變形和斷裂全過程中吸收的能量。 吸收較多能量才斷裂的管材，是韌性好的管材。 對高強(qiáng)度薄壁管道,為防止斷裂事故發(fā)生,則要求管材有較好的韌性。,韌性的測試方法：夏比(v型缺口)沖擊試驗(yàn)及落錘撕裂試驗(yàn)等,2.韌性,10,1.3鋼材主要性能指標(biāo),當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的重?cái)[從一定高度自由落下時，在試樣中間開V型缺口，試樣吸收的能量等于重?cái)[所作的功W。沖擊韌性的大小用缺口處單位面積上所消耗的功來表示。,韌性沖擊試驗(yàn),11,1.3鋼材主要性能指標(biāo),Ak = mgH mgh (J),沖擊試驗(yàn)機(jī),沖擊試樣和沖擊試驗(yàn)示意圖,韌性沖擊試驗(yàn),韌性沖擊試驗(yàn),13,1.3鋼材主要性能指標(biāo),k值影響因素：試驗(yàn)溫度 有些材料在常溫時沖擊韌性并不低。但當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某值時，k突然大幅度下降，材料無明顯塑性變形而發(fā)生脆性斷裂，這種性質(zhì)稱為鋼材的冷脆性。,定義：可焊性是指鋼材在一定焊接工藝條件下，進(jìn)行焊接和獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的難易程度。 良好的可焊性是保證管道制管和焊接質(zhì)量的基本條件。,鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。碳含量在0.120.20范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好。碳含量再高可使焊縫和熱影響區(qū)變脆。提高鋼材強(qiáng)度的合