鋼材主要性能指標(biāo)

1、p1.1.強(qiáng)度強(qiáng)度p2.2.韌性韌性p3.3.可焊性可焊性11.3鋼材主要性能指標(biāo)鋼材主要性能指標(biāo)p 定義：在外力作用系，定義：在外力作用系，材料抵抗變形材料抵抗變形和和斷裂斷裂的能力稱為強(qiáng)度的能力稱為強(qiáng)度p 為減少鋼材的消耗和節(jié)省投資為減少鋼材的消耗和節(jié)省投資, 就要求管材強(qiáng)度提高就要求管材強(qiáng)度提高1.1.強(qiáng)度強(qiáng)度21.3鋼材主要性能指標(biāo)鋼材主要性能指標(biāo)p 強(qiáng)度的測(cè)試方法：強(qiáng)度的測(cè)試方法：拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)等等p 拉伸試驗(yàn)：鋼材受拉時(shí)，在產(chǎn)生應(yīng)力的同時(shí)，相應(yīng)的產(chǎn)拉伸試驗(yàn)：鋼材受拉時(shí)，在產(chǎn)生應(yīng)力的同時(shí)，相應(yīng)的產(chǎn)生應(yīng)變，生應(yīng)變，應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)變的關(guān)系反映出鋼材的主要力學(xué)特性的關(guān)

2、系反映出鋼材的主要力學(xué)特性3拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)uOAEBCDAEy應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)變關(guān)系曲線微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)1 1）彈性階段）彈性階段OAOA：一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，應(yīng)一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，應(yīng)力與應(yīng)變成正比力與應(yīng)變成正比。 彈性彈性彈性模量彈性模量E E值的大小反映了鋼材抵抗彈性值的大小反映了鋼材抵抗彈性變形的能力。變形的能力。彈性極限彈性極限 A A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。:ptgE0LLOAFA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖p E1 E2圖形特點(diǎn)：圖形特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：計(jì)算指標(biāo)：計(jì)算指標(biāo)：ABCDl抗拉性能抗拉性能（低碳鋼）（低碳鋼）

3、2 2）屈服階段）屈服階段ABAB 一條波動(dòng)的曲線，應(yīng)力增加很一條波動(dòng)的曲線，應(yīng)力增加很小，而應(yīng)變?cè)黾雍艽蟆Ｐ?，而?yīng)變?cè)黾雍艽蟆?所能承受的拉力增加很小，而所能承受的拉力增加很小，而塑性變形迅速增加，似乎鋼材塑性變形迅速增加，似乎鋼材不能承受外力不能承受外力 屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)）屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)） 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)的應(yīng)力下BAFss0LL圖形特點(diǎn)：圖形特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：計(jì)算指標(biāo)：計(jì)算指標(biāo)：OAFApACDBB上上B下下:ss屈服。屈服。BB上上B下下A彈塑性塑性階段3 3）強(qiáng)化階段）強(qiáng)化階段BCBC 一段上升的曲線。一段上升的曲線。抵抗塑性變形的能力又重新抵抗塑性變形的能力又重

4、新提高提高抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 :bAFbb圖形特點(diǎn)：圖形特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：計(jì)算指標(biāo)：計(jì)算指標(biāo)：0LLOAFA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖pACDBB上上B下下sbC C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。強(qiáng)化。強(qiáng)化。4 4）頸縮階段）頸縮階段CDCD 一段下降的曲線。一段下降的曲線。變形迅速發(fā)展，在有雜質(zhì)或變形迅速發(fā)展，在有雜質(zhì)或缺陷處，斷面急劇縮小缺陷處，斷面急劇縮小 ，直到斷裂。直到斷裂。伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率： %100001LLL圖形特點(diǎn)：圖形特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：試件特點(diǎn)：AF0LLOApACDBB上上B下下sbL1L0計(jì)算指標(biāo)：計(jì)算指標(biāo)：頸縮頸縮鋼管產(chǎn)品的鋼管產(chǎn)品的“公稱最低屈服強(qiáng)度

5、（公稱最低屈服強(qiáng)度（SMYS）”。p 輸氣管道屈服強(qiáng)度為輸氣管道屈服強(qiáng)度為420500MPa，工作壓力，工作壓力7.014.0MPa；p 輸油管道屈服強(qiáng)度為輸油管道屈服強(qiáng)度為360450MPa，工作壓力，工作壓力5.09.0MPa；p 屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的差值和比值規(guī)定為小于屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的差值和比值規(guī)定為小于100MPa和和0.850.90。1.1.強(qiáng)度強(qiáng)度81.3鋼材主要性能指標(biāo)鋼材主要性能指標(biāo)2.2.韌性韌性91.3鋼材主要性能指標(biāo)鋼材主要性能指標(biāo)p定義：指管材塑性變形和斷裂全過(guò)程中吸收的能量，定義：指管材塑性變形和斷裂全過(guò)程中吸收的能量，是是鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力鋼材抵抗

6、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，只考慮到要增加鋼的強(qiáng)度，沒(méi)沒(méi)有想到要增加其韌性有想到要增加其韌性。在。在“泰坦尼克號(hào)泰坦尼克號(hào)”沉沒(méi)地點(diǎn)的水溫中，沉沒(méi)地點(diǎn)的水溫中，發(fā)現(xiàn)了鋼材的發(fā)現(xiàn)了鋼材的冷脆性冷脆性，即在，即在-400的溫度下，鋼材的力學(xué)行的溫度下，鋼材的力學(xué)行為由為由韌性變成脆性韌性變成脆性，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的脆性斷裂。，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的脆性斷裂。p 定義：是指管材塑性變形和斷裂全過(guò)程中吸收的能量。定義：是指管材塑性變形和斷裂全過(guò)程中吸收的能量。p 吸收較多能量才斷裂的管材，是韌性好的管材。吸收較多能量才斷裂的管材，是韌

7、性好的管材。p 對(duì)高強(qiáng)度薄壁管道對(duì)高強(qiáng)度薄壁管道, ,為防止斷裂事故發(fā)生為防止斷裂事故發(fā)生, ,則要求管材有則要求管材有較好的韌性。較好的韌性。p 韌性的測(cè)試方法：夏比韌性的測(cè)試方法：夏比(v(v型缺口型缺口) )沖擊試驗(yàn)及落錘撕裂試沖擊試驗(yàn)及落錘撕裂試驗(yàn)等驗(yàn)等2.2.韌性韌性101.3鋼材主要性能指標(biāo)鋼材主要性能指標(biāo)p 當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的重?cái)[從一定高度自由落下時(shí)，在試樣中間開(kāi)當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的重?cái)[從一定高度自由落下時(shí)，在試樣中間開(kāi)V型缺口，試樣吸收的能量等于重?cái)[所作的功型缺口，試樣吸收的能量等于重?cái)[所作的功W。沖擊韌性。沖擊韌性的大小用缺口處單位面積上所消耗的功來(lái)表示。的大小用缺口處單位面積上所消耗的功來(lái)表

8、示。 韌性沖擊試驗(yàn)韌性沖擊試驗(yàn)111.3鋼材主要性能指標(biāo)鋼材主要性能指標(biāo) Ak = mgH mgh (J)沖擊試驗(yàn)機(jī)沖擊試驗(yàn)機(jī)沖擊試樣和沖擊試驗(yàn)示意圖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)韌性沖擊試驗(yàn)韌性沖擊試驗(yàn)131.3鋼材主要性能指標(biāo)鋼材主要性能指標(biāo)k值影響因素：值影響因素：試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度有些材料在常溫時(shí)沖擊韌性并不低。但當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某有些材料在常溫時(shí)沖擊韌性并不低。但當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某值時(shí)，值時(shí)，k突然大幅度下降，材料無(wú)明顯塑性變形而發(fā)生脆性突然大幅度下降，材料無(wú)明顯塑性變形而發(fā)生脆性斷裂，這種性質(zhì)稱為鋼材的斷裂，這種性質(zhì)稱為鋼材的冷脆性冷脆性。p 定義：可焊性是指鋼材在一定焊接工藝條件下，進(jìn)行焊定義：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。接和獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的難易程度。p 良好的可焊性是保證管道制管和焊接質(zhì)量的基本條件。良好的可焊性是保證管道制管和焊接質(zhì)量的基本條件。p 鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。碳含鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。碳含量在量在0.120.120.200.20范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好。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