承壓設(shè)備無損檢測(cè)相關(guān)知識(shí)

承壓設(shè)備無損檢測(cè)相關(guān)知識(shí)1、金屬材料的性能包括哪些？金屬材料的性能包括：使用性能、工藝性能?！な褂眯阅埽簽楸ＷC機(jī)械零件、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件等能正常工作，材料所應(yīng)具備的性能，主要有力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能。使用性能決定了材料的應(yīng)用范圍，使用安全可靠性和使用壽命。（1）力學(xué)性能包括：強(qiáng)度、硬度、剛度、塑性、韌性。（2）物理性能包括：密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、熱膨脹性等。（3）化學(xué)性能包括：耐蝕性、熱穩(wěn)定性?！すに囆阅埽杭床牧显诒恢瞥蓹C(jī)械零件、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件的過程中適應(yīng)各種冷、熱加工的性能，例如鑄造、焊接、熱處理、壓力加工、切削加工等方面的性能。工藝性能對(duì)制造成本、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。2、內(nèi)力：是指材料內(nèi)部各部分之間相互作用的力。材料在外力作用下產(chǎn)生的附加內(nèi)力，通常簡(jiǎn)稱它為內(nèi)力。3、應(yīng)變：物體在外力作用下，其形狀尺寸所發(fā)生的相對(duì)改變稱為應(yīng)變。4、線應(yīng)變：物體內(nèi)某處的線段在變形后長(zhǎng)度的改變值與線段原長(zhǎng)之比成為線應(yīng)變。5、應(yīng)力：物體在外力作用下變形時(shí)，其內(nèi)部任一截面單位面積上的內(nèi)力大小通常成為應(yīng)力；方向垂直于截面的應(yīng)力稱為正應(yīng)力；正應(yīng)力分為拉應(yīng)力和壓應(yīng)力兩種。6、工作應(yīng)力：7、強(qiáng)度：金屬的強(qiáng)度是指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。強(qiáng)度指標(biāo)可通過拉伸試驗(yàn)測(cè)出。拉伸過程分為四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。8、評(píng)價(jià)材料強(qiáng)度性能的指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度σs和屈服強(qiáng)度σb。機(jī)械設(shè)計(jì)中采用σs作為強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，安全系數(shù)為ns=1.5-2.0，采用σb作為強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)安全系數(shù)為ns=2.0-5.0，我國(guó)現(xiàn)行鍋爐規(guī)范強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，ns=1.5，nb=2.7；壓力容器規(guī)范強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，取ns=1.6、nb=3。9、塑性：是指材料在載荷作用下斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。評(píng)定塑性的指標(biāo)通常用伸長(zhǎng)率δ和斷面收縮率ψ。δ5和δ10表示用L0=5d和L0=10d（d為試件直徑）兩種不同長(zhǎng)度試件測(cè)定的伸長(zhǎng)率。同一材料的δ5和δ10是不同的，δ5值較大而δ10值較小，所以相同符號(hào)的伸長(zhǎng)率才能互相比較。10、硬度：是材料抵抗局部塑性變形或表面損傷的能力。工程上常用的硬度測(cè)試方法有：布氏硬度HB、洛氏硬度HR、維氏硬度HV、里氏硬度HL。（1）布氏硬度的試驗(yàn)方法是把規(guī)定直徑的淬火鋼球（或硬質(zhì)合金球）以一定的試驗(yàn)力F壓入所測(cè)材料表面，保持規(guī)定時(shí)間后，測(cè)量表面壓痕直徑，由直徑算出壓痕表面積。有兩種表示符號(hào)：HBS（淬火鋼球作壓頭測(cè)出的硬度值）和HBW（硬質(zhì)合金作壓頭測(cè)出的硬度值）。（2）洛氏硬度：HRB（鋼球壓頭）用于測(cè)量非鐵金屬，退火或正火鋼等；HRA和HRC（120℃金剛石圓錐體壓頭）用于測(cè)量淬火鋼，硬質(zhì)合金，滲碳層等。（3）維氏硬度HV：用于測(cè)量金屬的表面硬度，采用正棱角錐體金剛石壓頭，測(cè)量壓痕兩對(duì)角線平均長(zhǎng)度來確定硬度值。（4）里氏硬度HL：采用碳化鎢球的沖擊測(cè)頭，測(cè)量出沖擊測(cè)頭距試樣表面1mm處的沖擊速度和回跳速度。能即時(shí)換算為布、洛、維等各種硬度值，特別適合現(xiàn)場(chǎng)使用。11、沖擊韌度：是指材料在外加沖擊載荷作用下斷裂時(shí)消耗能量大小的特性。用Ak表示。試樣的缺口型式有夏比U型和夏比V型。承壓特種設(shè)備材料的沖擊試驗(yàn)規(guī)定試樣必須用V型缺口。12、承壓類特種設(shè)備的應(yīng)力包括哪些？答：包括：剪切應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、交變應(yīng)力。13、承壓類特種設(shè)備在什么情況下會(huì)產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力？答：當(dāng)承壓類特種設(shè)備殼體的形狀發(fā)生變化或壁厚改變時(shí)，（例如筒體不直、截面不圓、接縫有錯(cuò)邊、棱角，表面凹凸不平，以及不同壁厚的板相連接等），會(huì)在不連續(xù)處及其附近產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。14、什么叫交變應(yīng)力？承壓類特種設(shè)備長(zhǎng)期在交變應(yīng)力工作下會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：在工程中，有許多構(gòu)件在工作時(shí)出現(xiàn)隨時(shí)間而交替變化的應(yīng)力，這種應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。承壓類特種設(shè)備的一次升壓和卸壓過程可視為一個(gè)應(yīng)力循環(huán)，長(zhǎng)期在交變應(yīng)力下工作的構(gòu)件，有些會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞現(xiàn)象。15、什么叫應(yīng)力集中？承壓類特種設(shè)備的缺口有哪些？應(yīng)力集中最嚴(yán)重的是哪個(gè)？答：由于截面的尺寸突然變化而引起的應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象成為應(yīng)力集中。應(yīng)力集中的程度通常用最大局部應(yīng)力σmax與該截面上的名義應(yīng)力σ之比來衡量，成為應(yīng)力集中系數(shù)α。承壓類特種設(shè)備構(gòu)件橫截面尺寸發(fā)生突變往往是缺陷引起的，這些缺陷統(tǒng)稱為缺口，如表面損傷、焊縫咬邊、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等。應(yīng)力集中的嚴(yán)重程度與缺口大小有關(guān)，同時(shí)與缺口的尖銳程度有關(guān)，缺口越尖銳，即缺口根部曲率半徑越小，應(yīng)力集中系數(shù)越大。在各種缺陷形成的缺口中，以裂紋的根部曲率半徑最小，所以裂紋引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重。16、什么叫承壓類特種設(shè)備殼體的工作應(yīng)力？在薄壁回轉(zhuǎn)殼體中，存在哪些應(yīng)力？答：內(nèi)部壓強(qiáng)會(huì)使殼體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，這一應(yīng)力稱為工作應(yīng)力。在薄壁回轉(zhuǎn)殼體中，只存在兩向應(yīng)力，即經(jīng)向（軸向）應(yīng)力σψ和切向應(yīng)力σθ，軸向應(yīng)力是切向應(yīng)力的一半，對(duì)圓筒形容器來說，環(huán)焊縫受力是縱焊縫的一半；對(duì)球形容器來說，不存在切向應(yīng)力，只是經(jīng)向應(yīng)力，在相同的壓力和直徑下，球形容器的壁厚比圓筒形容器大約可減少一半。17、彎曲試驗(yàn)包括哪些項(xiàng)目？主要考核試樣的哪些性能？答：彎曲試驗(yàn)包括：面彎、背彎、側(cè)彎等，試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定是以不出現(xiàn)一定尺寸的裂紋或缺陷為合格。彎曲試驗(yàn)是焊接接頭力學(xué)性能的主要項(xiàng)目，焊接工藝和產(chǎn)品焊接試板都要進(jìn)行，可以考核試樣的多項(xiàng)性能，包括：判定焊縫和熱影響區(qū)的塑性，暴露焊接接頭內(nèi)部缺陷，檢查焊縫致密性，以及考核焊接接頭不同區(qū)域協(xié)調(diào)變形的能力。18、什么叫屈強(qiáng)比？材料屈強(qiáng)比大小有何意義？對(duì)屈強(qiáng)比大于0.8的材料該如何從嚴(yán)控制？答：1、屈強(qiáng)比指的是材料的屈服極限和強(qiáng)度極限的比值，即σs/σb。2、屈強(qiáng)比的比值越小，表示材料的屈服極限和強(qiáng)度極限的差距越大，材料的塑性越好，使用的安全裕度越大；相反，如果比值越大，則表示材料中的屈服極限與強(qiáng)度極限比較接近，材料在斷裂前的塑性“儲(chǔ)備”較少，使用中的安全裕度相對(duì)較小。3、對(duì)高強(qiáng)度鋼，特別是抗拉強(qiáng)度下限大于540Mpa的低合金高強(qiáng)度鋼材料的使用要十分注意，一般說來，對(duì)屈強(qiáng)比大于0.7的材料就應(yīng)加以重視，對(duì)屈強(qiáng)比大于0.8的材料更要從嚴(yán)控制，謹(jǐn)慎處理：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免局部應(yīng)力過高或應(yīng)力集中，制造時(shí)要盡量避免加工硬化，減少殘余應(yīng)力。對(duì)設(shè)備表面質(zhì)量要求更高，例如表面成形要圓滑過渡，對(duì)表面各種劃傷和損傷的控制更嚴(yán)，焊縫不允許咬邊等，無損檢測(cè)的應(yīng)用也有所增加，檢測(cè)比例進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)允許存在的各種缺陷的限制應(yīng)從嚴(yán)。19、什么是斷裂韌度？它主要取決于什么？答：某一有裂紋的試樣，在拉伸外力的作用下，當(dāng)此拉伸外力逐漸增大，或裂紋逐漸擴(kuò)展在斷裂韌度是用來反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展，即抵抗脆性斷裂的指標(biāo)。斷裂韌度是材料固有的力學(xué)性能指標(biāo)，是強(qiáng)度和韌性的綜合體現(xiàn)，與裂紋的大小、形狀、外加應(yīng)力無關(guān)，主要取決于材料的成分，內(nèi)部組織和結(jié)構(gòu)。20、承壓類特種設(shè)備常見的材料脆化現(xiàn)象有哪些？答：1、有冷脆性：金屬材料在低溫下呈現(xiàn)的脆性。2、熱脆性：鋼材長(zhǎng)時(shí)間停留在400-500℃后再冷卻至室溫時(shí)，沖擊韌度值會(huì)有明顯下降，這種現(xiàn)象叫鋼材的熱脆性。3、氫脆：鋼材中的氫會(huì)使材料的力學(xué)性能脆化，這種現(xiàn)象叫氫脆。氫脆主要發(fā)生在碳鋼和低合金鋼。21、保證承壓類特種設(shè)備受壓元件不產(chǎn)生低溫脆性的措施有哪些？答：1、首先是在低溫條件下工作的設(shè)備必須使用低溫專用鋼材和焊接材料；2、所用的材料、焊接工藝試板應(yīng)經(jīng)低溫沖擊試驗(yàn)合格；3、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造中應(yīng)注意減小應(yīng)力，避免應(yīng)力集中產(chǎn)生；4、低溫設(shè)備的表面質(zhì)量驗(yàn)收比一般設(shè)備更為嚴(yán)格，焊縫不允許出現(xiàn)咬邊，無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)從嚴(yán)評(píng)定。22、鋼中氫的來源有哪幾個(gè)方面？答：1、冶煉過程中溶解在鋼水中的氫；2、在結(jié)晶冷凝時(shí)沒有能即時(shí)逸出而存留在鋼材中；3、焊接過程中水分或油污在電弧高溫下分解出的氫溶解入鋼材中；4、設(shè)備運(yùn)行過程中，工作介質(zhì)中的氫進(jìn)入鋼材中；5、鋼試件酸洗不當(dāng)也可能導(dǎo)致氫脆。23、氫損傷的形式有哪些？它們可用哪些方法檢測(cè)？哪些情況會(huì)導(dǎo)致鋼制壓力容器氫損傷？答：1、由于氫而導(dǎo)致的材質(zhì)劣化的現(xiàn)象統(tǒng)稱為氫損傷，氫損傷包括：氫脆、氫鼓泡、白點(diǎn)、氫腐蝕、氫致表面裂紋。2、無損檢測(cè)方法不能檢測(cè)和判定氫脆；氫鼓泡一般用肉眼可觀察到；白點(diǎn)可用超聲波檢測(cè)出來；氫致表面裂紋可用磁粉或滲透方法檢測(cè)出來；氫腐蝕可用硬度試驗(yàn)和金相的方法檢測(cè)和判定。3、導(dǎo)致氫損傷的主要因素有：（1）較高溫度下，鋼材或焊縫中殘留較高的氫含量。（2）設(shè)備在含氫量較高的介質(zhì)中運(yùn)行。（3）鋼材強(qiáng)度較高，承受壓力較大。24、普通鋼材會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)有哪些？答：氫氧化物溶液、含有硝酸鹽、碳酸鹽、氰酸鹽或硫化氫的水溶液、海水、硫酸-硝酸混合液、液氨等。25、奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)有哪些？答：酸性及中性的氯化物溶液、海水、熱的氟化物溶液及氫氧化物溶液等。26、低合金鋼焊制壓力容器和壓力管道常見的應(yīng)力腐蝕環(huán)境包括哪些？答：濕H2S環(huán)境、液氨環(huán)境及NaOH溶液。而奧氏體不銹鋼壓力容器和壓力管道常見的應(yīng)力腐蝕是氯離子引起的。27、應(yīng)力腐蝕發(fā)生的特定環(huán)境是什么？答：1、元件承受拉應(yīng)力作用。2、具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質(zhì)環(huán)境。3、材料應(yīng)力腐蝕的敏感性。28、晶體和非晶體：凡內(nèi)部原子呈規(guī)則排列的物質(zhì)稱為晶體；凡內(nèi)部原子呈不規(guī)則排列的物質(zhì)稱為非晶體；所有固態(tài)金屬都是晶體。29、常見的晶體結(jié)構(gòu)有：體心立方晶格（α-鐵、Cr、V、β-Ti、δ-鐵）；面心立方晶格（γ-鐵，Al、Cu、Ni）；密排六方晶格（Mg、Zn、α-Ti）。30、含碳0.02%-2%的稱為鋼，含碳量大于2%的稱為鑄鐵。承壓類特種設(shè)備常用的碳素鋼含碳量一般低于0.25%。31、承壓類特種設(shè)備用鋼常見金相組織有哪些？答：32、承壓類特種設(shè)備常用的熱處理工藝有哪些？工藝特點(diǎn)及目的是什么？答：退火、正火、淬火、回火及化學(xué)處理。（1）退火：將試件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。根據(jù)鋼的成分和目的的不同分為：完全退火、不完全退火、消除應(yīng)力退火、等溫退火、球化退火。a、完全退火：將工件加熱到Ac3以上30-50℃，保溫后在爐內(nèi)緩慢冷卻。目的：均勻組織、消除應(yīng)力、降低硬度，改善切削加工性能。應(yīng)用：各種亞共析成分的碳鋼和合金鋼的鑄、鍛件，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。b、不完全退火：將工件加熱到Ac1以上30-50℃，保溫后緩慢冷卻。目的：降低硬度、改善切削加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)用：低合金鋼，中、高碳鋼的鍛件和軋制件。c、消除應(yīng)力退火：將工件加熱到Ac1下100-200℃，對(duì)碳鋼和低合金鋼大致在500-650℃，保溫然后緩慢冷卻。目的：消除焊接、冷變形加工、鑄造、鍛造等加工方法所產(chǎn)生的應(yīng)力，同時(shí)使焊縫的氫較完全地?cái)U(kuò)散，提高焊縫的抗裂性和韌性，改善焊縫和熱影響區(qū)的組織，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形狀。方法：整體焊后熱處理（爐內(nèi)整體熱處理和內(nèi)部加熱整體熱處理）和局部焊后熱處理。33、正火：將工件加熱到Ac3以上30-50℃，保持一定時(shí)間后在空氣中冷卻。目的：與退火相同：細(xì)化晶粒，均勻組織，降低內(nèi)應(yīng)力。與退火不同之處在于：正火冷卻速度較快，過冷度較大，使組織中的珠光體量增多，且珠光體片層厚度減小。鋼正火后的強(qiáng)度、硬度、韌性較退火高。承壓類特種設(shè)備用的低合金鋼鋼板都是以正火狀態(tài)供貨。晶粒粗大的鍛件可通過正火改善。34、淬火：將鋼加熱到臨界溫度以上（一般情況是：亞共析鋼為Ac3以上30-50℃；過共析鋼為Ac1以上30-50 ℃），經(jīng)過適當(dāng)保溫后快冷，使奧氏體變成馬氏體的過程。目的：提高硬度和強(qiáng)度，對(duì)于軸承、模具之類的工件是有益的，但馬氏體硬而脆，韌性很差，內(nèi)應(yīng)力很大，容易產(chǎn)生裂紋，承壓類特種設(shè)備一般不希望出現(xiàn)馬氏體。35、回火：將經(jīng)過淬火的鋼加熱到Ac1以下的適當(dāng)溫度，保持一定的時(shí)間，然后用符合要求的方法冷卻（通常是空冷），以獲得所需組織和性能的熱處理工藝。目的：降低材料的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。分類：低溫（淬火后在150-250℃范圍內(nèi)的回火，組織為回火馬氏體）、中溫（淬火后在350-500℃范圍內(nèi)的回火，組織為回火屈氏體）、高溫（淬火后在500-600℃范圍內(nèi)的回火，組織為回火索氏體）回火。36、什么是奧氏體不銹鋼的固溶處理和穩(wěn)定化處理？答：（1）把鉻鎳奧氏體不銹鋼加熱到1050-1100℃，保溫一定時(shí)間（大約每25mm厚度不小于1小時(shí)），然后快速冷卻至427℃以下（要求從925至538℃冷卻時(shí)間不小于3分鐘），以獲得均勻的奧氏體組織的方法。（2）對(duì)于有鈦或鈮的鉻鎳奧氏體不銹鋼，為防止晶間腐蝕，必須使鋼中的碳全部都固定在碳化鈦或碳化鈮中，以此為目的的熱處理成為穩(wěn)定化處理。穩(wěn)定化處理的工藝條件是：將工件加熱到850-900℃，保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間，快速冷卻。37、對(duì)制作承壓類特種設(shè)備的材料的要求有哪些？答：（1）為保證安全和經(jīng)濟(jì)性，所用材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，即較高的屈服極限和強(qiáng)度極限。（2）為保證在承受外加載荷時(shí)不發(fā)生脆性破壞，所用材料應(yīng)有良好的韌性。（3）所用材料應(yīng)有良好的加工工藝性能，包括冷熱加工性能和焊接性能。（4）所用材料應(yīng)有良好的低倍組織和表面質(zhì)量，分層、疏松、非金屬夾雜物、氣孔等缺陷應(yīng)盡可能少，不允許有白點(diǎn)和裂紋。（5）用以制造高溫受壓元件的材料應(yīng)具有良好的高溫特性，包括足夠的蠕變強(qiáng)度，持久強(qiáng)度和持久韌性，良好的高溫組織穩(wěn)定性和高溫抗氧化性。（6）與腐蝕介質(zhì)接觸的材料應(yīng)具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。38、試敘述碳、錳、硅、硫以及氮、氧、氫等元素對(duì)低碳鋼性能的影響？答：（1）含碳量增加，鋼的強(qiáng)度增大，塑性和韌性降低，焊接性能變差，脆硬傾向變大，低碳鋼的含碳量控制在0.25%。（2）錳在鋼中有增加強(qiáng)度、細(xì)化組織、提高韌性的作用，對(duì)鋼的性能影響不大。（3）硅作為脫氧劑加入鋼液的，在鋼中有提高強(qiáng)度、硬度、彈性的作用，但會(huì)使鋼的塑性和韌性降低，少量的硅對(duì)鋼的性能影響并不顯著。（4）硫在鋼中易形成“熱脆”現(xiàn)象，在鋼中含量嚴(yán)格控制，不應(yīng)大于0.02%。（5）磷在鋼中易形成“冷脆”現(xiàn)象，在鋼中含量嚴(yán)格控制，不應(yīng)大于0.03%。（6）氮、氧、氫等元素在鋼中都是有害雜質(zhì)，氮會(huì)形成氣泡和疏松；氧的存在會(huì)使鋼的強(qiáng)度、塑性降低，熱脆現(xiàn)象加重，疲勞強(qiáng)度下降；氫會(huì)引起鋼的氫脆，產(chǎn)生延遲裂紋、白點(diǎn)等危險(xiǎn)缺陷。39、試敘述錳、硅、鉻、鎳、鉬、釩、硼和稀土元素對(duì)低合金鋼性能的影響？答：（1）錳和硅是強(qiáng)化元素，硅能提高鋼的抗氧化性和耐蝕性。錳在含量較低的情況下對(duì)鋼的抗氧化性和耐蝕性影響不大，一般錳量和硅量分別不超過2.2%和0.8%。（2）鉻和鎳在低合金中用量不大，均不超過1%，主要作用是增大奧氏體的過冷度，細(xì)化組織，取得強(qiáng)化效果。（3）鉬在鋼中有明顯的固溶強(qiáng)化作用，又是強(qiáng)的碳化物形成元素，它的主要不良影響是促進(jìn)鋼的石墨化。（4）釩在鋼中能提高晶粒粗化溫度，降低鋼的過熱敏感性，并顯著提高鋼的常溫和高溫強(qiáng)度及韌性，增強(qiáng)鋼的抗氫腐蝕能力。（5）硼在鋼中用量甚微，能提高鋼的淬透性，改善鋼的高溫強(qiáng)度。（6）稀土元素能凈化晶界上的雜質(zhì)，提高鋼的高溫強(qiáng)度，還能改變鋼中非金屬夾雜物的形態(tài)，改善鋼的塑性。40、試敘述錳、鎳、硫、磷五元素對(duì)低合金低溫鋼性能的影響？答：（1）碳強(qiáng)烈影響鋼的低溫韌性，隨著含碳量的增加，鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度急劇上升。低溫鋼的含碳量多限制在0.2%以下。（2）錳對(duì)改善鋼的低溫韌性十分有利，隨著含錳量的增加，鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度下降。（3）鎳具有與錳相似的改善鋼的低溫韌性的功能。鋼中含鎳量每增加1%冷脆轉(zhuǎn)變溫度約可降低10℃。（4）硫、磷對(duì)鋼的低溫韌性都產(chǎn)生不良影響。低溫專用鋼的硫、磷含量均低于一般低合金鋼。41、什么叫鋼的時(shí)效性？低碳鋼的時(shí)效有哪幾種？答：時(shí)效就是鋼的強(qiáng)度、硬度和塑性，特別是沖擊韌性在一定時(shí)間內(nèi)自發(fā)改變的現(xiàn)象。低碳鋼的時(shí)效有兩種：熱時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效，熱時(shí)效是指碳鋼加熱至570-720℃然后快冷，再放置250-350℃時(shí)韌性降低的現(xiàn)象。42、影響低溫韌性的因素有哪些？答：有：晶體結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、冶煉的脫氧方法、熱處理狀態(tài)、鋼板厚度、合金元素等，其中以合金元素的影響最為顯著。43、防止和減少奧氏體不銹鋼焊縫的晶間腐蝕可采取哪些措施？答：（1）使焊縫形成雙相組織；（2）嚴(yán)格控制含碳量；（3）進(jìn)行焊后熱處理；（4）添加穩(wěn)定劑；（5）采用正確的焊接工藝。44、手工電弧焊的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，使用于室內(nèi)外各種位置的焊接。（2）應(yīng)用廣泛，可焊接各種材料。缺點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。（2）對(duì)焊工的技術(shù)水平及操作要求較高。45、手工電弧焊設(shè)備的特點(diǎn)是什么？答：常用的手工電弧焊有交流電焊機(jī)、旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)、硅整流式直流電焊機(jī)。交流電焊機(jī)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高、節(jié)省電能和使用維護(hù)方便。直流電焊機(jī)的特點(diǎn)是：直流電弧燃燒穩(wěn)定，直流電源又分正接和反接兩種，在承壓類特種設(shè)備受壓部件等重要結(jié)構(gòu)時(shí)，常選用低氫型焊條，即要求用直流反接電源。46、手工電弧焊焊條的組成及作用？答：手工電弧焊焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯的作用：（1）作為電極產(chǎn)生電??；（2）焊芯在電弧作用下熔化后，作為填充金屬與熔化了的母材混合形成焊縫。藥皮的作用：（1）穩(wěn)弧作用；（2）保護(hù)作用；（3）冶金作用；（4）摻合金作用；（5）改善焊接的工藝性能。47、焊條的種類分為哪些？酸性焊條、堿性焊條的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用答：（1）按用途分為：碳鋼焊條、低合金焊條、不銹鋼焊條、鉻和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、堆焊焊條、鋁及鋁合金焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鑄鐵焊條和特殊用途焊條。（2）按酸堿性分為：堿性焊條（熔渣堿度>1.5）和酸性焊條（熔渣堿度〈熔渣堿度＜1.5〉。（3）酸性焊條的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用：優(yōu)點(diǎn)：焊接工藝性能良好，成型美觀，對(duì)銹、油、水分等的；敏感度不大，抗氣孔能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：力學(xué)性能較差，抗裂性較差；酸性渣較粘，稱為“長(zhǎng)渣”。常用于一般結(jié)構(gòu)焊接。（4）堿性焊條的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用：優(yōu)點(diǎn)：含有較多的鐵合金，脫氧能力強(qiáng)，堿性渣流動(dòng)性好，稱為“短渣”的堿性焊條的最大特點(diǎn)是含氫量低，抗裂性好。廣泛應(yīng)用于焊接重要結(jié)構(gòu)，高壓鍋爐和壓力容器、壓力管道制造。缺點(diǎn)：對(duì)銹、油、水分等的較敏感，抗氣孔能力差；電弧穩(wěn)定性差；深坡口中施焊時(shí)，脫渣性不好；發(fā)塵量大，在焊接過程中需要加強(qiáng)通風(fēng)。48、手工電弧焊的焊接規(guī)范有：焊接電流、電弧電壓、焊條種類和直徑、焊機(jī)種類和極性、焊接速度、焊接層數(shù)等。49、手工電弧焊的對(duì)接焊縫和角焊縫焊接位置有：平焊、立焊、橫焊、仰焊、平角焊、立角焊、仰角焊。管子環(huán)焊縫的焊接位置有：水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直固、水平固定、450位置。50、埋弧自動(dòng)焊與手工電弧焊有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）埋弧焊能采用大的焊接電流，電弧熱量集中，熔深大，焊絲可連續(xù)送進(jìn)，生產(chǎn)效率比手工電弧焊高5-10倍。（2）焊接接頭有良好的組織與性能，焊接規(guī)范參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成分均勻，外型光滑美觀，焊接質(zhì)量良好、穩(wěn)定。（3）節(jié)省金屬材料和電能。（4）勞動(dòng)條件得到很大改善。缺點(diǎn)：設(shè)備比較復(fù)雜昂貴；對(duì)接頭加工與裝配要求嚴(yán)格；焊接位置受到一定限制，一般總是在平焊位置焊接。51、選用埋弧自動(dòng)焊焊絲的原則是什么？答：對(duì)于碳素鋼和普通低合金鋼，應(yīng)保證焊縫的力學(xué)性能；對(duì)于鉻鉬鋼和不銹耐酸鋼等合金鋼，應(yīng)盡可能保證焊縫的化學(xué)成分與焊件相似；異種鋼焊接時(shí)，一般可按強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材選用抗裂性能較好的焊絲。52、埋弧自動(dòng)焊的主要焊接規(guī)范參數(shù)有：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑和伸出長(zhǎng)度等。53、氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）適用于各種鋼材、有色金屬及合金，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良。（2）電弧和熔池用氣體保護(hù)，清晰可見，便于實(shí)現(xiàn)全位置自動(dòng)化焊接。（3）電弧在保護(hù)氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池較小，焊接速度較快，熱影響區(qū)較小，工件焊接變形較小。（4）電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫致密，成形美觀。缺點(diǎn)：氬氣成本較昂貴，氬弧焊設(shè)備和控制系統(tǒng)較復(fù)雜，鎢級(jí)氬弧焊的生產(chǎn)效率低，只能焊薄壁構(gòu)件。54、氬弧焊的焊接規(guī)范參數(shù)有：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、氬氣流量、噴嘴直徑等。55、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）成本低；（2）質(zhì)量好；（3）生產(chǎn)率高；（4）操作性能好。缺點(diǎn)：（1）采用較大電流時(shí)，飛濺大，煙霧較多，弧光強(qiáng)，焊縫表面成形不夠光滑美觀。（2）控制或操作不當(dāng)時(shí)，易產(chǎn)生氣孔。（3）焊接設(shè)備較復(fù)雜。56、焊接坡口形式選擇應(yīng)考慮哪些因素？答：（1）保證焊透；（2）填充于焊縫部位的金屬盡量少；（3）便于施焊，改善勞動(dòng)條件；（4）減少焊接變形量。57、影響低合金鋼焊接接頭熱影響區(qū)淬硬傾向有哪些因素？答：（1）原材料及焊接結(jié)構(gòu)因素，包括化學(xué)成分鋼厚度，接頭形式，焊縫尺寸，化學(xué)成分；（2）焊接工藝方法及所選定的焊接規(guī)范；（3）焊接時(shí)坡口附近的起焊溫度。58、焊接應(yīng)力的控制措施有哪些？答：（1）合理的裝配與焊接順序；（2）焊前預(yù)熱。59、消除焊接應(yīng)力的方法有哪些？答：（1）熱處理法；（2）機(jī)械法；（3）振動(dòng)法。60、承壓類特種設(shè)備鋼材的焊接性包括哪幾個(gè)方面？答：（1）工藝焊接性：主要指焊接接頭出現(xiàn)各種裂紋的可能性，也稱抗裂性。（2）使用焊接性：主要指焊接接頭在使用中的可靠性，包括焊接接頭的力學(xué)性能（強(qiáng)度、剛度、硬度、塑性及韌性和抗裂紋擴(kuò)展能力等）和其他特殊性能（如耐熱、耐腐蝕、耐低溫、抗疲勞、抗時(shí)效等）。61、承壓類特種設(shè)備鋼材焊接性試驗(yàn)的主要內(nèi)容有哪些？答：（1）焊接接頭的抗熱裂紋能力；（2）焊接接頭的抗冷裂紋能力；（3）焊接接頭的抗脆性轉(zhuǎn)變能力；（4）焊接接頭的使用性能。62、焊接工藝評(píng)定的過程是什么？答：焊接工藝評(píng)定應(yīng)在制訂焊接工藝指導(dǎo)書以后，焊接產(chǎn)品以前進(jìn)行，過程是：（1）制訂焊接工藝指導(dǎo)書；（2）由本單位技術(shù)熟練的焊工依據(jù)焊接工藝指導(dǎo)書焊制試件；（3）對(duì)試件焊接接頭進(jìn)行外觀檢查和無損探傷；（4）在上述檢查合格的試件上切取力學(xué)性能試驗(yàn)的試樣，包括拉彎曲及沖擊試樣；（5）測(cè)定試樣是否具有所要求的力學(xué)性能；（6）提出焊接工藝評(píng)定報(bào)告。63、需要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定的焊接接頭包括哪些？答：（1）受壓元件焊接接頭；（2）與受壓元件相焊的焊接接頭；（3）上述焊縫的定位焊縫；（4）受壓元件母材表面的堆焊補(bǔ)焊焊縫。64、簡(jiǎn)述承壓類特種設(shè)備低合金鋼焊前預(yù)熱的作用有哪些？答：（1）可改變焊接過程的循環(huán)，降低焊接接頭各區(qū)的冷卻速度，遏制或減少了淬硬組織的形成；（2）減小焊接區(qū)的溫度梯度，降低焊接接頭的內(nèi)應(yīng)力，并使其分布均勻。（3）擴(kuò)大焊接區(qū)的溫度場(chǎng)，使焊接接頭在較寬的區(qū)域內(nèi)處于塑性狀態(tài)，減弱了焊接應(yīng)力的不利影響。（4）改變焊接區(qū)應(yīng)變集中部件，降低殘余應(yīng)力峰值。（5）延長(zhǎng)焊接區(qū)在1000C以上溫度的停留時(shí)間，有利于氫從焊縫金屬中逸出。65、緊急后熱的作用是什么？答：（1）減輕殘余應(yīng)力；（2）改善組織，降低淬硬性；（3）減少擴(kuò)散氫。66、奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理和提高奧氏體不銹鋼抗晶間腐蝕的熱處理方法？答：一般認(rèn)為是晶間貧鉻所致。奧氏體不銹鋼具有很高的耐蝕性是由于鋼中含有高鉻成分，但在加工過程中或使用過程中如果受熱，在550-8500C范圍內(nèi)，鉻的碳化物（Cr23C6）會(huì)在晶間析出，從而在晶介出現(xiàn)含鉻低于11．4%、厚度約為2500的貧鉻區(qū)，在腐蝕介質(zhì)作用下晶介會(huì)被迅速腐蝕，即晶間腐蝕。常用固溶處理和穩(wěn)定化處理來提高鋼的抗晶間腐蝕性能。67、咬邊：指沿著焊址，在母材部分形成的凹陷或溝槽。（1）產(chǎn)生原因：a、電弧熱量太高，即電流太大，運(yùn)條速度太小。b、焊條與工件間角度不正確，擺動(dòng)不合理，電弧過長(zhǎng)。c、焊接次序不合理。d、直流焊時(shí)電弧的磁偏吹。（2）危害：減小了有效截面積，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)會(huì)造成應(yīng)力集中，發(fā)展為裂紋源。（3）預(yù)防措施：矯正操作姿勢(shì)，選用合理的規(guī)范，采用正確的運(yùn)條方式及焊角焊縫時(shí)，用交流電代替直流焊。68、焊瘤：縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫焊根部溢出，冷卻后形成未與母材熔合的金屬瘤。（1）產(chǎn)生原因：焊接規(guī)范過強(qiáng)，焊條熔化過快，焊條質(zhì)量欠佳（如偏芯），焊接電源特性不穩(wěn)定及操作姿勢(shì)不當(dāng)。（2）危害：焊瘤常拌有未熔合和夾渣等缺陷，改變了焊縫的實(shí)際尺寸，會(huì)帶來應(yīng)力集中，管子內(nèi)部的焊瘤減小了內(nèi)徑，可能造成堵塞。（3）預(yù)防措施：使焊縫處于平焊位置，正確選用規(guī)范，選用無偏芯的焊條，合理操作。69、凹坑：焊縫表面或背面低于母材的部分。（1）產(chǎn)生原因：收弧時(shí)焊條（焊絲）未作短時(shí)間停留而造成的。（2）危害：減小了焊縫的有效截面積，弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。（3）預(yù)防措施：施焊時(shí)盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規(guī)范，收弧時(shí)讓焊條在熔池內(nèi)作短暫停留或環(huán)形擺動(dòng)，填滿弧坑。70、未填滿：焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。（1）產(chǎn)生原因：填充金屬不足是產(chǎn)生的根本原因。規(guī)范太弱，焊條過細(xì)，運(yùn)條不當(dāng)?shù)染鶗?huì)導(dǎo)致未焊滿。（2）危害：減小了焊縫的有效截面積，削弱了焊縫，也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。同時(shí)，由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大，容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。（3）預(yù)防措施：加大焊接電流，加焊蓋面焊縫。71、燒穿：焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷。（1）產(chǎn)生原因：焊接電流過大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過久，都會(huì)產(chǎn)生燒穿。（2）危害：破壞了焊縫，使接頭喪失了聯(lián)接及承載能力。（3）預(yù)防措施：選用較小電流和合適的焊接速度，減小裝配間隙，在焊縫背面加設(shè)墊板或藥墊，使用脈沖焊。72、氣孔：指焊接時(shí)，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存與焊縫之中所形成的空穴。（1）產(chǎn)生原因：母材或填充金屬表面有銹、油污等；焊條及焊劑未烘干；焊接線能量過小，熔池冷卻速度大；焊縫金屬脫氧不足。（2）危害：減少了焊縫的有效截面積，使焊縫疏松，從而降低了接頭的強(qiáng)度和韌性，還會(huì)引起泄漏，氣孔也是引起應(yīng)力集中的因素，氫氣孔還可能促成冷裂紋。（3）預(yù)防措施：a、消除焊絲、工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物。b、采用堿性焊條、焊劑，并徹底烘干。c、采用直流反接并用短電弧施焊。d、焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度。e、用偏強(qiáng)的規(guī)范施焊。73、夾渣：焊后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。（1）產(chǎn)生原因：a、坡口尺寸不合理。ｂ、坡口有污物。ｃ、多層焊時(shí)，層間清渣不徹底。ｄ、焊接線能量過小。ｅ、焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過快。ｆ、焊條藥皮、焊劑化學(xué)成分不合理，熔點(diǎn)過高，冶金反應(yīng)不完全，脫渣性不好。ｇ、鎢極性氣體保護(hù)焊時(shí)，電源極性不當(dāng)，電流密度大，鎢極熔化脫落于熔池中。ｈ、手工焊時(shí)，焊條擺動(dòng)不正確，不利于熔渣上浮。（2）危害：帶有尖角的夾渣會(huì)產(chǎn)生尖端應(yīng)力集中，尖端還會(huì)發(fā)展為裂紋源，危害較大。（3）預(yù)防措施：a、選擇合理的坡口尺寸。ｂ、將坡口污物清理干凈。ｃ、多層焊時(shí)，徹底清渣。ｄ、選擇合適的焊接規(guī)范、焊條及焊接電源極性。ｅ、采取正確的運(yùn)條姿勢(shì)。74、裂紋：金屬原子的結(jié)合遭到破壞，形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙。答：裂紋根據(jù)尺寸大小分為宏觀裂紋、微觀裂紋、超顯微裂紋。根據(jù)裂紋延伸方向分為：焊縫裂紋、熱影響區(qū)裂紋、熔合區(qū)裂紋、焊址裂紋、焊道下裂紋、弧坑裂紋。根據(jù)發(fā)生條件和時(shí)機(jī)，分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂。（1）熱裂紋：一般是焊接完畢即出現(xiàn)，又稱結(jié)晶裂紋，即溫度在AC3線附近，液態(tài)金屬一次結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生的裂紋。沿晶界開裂。a、產(chǎn)生機(jī)理：熱裂紋發(fā)生于焊縫金屬凝固末期，敏感溫度區(qū)大致在固相線附近的高溫區(qū)，最常見的熱裂紋是結(jié)晶裂紋，其產(chǎn)生原因是在焊縫金屬凝固過程中，結(jié)晶偏析使雜質(zhì)生成的低熔點(diǎn)共晶物富集于晶界，形成所謂“液態(tài)薄膜”，在特定敏感溫度區(qū)（又稱脆性溫度區(qū)）間，其強(qiáng)度極小，由于焊縫凝固收縮而受到拉應(yīng)力，最終開裂形成裂紋。b、影響結(jié)晶裂紋的因素有：1）合金元素和雜質(zhì)的影響。2）冷卻速度的影響。3）結(jié)晶應(yīng)力與拘束應(yīng)力的影響。c、預(yù)防措施：1）降低鋼材和焊材的含碳量，減少硫、磷等有害元素的含量。2）加入一定的合金元素，減小柱狀晶和偏析。3）采用熔深較淺的焊縫，改善散熱條件使低熔點(diǎn)物質(zhì)上浮在焊縫表面而不存在于焊縫中。4）合理選用焊接規(guī)范，并采用預(yù)熱和后熱，減小冷卻速度。5）采用合理的裝配次序，減小焊接應(yīng)力。（2）再熱裂紋：接頭冷卻后再加熱至550-6500C時(shí)產(chǎn)生的裂紋。呈晶間開裂特征。a、產(chǎn)生機(jī)理：近縫區(qū)金屬在高溫?zé)嵫h(huán)作用下，強(qiáng)化相碳化物沉積在晶內(nèi)的位錯(cuò)區(qū)上，使晶內(nèi)強(qiáng)化程度大大高于晶界強(qiáng)化，尤其是當(dāng)強(qiáng)化相彌散分布在晶粒內(nèi)時(shí)，會(huì)阻礙晶粒內(nèi)部的局部調(diào)整，又會(huì)阻礙晶粒的整體變形，于是，晶界區(qū)金屬會(huì)產(chǎn)生滑移，且在三晶粒交界處產(chǎn)生應(yīng)力集中，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。b、預(yù)防措施：1）注意冶金元素的強(qiáng)化作用及其對(duì)再熱裂紋的影響。2）合理預(yù)熱或采用后熱，控制冷卻速度。3）降低殘余應(yīng)力避免應(yīng)力集中。4）回火處理時(shí)盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區(qū)，或縮短在此溫度區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間。（3）冷裂紋：在焊縫冷至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms點(diǎn)（200-3000C）以下產(chǎn)生的裂紋，一般在焊后一段時(shí)間（幾小時(shí)，幾天甚至更長(zhǎng)）才出現(xiàn)，故稱延遲裂紋。a、產(chǎn)生機(jī)理：1）淬硬組織（馬氏體）減小了金屬的塑性儲(chǔ)備。2）焊接殘余應(yīng)力使焊縫受拉。3）接頭金屬內(nèi)含有較多的原子態(tài)的氫。b、預(yù)防措施：1）采用低氫型堿性焊條，嚴(yán)格烘干，在100-1500C以下保存，隨取隨用。2）提高預(yù)熱溫度，采用后熱措施，并保證層間溫度不小于預(yù)熱溫度，選擇合理的焊接規(guī)范，避免焊縫中出現(xiàn)淬硬組織。3）選用合理的焊接順序，減少焊接變形和焊接應(yīng)力。4）焊后及時(shí)進(jìn)行消氫處理。75、未焊透：指母材金屬未熔化，焊縫金屬未進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。答：（1）產(chǎn)生原因：a焊接電流小，熔深淺。b坡口和間隙尺寸不合理，鈍邊太大。c磁偏吹影響。d焊條偏芯度太大。e層間及焊根清理不良。（2）危害：減少了焊縫的有效截面積，使強(qiáng)度下降。未焊透引起的應(yīng)力集中嚴(yán)重降低了焊縫的疲勞強(qiáng)度，所造成的危害比強(qiáng)度下降的危害大得多。未焊透可能成為裂紋源。（3）預(yù)防措施：使用較大的電流來焊接是防止未焊透的基本方法，焊角焊縫時(shí)，用交流代替直流以防止磁偏吹，合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理，用短弧焊等措施也可有效預(yù)防未焊透的發(fā)生。76、未熔合：指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起。答：（1）產(chǎn)生原因：a、焊接電流過小。b、焊接速度過快。c、焊條角度不對(duì)。d、產(chǎn)生了弧偏吹現(xiàn)象。e、焊接處于下坡焊位置，母材未熔化時(shí)已被鐵水覆蓋。（2）危害：未熔合是一種面積型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載面積的減小都非常明顯，應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重，其危害性僅次于裂紋。（3）預(yù)防措施：采用