304與耐熱鋼焊接知識

不銹鋼管簡介不銹鋼鋼管是一種中空的長條圓形鋼材，主要廣泛用于石油、化工、醫(yī)療、食品、輕工、機(jī)械儀表等工業(yè)輸送管道以及機(jī)械結(jié)構(gòu)部件等。另外，在折彎、抗扭強(qiáng)度相同時，重量較輕，所以也廣泛用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)。也常用作生產(chǎn)各種常規(guī)武器、槍管、炮彈等。此類鋼管按照分類：可以分為不銹鋼無縫鋼管和不銹鋼焊接鋼管（有縫管）兩大類，按照制造工藝的不同可以分為：熱軋、擠壓、冷拔和冷軋這幾種基本類型，按斷面形狀又可分為圓管和異形管，廣泛應(yīng)用的是圓形鋼管，但也有一些方形、矩形、半圓形、六角形、等邊三角形、八角形等異形不銹鋼鋼管。對于承受流體壓力的鋼管都要進(jìn)行液壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)其耐壓能力和質(zhì)量，在規(guī)定的壓力下不發(fā)生泄漏、浸濕或膨脹為合格，有些鋼管還要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或需方要求進(jìn)行卷邊試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)。無縫不銹鋼管也稱不銹鋼無縫管,是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管的規(guī)格用外徑壁厚毫米數(shù)表示。304不銹鋼管全稱SUS304不銹鋼管SUS304不銹鋼管屬于美國牌號材質(zhì)的不銹鋼管，國內(nèi)牌號相當(dāng)于0Cr19Ni9不銹鋼管，通常用0Cr18Ni9替代。不銹鋼防銹的機(jī)理是合金元素形成致密氧化膜，隔絕氧接觸，阻止繼續(xù)氧化。所以不銹鋼并不是“不銹”。304材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，可能有以下幾個原因：1.使用環(huán)境中存在氯離子。氯離子廣泛存在，比如食鹽、汗跡、海水、海風(fēng)、土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中，腐蝕很快，甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環(huán)境有要求，而且需要經(jīng)常擦拭，除去灰塵，保持清潔干燥。316和317不銹鋼（317不銹鋼的性能見后）是含鉬不銹鋼種。317不銹鋼中的鉬含量略高明于316不銹鋼.由于鋼中鉬，該鋼種總的性能優(yōu)于310和304不銹鋼，高溫條件下，當(dāng)硫酸的濃度低于15％和高于85％時，316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的耐氯化物侵蝕的性能，所以通常用于海洋環(huán)境。不銹鋼管隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其應(yīng)用也得到了越來越廣泛的普及。必將在各個領(lǐng)域帶來全新的改觀。不銹鋼管的理論重量：W=外徑-壁厚x壁厚x0.02491不銹鋼管的記算方式外徑-壁厚x壁厚x0.02491。不銹鋼管的的生產(chǎn)工藝ａ．圓鋼準(zhǔn)備；ｂ．加熱；ｃ．熱軋穿孔；ｄ．切頭；ｅ．酸洗；ｆ．修磨；ｇ．潤滑；ｈ．冷軋加工；ｉ．脫脂；ｊ．固溶熱處理；ｋ．矯直；ｌ．切管；ｍ．酸洗；ｎ．成品檢驗(yàn)。不銹鋼管的應(yīng)用不銹鋼管安全可靠、衛(wèi)生環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用，管道的薄壁化以及新型可靠、簡單方便的連接方法的開發(fā)成功，使其具有更多其他管材不可替代的優(yōu)點(diǎn)，工程中的應(yīng)用會越來越多，使用會越來越普及，前景看好。隨著我國改革開放政策的實(shí)施，國民經(jīng)濟(jì)獲得快速增長，城鎮(zhèn)住宅、公共建筑和旅游設(shè)施大量興建，對熱水供應(yīng)和生活用水供給提出了新的要求。特別是水質(zhì)問題，人們越來越重視，要求也不斷提高。鍍鋅鋼管這一常用管材因其易腐蝕性，在國家相關(guān)政策的影響下，將逐漸退出歷史舞臺，塑料管、復(fù)合管及銅管成了管道系統(tǒng)的常用管材。但在許多情況下，不銹鋼管更有優(yōu)越性，特別是壁厚僅為0.6～1.2mm的薄壁不銹鋼管在優(yōu)質(zhì)飲用水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)及將安全、衛(wèi)生放在首位的給水系統(tǒng)，具有安全可靠、衛(wèi)生環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)。已被國內(nèi)外工程實(shí)踐證明是給水系統(tǒng)綜合性能最好的、新型、節(jié)能和環(huán)保型的管材之一，也是一種很有競爭力的給水管材，必將對改善水質(zhì)、提高人們生活水平發(fā)揮無可比擬的作用。在建筑給水管系中，由于鍍鋅鋼管已經(jīng)結(jié)束了百年輝煌的歷史，各種新型塑料管及復(fù)合管得到迅速發(fā)展，但各種管材還不同程度地存在著一些不足，遠(yuǎn)不能完全適應(yīng)供水管系的需要和國家對飲用水及有關(guān)水品質(zhì)的要求。因此，有關(guān)專家預(yù)言：建筑給水管材最終將恢復(fù)到金屬管的時代。根據(jù)國外的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在金屬管中認(rèn)定薄壁不銹鋼管為綜合性能最好的管材之一。（1）國內(nèi)薄壁不銹鋼管推廣應(yīng)用時機(jī)已成熟薄壁不銹鋼管，國內(nèi)于20世紀(jì)90年代末才開始生產(chǎn)、使用，是當(dāng)今管材領(lǐng)域嶄露頭角的新生族，已大量應(yīng)用于建筑給水和直飲水的管路。薄壁不銹鋼管經(jīng)久耐用，已被工程界公認(rèn)，而且有關(guān)方面正在從減小壁厚、降低價格方面著手，以利于進(jìn)一步推廣。特別是小口徑的不銹鋼管，價格不高，因此配套的連接方法、管件之可靠性及價格是決定它發(fā)展的主要因素。國內(nèi)在四川、廣東、浙江、江蘇等地已有開發(fā)商自主開發(fā)了連接技術(shù)和管件，是很有發(fā)展前途的管材。建設(shè)部和相關(guān)部門也非常重視這一新型管材，據(jù)中國技術(shù)市場管理促進(jìn)中心、國科市字[2001]71號文件，關(guān)于推廣應(yīng)用“高徑壁比高精度不銹鋼中、高壓供水管及配套管件與專用技術(shù)”的通知中獲知，薄壁不銹鋼管這一技術(shù)與產(chǎn)品的推廣應(yīng)用對提高我國現(xiàn)代建筑的檔次，改善與保障供水水質(zhì)都具有重要意義。同時，建設(shè)部很重視薄壁不銹鋼管材的推廣應(yīng)用。《薄壁不銹鋼水管》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已于2001年發(fā)布執(zhí)行。相關(guān)管道工程技術(shù)規(guī)程及安裝圖集，建設(shè)部已發(fā)文，正由同濟(jì)大學(xué)負(fù)責(zé)編制。目前，四川、廣東、浙江、江蘇等地都有專業(yè)廠家生產(chǎn)薄壁不銹鋼管，產(chǎn)品已趨成熟期，因而，推廣應(yīng)用的時機(jī)已到。（2）國內(nèi)市場前景看好①建筑給水管道需求大根據(jù)《建筑事業(yè)“九五”計劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》測算，2001~2010年間，每年管材的需求量為50~60萬km，其中住宅建筑區(qū)內(nèi)冷熱水管需求量為40萬km。有人認(rèn)為，不銹鋼水管的開發(fā)，對提高城市現(xiàn)代建筑的檔次，意義重大。②管道直飲水發(fā)展迅速隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，管道直飲水在國內(nèi)北京、深圳、上海、重慶等城市發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中等城市也積極規(guī)劃直趕而上。在直飲水中，不銹鋼管系無疑是首屈一指的。目前國內(nèi)上檔次的賓館、公共場所都已配置或在配置直飲水管道。③國產(chǎn)替代進(jìn)口前途廣闊為了推廣不銹鋼管，我國從20世紀(jì)90年代以來從減小壁厚、降低成本方面著手，解決“高徑壁比高精度”的薄壁不銹鋼管技術(shù)問題，使不銹鋼管得到推廣應(yīng)用，發(fā)展很快。一種管道要能全面推廣應(yīng)用，少不了國產(chǎn)化。目前，國內(nèi)已有一部分廠家具備了生產(chǎn)和進(jìn)一步開發(fā)薄壁不銹鋼管材和管件的能力。（3）不銹鋼管的連接方式多樣不銹鋼管的連接方式多樣，常見的管件類型有壓縮式、壓緊式、活接式、推進(jìn)式、推螺紋式、承插焊接式、活接式法蘭連接、焊接式及焊接與傳統(tǒng)連接相結(jié)合的派生系列連接方式。這些連接方式，根據(jù)其原理不同，其適用范圍也有所不同，但大多數(shù)均安裝方便、牢固可靠。連接采用的密封圈或密封墊材質(zhì)，大多選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的硅橡膠、丁腈橡膠和三元乙丙橡膠等，免除了用戶的后顧之憂。不銹鋼的標(biāo)識方法1．鋼的編號和表示方法①用國際化學(xué)元素符號和本國的符號來表示化學(xué)成份，用阿拉伯字母來表示成份含量：如：中國、俄國12CrNi3A②用固定位數(shù)數(shù)字來表示鋼類系列或數(shù)字；如：美國、日本、300系、400系、200系；③用拉丁字母和順序組成序號，只表示用途。2．我國的編號規(guī)則①采用元素符號②用途、漢語拼音，平爐鋼：P、沸騰鋼：F、鎮(zhèn)靜鋼：B、甲類鋼：A、T8：特8、GCr15：滾珠◆合結(jié)鋼、彈簧鋼，如：20CrMnTi60SiMn、（用萬分之幾表示C含量）◆不銹鋼、合金工具鋼（用千分之幾表示C含量），如：1Cr18Ni9千分之一（即0.1%C）,不銹鋼C≤0.08%如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03%如0Cr17Ni13Mo3．國際不銹鋼標(biāo)示方法美國鋼鐵學(xué)會是用三位數(shù)字來標(biāo)示各種標(biāo)準(zhǔn)級的可鍛不銹鋼的。其中：①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數(shù)字標(biāo)示，②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數(shù)字表示。例如，某些較普通的奧氏體不銹鋼是以201、304、316以及310為標(biāo)記，③鐵素體不銹鋼是以430和446為標(biāo)記，馬氏體不銹鋼是以410、420以及440C為標(biāo)記，雙相（奧氏體－鐵素體），④不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼以及含鐵量低于50%的高合金通常是采用專利名稱或商標(biāo)命名。不銹鋼管新品一、200系D7S生產(chǎn)企業(yè)：韓國現(xiàn)代制鐵產(chǎn)品描述：D7S的鎳含量約2.5%，比D11鎳含量略低，計價格也相對較低。1%鎳含量的不銹鋼在一定程度上將是D7S市場供應(yīng)的關(guān)鍵，因此在競爭力、綜合品質(zhì)較高的不銹鋼使用率高的領(lǐng)域也將是銷售計劃的重要部分。應(yīng)用領(lǐng)域：新產(chǎn)品的目標(biāo)市場如不銹鋼廚房器具設(shè)備等領(lǐng)域展開不銹鋼鋼管的市場銷售計劃。二、SandvikSAF3207HD雙向不銹鋼管生產(chǎn)企業(yè)：Sandvik材料技術(shù)公司產(chǎn)品描述：該材料的抗拉強(qiáng)度為980～1180MPa，最高工作溫度可達(dá)90℃，相對于該公司之前研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)超雙相不銹鋼SAF2507而言，在抗拉強(qiáng)度和最高工作溫度方面都有了極大的提高。SAF2507的抗拉強(qiáng)度為800～1100MPa，可在最高水溫65℃的環(huán)境下工作。SandvikSAF3207HD是為應(yīng)用于深水、高溫和極高的壓力下而特別設(shè)計的。應(yīng)用領(lǐng)域：苛刻海底環(huán)境的管道用管三、超（超）臨界電站鍋爐用不銹鋼管坯/無縫管生產(chǎn)企業(yè)：太鋼，寶鋼，湖州久立，常州武進(jìn)產(chǎn)品描述：超（超）臨界機(jī)組是發(fā)電設(shè)備現(xiàn)代化和節(jié)能減排的基礎(chǔ)。在超(超)臨界鍋爐的重要受壓部件中，工作溫度最高、工作環(huán)境最為惡劣的部件是過熱器和再熱器。之前，我國國內(nèi)所用的該類材料全部從國外進(jìn)口，而現(xiàn)在國際上僅有幾家鋼鐵材料制造商能力有限，此類材料缺口較大，進(jìn)口價格昂貴，且采購困難，供不應(yīng)求，嚴(yán)重影響了我國超超臨界鍋爐的生產(chǎn)及電能的發(fā)展。我國目前對于電站鍋爐用管的需求每年大約在三萬噸左右，且隨著超（超）臨界發(fā)電技術(shù)的不斷提高，需求量逐年擴(kuò)大。國內(nèi)幾家大型企業(yè)在近年來紛紛投入大量的人力、財力，致力于此類產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)，并取得了相當(dāng)大的成績。一方面為國家的電力事業(yè)發(fā)展做出了自己的貢獻(xiàn)，同時，也給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用領(lǐng)域：電站鍋爐行業(yè)，主要是過熱器和再熱器高溫段等關(guān)鍵部位。四、空調(diào)用400系不銹鋼管生產(chǎn)企業(yè)：新日鐵住金不銹鋼公司產(chǎn)品描述：該產(chǎn)品為新日鐵住金公司在全球首次開發(fā)的空調(diào)用不銹鋼管，具有較高的加工性能，重量可以比銅管降低60％，價格也比銅管低，可作為銅管替代品。應(yīng)用領(lǐng)域：空調(diào)行業(yè)五、DP28W雙相不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)：日本住友金屬產(chǎn)品描述：這種不銹鋼在尿素-氨基甲酸鹽溶液中具有良好的耐蝕性，在氯化物環(huán)境中擁有很高的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力。同時，該雙相不銹鋼機(jī)械性能優(yōu)異，可應(yīng)用于安全性要求較高的廠房建設(shè)。應(yīng)用領(lǐng)域：化工業(yè)，建筑業(yè)。鋼管尺寸及允許偏差標(biāo)準(zhǔn)化外徑允許偏差偏差等級±1.5%，最小±0.75mmD1±1.0%。最小±0.50mmD2±0.75%．最小±0.30mmD3±0.50%。最小±0.10mmD4不銹鋼管的用途：所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達(dá)到1.2％左右時，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（自鈍化膜），可阻止鋼的基體進(jìn)一步腐蝕。除鉻外，常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼通常按基體組織分為：1、鐵素體不銹鋼。含鉻12％～30％。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。2、奧氏體不銹鋼。含鉻大于18％，還含有8％左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。3、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，并具有超塑性。4、馬氏體不銹鋼。強(qiáng)度高，但塑性和可焊性較差。5、沉淀硬化型不銹鋼。具有有很好的成形性能和良好的焊接性，可作為超高強(qiáng)度的材料在核工業(yè)、航空和航天工業(yè)中應(yīng)用。按成分可分為Cr系（SUS400）、Cr－Ni系（SUS300）、Cr－Mn－Ni（SUS200）及析出硬化系（SUS600）。[編輯本段]二、不銹鋼歷史不銹鋼是具有60年發(fā)展歷程的現(xiàn)代材料[編輯本段]三、不銹鋼作用自本世紀(jì)初發(fā)明不銹鋼以來，不銹鋼就把現(xiàn)代材料的形象和建筑應(yīng)用中的卓越聲譽(yù)集于一身，使其競爭對手羨慕不已。不銹鋼不會產(chǎn)生腐蝕、點(diǎn)蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強(qiáng)度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設(shè)計的完整性。含鉻不銹鋼還集機(jī)械強(qiáng)度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的需要。[編輯本段]四、不銹鋼牌號分組200系列—鉻-鎳-錳奧氏體不銹鋼300系列—鉻-鎳奧氏體不銹鋼301—延展性好，用于成型產(chǎn)品。也可通過機(jī)械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強(qiáng)度優(yōu)于304不銹鋼。302—耐腐蝕性同304，由于含碳相對要高因而強(qiáng)度更好。303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。304—通用型號；即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。309—較之304有更好的耐溫性。316—繼304之後，第二個得到最廣泛應(yīng)用的鋼種，主要用于食品工業(yè)和外科手術(shù)器材，添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應(yīng)用級別。[1]型號321—除了因?yàn)樘砑恿蒜佋亟档土瞬牧虾缚p銹蝕的風(fēng)險之外其他性能類似304。400系列—鐵素體和馬氏體不銹鋼408—耐熱性好，弱抗腐蝕性，11%的Cr，8%的Ni。409—最廉價的型號（英美），通常用作汽車排氣管，屬鐵素體不銹鋼（鉻鋼）。410—馬氏體（高強(qiáng)度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差。416—添加了硫改善了材料的加工性能。420—“刃具級”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術(shù)刀具，可以做的非常光亮。430—鐵素體不銹鋼，裝飾用，例如用于汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差。440—高強(qiáng)度刃具鋼，含碳稍高，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚磲峥梢垣@得較高屈服強(qiáng)度，硬度可以達(dá)到58HRC，屬于最硬的不銹鋼之列。最常見的應(yīng)用例子就是“剃須刀片”。常用型號有三種：440A、440B、440C，另外還有440F（易加工型）。500系列—耐熱鉻合金鋼。600系列—馬氏體沉淀硬化不銹鋼。630—最常用的沉淀硬化不銹鋼型號，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。五、不銹鋼為什么耐腐蝕？所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕。不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻，但是因?yàn)殂t是鋼的組成部分之一，所以保護(hù)方法不盡相同。在鉻的添加量達(dá)到10．5％時，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時，盡管仍可提高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對鋼進(jìn)行合金化處理時，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面，防止進(jìn)一步地氧化。這種氧化層極薄，透過它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨(dú)特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理，重新形成這種"鈍化膜"，繼續(xù)起保護(hù)作用。因此，所有的不銹鋼都具有一種共同的特性，即鉻含量均在10．5％以上。六、不銹鋼的類型"不銹鋼"一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的性能。成功的關(guān)鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。有關(guān)不銹鋼的進(jìn)一步詳細(xì)情況可參見由NiDI編制的"不銹鋼指南"軟盤。幸而和建筑構(gòu)造應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22％的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進(jìn)一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。七、不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)－耐大氣腐蝕經(jīng)驗(yàn)表明，大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說明，建議把地域分成四類，即：鄉(xiāng)村，城市，工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)。鄉(xiāng)村是基本上無污染的區(qū)域。該區(qū)人口密度低，只有無污染的工業(yè)。城市為典型的居住、商業(yè)和輕工業(yè)區(qū)，該區(qū)內(nèi)有輕度污染，例如交通污染。工業(yè)區(qū)為重工業(yè)造成大氣污染的區(qū)域。污染可能是由于燃油所形成的氣體，例如硫和氮的氧化物，或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體。空氣中懸游的顆粒，像鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的灰塵或氧化鐵的沉積也會使腐蝕增加。沿海地區(qū)通常指的是距海邊一英里以內(nèi)的區(qū)域。但是，海洋大氣可以向內(nèi)陸縱深蔓延，在海島上更是如此，盛行風(fēng)來自海洋，而且氣候惡劣。例如，英國氣候條件就是如此，所以整個國家都屬于沿海區(qū)域。如果風(fēng)中夾雜著海洋霧氣，特別是由于蒸發(fā)造成鹽沉積集聚，再加上雨水少，不經(jīng)常被雨水沖刷，沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業(yè)污染的話，腐蝕性就更大。美國、英國、法國、意大利、瑞典和澳大利亞所進(jìn)行的研究工作已經(jīng)確定了這些區(qū)域?qū)Ω鞣N不銹鋼耐大氣腐蝕的影響。有關(guān)內(nèi)容在NiIDI出版的《建筑師便覽》中作了簡單介紹，該書中的表可以幫助設(shè)計人員為各種區(qū)域選擇成本效益最好的不銹鋼。在進(jìn)行選擇時，重要的是確定是否還有當(dāng)?shù)氐囊蛩赜绊懯褂矛F(xiàn)場環(huán)境。例如，不銹鋼用在工廠煙囪的下方，用在空調(diào)排氣擋板附近或廢鋼場附近，會存在非一般的條件。八、維修及清理和其它曝露于大氣中的材料一樣，不銹鋼也會臟。今后的講座將分析影響維修及清理成本的設(shè)計因素。但是，在雨水沖刷，人工沖洗和已臟表面之間還存在著一種相互關(guān)系。通過把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水沖刷的效果。人工沖洗的效果是通過人工用海綿沾上肥皂水每隔六個月擦洗每塊板條的右邊來確定的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與放在有棚的地方和不被沖洗的地方的板條相比，通過雨水沖刷和人工擦洗去除表面的灰塵和淤積對表面情況有良好的作用。而且還發(fā)現(xiàn)，表面加工的狀況也有影響，表面平滑的板條比表面粗糙的板條效果要好。因此洗刷的間隔時間受多種因素影響，主要的影響因素是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)。雖然許多不銹鋼幕墻僅僅是在擦玻璃時才進(jìn)行沖洗，但是，一般來講，用于外部的不銹鋼每年洗刷兩次。九、典型用途大多數(shù)的使用要求是長期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時，主要考慮的是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。然而，其它應(yīng)用越來越多的只是尋求結(jié)構(gòu)的完整性或不透水性。例如，工業(yè)建筑的屋頂和側(cè)墻。在這些應(yīng)用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很干凈也可以。在干燥的室內(nèi)環(huán)境中使用430不銹鋼效果相當(dāng)好。但是，在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經(jīng)常進(jìn)行清洗。在污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)，表面會非常臟，甚至產(chǎn)生銹蝕。但要獲得戶外環(huán)境中的審美效果，就需采用含鎳不銹鋼。所以，304不銹鋼廣泛用于幕墻、側(cè)墻、屋頂及其它建筑用途，但在侵蝕性嚴(yán)重的工業(yè)或海洋大氣中，最好采用316不銹鋼?，F(xiàn)在，人們已充分認(rèn)識到了在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設(shè)計準(zhǔn)則中包括了304和316不銹鋼。因?yàn)?雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強(qiáng)度及彈限強(qiáng)度融為一體，所以，歐洲準(zhǔn)則中也包括了這種鋼。產(chǎn)品形狀實(shí)際上，不銹鋼是以全標(biāo)準(zhǔn)的金屬形狀和尺寸生產(chǎn)制造的，而且還有許多特殊形狀。最常用的產(chǎn)品是用薄板和帶鋼制成的，也用中厚板生產(chǎn)特殊產(chǎn)品，例如，生產(chǎn)熱軋結(jié)構(gòu)型鋼和擠壓結(jié)構(gòu)型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產(chǎn)品，包括型材、棒材、線材和鑄件。表面狀態(tài)正如后面將談到的，為了滿足建筑師們美學(xué)的要求，已開發(fā)出了多種不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者無光澤的；可以是光面的、拋光的或壓花的；可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案，以滿足設(shè)計人員對外觀的各種要求。保持表面狀態(tài)是容易的。只需偶爾進(jìn)行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好，也可以容易地去除表面的涂寫污染或類似的其它表面污染。設(shè)計六十多年以來，建筑師們一直選用不銹鋼來建造成本效益好的永久性建筑物。現(xiàn)有的許多建筑物充分說明了這種選擇的正確性。有些是非常具有觀賞性的，如紐約市的Chrysler大廈。但在許多其它應(yīng)用中，不銹鋼所起的作用不是那么引人注目，可是在建筑物的美學(xué)和性能方面卻起著重要作用。例如，由于不銹鋼比其它相同厚度的金屬材料更具有耐磨性和耐壓痕性，所以在人口流動量大的地方修建人行道時，它是設(shè)計人員的首選材料。不銹鋼用作建造新的建筑物和用來修復(fù)歷史名勝古跡的結(jié)構(gòu)材料已有70多年了。早期的設(shè)計是按照基本原則進(jìn)行計算的。今天，設(shè)計規(guī)范，例如，美國土木工程師學(xué)會的標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASCE-8-90"冷成型不銹鋼結(jié)構(gòu)件設(shè)計規(guī)范"和NiDI與EuroInox聯(lián)合出版的"結(jié)構(gòu)不銹鋼設(shè)計手冊"已簡化了使用壽命長，完整性好的建筑用結(jié)構(gòu)件的設(shè)計。未來展望由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說是獨(dú)一無二的，而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應(yīng)用中性能更好，一直在改進(jìn)現(xiàn)有的類型，而且，為了滿足高級建筑應(yīng)用的嚴(yán)格要求，正在開發(fā)新的不銹鋼。由于生產(chǎn)效率不斷提高，質(zhì)量不斷改進(jìn)，不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的材料之一。不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身，所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建筑材料之一。不銹鋼不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼，它是由不銹鋼和耐酸鋼兩大部分組成的，簡言之，能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不銹鋼，而能抵抗化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼叫耐酸鋼。一般說來，含硌量Wcr大于12%的鋼就具有了不銹鋼的特點(diǎn)不銹鋼按熱處理后的顯微組織又可分為五大類：即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼及沉淀碳化不銹鋼不銹鋼設(shè)備制作過程中會出現(xiàn)表現(xiàn)損傷，缺陷以及一些影響表面的物質(zhì)，如：粉塵、浮鐵粉或嵌入的鐵，熱回火色和其它氧化層、銹斑、研磨毛刺、焊接引弧斑痕、焊接飛濺、焊劑、焊接缺陷、油和油脂、殘余粘合劑和油漆、粉筆和標(biāo)記筆印等。絕大多數(shù)都是因?yàn)楹雎粤怂鼈兊挠泻τ绊懚恢匾暬蜃龅貌缓谩５?，它們對氧化保護(hù)膜有著潛在的危害。保護(hù)膜一旦被損壞，被減薄或用其它方法使之改變，下面的不銹鋼就會開始腐蝕。腐蝕一般不是遍及整個表面，而是在缺陷處或其周圍。這種局部腐蝕通常會為點(diǎn)蝕或縫隙腐蝕，這兩種腐蝕會向深度和廣度發(fā)展，而大部分表面不受侵蝕。下面談一下造成這些問題的各種原因。不銹鋼表面損傷和夾帶外來物的清洗1、粉塵制作經(jīng)常是在有粉塵的場地進(jìn)行，空氣中常帶有許多粉塵，它們不斷地落在設(shè)備表面。它們可以用水或堿性溶液去除掉。不過，有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進(jìn)行清理。2、浮鐵粉或嵌入的鐵在任何表面上，游離鐵都會生銹并使不銹鋼產(chǎn)生腐蝕。因此，必須清除。浮粉一般可隨粉塵一起清除掉。有些粘著力很強(qiáng)，必須按嵌入的鐵處理。除粉塵外，表面鐵的來源很多，其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼，低合金鋼或鑄鐵件上使用過的砂子、玻璃珠或其它磨料進(jìn)行噴丸處理，或在不銹鋼部件及設(shè)備附近對前面提到的非不銹鋼制品進(jìn)行修磨。在下料或吊過過程中如果不對不銹鋼采取保護(hù)措施，鋼絲繩、吊具和工作臺面上的鐵很容易嵌入或玷污表面。訂貨要求和制作后檢查可以防止并發(fā)現(xiàn)游離鐵的存在，ASTM標(biāo)準(zhǔn)A380[3]規(guī)定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼微粒的鐵銹試驗(yàn)法。當(dāng)要求絕對不能有鐵存在的時候，應(yīng)該使用這種檢驗(yàn)方法。如果結(jié)果令人滿意，應(yīng)用干凈的純水或硝酸對表面進(jìn)行洗滌，直到深藍(lán)色完全消失。正如標(biāo)準(zhǔn)A380[3]指出的如果鐵銹試驗(yàn)溶液不能全部清除干凈，不推薦在設(shè)備的工藝表面，即用來生產(chǎn)人類消費(fèi)品的直接接觸表面采用這種試驗(yàn)方法。比較簡單的試驗(yàn)方法是在水中暴露12~24小時，檢查是否有銹斑。這種試驗(yàn)靈敏性差，而且耗時。這些都是檢測試驗(yàn)，不是清理方法。如果發(fā)現(xiàn)有鐵存在，必須用后面介紹的化學(xué)和電化學(xué)的方法進(jìn)行清理。3、劃痕為了防止工藝潤滑劑或生成物和/或污物積留，必須對劃痕和其它粗糙表面進(jìn)行機(jī)械清理。4、熱回火色和其它氧化層如果在焊接或修磨過程中不銹鋼在空氣中被加熱到一定的高溫，焊縫兩側(cè)、焊縫的下表面和底部都會出現(xiàn)鉻氧化物熱回火色。熱回火色比氧化保護(hù)膜薄，而且明顯可見。顏色決定于厚度,可呈見彩虹色、藍(lán)色、紫色到淡黃色和棕色。較厚的氧化物一般為黑色。它是由于在高溫或長時間在較高度下停留所致。當(dāng)出現(xiàn)任何一種這類氧化層時，金屬表面的鉻含量都會降低，造成這些區(qū)域的耐腐蝕性降低。在這種情況下，不僅要消除熱回火色和其它氧化層，還應(yīng)對它們下面的貧鉻金屬層進(jìn)行清理。5、銹斑制作前或制作過程中有時會看到不銹鋼產(chǎn)品或設(shè)備上生銹，這說明表面受到嚴(yán)重污染。設(shè)備投入使用前必須把銹清除掉，徹底清理過的表面應(yīng)通過鐵試驗(yàn)和/或水試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。6、粗糙的研磨和機(jī)加工研磨和機(jī)加工都會造成表面粗糙，留有凹槽，重疊和毛刺等缺陷。每種缺陷也可能使金屬表面損傷到一定深度，以至于受損傷的金屬表面無法通過酸洗，電拋光或噴丸等方法清理掉。粗糙表面能夠成為發(fā)生腐蝕和沉積生成物的發(fā)源地，重焊前清理焊縫缺陷或清除多余的焊縫加強(qiáng)高都不能用粗磨進(jìn)行研磨。對后一種情況，應(yīng)再用細(xì)磨料研磨。7、焊接引弧斑痕焊工在金屬表面引弧時，會造成表面粗糙缺陷。保護(hù)膜受損，留下潛在的腐蝕源。焊工應(yīng)在已經(jīng)焊好的焊道上或在焊縫接頭的側(cè)邊引弧。然后將引弧痕跡熔入焊縫中。8、焊接飛濺焊接飛濺與焊接工藝有很大關(guān)系。例如：GTAM(氣體保護(hù)鎢極電弧焊)或TIG(惰性氣體保護(hù)鎢極焊)沒有飛濺。但是，采用GMAW(氣體保護(hù)金屬電弧焊)和FCAW(帶焊劑芯的電弧焊)兩種焊接工藝時如果焊接參數(shù)使用不當(dāng)會造成大量飛濺。出現(xiàn)這種情況時，必須調(diào)整參數(shù)。如果要解決焊接飛濺的問題，焊接前應(yīng)在接頭的每一邊涂上防濺劑，這樣可以消除飛濺物的附著力。焊完后可以很容易地將這種防濺劑及各種飛濺物清理掉，可不損傷表面或帶來輕微損傷。9、焊劑利用焊劑進(jìn)行焊接的工藝有手工焊，帶焊劑芯電弧焊和埋弧焊，這些焊接工藝都會在表面留下細(xì)小的焊劑顆粒，普通的清理方法無法將它們清除掉。這此顆粒將是縫隙腐蝕的腐蝕源，必須采用機(jī)械清理方法去除這些殘留焊劑。10、焊接缺陷焊接缺陷如：咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋不僅降低接頭的牢固性，而且還會成為縫隙腐蝕的腐蝕源。改善這種結(jié)果進(jìn)行清理操作時，它們還會夾帶固體顆粒。這些缺陷可通過重新焊接或修磨后重焊進(jìn)行修補(bǔ)。11、油和油脂有機(jī)物質(zhì)如：油，油脂甚至指印都會成為局部腐蝕的腐蝕源。由于這些物質(zhì)能起屏障作用，它們會影響化學(xué)和電化學(xué)清理效果，因而必須徹底清理掉。ASTMA380有一種簡單的斷水(WATERBREAK)試驗(yàn)檢測有機(jī)污染物。試驗(yàn)時，從垂直表面的頂部澆下水，在向下流的過程中水會沿著有機(jī)物質(zhì)的周圍分開。熔劑和/或酸性化學(xué)清洗劑可清除油跡和油脂。12、殘余粘合劑撕掉膠帶和保護(hù)紙時，粘合劑總有一部分殘留在不銹鋼表合金管重量計算公式:[(外徑-壁厚)壁厚]0.02466=kg/米(每米的重量)金屬和大氣中的氧氣反應(yīng)后會在表面形成氧化膜。在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞?？梢岳糜推峄蚰脱趸慕饘伲ɡ纾\，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕。不銹鋼軟管的耐腐蝕性取決于鉻的含量，當(dāng)鉻的添加量到10．5％時，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時，盡管仍可提高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對鋼進(jìn)行合金化處理時，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面，防止進(jìn)一步地氧化。這種氧化層極薄，透過它可以看到不銹鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨(dú)特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理，重新形成這種"鈍化膜"，繼續(xù)起保護(hù)作用。因此，所有的不銹鋼軟管采用的不銹鋼都具有一種共同的特性，即鉻含量均在10．5％以上。不同的材料之間焊接注意事項(xiàng)1異種鋼的種類異種鋼的焊接種類很多，歸納起來主要有低碳鋼與低合金鋼之間的焊接，如20#鋼與16Mn鋼相焊；兩種不同的低合金鋼之間的焊接，如16Mn鋼與15CrMo鋼相焊；低碳鋼與奧氏體不銹鋼之間的焊接，如20#鋼與SUS304鋼相焊；低合金鋼與奧氏體不銹鋼之間的焊接，如16Mn鋼與SUS304鋼相焊；奧氏體不銹鋼與鎳基合金之間的焊接如SUS304鋼與Inconel600鋼相焊，等等。2異種鋼焊接接頭的特性異種鋼焊接接頭化學(xué)成分、金屬組織和機(jī)械性能的不均勻性以及線膨脹系數(shù)相差較大，使異種鋼接頭在使用中產(chǎn)生附加應(yīng)力，這些因素對焊接方法、焊接材料、預(yù)熱和熱處理規(guī)范、接頭形式的選擇以及設(shè)備運(yùn)行的可靠性，都有顯著的影響。異種鋼焊接時，焊縫金屬與母材熱影響區(qū)之間的界面沒有一條截然的界線，它們之間存在著熔合區(qū)，即焊縫中的未混合區(qū)和母材中的半熔化區(qū)。其成分和性能都與焊縫或母材不同，形成了化學(xué)成分的過渡層，如碳鋼與不銹鋼相焊時接頭中形成的脫碳層和增碳層。過渡層的成分和性能對接頭的性能有著重要的影響，故在選擇焊接材料和焊接工藝時，不僅要考慮焊縫金屬的成分和性能，同時也要考慮過渡層的成分和性能。焊縫金屬與母材金屬化學(xué)成分差別愈大愈不容易充分混合，則過渡層愈明顯；熔合比或稀釋率愈高時，過渡層也愈明顯；熔合區(qū)金屬液態(tài)存在的時間愈長或液體金屬流動性愈好，則愈易于混合均勻，過渡層也有所減小。因此，可以通過某些工藝措施對過渡層進(jìn)行適當(dāng)控制。3焊接方法的選擇選擇焊接方法時，既要保證焊接接頭的質(zhì)量要求，又要盡可能考慮效率和經(jīng)濟(jì)。通常焊接方法不同，直接影響熔合區(qū)過渡層的熔合比，從而影響到焊接接頭的性能。表1幾種常用焊接方法的熔合比范圍熔合比（%）焊接方法酸性焊條手弧焊15~25堿性焊條手弧焊20~30鎢極氬弧焊埋弧焊10~10030~60熔化極氣體保護(hù)焊20~30由于一些裝置的高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，大多數(shù)異種鋼焊接接頭主要考慮接頭的晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、高溫氧化和高溫蠕變性能等，要求焊接接頭中熔合區(qū)成分要穩(wěn)定、過渡層要不明顯，所以采用熔合比小而操作方便的手弧焊就可以了，但在氫工況下的異種鋼接頭，特別是低合金鋼（如16Mn鋼）與奧氏體鋼（如SUS304）相焊的異種接頭，還必須考慮氫腐蝕問題。采用熔合比大的鎢極氬弧焊，可以防止這種異種接頭容易出現(xiàn)的剝離裂紋的產(chǎn)生。4焊接材料的選擇在異種接頭中的焊縫和熔合區(qū)，由于有合金元素的稀釋和碳的遷移等因素影響焊接接頭的性能，故應(yīng)該根據(jù)母材的成分、性能、接頭形式和使用要求正確選擇焊接材料。4.1低碳鋼與低合金鋼之間的焊接低碳鋼與低合金鋼相焊接時，一般來講選擇低碳鋼焊條或者低合金鋼焊條都能滿足接頭工藝性能要求，但為了減小接頭的淬硬傾向，焊接接頭有較好的塑性，通常選用低碳鋼焊條，即按照低匹配的原則。4.2低合金鋼與低合金鋼之間的焊接石化裝置中的低合金鋼以珠光體耐熱鋼為多，為了盡可能地減少淬硬傾向，降低焊接裂紋敏感性和具有較好的塑性，通常選擇合金成分與合金含量較低一側(cè)母材相近的焊條，即按低匹配原則。4.3低碳鋼與奧氏體不銹鋼之間的焊接在這類異種鋼焊接接頭中，由于其工作條件有晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕問題，通常選擇E309型的焊接材料，但當(dāng)這種焊接接頭處于溫度較高的環(huán)境（設(shè)計溫度≥315℃）時，為了防止在工作過程中發(fā)生碳的遷移，通常采用鎳合金含量較高的焊接材料（如Inconel182焊條等）。4.4低合金鋼與奧氏體不銹鋼之間的焊接合金鋼通常都是在溫度較高（設(shè)計溫度≥315℃）的條件下使用，這種與奧氏體不銹鋼相焊的異種接頭，通常要求抗高溫蠕變、控制碳遷移以及高溫抗氧化能力，可采用鎳基合金焊接材料（如Inconel82焊絲和Inconel182焊條等）。但是，在氫系統(tǒng)中，由于強(qiáng)烈的氫腐蝕作用，采用的焊接材料不同，焊后得到的焊縫化學(xué)成分和金相組織不同，從而影響接頭在工作過程中氫脆化而引起的剝離裂紋敏感性。當(dāng)采用鎳基焊條（如Inconel182焊條等），焊后焊縫靠近低合金鋼一側(cè)生成的單一奧氏體，多是與熔合線平行的粗大晶粒，且不含鐵素體，這種組織容易產(chǎn)生剝離裂紋。而采用E309焊材，焊后焊縫靠近低合金一側(cè)形成奧氏體和鐵素體的混合組織，這種組織不易產(chǎn)生裂紋。4.5不同種奧氏體不銹鋼之間的焊接常見的不銹鋼異種接頭主要耐熱奧氏體不銹鋼之間的焊接，選擇E316型焊條完全能夠滿足要求。4.6耐熱不銹鋼與鎳基合金鋼的焊接在轉(zhuǎn)化爐中比較常見，通常選用鎳基合金焊材（如Inconel82焊絲和Inconel182焊條）。5預(yù)熱和焊后熱處理對于異種鋼接頭，是否預(yù)熱和焊后熱處理、采取何種規(guī)范參數(shù)，要視具體情況而定，必須慎重考慮。母材金相組織相同且焊縫金相組織也基本相同時，可按合金含量較高的鋼種確定預(yù)熱和熱處理規(guī)范，但珠光體鋼和奧氏體鋼相焊時，可按珠光體鋼的預(yù)熱條件預(yù)熱而焊后不進(jìn)行熱處理。異種鋼接頭工作條件的特殊化，決定了異種鋼焊接的復(fù)雜性，必須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際采用合理的焊接材料、焊接方法和焊接工藝等，方能滿足使用要求。1.鍋爐及壓力容器對鋼材性能的要求按工作條件分為兩大類：一、用以制造室溫及中溫承壓元件的鋼板與鋼管具有特點(diǎn)：1有較高的室溫強(qiáng)度通常以屈服極限σs和強(qiáng)度極限σb為設(shè)計依據(jù)，要求有較大的σs和σb良好的韌性性能材料需具有足夠的韌性防止脆性斷裂，在考慮強(qiáng)度的同時也不能忽略韌性，(1)材料的韌性通常用沖擊韌性值αk表示。壓力容器用鋼的沖擊韌性要求沖擊韌性值αk(N·m/cm2)20℃-40℃>=60>=35(2)還需要考慮時效韌性時效就是鋼材經(jīng)冷加工變形后，在室溫或較高溫度下，沖擊韌性隨時間變化。通常在200-300℃，沖擊韌性值顯著降低。一般要求下降率不超過50%。由于容器斷裂過程包括在缺陷處形成裂紋和裂紋擴(kuò)散兩個階段，相應(yīng)兩種防止斷裂方法(1)選用具有足夠韌性的鋼材以防止裂紋產(chǎn)生，要求如上表所示(2)選用韌性更高的材料，以求在裂紋產(chǎn)生后能夠阻止裂紋擴(kuò)展。(要求溫度比無塑性轉(zhuǎn)變溫度NPT高一定數(shù)值，例如元件的設(shè)計應(yīng)力為屈服極限σs一半時，要高17℃3較低的缺口敏感性制造過程中，開孔和焊接會產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，要求材料有較低的缺口敏感性，以防止產(chǎn)生裂紋4良好的加工工藝性能和焊接性能由于焊接熱循環(huán)作用，會(1)降低熱影響區(qū)材料的韌性、塑性(2)在焊縫內(nèi)產(chǎn)生各種缺陷其中(1)、(2)均會產(chǎn)生裂紋在選材料時需考慮(1)材料中碳的當(dāng)量值(保證材料具有較好的可焊性)(2)適當(dāng)?shù)暮附硬牧虾秃附庸に?3)材料具有良好的塑性(碳鋼和碳錳鋼δs不低于16%，合金鋼δs不低于14%)(4)良好的低倍組織(5)鋼材的分層、非金屬夾雜物、氣孔、疏松等缺陷盡可能減少(防止裂紋的產(chǎn)生)二、用以制造高溫承壓元件的鋼管1具有足夠的蠕變強(qiáng)度、持久強(qiáng)度和持久塑性通常以持久強(qiáng)度為設(shè)計依據(jù)，保證在蠕變的條件下安全運(yùn)行2具有良好的高溫組織穩(wěn)定性長期高溫下不發(fā)生組織變化3具有良好的的高溫抗氧化性要求材料在高溫條件下的氧化腐蝕速度小于0.1mm/a4具有良好的加工工藝性要求冷加工性(冷態(tài)彎曲)和焊接性2.鍋爐與壓力容器用鋼的分類一、工作溫度低于500℃的鋼材碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼1鐵素體-珠光體結(jié)構(gòu)鋼屈服強(qiáng)度σs為300-450MPa16Mn，15MnV，15MnVN加入合金元素，固溶強(qiáng)化，結(jié)晶強(qiáng)化作用2低碳貝氏體類型鋼屈服強(qiáng)度σs為500-700Mpa14CrMnMoVB