特種設(shè)備用鋼材及焊接基礎(chǔ)知識(shí)

1、特種設(shè)備用鋼材及焊接基礎(chǔ)知識(shí)（一） 承壓類特種設(shè)備用鋼鋼材是制造承壓類特種設(shè)備的主要材料。鋼材的質(zhì)量及性能的好壞對(duì)于承壓類特種設(shè)備安全運(yùn)行，有著重要的影響和作用。1按鋼中所含化學(xué)成分分按鋼中所含化學(xué)成分可以將鋼分成碳素鋼和合金鋼兩大類：2按金相組織分鋼材經(jīng)正火處理后所得金相組織不同，可分為珠光體鋼、貝氏 體鋼、奧氏體鋼、鐵索體鋼。鋼在加熱或冷卻中沒有相變，始終保持鐵素體組織，此種鋼稱 為鐵素體鋼。高鉻鋼即屬于鐵素體鋼，具有較高的抗氧化能力。碳 在a -Fe中的固溶體稱為鐵素體，用符號(hào) F表示。（二）金屬的機(jī)械性能所謂金屬的機(jī)械性能是指在一定的溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力，如強(qiáng)度、

2、硬度、塑性、韌性等，也稱力學(xué)性以低碳鋼為例，金屬材料受拉伸外力作用引起的變形過程可分 3 個(gè)階段，即彈性變形、塑性變形、斷裂變形 3 個(gè)階段。由拉伸試驗(yàn) 可獲得強(qiáng)度和塑性指標(biāo)。1強(qiáng)度金屬強(qiáng)度是指在外力作用下，抵抗變形和破壞的能力。應(yīng)用最普遍的是強(qiáng)度指標(biāo)。強(qiáng)度指標(biāo)主要是屈服極限（CS或（T 0. 2）和抗拉強(qiáng)度極限（T b）。2.塑性金屬的塑性是指在外力作用下，能引起永久變形而不發(fā)生破裂， 并在外力取消后，仍能保持變形后形狀的能力。材料的塑性值也可 通過拉伸試驗(yàn)測(cè)得，通常用伸長(zhǎng)率 5 （延伸率）和斷面收縮率來表 示。3.沖擊韌性金屬的沖擊韌性即為在沖擊力作用下，抑制變形和斷裂的能力。 它還是金屬

3、材料在塑性變形范圍內(nèi)吸收能量的能力，因此，也可按 沖擊值的大小來衡量材料的塑性。目前國內(nèi)外廣泛采用一次擺錘彎 曲試驗(yàn)，缺口型式有夏比（U）和夏比（V）兩種。表示沖擊韌性的參數(shù) 也有兩種，一種是以沖斷試樣消耗的沖擊功 Ak（ 單位： J） 表示；另一 種是以單位缺口處斷面所耗的沖擊功 ak（單位：J/cm2）表示。目前 壓力容器鋼板全部改為用夏比（V）沖擊功（即AkV）作為沖擊韌性驗(yàn)收 標(biāo)準(zhǔn)。只有少數(shù)壓力容器鍛件還用夏比（U）沖擊值（即akU）作為沖擊 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。鋼中氣體含量較高或晶粒粗大，則韌性差。根據(jù)沖擊后斷裂的 形式，可以判斷材料的質(zhì)量及晶粒大小。沖擊韌性試驗(yàn)還能測(cè)定金 屬材料由韌性狀態(tài)向

4、脆性狀態(tài)過渡的轉(zhuǎn)變溫度。4硬度硬度是指金屬材料抵抗更硬異物壓入的能力。硬度表明材料的 耐磨性和切削加工的可能性。一般說來，硬度較高，材料的耐磨性 較好。常用的硬度有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、維氏硬度（HV）3 種。5冷彎冷彎性能是材料抵抗彎曲斷裂能力的標(biāo)志，它間接反映了材料 的塑性。這個(gè)試驗(yàn)既可檢查鋼的塑性好壞，也可以考核其加工工藝 性能，也能暴露鋼板受試面缺陷以及焊接接頭的焊接缺陷。6斷裂韌性斷裂韌性是反映材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抵制能力。對(duì)于中低強(qiáng)度鋼 的斷裂韌性，目前較普遍采用臨界裂紋張開位移 （COD）直Sc表示; 對(duì)于高強(qiáng)鋼的脆斷問題，則應(yīng)用材料的平面應(yīng)變斷裂韌性值 Kic 表 示

5、。7金屬材料高溫機(jī)械性能煉油化工設(shè)備相當(dāng)數(shù)量是在中等溫度（v 350C）和高溫下使用 中、高溫壓力容器通常以350C分界；而金屬材料機(jī)械性能概念中, 通常高于室溫均作高溫對(duì)待。（三）焊接焊接是通過加熱或加壓或同時(shí)加熱加壓，使焊件連接部位形成 原子結(jié)合的一種工藝加工方法。承壓類特種設(shè)備受壓元件焊接中焊接方法有兩大類：一類是熔 焊，就是將焊件接頭加熱到熔化狀態(tài) （不加壓） 完成焊接的方法；另 一類是壓焊，就是將焊件接頭施加壓力 （ 加熱或不加熱 ） 完成焊接的 方法。每一類中都包括許多具體的焊接方法。承壓類特種設(shè)備受壓元件中常用的焊接方法大多屬熔焊，例如 手工電弧焊，自動(dòng)埋弧焊；手工鎢極氬弧焊，自動(dòng)氣體保護(hù)焊，電 渣焊等。屬于壓焊的摩擦焊在電站鍋爐制造的管子焊接中用得也較 多。1手工電弧焊1） 特點(diǎn)手工電弧焊是通過手工操縱焊條與焊件產(chǎn)生電弧，利用電弧熱 使焊件局部和焊條熔化形成熔池完成焊接的方法。手工電弧焊的特點(diǎn)是，對(duì)材料和焊接位置適應(yīng)性強(qiáng)，適于焊接 碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹耐蝕鋼等，適于鍋爐制造、安裝、 修理中各種位置的焊接