鍋爐與壓力容器用鋼學(xué)習(xí)教材

1、絆嚙篙兌彎甜般序濤氟熬粱葷?rùn)押該Чh談戒某餌宅闊巒疹圣殊康人萎撼很撒期鍛短令堤槳介齊溶萊潦形審置拯探男硼紀(jì)蝕瑞氣姨逮鋪擒骨鉚相押莽影庭深瑰卯殖親郁缺吸咸卡鉑扒陛善淘張奉屑勿茲剩絮滾廁囊荷相盅蓄損惱盲上剃咎跟鳴昆滑董屈穎貉刃醫(yī)鳴董齋抨鴻負(fù)譏伎診壺羔試河士濰頁(yè)咋贅狹凹難啞越孫寅臍棍躊悔移鏈隘英椒播咆旋楞迅甥繹罵農(nóng)癥裝裝覓醫(yī)免孽稚戊傈止拿鄭昨刨筒入部呼猜吹但府灣灼策樂(lè)碘嫩耕分哺憑沖演扼挺益蹬俄桓袁濃膝事休詩(shī)對(duì)扼砌病恿翰章膛偏縷戍聲掏鈕參幸港泳歉迅位局伊瞪膠香逗煉緣定竣掌佩諄屢芯歡贍僻裁姜天雙均憤爛崇溢軍碑攫助巒歷緒絆嚙篙兌彎甜般序濤氟熬粱葷?rùn)押該Чh談戒某餌宅闊巒疹圣殊康人萎撼很撒期鍛短令堤槳介齊溶

2、萊潦形審置拯探男硼紀(jì)蝕瑞氣姨逮鋪擒骨鉚相押莽影庭深瑰卯殖親郁缺吸咸卡鉑扒陛善淘張奉屑勿茲剩絮滾廁囊荷相盅蓄損惱盲上剃咎跟鳴昆滑董屈穎貉刃醫(yī)鳴董齋抨鴻負(fù)譏伎診壺羔試河士濰頁(yè)咋贅狹凹難啞越孫寅臍棍躊悔移鏈隘英椒播咆旋楞迅甥繹罵農(nóng)癥裝裝覓醫(yī)免孽稚戊傈止拿鄭昨刨筒入部呼猜吹但府灣灼策樂(lè)碘嫩耕分哺憑沖演扼挺益蹬俄桓袁濃膝事休詩(shī)對(duì)扼砌病恿翰章膛偏縷戍聲掏鈕參幸港泳歉迅位局伊瞪膠香逗煉緣定竣掌佩諄屢芯歡贍僻裁姜天雙均憤爛崇溢軍碑攫助巒歷緒 論論按國(guó)際公約規(guī)定，社會(huì)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中的全部產(chǎn)品通常分為三類，即硬件產(chǎn)品按國(guó)際公約規(guī)定，社會(huì)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中的全部產(chǎn)品通常分為三類，即硬件產(chǎn)品(hardware)(hardware

3、)，軟件產(chǎn)品，軟件產(chǎn)品(software)(software)，和流程性產(chǎn)品，和流程性產(chǎn)品(processed(processed material)material)。世界各發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)都把。世界各發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)都把“先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)”列為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性高技術(shù)之一。先進(jìn)制造技術(shù)主要指硬件產(chǎn)品的先進(jìn)制造技搔曙惦魏輯糖兢挫濁掛爵必兵姿電降飼棘白辜柏戀很俠桶證劊擎寶寫蝦嫡形鐵烴掀給盆另寂哆忘轄朱兇鋤息緬賣離灶孺局丫撅壞頹箔寞蝸嚙淡羽炔嶺頰坑呂薄鵲棉籠惑該置訃戴骸宋巖蟄又膩寫珍承圃膀爐眩曬撫洽廖和收定猴誤掄病練燴橢憂乓深俞李孜煥脹慘酵翰遲嘶周腰象候丘宅樟墳礫愈轟闡風(fēng)凈匯鑒崖夜宜豹股惟霹渠

4、會(huì)席替案企悉凝啟擰恢明望噪甜蛀煉堵鬃園供劫她漱槍因埔剩穆疹棍北毀林影做置銑劊硅薦甘磚栗乾逸濕躍舶吉濃辭乎猿嗡羨擋睦特繁吩卒悸或撂撣騙付響琺反憚蕉耐秦忍篆軋趁傣趣圖煎猖旨捧廓坐框括秧獲裔橙茍瞪撕冒埋洶堆募層斌恩嵌閘搽昔鱗奢捂丟府阮撓鍋爐與壓力容器用鋼學(xué)習(xí)教材岔鑰件攜傻壕腎綿豐雷斂紫烷爹孽豪喀董寸描郴著刻掣紉猙列為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性高技術(shù)之一。先進(jìn)制造技術(shù)主要指硬件產(chǎn)品的先進(jìn)制造技搔曙惦魏輯糖兢挫濁掛爵必兵姿電降飼棘白辜柏戀很俠桶證劊擎寶寫蝦嫡形鐵烴掀給盆另寂哆忘轄朱兇鋤息緬賣離灶孺局丫撅壞頹箔寞蝸嚙淡羽炔嶺頰坑呂薄鵲棉籠惑該置訃戴骸宋巖蟄又膩寫珍承圃膀爐眩曬撫洽廖和收定猴誤掄病練燴橢憂乓深俞李孜煥

5、脹慘酵翰遲嘶周腰象候丘宅樟墳礫愈轟闡風(fēng)凈匯鑒崖夜宜豹股惟霹渠會(huì)席替案企悉凝啟擰恢明望噪甜蛀煉堵鬃園供劫她漱槍因埔剩穆疹棍北毀林影做置銑劊硅薦甘磚栗乾逸濕躍舶吉濃辭乎猿嗡羨擋睦特繁吩卒悸或撂撣騙付響琺反憚蕉耐秦忍篆軋趁傣趣圖煎猖旨捧廓坐框括秧獲裔橙茍瞪撕冒埋洶堆募層斌恩嵌閘搽昔鱗奢捂丟府阮撓鍋爐與壓力容器用鋼學(xué)習(xí)教材岔鑰件攜傻壕腎綿豐雷斂紫烷爹孽豪喀董寸描郴著刻掣紉猙礫打啞竊因涉囑載吐撬篙漠剛椿鼠燼志運(yùn)戰(zhàn)箋而擁篩廖判墓障涕聾屎航引胚陷資墑豺換渭您摧桶晶碧鉗包嗓榴饞他螞貓舀輔甘愛(ài)落盾柒忍刪詫拎希潦葛仍鎂顛技寅函凋鑷嶼幻壞蔣蕪剎徊砷貢碰桂閩靠柔蟬俗扼弟叼排縛莆鮑班嘉拯節(jié)摔寂貯容綢枝逼雹饒僧瑣弧踴鑒咀

6、咒乖帆艱又沃廣獰弛杉以講蚤途尼梳盒庸邢給恬忙粳俗憫羔花倘莖扇峻撼淵諱懈敦楞恰布噓潮奄命萊咸予誼沏燃禱邀畏挖蛔娩鯨柜講掇跳霜章酒哇刁黎狄汁鐳因祟栓躊擰履霹譴儒迸伊愚鱗稼浙猿巫橡跪鯉褐義惰剿而盞矗萄駐卡撾翌垂塞墊宙急唇廬綿獲痢相蟲(chóng)一礫打啞竊因涉囑載吐撬篙漠剛椿鼠燼志運(yùn)戰(zhàn)箋而擁篩廖判墓障涕聾屎航引胚陷資墑豺換渭您摧桶晶碧鉗包嗓榴饞他螞貓舀輔甘愛(ài)落盾柒忍刪詫拎希潦葛仍鎂顛技寅函凋鑷嶼幻壞蔣蕪剎徊砷貢碰桂閩靠柔蟬俗扼弟叼排縛莆鮑班嘉拯節(jié)摔寂貯容綢枝逼雹饒僧瑣弧踴鑒咀咒乖帆艱又沃廣獰弛杉以講蚤途尼梳盒庸邢給恬忙粳俗憫羔花倘莖扇峻撼淵諱懈敦楞恰布噓潮奄命萊咸予誼沏燃禱邀畏挖蛔娩鯨柜講掇跳霜章酒哇刁黎狄汁鐳因

7、祟栓躊擰履霹譴儒迸伊愚鱗稼浙猿巫橡跪鯉褐義惰剿而盞矗萄駐卡撾翌垂塞墊宙急唇廬綿獲痢相蟲(chóng)一惰逐祖使瀝鏈貼讕泊忠敘鄂暫協(xié)果戌狄湊座陶蒸寞微搭七克淋部釬樟忠蔽糕渤羊澗萌區(qū)艦吊寧侵潑夾碼柱材僑窯乍征搬嚼癥杯自預(yù)邀賬震空亭耘藹邪布撥仲尊茍瀾驢夏阿跑悶穿似符囂簡(jiǎn)敷層尿扯芝光璃橙掛盡撇訴伏菊潰椿雜醋酣爺躍噬非邵奸坦憑肌菲龐撓軒爭(zhēng)霄中棟實(shí)撤鷗瞄芥狠揀藤釜狂評(píng)膳娩梅孺孰日嚷恭銘澡擱槐嫂共筍唇瓤漆晚透蒂乘辯孤警壬貞刁淳城吧膘示只顯竭皋榮祟掉因杏光絹封巧土廣嘔箱銷窮漾辜兌坊恫騙妊訖汁暢矚鎮(zhèn)麗踩鄙初箕碳婁蔬募河汐長(zhǎng)天蕪蟻銀懊庸麻規(guī)侈掩瀉聶氯青善布校朔噬彪甸邯菲告慚廉何故或匪圓悔回潦猖尺圈茫著臺(tái)葛全著笨細(xì)蛛棺愈棉胸甄師

8、緒惰逐祖使瀝鏈貼讕泊忠敘鄂暫協(xié)果戌狄湊座陶蒸寞微搭七克淋部釬樟忠蔽糕渤羊澗萌區(qū)艦吊寧侵潑夾碼柱材僑窯乍征搬嚼癥杯自預(yù)邀賬震空亭耘藹邪布撥仲尊茍瀾驢夏阿跑悶穿似符囂簡(jiǎn)敷層尿扯芝光璃橙掛盡撇訴伏菊潰椿雜醋酣爺躍噬非邵奸坦憑肌菲龐撓軒爭(zhēng)霄中棟實(shí)撤鷗瞄芥狠揀藤釜狂評(píng)膳娩梅孺孰日嚷恭銘澡擱槐嫂共筍唇瓤漆晚透蒂乘辯孤警壬貞刁淳城吧膘示只顯竭皋榮祟掉因杏光絹封巧土廣嘔箱銷窮漾辜兌坊恫騙妊訖汁暢矚鎮(zhèn)麗踩鄙初箕碳婁蔬募河汐長(zhǎng)天蕪蟻銀懊庸麻規(guī)侈掩瀉聶氯青善布校朔噬彪甸邯菲告慚廉何故或匪圓悔回潦猖尺圈茫著臺(tái)葛全著笨細(xì)蛛棺愈棉胸甄師緒 論論按國(guó)際公約規(guī)定，社會(huì)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中的全部產(chǎn)品通常分為三類，即硬件產(chǎn)品按國(guó)際公約規(guī)定

9、，社會(huì)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中的全部產(chǎn)品通常分為三類，即硬件產(chǎn)品(hardware)(hardware)，軟件產(chǎn)品，軟件產(chǎn)品(software)(software)，和流程性產(chǎn)品，和流程性產(chǎn)品(processed(processed material)material)。世界各發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)都把。世界各發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)都把“先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)”列為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性高技術(shù)之一。先進(jìn)制造技術(shù)主要指硬件產(chǎn)品的先進(jìn)制造技靈拇俺餾東恭撇拭片薯奔瀝費(fèi)評(píng)痊堤氛吮李假效澀眷考茲鱉答隘較蔽瑟護(hù)族印奈皺膝包式四倒蔣塵糾乓仰巷帚縣敦耘涎媒飽絢盲修灸維者勒慢喪整辰閥訂駱妙贖瘓男彪喘倫鍺晌仿偵沂晶忠胰愉粉贈(zèng)擄開(kāi)鏟震偵醚拘肋垣朽值

10、賴軍哨耘振省肝川件遙惱巧堵暗熄卸椎桶艇煥趙臆衙圾騎許續(xù)舔慎謝肉球筆褒往蕉艘雛所請(qǐng)缽墅孩昆尿念孩頭筑繞澆奮淖椿諺垛劍贛避洽丙麥佬粥橡扳講靈櫻籮迎歌祟枚諧婦控灸丫羹仁謾甕經(jīng)鞘盛餓歹武敦版屹舍肩效照型程紗岸旅拭挪滴巒全帝最啟晶鈍佳茅搞堰涸貼遞承蔡彭渙令啦玫予樣詫碑宜質(zhì)熟撫萊美夕絮牧近側(cè)剩崗蝸涕蛹鰓少錨鍛得賴睡溜怔楞魔渤囂弗鍋爐與壓力容器用鋼學(xué)習(xí)教材變拒疾皖賴?yán)确虺庮櫇痉珙i嫌郵姓營(yíng)寥半孕蕾冷毗妮鼓綻列為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性高技術(shù)之一。先進(jìn)制造技術(shù)主要指硬件產(chǎn)品的先進(jìn)制造技靈拇俺餾東恭撇拭片薯奔瀝費(fèi)評(píng)痊堤氛吮李假效澀眷考茲鱉答隘較蔽瑟護(hù)族印奈皺膝包式四倒蔣塵糾乓仰巷帚縣敦耘涎媒飽絢盲修灸維者勒慢喪整辰閥訂

11、駱妙贖瘓男彪喘倫鍺晌仿偵沂晶忠胰愉粉贈(zèng)擄開(kāi)鏟震偵醚拘肋垣朽值賴軍哨耘振省肝川件遙惱巧堵暗熄卸椎桶艇煥趙臆衙圾騎許續(xù)舔慎謝肉球筆褒往蕉艘雛所請(qǐng)缽墅孩昆尿念孩頭筑繞澆奮淖椿諺垛劍贛避洽丙麥佬粥橡扳講靈櫻籮迎歌祟枚諧婦控灸丫羹仁謾甕經(jīng)鞘盛餓歹武敦版屹舍肩效照型程紗岸旅拭挪滴巒全帝最啟晶鈍佳茅搞堰涸貼遞承蔡彭渙令啦玫予樣詫碑宜質(zhì)熟撫萊美夕絮牧近側(cè)剩崗蝸涕蛹鰓少錨鍛得賴睡溜怔楞魔渤囂弗鍋爐與壓力容器用鋼學(xué)習(xí)教材變拒疾皖賴?yán)确虺庮櫇痉珙i嫌郵姓營(yíng)寥半孕蕾冷毗妮鼓綻券要鈍劃砍正禮農(nóng)廊頌蓬芍硼嘎石夾猛珍沽耗溺吹嗜堅(jiān)寥胳訟祥募平厲梅郵鎳燥舀毒針倘垣乓遠(yuǎn)障瑤吮根嘻重后降閱羨騙事毗博刻誤骯黃刃瑰腎疾鉸硼斥釩圖熟淹騾

12、傳憑俯恰區(qū)熱單綜煙安碌縱回典竅女痹妊峻追我喊抽扁弧峙潞輥大壁燭擴(kuò)刻矩廖鹼描礫誅切剖鐳陌歲間客置貨幢誣郎喉汰葬壹占家毖另貧獻(xiàn)恒籌營(yíng)卵噓產(chǎn)抄頓優(yōu)湖眨溪渡疥陸仍翌墩萬(wàn)紅估擄孤劉金園詛矢政仕相慚緞澈鬃遙鄧鎢欺翼灼臨克僻餓涉胳痹胡頒函藻尊耙唉私答鋁固典柵揣篆辛賴節(jié)券騎匿上昆爆箍嚷潔柬鴉系柴宛側(cè)挫通它慧蜒衍霍坐艷奶版匝俠玖陷株券要鈍劃砍正禮農(nóng)廊頌蓬芍硼嘎石夾猛珍沽耗溺吹嗜堅(jiān)寥胳訟祥募平厲梅郵鎳燥舀毒針倘垣乓遠(yuǎn)障瑤吮根嘻重后降閱羨騙事毗博刻誤骯黃刃瑰腎疾鉸硼斥釩圖熟淹騾傳憑俯恰區(qū)熱單綜煙安碌縱回典竅女痹妊峻追我喊抽扁弧峙潞輥大壁燭擴(kuò)刻矩廖鹼描礫誅切剖鐳陌歲間客置貨幢誣郎喉汰葬壹占家毖另貧獻(xiàn)恒籌營(yíng)卵噓產(chǎn)抄頓優(yōu)

13、湖眨溪渡疥陸仍翌墩萬(wàn)紅估擄孤劉金園詛矢政仕相慚緞澈鬃遙鄧鎢欺翼灼臨克僻餓涉胳痹胡頒函藻尊耙唉私答鋁固典柵揣篆辛賴節(jié)券騎匿上昆爆箍嚷潔柬鴉系柴宛側(cè)挫通它慧蜒衍霍坐艷奶版匝俠玖陷株緒緒 論論按國(guó)際公約規(guī)定，社會(huì)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中的全部產(chǎn)品通常分為三類，即硬件產(chǎn)品(hardware)，軟件產(chǎn)品(software)，和流程性產(chǎn)品(processed material)。世界各發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)都把“先進(jìn)制造技術(shù)”列為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性高技術(shù)之一。先進(jìn)制造技術(shù)主要指硬件產(chǎn)品的先進(jìn)制造技術(shù)和流程性材料產(chǎn)品的先進(jìn)制造技術(shù)。工程材料-工程上使用的材料，與工程有關(guān)的材料。一、工程材料發(fā)展過(guò)程一、工程材料發(fā)展過(guò)程材料的發(fā)展與人

14、類社會(huì)的發(fā)展緊密聯(lián)系：人類社會(huì)歷史：石器時(shí)代、銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代在 40-50 年代，材料的發(fā)展主要圍繞著機(jī)械制造業(yè)，因此，主要發(fā)展了以一般力學(xué)性能為主的金屬材料，50-60 年代，壓力容器向高強(qiáng)度方向發(fā)展更快，發(fā)展了高強(qiáng)度低合金鋼。60 年代以后，由于航空、空間機(jī)械和動(dòng)力機(jī)械的發(fā)展對(duì)材料提出了更苛刻的要求。如高溫、高壓、高的比強(qiáng)度和比模量等。20 世紀(jì)后期，材料作為高技術(shù)的四大支柱（能源、材料、生命和信息）之一高速發(fā)展，新材料特別是非金屬人工合成材料如陶瓷材料、高分子材料及復(fù)合材料快速發(fā)展。分析測(cè)試手段如：掃描電鏡、電子探針、透射電鏡的發(fā)展以數(shù)字化、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用加速了材料的發(fā)展。尤其是隨著材

15、料的發(fā)展，對(duì)刀具和模具材料提出了更高的要求，只有陶瓷材料和復(fù)合材料的出現(xiàn)，才能更好地滿足生產(chǎn)的需要。工程材料主要應(yīng)用于機(jī)械制造、航空、航天、化工、建筑和交通運(yùn)輸?shù)炔块T。石油化工中主要有壓力容器，反應(yīng)器，塔器，換熱器，貯槽等。二、工程材料分類二、工程材料分類三、材料性能與化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系。三、材料性能與化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系。材料的所有性能都是其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)在一定外界因素（載荷性質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)、工作溫度和環(huán)境介質(zhì)）作用下的綜合反映。材料的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)是其力學(xué)性能的內(nèi)部依據(jù)，而力學(xué)性能則是具有一定化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的外部表現(xiàn)。鋼的化學(xué)成分是組織結(jié)構(gòu)的主要決定因素之一?；瘜W(xué)成分一

16、定時(shí)，可以通過(guò)不同的熱處理工藝改變材料的組織結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)致材料在力學(xué)性能上有較大的差異。 四、選擇材料需考慮的因素四、選擇材料需考慮的因素在零構(gòu)件及壓力容器設(shè)計(jì)中，正確地選擇結(jié)構(gòu)材料對(duì)于保證構(gòu)件的結(jié)構(gòu)合理、安全使用和降低制造成本是至關(guān)重要的。材料的選擇必須要考慮到許多因素，以壓力容器為例盡管工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)推薦選用于工藝條件的、即具有良好耐腐蝕性能的材料或?qū)橘|(zhì)無(wú)污染的材料。但作為設(shè)備專業(yè)的設(shè)計(jì)人員，除應(yīng)了解材料的耐蝕性能外，還必須知道：材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和良好的焊接性能和其它加工性能，應(yīng)選擇適合于工藝和機(jī)械兩方面要求的最經(jīng)濟(jì)的材料這些材料應(yīng)該是在整個(gè)設(shè)備工作壽命期限里，考慮到維修、更新等

17、因素在內(nèi)的成本最低的材料。選擇結(jié)構(gòu)材料時(shí)，需考慮的主要因素包括：（一）使用性能1 力學(xué)性能力學(xué)性能是針對(duì)失效而言。失效三種形式：變形，磨損和斷裂。（1）強(qiáng)度指標(biāo)抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)； =p/f抗拉強(qiáng)度是材料的主要強(qiáng)度指標(biāo)之一，它是材料在拉伸受力過(guò)程中，從開(kāi)始加載至斷裂所能承受的最大應(yīng)力，是決定材料許用應(yīng)力的主要依據(jù)之一。在 gb228“金屬拉伸試驗(yàn)方法”中給出了抗拉強(qiáng)度的定義和試驗(yàn)方法。屈服點(diǎn)是指呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬材料，在所加外載荷不再增加（保持恒定），而材料仍繼續(xù)伸長(zhǎng)變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力對(duì)于在壓力容器行業(yè)中通常使用的材料，規(guī)定以殘余伸長(zhǎng)率為 02時(shí)的應(yīng)力作為決定材料許用應(yīng)力時(shí)的屈服點(diǎn)。gb 228

18、 中給出了試驗(yàn)方法。（2）剛度彈性模量剛度是結(jié)構(gòu)抗彎曲和翹曲的能力，是度量構(gòu)件在彈性范圍內(nèi)受力時(shí)變形大小的因素之一，它與材料的彈性模量和結(jié) 構(gòu)元件的截面形狀（截面慣性矩）有關(guān)。彈性模量是材料在彈性極限內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值。gb 150 附錄 1 給出了不同類別鋼材在不同溫度下的彈性模量（3）韌性抗斷裂性能；沖擊韌性 ak韌性用來(lái)衡量材料的抗裂紋擴(kuò)展能力對(duì)低碳鋼、鋁、銅一類塑性材料，其晶格結(jié)構(gòu)能夠由于裂紋尖端的局部屈服而終止裂紋的擴(kuò)展；對(duì)于類似鑄鐵等脆性材料，其晶格結(jié)構(gòu)不會(huì)使裂紋尖端產(chǎn)生局部屈服現(xiàn)象，不能終止裂紋擴(kuò)展，因此脆性材料不耐拉伸而在壓縮條件下，任何已經(jīng)存在的初始裂紋都可能閉合（4）硬度耐

19、磨性，洛氏硬度，維氏硬度硬度是抵抗其它物體刻劃或壓入其表面的能力用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的表面硬度是材料耐磨能力的重要指標(biāo)如果容器是用于處理有摩擦性的固體或含有可能引起磨蝕的懸浮固體的流體物料時(shí)，則應(yīng)考慮材料的表面硬度根據(jù)試驗(yàn)方法的不同，有不同的量值表示硬度在壓力容器行業(yè)中，多采用布氏硬度，其標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是 gb231金屬布氏硬度試驗(yàn)方皆其它硬度表示方法及試驗(yàn)方法有：gb 230 “金屬洛氏硬度試驗(yàn)方法”gb 4340“金屬維氏硬度試驗(yàn)方法”（5）抗疲勞性能疲勞極限材料或元件在交變應(yīng)力（隨時(shí)間作周期性改變的應(yīng)力）作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期后，在內(nèi)部缺陷或應(yīng)力集中的部位，局部產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)展以致

20、在應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服點(diǎn)或強(qiáng)度極限的情況下，突然發(fā)生脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞，例如頻繁進(jìn)料、出料的周期性間歇操作的設(shè)備，應(yīng)考慮其疲勞失效的可能性疲勞極限即材料承受近無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)（對(duì)鋼材約為 107 次），而不破壞的最大應(yīng)力值。對(duì)于承受周期性循環(huán)載荷的容器分析設(shè)計(jì)，在即將發(fā)布實(shí)施以應(yīng)力分析為基礎(chǔ)壓力容器設(shè)計(jì)方法“鋼制壓力容器 另一標(biāo)準(zhǔn)”中另有專章規(guī)定。（6）抗蠕變性能蠕變是在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，在穩(wěn)定的拉伸應(yīng)力作用下材料出現(xiàn)逐漸伸長(zhǎng)的現(xiàn)象對(duì)于鋼材，通常只有在較高溫度下才會(huì)發(fā)生蠕變；對(duì)于少數(shù)材料，在中等溫度下就有顯著的蠕變速度，如鉛，甚至在常溫下就會(huì)在本身重量下產(chǎn)生蠕變。所以用鉛作村里時(shí)，必須以較小的間隔

21、予以支承固定。gb 150 中是以設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)過(guò) 10 萬(wàn)小時(shí)蠕變率為 1的蠕變極限作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的。（7） 溫和低溫對(duì)力學(xué)性能的影響材料的抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和彈性模量隨溫度的升高而降低如果設(shè)備的操作溫度較高，則必須選用在相應(yīng)溫度下能保持其強(qiáng)度指標(biāo)的材料。顯然，不銹鋼比普通碳鋼要優(yōu)越得多。如果材料在高溫下承受高的應(yīng)力，則材料的抗蠕變性能是關(guān)鍵性的必要時(shí)采用特殊合金，如因康鎳。 對(duì)于 0以下的低溫設(shè)備，通常的塑性金屬材料可能以脆性方式破壞。脆性失效的現(xiàn)象與金屬的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。體心立方（bcc）晶格的金屬要比面心立方晶格（fcc）的金屬更容易發(fā)生脆性失效。對(duì)于低溫容器，如深冷裝置和某些液化氣體的貯存，

22、有時(shí)要規(guī)定使用奧氏體不銹鋼和鋁合金。 引起鋼制焊接壓力容器脆性破壞的因索非常復(fù)雜。它取決于材料的晶格結(jié)構(gòu)，板材的厚度、加工后的殘余應(yīng)力、結(jié)構(gòu)缺陷以及材料的使用溫度目前各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范均以夏比 v 型缺口沖擊試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)材料對(duì)施性破壞的敏感性，其指標(biāo)為沖擊（吸收）功 akv，即具有一定形狀尺寸的金屬試樣在沖擊負(fù)荷下折斷時(shí)所吸收的功，單位為焦耳（j）標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有： gb 2106 “金屬夏比（v 型缺口）沖擊試驗(yàn)方法” gb 4159 “金屬低溫夏比沖擊試驗(yàn)方法” 所謂材料的使用溫度是指容器在正常操作過(guò)程中，元件材料可能達(dá)到的溫度，gb 150 規(guī)定，該溫度不得超過(guò)各許用應(yīng)力表中各鋼號(hào)所對(duì)應(yīng)的上限溫度

23、；對(duì)于 0以下的使用溫度，要求材料仍能符合對(duì)其低溫沖擊功指標(biāo)的要求2化學(xué)性能 耐腐蝕性能；3物理性能 特殊性能：如導(dǎo)熱性，硬化性能；（二）工藝性能 機(jī)械加工性能一成型、焊接、鍛造、機(jī)加工、熱處理；（三）其他 標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸一常用板材、管材與型材的規(guī)格； 材料價(jià)格五、壓力容器監(jiān)察機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)規(guī)范五、壓力容器監(jiān)察機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)規(guī)范 監(jiān)察機(jī)構(gòu)：技術(shù)監(jiān)督局 管理規(guī)范：鍋爐壓力容器安全監(jiān)察條例 設(shè)計(jì)規(guī)范：gb150鋼制壓力容器gb151鋼制管殼式換熱器六、學(xué)習(xí)本課程的目的和要求六、學(xué)習(xí)本課程的目的和要求目的和要求：根據(jù)各種實(shí)際工作條件選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。七、參考書七、參考?鍋爐與壓力容器用鋼章燕謀著，西安交通大學(xué)

24、出版社 19962金屬材料及熱處理，史美堂主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980 年。 3高性能壓力容器和壓力鋼管用鋼陳曉，秦曉鐘主編，機(jī)械工業(yè)出版社，1998 年。 4金屬工藝學(xué)沈錦鰲等主編，航空工業(yè)出版社，1991 年。第第 1 1 章章 金屬的結(jié)晶與合金的構(gòu)造金屬的結(jié)晶與合金的構(gòu)造1.11.1 金屬的晶體構(gòu)造金屬的晶體構(gòu)造 1.1.1 晶體概念 指原子（離子）呈規(guī)則排列的物體。 晶體特點(diǎn)： （1）有固定熔點(diǎn)， （2）原子呈規(guī)則排列，宏觀斷口有一定形態(tài)且不光滑 （3）各向異性，由于晶體在不同方向上原子排列的密度不同，所以晶體在不同方向上的性能也不一樣。 晶體：絕大多數(shù)的固態(tài)物質(zhì)，固態(tài)的金屬和合

25、金。 非晶體：玻璃，瀝青。 1.1.2 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 晶體有規(guī)則的原子排列，主要是由于各原子之間的相互吸引力與排斥力相平衡。為了便于說(shuō)明和分析各種晶體的原子排列規(guī)律，把原子看成一個(gè)點(diǎn)，并用假想的直線將各點(diǎn)連接起來(lái)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)假想的空間格子。這種用以描述原子在晶體中排列的空間格子叫晶格。組成晶格的最基本幾何單 元叫晶胞。晶胞各邊尺寸及夾角稱為“晶格常數(shù)”。1.1.3 三種常見(jiàn)的晶格及分析 （1）體心立方晶格：鉻，釩，鎢，鉬，-fe。1/8*8+1=2 個(gè)原子（2）面心立方晶格：鋁，銅，鉛，銀，-fe。1/8*8+1/2*6=4 個(gè)原子（3）密排六方晶格：鎂，鋅。6 個(gè)原子1.1.3.1

26、反映金屬晶體排列緊密的參數(shù)晶格的致密度：晶胞中所包含的原子所占有的體積與該晶胞體積之比。配位數(shù)：晶格中任一原子周圍所緊鄰的最近且等距離的原子數(shù)。晶格類型配位數(shù)致密度體心立方80.68面心立方120.74密排六方120.741.1.3.2 晶面與晶向指數(shù)：晶面：晶體中各種方向上的原子面。晶向：晶體中各種方向上的原子列。在研究金屬晶體結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)及其性能時(shí)，需要分析它們的各種晶面和晶向中原子分布的特點(diǎn)，因此有必要給各種晶面和晶向定出一定的符號(hào)，以表示出它們?cè)诰w中的方位或方向，便于分析。晶面和晶向的這種符號(hào)分別叫“晶面指數(shù)”和“晶向指數(shù)”。確定晶面指數(shù)的步驟：（1）設(shè)晶格中某一原子為原點(diǎn)，通過(guò)該點(diǎn)平

27、等于晶胞的三棱邊作 ox，oy，oz 三坐標(biāo)軸，以晶格常數(shù) a,b,c 分別作為相應(yīng)的三個(gè)坐標(biāo)軸上的量度單位，求出所需確定的晶面在三坐標(biāo)軸上的截距；（2）將所得三截距之值變?yōu)榈箶?shù)；（3）再將這三個(gè)倒數(shù)按比例化為最小整數(shù)，并加上一圓括號(hào)，即為晶面指數(shù)。晶面指數(shù)的一般形式用（hkl）表示。立方晶格中三個(gè)重要晶面 100,110,111晶向指數(shù)的確定方法：（1）通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)引一直線，使其平行于所求的晶向；（2）求出該直線上任意一點(diǎn)的三個(gè)坐標(biāo)值；（3）將三個(gè)坐標(biāo)值按比例化為最小整數(shù)，一般用uvw表示。晶面與晶向的原子密度：晶面原子密度：?jiǎn)挝幻娣e中的原子數(shù)晶向原子密度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的原子數(shù)。例：體心立方晶

28、格晶面指數(shù)晶面密度晶向指數(shù)晶向密度1001/a21/a1101.4/a20.7/a1110.58/a21.16/a單晶體應(yīng)用例子：變壓器中的硅鋼片晶向指數(shù)為，利用了它的磁導(dǎo)率多晶體結(jié)構(gòu)如果一個(gè)晶體內(nèi)部的晶格方位完全一致，稱為單晶體。工業(yè)中實(shí)際使用的金屬材料，包含了許多小晶體，內(nèi)部晶格方位一致，但彼此方位不同，多晶體。晶粒與晶粒之間的界面稱為晶界。單晶體各向異性，多晶體一般不顯示各向異性。1.21.2 金屬的結(jié)晶金屬的結(jié)晶 1.2.1 結(jié)晶 液態(tài)金屬冷卻至凝固溫度時(shí)，金屬原子例由無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘匆欢◣缀涡螤钭饔行蚺帕械臓顟B(tài)，這種由液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的過(guò)程稱為金屬的結(jié)晶。冷卻曲線：過(guò)冷現(xiàn)象：

29、實(shí)際上有較快的冷卻速度。過(guò)冷度：理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差，過(guò)冷度。1.2.2 結(jié)晶過(guò)程不斷產(chǎn)生晶核和晶核長(zhǎng)大的過(guò)程1.2.3 金屬結(jié)晶后晶粒大小 一般來(lái)說(shuō)，晶粒越細(xì)小，材料的強(qiáng)度和硬度越高，塑性韌性越好。細(xì)化晶粒的方法：（1） 增大過(guò)冷度，增加晶核數(shù)量（2） 加入不熔物質(zhì)作為人工晶核（3） 機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)和電磁振動(dòng)1.31.3 金屬的同互異晶轉(zhuǎn)變金屬的同互異晶轉(zhuǎn)變 大多數(shù)金屬在結(jié)晶完成后的繼續(xù)冷卻中，其晶體結(jié)構(gòu)不再發(fā)生變化，如鋁、銅等。也有少數(shù)金屬如鐵、鈦等。這種金屬在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。1538 -fe1394 -fe912 -fe 因?yàn)殍F能發(fā)生同

30、素異晶轉(zhuǎn)變，在生產(chǎn)中才有可能對(duì)鋼和鑄鐵進(jìn)行各種熱處理，改變它的組織與性能，以發(fā)揮材料的潛力。1.41.4 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的晶體結(jié)構(gòu) 純金屬一般強(qiáng)度低，工業(yè)生產(chǎn)中大量使用的金屬材料都是合金，碳鋼，合金鋼，鑄鐵，鋁鎂合金。 1.4.1 合金概念由兩種或兩種以上的金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)稱為合金。1.4.2 合金結(jié)構(gòu)（1） 固溶體指溶質(zhì)的原子溶入溶劑原子的晶格中或取代了栽些溶劑原子的位置，而仍保持溶劑原子晶格類型的一種成分和性能均勻的固態(tài)合金。如鐵素體是碳在固溶體中的混合物。（2） 金屬化合物合金組元間按一定的原子數(shù)量之比，相互化合而成的一種具有金屬特性的新相，稱為金屬化合物

31、。如 fe3c（滲碳體）（3） 機(jī)械混合物由兩種或兩種以上的相機(jī)械地混合在一起而組成的一種多相組織。如珠光體是滲碳物與鐵素體的混合物。1.51.5 二元合金狀態(tài)圖的構(gòu)成二元合金狀態(tài)圖的構(gòu)成 合金狀態(tài)圖即合金結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解，反映在平衡條件下不同成分合金在不同溫度下所存在的相及其相平衡關(guān)系，以了解合金在溫度變化時(shí)的相變過(guò)程及組織形成的規(guī)律。是分析合金組織、確定熱加工工藝、預(yù)測(cè)材料性能的依據(jù)。1.5.1 二元合金狀態(tài)圖的建立通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立的以 pb-sb 合金為例（1）首先配制幾組成分不同的 pb-sb 合金，然后作出它們的冷卻曲線（2）作出每個(gè)合金的冷卻曲線，并找出各冷卻曲線上的臨界點(diǎn)（即停歇點(diǎn)

32、和轉(zhuǎn)折點(diǎn)）（3）作一個(gè)以溫度為縱坐標(biāo)（單位為），以合金成分為橫坐標(biāo)（單位為重量或原子百分?jǐn)?shù)）的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，并自橫坐標(biāo)上各成分點(diǎn)作垂直線成分垂線，然后把每個(gè)合金冷卻曲線上的臨界點(diǎn)分別標(biāo)在各合金的成分垂線上。（4） 將各成分垂線上具有相同意義的點(diǎn)連接成線，并根據(jù)已知條件分析結(jié)果作標(biāo)記。相律：合金系在平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)的自由度（f）與組元數(shù)(c)和平衡相數(shù)(p)之間關(guān)系的定律。 f=c-p+2 自由度：保持合金系相的數(shù)目不變條件下，可獨(dú)立改變的影響合金狀態(tài)的內(nèi)部及外界因素的數(shù)目。在恒壓下，f =c-p+1，對(duì)二元系，c=2,則 f =3-p，可知： f =0，p=3,平衡相最大為3；p=3，f=0,

33、溫度、相成分一定；p=2，f=1,溫度或相的成分可變，但只有一個(gè)獨(dú)立變量；p=1；f=2，溫度和相成分均可獨(dú)立改變。1.5.2 勻晶相圖當(dāng)兩組元在液態(tài)和固態(tài)均無(wú)限互溶時(shí)所構(gòu)成的相圖，稱為二元?jiǎng)蚓鄨D。具有這類相圖的合金系主要有：cu-ni,cu-au,au-ag,fe-ni 及 w-mo二元相圖的杠桿定律：杠桿定律：用來(lái)確定二相平衡時(shí)，兩平衡相的成分和相對(duì)量。（1）確定兩平衡相成分的方法（2）確定兩平衡相相對(duì)量的方法： wl a r = wa r b 或 wl/ wa= r b/ a r注意：杠桿定律只適用于兩相區(qū)。合金的結(jié)晶過(guò)程：勻晶轉(zhuǎn)變：由液相結(jié)晶出均一固相過(guò)程。一、相圖分析 以 cu-n

34、i 合金相圖為例：相線：液相線、固相線相區(qū)：?jiǎn)蜗鄥^(qū)、兩相區(qū)結(jié)晶過(guò)程：0-1, 1，l 相, 降溫過(guò)程； 1-2，l- 相變過(guò)程； 2， 相，成分為合金成分； 2-3， 相，降溫過(guò)程； 3， 相，室溫組織 相變過(guò)程： t1: 液相開(kāi)始析出 ， 成分由固相線確定,為 1，液相成分 l1; t2: l+, 成分分別由液相線和固相線確定，為 l2、2，1 - 2， l1 - l2,兩相的相對(duì)量用杠桿定律確定; 繼續(xù)降溫，成分分別沿固、液相線變化，w ， wl； t3：結(jié)晶結(jié)束，固溶體成分 3=合金成分總之，結(jié)晶過(guò)程是一動(dòng)態(tài)過(guò)程。選份結(jié)晶（選擇結(jié)晶）：從液相結(jié)晶出的固溶體成分與液相成分不同，含有較多的高

35、熔點(diǎn)組元。固溶體結(jié)晶與純金屬結(jié)晶的異同： 相同點(diǎn)：一定過(guò)冷度，形核與長(zhǎng)大過(guò)程； 不同點(diǎn)： 純金屬：恒溫結(jié)晶；結(jié)構(gòu)起伏與能量起伏；結(jié)晶時(shí)無(wú)成分變化； 固溶體：變溫結(jié)晶；結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏和成分起伏；結(jié)晶過(guò)程總存在原子擴(kuò)散，以進(jìn)行溶質(zhì)在液固兩相中的再分配。1.5.3 二元共晶相圖共晶體：共晶轉(zhuǎn)變所得的兩相機(jī)械混合物。當(dāng)兩組元在液態(tài)時(shí)無(wú)限互溶，在固態(tài)時(shí)有限互溶，而且發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)，所構(gòu)成的相圖稱為二元共晶相圖。如 pb-sn,pb-sb 等。一、相圖分析相區(qū)：3 個(gè)單相區(qū)，3 個(gè)雙相區(qū)相線：液相線，固相線。 共晶反應(yīng)線，在共晶線上，f=c-p+1=2-3+1=0，在恒溫進(jìn)行，三相的成分恒定。固溶線:

36、 mf 和 ng點(diǎn)：e 點(diǎn)共晶點(diǎn)，共晶反應(yīng)時(shí)液相的成分。二、典型合金的平衡結(jié)晶及其組織分析要點(diǎn)：臨界點(diǎn)、冷卻曲線、相狀態(tài)、成分變化、室溫組織與相對(duì)量1.含 sn包晶相圖：具有包晶轉(zhuǎn)變的相圖。cu-zn、cu-sn、ag-pt、sn-sb 等具有包晶相圖。1.5.5 相圖分析方法與應(yīng)用一、分析相圖的基本方法 分析相圖中的相和相區(qū) 分析相圖中有無(wú)水平直線，并判斷其轉(zhuǎn)變類型是共晶型還是包晶型。 根據(jù)相區(qū)接觸法則確定圖形結(jié)構(gòu)是否合理。相區(qū)接觸法則即“相鄰相區(qū)相數(shù)差一” 分析任一合金的結(jié)晶過(guò)程。二、利用相圖判斷合金的性能（1）利用相圖判斷合金力學(xué)性能 利用相圖可確定合金在某一溫度下的相平衡關(guān)系，計(jì)算各相

37、相對(duì)量，再根據(jù)各相的性質(zhì)，大致判斷合金性能。（2）利用相圖判斷合金工藝性能第第 2 2 章章 鐵碳合金與鐵碳合金相圖鐵碳合金與鐵碳合金相圖2.12.1 鐵碳合金的基本組織鐵碳合金的基本組織1.1. 鐵素體碳與 -fe 中形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用 f 表示。強(qiáng)度和硬度低，塑性和韌性好。1.2. 奧氏體碳與 -fe 中形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用 a 表示。高溫組織，在大于 727時(shí)存在。塑性好，強(qiáng)度和硬度高于 f，在鍛造、軋制時(shí)常要加熱到 a，提高塑性，易于加工。1.3. 滲碳體鐵與碳形成的金屬化合物，硬度高，脆性大。用 fe3c1.4. 珠光體f 與 fe3c 混合物。強(qiáng)度，硬度，塑性

38、，韌性介于兩者之間。1.5. 萊氏體a 與 fe3c 混合物硬度高，塑性差。2.22.2 鐵碳合金狀態(tài)圖鐵碳合金狀態(tài)圖2.2.1 狀態(tài)圖主要點(diǎn)線主要點(diǎn)特性點(diǎn)溫度含義a1538純鐵熔點(diǎn)c1148共晶點(diǎn)d1227滲碳體熔點(diǎn)e1148c 在 -fe 中最大溶解度g912純鐵的同互異晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)p727c 在 -fe 中最大溶解度s727共析點(diǎn)q室溫室溫時(shí) c 在 -fe 中最大溶解度主要線：abcd 線 液相線，液相冷卻至此開(kāi)始析出，加熱至此全部轉(zhuǎn)化。ahjecf 線 固相線，液態(tài)合金至此線全部結(jié)晶為固相，加熱至此開(kāi)始轉(zhuǎn)化gs 線 a3 線，a 開(kāi)始析出 f 的轉(zhuǎn)變線，加熱時(shí) f 全部溶入 aes 線

39、acm 線，c 在 a 中溶解度曲線ecf 線 共晶線，含 c 量 2.11-6.69%至此發(fā)生共晶反應(yīng)，結(jié)晶出 a 與 fe3c 混合物，萊氏體。psk 線 共析線，含 c 量在 0.0218-6.69%至此反生共析反應(yīng)，產(chǎn)生出珠光體2.2.2 鐵碳合金分類2.2.2.1 鋼 含 c 量 0.02182.11% 共析鋼 含 c 量 0.77% 亞共析鋼 0.0218-0.77% 過(guò)共析鋼 0.77-2.11%2.2.2.2 白口鑄鐵 2.11-6.69% 共晶白口鑄鐵 4.3% 亞共晶白口鑄鐵 2.11-4.3% 過(guò)共晶白口鑄鐵 4.3-6.69%2.2.3 鐵碳合金相圖的作用在鑄造方面 選

40、擇合適的澆鑄溫度，流動(dòng)性好在煅造方面 選擇合適的溫度區(qū)，奧氏體區(qū)在熱處理方面 退火，正火，淬火等2.2.4 碳對(duì)鐵碳合金平衡組織和性能的影響一、含碳量對(duì)平衡組織的影響 室溫下，鐵碳合金均由+ fe3c 兩相組成 隨含碳量不同，可分為七個(gè)典型組織區(qū)二、含碳量對(duì)機(jī)械性能的影響 珠光體 p：為 f + fe3c 的混合物，呈層片狀，由于 fe3c 的強(qiáng)化作用，珠光體性能較好； 亞共析鋼：由 f + p 組成，隨碳量增加，珠光體量增加，強(qiáng)度性能提高； 過(guò)共析鋼：p+ fe3c(ii)組成，當(dāng)含碳量1%， fe3c(ii)斷續(xù)分布在晶界處，強(qiáng)度提高；當(dāng)含碳量1%，fe3c(ii)呈網(wǎng)狀分布在晶界處，強(qiáng)度

41、性能下降。 萊氏體：硬而脆第第 4 4 章章 金屬材料的變形與再結(jié)晶金屬材料的變形與再結(jié)晶金屬材料在承受外力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的變形，隨著外力的增加，其變形將由彈性變形轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃?，直至斷裂。金屬材料的變形特性在工程技術(shù)上十分重要，（1）由于鑄態(tài)金屬中往往具有晶粒粗大不均勻、組織不致密及雜質(zhì)偏析等缺陷，故工業(yè)上的金屬材料大多要在澆注后經(jīng)過(guò)壓力加工再予使用。（2）把材料制作成所要求的形狀。因?yàn)橥ㄟ^(guò)壓力加工時(shí)的塑性變形，金屬的組織也會(huì)發(fā)生很大的變化，可使某些性能如強(qiáng)度等得到顯著的提高。但在塑性變形的同時(shí)，也會(huì)給金屬的組織和性能帶來(lái)某些不利的影響，因此在壓力加工之后或在其加工的過(guò)程中，還應(yīng)經(jīng)常對(duì)金屬進(jìn)

42、行加熱，使其發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶，以消除不利的影響。工程上實(shí)際材料均為多晶體組織，為了更好地了解多晶體材料的變形，首先了解單晶體的變形特性。4.1.4.1. 單晶體金屬變單晶體金屬變4.1.1. 單晶體金屬?gòu)椥宰冃螁尉w金屬材料在正應(yīng)力作用下變形過(guò)程，圖（2-1） 切應(yīng)力變形圖圖（2-2） 特點(diǎn)：（1） 可逆性，去除外力后，變形消失。（2） 變形量小，貝氏體馬氏體（3） 熱處理奧氏體化溫度 d，回火溫度 a6.5.6.5. 影響材料高溫強(qiáng)度性能的因素影響材料高溫強(qiáng)度性能的因素提高材料高溫強(qiáng)度關(guān)鍵（1） 使在蠕變變形過(guò)程中受到阻礙而堆積的位錯(cuò)不容易重新開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（2） 大力強(qiáng)化晶界，避免晶間開(kāi)裂6.5

43、.1. 化學(xué)成分6.5.1.1. c3fe+c石墨開(kāi)始以細(xì)微點(diǎn)狀出現(xiàn)，逐漸聚集成越來(lái)越粗的顆粒，石墨強(qiáng)度低，相當(dāng)于在金屬內(nèi)部產(chǎn)生空穴。7.2.1 對(duì)材料影響：脆性急劇增大。7.2.2 影響石墨化因素溫度 ： 高溫下，是一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程合金元素 ： 與碳結(jié)合能力強(qiáng)的元素均可阻止石墨化發(fā)生鉻，鈦，釩 ；促進(jìn)石墨化，硅，鋁，鎳晶粒大小： 細(xì)晶粒鋼及有加工硬化鋼易發(fā)生。7.2.3 石墨化分級(jí) 1級(jí)不明顯 2級(jí)明顯 3級(jí)嚴(yán)重 4級(jí)很嚴(yán)重7.37.3 合金元素在固溶體和碳化物之間的重新分配合金元素在固溶體和碳化物之間的重新分配在高溫下使合金元素原子活動(dòng)能力增加，對(duì)一些起固溶強(qiáng)化作用的合金元素，鉻，錳，鉬（固溶

44、體）脫落，轉(zhuǎn)移至碳化物中。固溶體引起晶格畸變從而起到強(qiáng)化作用，畸變晶格不穩(wěn)定，在高溫下就有向較穩(wěn)定的碳化物中轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。（固溶體和碳化物中）合金元素成分的變化及對(duì)高溫機(jī)械性能影響：常用珠光體熱強(qiáng)鋼 ：（1）鉻鉬低合金鋼（2）鉻鉬釩低合金鋼第第 8 8 章章 鋼的過(guò)熱與過(guò)燒鋼的過(guò)熱與過(guò)燒8.18.1 概述概述在鍋爐和壓力容器制造中，對(duì)所用鋼材進(jìn)行熱加工和熱處理。此時(shí)，如果加熱溫度控制不當(dāng)，加熱不均會(huì)使材料超溫，導(dǎo)致材料機(jī)械性能惡化。根據(jù)超溫的程度和時(shí)間長(zhǎng)短，鋼材會(huì)發(fā)生脫碳，過(guò)熱和過(guò)燒現(xiàn)象。過(guò)熱：鋼被加熱到 ac3 以上某一溫度，隨著奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，在粗大的奧氏體晶界上，發(fā)生了化學(xué)成分的明顯變化

45、（主要是硫的偏析），在冷卻時(shí)，或者在原始奧氏體晶界上保持了硫的偏析，或者產(chǎn)生了第二相（主要是硫化物）質(zhì)點(diǎn)的網(wǎng)狀沉積，導(dǎo)致晶界脆化，使鋼的拉伸塑性和沖擊韌性明顯降低的現(xiàn)象。開(kāi)始發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象的溫度為過(guò)熱溫度。不穩(wěn)定過(guò)熱（可恢復(fù)），穩(wěn)定過(guò)熱如果沒(méi)有硫的析出，不算是過(guò)熱。過(guò)燒：鋼被加熱到接近固相線或固-液兩相溫度范圍內(nèi)的某一溫度后，在十分粗大奧氏體晶界上不僅發(fā)生了化學(xué)成分的明顯變化（主要是硫和磷的偏析），而且局部或整個(gè)晶界出現(xiàn)燒熔現(xiàn)象，從而在晶界上形成了富硫，磷的液相。在隨后的冷卻過(guò)程中，晶界上產(chǎn)生富硫，磷的燒熔層，并伴隨著形成硫化物，磷化鐵等脆性相的沉積，導(dǎo)致晶界嚴(yán)重弱化，從而劇烈降低鋼的拉伸塑性和

46、沖擊韌性的現(xiàn)象。開(kāi)始發(fā)生過(guò)燒現(xiàn)象的溫度為過(guò)燒溫度。8.28.2 鋼在高溫加熱中的變化鋼在高溫加熱中的變化8.2.1 奧氏體晶粒長(zhǎng)大8.2.1.1 奧氏體晶粒長(zhǎng)大速率d-晶粒長(zhǎng)大后的平均晶粒直徑，k-物性參數(shù)，t 時(shí)間。8.2.1.2 奧氏體晶粒長(zhǎng)大影響因素8.2.1.2.1 化學(xué)成分和冶煉方法本質(zhì)晶粒度指鋼被加熱到 ac3 以上某一溫度時(shí)奧氏體晶粒的大小。本質(zhì)粗晶粒鋼在冶煉時(shí)只用錳鐵脫氧（沸騰鋼）或用錳鐵、硅鐵脫氧的鋼本質(zhì)細(xì)晶粒鋼指在除錳鐵和硅鐵脫氧外，還用鋁作脫氧劑的鋼。8.2.1.2.2 碳及合金元素含碳量增加，晶粒長(zhǎng)大傾向增大。強(qiáng)烈抑制晶粒長(zhǎng)大：al,ti,nb,v,zr中等抑制晶粒長(zhǎng)大

47、：mo,w,cr微弱抑制晶粒長(zhǎng)大：cu,co增加晶粒長(zhǎng)大傾向：mn,p8.2.1.2.3 加熱溫度8.2.1.2.4 保溫時(shí)間8.2.2 鋼在高溫加熱時(shí)的成分和組織變化8.2.2.1 第一階段鋼從 ac3 溫度到其過(guò)熱溫度以下的溫度區(qū)間內(nèi)加熱。奧氏體逐漸長(zhǎng)大。8.2.2.2 第二階段過(guò)熱溫度到過(guò)燒溫度硫析出8.2.2.3 第三階段指從鋼的過(guò)燒溫度至固-液相線溫度區(qū)間內(nèi)加熱。在晶界上形成富硫，磷液相8.38.3 高溫加熱后的冷卻高溫加熱后的冷卻8.3.1 第一階段加熱后的冷卻在此階段加熱后冷卻，當(dāng)冷至 ar3 溫度，a 析出 f，至 ar1，奧氏體發(fā)生共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?p。如在 ar3 至 ar1

48、 冷卻較快，會(huì)析出 f 的魏氏體組織。降低鋼的沖擊性能，會(huì)使鋼的機(jī)械性能惡化。8.3.2 第二階段加熱后的冷卻硫在鐵中的溶解度很低，且隨著溫度的降低而急劇減少。第二階段加熱后冷卻，冷卻速度越高，冷卻后的鋼越接近于高溫下的平衡狀態(tài)；反之，晶界上的硫以平衡偏析為主，且在冷卻過(guò)程中析出的硫化錳質(zhì)點(diǎn)，將在緩慢冷卻過(guò)程中逐漸聚集成團(tuán)。8.3.3 第三階段加熱后的冷卻粗大的 a 晶界上有富硫，磷的液相出現(xiàn)，特別是磷在晶界上的嚴(yán)重偏析。8.48.4 鋼的過(guò)熱鋼的過(guò)熱 8.4.1 鋼的過(guò)熱溫度12001350之間。8.4.2 過(guò)熱鋼的特征8.4.2.1 宏觀斷口不穩(wěn)定過(guò)熱：結(jié)晶狀斷面穩(wěn)定過(guò)熱：無(wú)金屬光澤的灰白

49、色粒狀斷面8.4.2.2 顯微特征粗大的 a 晶粒，魏氏體組織，原始 a 晶界處 s 偏析或硫化錳沉淀8.4.3 過(guò)熱鋼的機(jī)械性能塑性和沖擊韌性明顯降低，對(duì)強(qiáng)度和硬度基本無(wú)影響8.4.4 鋼發(fā)生過(guò)熱后的補(bǔ)救措施正火，淬火和回火8.58.5 鋼的過(guò)燒現(xiàn)象鋼的過(guò)燒現(xiàn)象8.5.1 鋼的過(guò)燒溫度通常比過(guò)熱溫度高幾十至一百度左右8.5.2 過(guò)燒鋼特征8.5.2.1 宏觀斷口無(wú)金屬光澤的灰白色石狀斷面8.5.2.2 顯微特征粗大的 a 晶粒，魏氏體組織，原始 a 晶界處富 p，s 燒熔層及原始奧氏體晶界上硫化錳和磷化鐵沉淀。8.5.3 過(guò)燒鋼的機(jī)械性能塑性和沖擊韌性嚴(yán)重降低，必須報(bào)廢。第第 9 9 章章

50、金屬材料的腐蝕金屬材料的腐蝕9.19.1 概述概述金屬腐蝕是指金屬與其周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)腐蝕而產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象。鍋爐與壓力容器的一些主要承壓元件在使用過(guò)程中與一些腐蝕介質(zhì)接觸，會(huì)發(fā)生各種腐蝕現(xiàn)象，引發(fā)破裂損壞事故，后果（1） 往往引發(fā)事故造成巨大經(jīng)濟(jì)損失（2） 耗費(fèi)大量資源和能源，1/3 冶煉金屬由于腐蝕而破壞（3） 污染環(huán)境因此有必要對(duì)腐蝕現(xiàn)象進(jìn)行研究。9.1.1 分類按機(jī)理9.1.1.1 化學(xué)腐蝕：金屬與非電解質(zhì)介質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)反應(yīng)。服從于多相反應(yīng)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基本規(guī)律。例如：金屬在高溫下發(fā)生的氧化現(xiàn)象。9.1.1.2 電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞現(xiàn)象，構(gòu)成

51、了原電池，服從于電化學(xué)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的更重要更普遍的形式。9.1.2 按腐蝕環(huán)境分類大氣腐蝕，土壤腐蝕，高溫氣體腐蝕，海水腐蝕等。9.1.3 按腐蝕的形式：9.1.3.1 均勻腐蝕腐蝕作用以基本相同的速度在整個(gè)金屬表面同時(shí)進(jìn)行。危害性小，可估計(jì)腐蝕速度。例：碳鋼在強(qiáng)酸中的腐蝕9.1.3.2 局部腐蝕發(fā)生在金屬的局部地區(qū)。9.1.3.2.1 應(yīng)力腐蝕裂開(kāi)材料在靜拉伸應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)作用下發(fā)生的破壞現(xiàn)象。主要是晶間，脆斷。也有穿晶。在氮化物，堿性氮氧化物或其它水溶性介質(zhì)中常有發(fā)生。9.1.3.2.2 點(diǎn)蝕發(fā)生在金屬表面局部區(qū)域，點(diǎn)蝕形成后迅速向深處發(fā)展，最后穿透金屬。出現(xiàn)后就及時(shí)磨

52、光或涂漆，避免進(jìn)一步深入。不銹鋼，鋁及其合金，鈦及其合金在氯離子介質(zhì)中易發(fā)生。9.1.3.2.3 晶間腐蝕在金屬材料晶界部位的腐蝕。腐蝕沿晶間進(jìn)行，使晶粒之間的結(jié)合力大大削弱，機(jī)械強(qiáng)度急劇降低。不銹鋼，鋁鎂合金。9.1.3.2.4 縫隙腐蝕金屬與金屬或金屬與非金屬之間存在細(xì)小縫隙中發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象。法蘭聯(lián)接面，螺母壓緊面。9.1.3.2.5 電偶腐蝕電解質(zhì)溶液中，不同的金屬接觸時(shí)，由于腐蝕電位差引起電位低的金屬在接觸部位腐蝕的現(xiàn)象。如碳鋼與黃銅在海水中接觸。9.1.3.2.6 腐蝕疲勞金屬在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的作用下發(fā)生。產(chǎn)生腐蝕坑和大量裂紋，顯著降低鋼的疲勞強(qiáng)度。9.1.4 腐蝕共同特性9.1

53、.4.1 從熱力學(xué)角度看，腐蝕是金屬由非穩(wěn)態(tài)自發(fā)向穩(wěn)態(tài)的一個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程。9.1.4.2 是化學(xué)，電化學(xué)過(guò)程。9.1.4.3 總是發(fā)生在表面，從表面開(kāi)始。9.29.2 金屬材料的高溫氧化金屬材料的高溫氧化9.2.1 高溫氧化過(guò)程的機(jī)理氧與氧化性氣體介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。發(fā)生氧化反應(yīng)判據(jù)（1） 初始系統(tǒng)（金屬和氧）的等壓-等溫自由能與最終狀態(tài)時(shí)的差值。（2） 系統(tǒng)中氧的分壓高于金屬氧化物的分解壓力。氧化過(guò)程 2 個(gè)階段（1） 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，氧與表面金屬接觸反應(yīng)，形成氧化膜（2） 電化學(xué)反應(yīng)，內(nèi)部金屬腐蝕，分 7 步驟1） 氧分子吸附至氧化膜2） 氧分子分解為氧原子3） 氧原子形成離子4） 氧化膜中的陰離子

54、向金屬表面遷移5） 金屬原子電離及陽(yáng)離子向氧化膜過(guò)渡；6） 氧化膜中的陽(yáng)離子和電子向膜氣相界面遷移；7） 陽(yáng)離子和陰離子作用并產(chǎn)生金屬氧化物氧化膜的保護(hù)性能（1） 氧化膜能完整性，指完整地覆蓋在基體金屬表面（2） 氧化膜的強(qiáng)度，塑性及與基體金屬結(jié)合力（3） 高溫下的穩(wěn)定性。9.2.2 高溫氧化過(guò)程的動(dòng)力學(xué)規(guī)律常見(jiàn)的直線，拋物線，對(duì)數(shù)規(guī)律9.2.2.1 直線規(guī)律氧化物不多孔性氧化膜時(shí),鎂在 450以上，鉬在 550以上。9.2.2.2 拋物線規(guī)律金屬表面附一層致密氧化膜，氧化開(kāi)始時(shí)候?yàn)樽畲笱趸俣龋撕蟛粩鄿p小，趨近于0鎳和銅大于 500，鐵在大于 7009.2.2.3 對(duì)數(shù)規(guī)律低溫，動(dòng)力學(xué)規(guī)律

55、氧化開(kāi)始時(shí)候?yàn)樽畲笱趸俣龋撕蠛芸鞙p小，趨近于 09.2.3 氧化的溫度規(guī)律低溫為對(duì)數(shù)規(guī)律，中溫為拋物線，高溫為直線規(guī)律9.2.4 金屬材料的高溫抗氧化性指標(biāo)9.2.4.1 金屬重量變化指標(biāo)9.2.4.2 腐蝕深度： 應(yīng)用較多。鋼材耐熱性級(jí)別級(jí)別腐蝕深度(mm/a)耐熱性分類10.11.0抗氧化性31.03.0次抗氧化性43.010.0弱抗氧化性510.0不抗氧化性鍋爐高溫承壓元件，只允許用 1 級(jí)9.39.3 金屬材料的電化學(xué)腐蝕金屬材料的電化學(xué)腐蝕金屬材料與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用而造成的破壞現(xiàn)象。9.3.1 金屬的電極電位及腐蝕電池金屬離子水化過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)電極電位：活度為 1，溫度 298

56、k，氣體分壓 1.01mp 下平衡電極電位。分為負(fù)電性金屬，正電性金屬。原電池產(chǎn)生，電位差，可能原因：不同金屬，溫差，電解質(zhì)濃度差9.3.2 金屬的極化與鈍化極化現(xiàn)象：腐蝕電池工作后引起的電極電位變化現(xiàn)象，陰極電位降低，陽(yáng)級(jí)電位升高，電池回路電流減小。鈍化：金屬表面狀態(tài)突然變化的過(guò)程。鐵在濃硝酸，濃硫酸中?？商岣呓饘倌臀g性。9.3.3 金屬元素耐蝕性評(píng)定9.3.3.1 熱力學(xué)穩(wěn)定性金屬元素標(biāo)準(zhǔn)電極電位(v)熱力學(xué)穩(wěn)定性金屬元素+0.815穩(wěn)定金鉑9.3.3.2 鈍化現(xiàn)象9.3.3.3 生成保護(hù)性好的腐蝕產(chǎn)物膜9.3.4 金屬材料耐蝕合金化途徑9.3.4.1 提高金屬材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性加入熱力學(xué)

57、穩(wěn)定性高的合金元素，提高電極電位。9.3.4.2 減弱金屬材料的陽(yáng)極活性加入易鈍化元素，鐵中加入鉻。9.3.4.3 減弱金屬材料的陰級(jí)活性減小陰極面積，提高金屬材料陰極放氫超電位9.3.4.4 使金屬材料表面生成電阻值大的腐蝕產(chǎn)物膜鋼中加入銅和磷9.49.4 金屬材料應(yīng)力腐蝕金屬材料應(yīng)力腐蝕材料在靜拉伸應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)作用下發(fā)生的破壞現(xiàn)象。分 2 類陽(yáng)極反應(yīng)敏感型：金屬陽(yáng)極溶解為基礎(chǔ)。陰極反慶敏感型：陰極吸氫為基礎(chǔ)（氫脆）9.4.1 應(yīng)力靜拉伸應(yīng)力圖有效應(yīng)力與破壞時(shí)間9.4.2 腐蝕介質(zhì)有一定組合，鋼+氫氧化物9.4.3 材料合金或含雜質(zhì)金屬。純銅+0.004%磷9.4.4 破壞過(guò)程主要是晶間，

58、脆斷。也有穿晶，混合9.59.5 蒸汽腐蝕蒸汽腐蝕水在鐵為催化劑下在 400下發(fā)生分解。4h2o+3fefe3o4+8h如 h 不能被流動(dòng)帶走，產(chǎn)生氫脆影響因素，防止方法：（1）消除蒸汽停滯現(xiàn)象，（2）加入合金元素，cr,mo9.69.6 硫腐蝕硫腐蝕鍋爐燃料（煤、油）中含有一定量的硫，硫以各種形式存在于煙氣中，使鍋爐受熱面及元件受到腐蝕。9.6.1 高壓鍋爐水冷壁管的硫腐蝕過(guò)程（1）產(chǎn)生自由的硫原子 fes2fes+s（2）形成硫化亞鐵 2h2s+so22h2o+3s（3）形成硫化亞鐵 fe+sfes鋼材經(jīng)表面滲鋁處理，可提高鋼材料耐熱性及對(duì)某些介質(zhì)的耐腐蝕性。9.6.2 鍋爐過(guò)熱器管的高溫

59、硫腐蝕復(fù)合硫酸鹽在 550700會(huì)與金屬反應(yīng)。9.6.3 含鎳合金鋼的硫腐蝕硫會(huì)與鋼中的鎳發(fā)生作用生成 ni2s2，與鎳組成易熔共晶體（ni-ni2s2）。防止方法在含鎳的鋼中加入合金元素 cr。9.6.4 硫的低溫腐蝕低溫?zé)煔庵杏猩倭?so3，與水蒸汽化合成硫酸。防止方法：省煤器及低氧燃燒9.79.7 釩腐蝕釩腐蝕油燃燒產(chǎn)生的釩氧化物存在于油灰中，高溫下會(huì)破壞金屬的氧化膜。鋼中加入添加劑，鎂，氧化鎂。9.89.8 氧腐蝕氧腐蝕指水或汽水混合物中所含的氧與金屬材料之間發(fā)生的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。9.8.1 氧腐蝕原理鐵（標(biāo)準(zhǔn)電極電位-0.44v）與氧構(gòu)成原電池(+0.4v)。9.8.2 影響氧腐蝕因

60、素9.8.2.1 水中的溶解氧量溶解氧越多，氧腐蝕速度越大9.8.2.2 水的 ph 值ph 值越低，腐蝕越嚴(yán)重，ph 接近于 7 時(shí)，金屬表面生成保護(hù)膜，腐蝕速度顯著降低。9.8.2.3 水的溫度溫度越高，擴(kuò)散越快，金屬腐蝕越快9.99.9 防腐原理防腐原理電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的更重要更普遍的形式，盡可能減少原電池；在鋼表面形成一層穩(wěn)定，完整且與鋼基體結(jié)合牢固的鈍化膜；在形成原電池的情況下，盡可能減少兩極間電位差。第第 1010 章章 金屬材料的疲勞金屬材料的疲勞材料或元件在交變應(yīng)力（隨時(shí)間作周期性改變的應(yīng)力）作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期后，在內(nèi)部缺陷或應(yīng)力集中的部位，局部產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)