承壓類特種設備無損檢測相關知識20078醫(yī)學課件1第一篇金屬材料、熱處理及焊接基本知識第一章金屬材料及熱處理基本知識金屬材料的性能主要包括以下兩個方面1使用性能（力學性能、物理性能、化學性能）1使用性能（力學性能、物理性能、化學性能）2工藝性能2工藝性能使用性能決定了材料的應用范圍，使用的可靠性和使用的壽命工藝性能對制造成本，生產(chǎn)效率產(chǎn)品質量有很大的影響。醫(yī)學課件211材料力學基本知識承壓類特種設備材料的力學性能指標主要包括強度、硬度、塑性、韌性等而這些指標可以通過力學性能試驗測定。111應力和應變應力物體在外力作用下而變形時，其內(nèi)部任一截面單位面積上的內(nèi)應力的大小。（方向垂直于截面的應力稱為正應力它可分為拉應力和壓應力兩種）應變物體在外力作用下，其形狀尺寸發(fā)生相對變化。醫(yī)學課件3112強度金屬的強度是指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力（材料強度指標可以通過拉伸試驗測出）抗拉強度B，屈服強度S是評價材料強度性能指標的兩個最重要的指標。113塑性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。（評定材料塑性的指標用伸長率和斷面收縮率表示）特別要指出的是單純追求塑性會限制材料的強度，造成產(chǎn)品粗大笨重，浪費材料減少使用壽命。醫(yī)學課件4114硬度硬度是指材料抵抗局部變形或表面損傷的能力。硬度試驗的主要方法1布氏硬度HB1布氏硬度HB2洛氏硬度HR2洛氏硬度2洛氏硬度HR3里氏硬度HL3里氏硬度HL4維氏硬度HV4維氏硬度HV維氏硬度主要測定金屬表面硬度的。焊接性能試驗中最高硬度試驗是用維氏硬度來測定焊縫、熔合線和熱影響區(qū)硬度的醫(yī)學課件5115沖擊韌性沖擊韌性是指材料在外加沖擊載荷作用下斷裂時消耗能量大小的特性沖擊韌性是對材料的化學成分、冶金質量、組織狀態(tài)內(nèi)部缺陷以及試驗溫度等比較敏感的一個質量指標。沖擊韌性指標用AK表示，試樣缺口的形式有U型和V型兩種。的形式有U型和V醫(yī)學課件6材料力學方面需要掌握的問題1了解使用性能、工藝性能主要目的是什么1了解使用性能、工藝性能主要目的是什么2承壓類特種設備材料的力學性能指標主要2承壓類特種設備材料的力學性能指標主要包括哪些內(nèi)容3強度的定義3強度的定義34維氏硬度的作用以及焊接接頭硬度的測定4維氏硬度的作用以及焊接接頭硬度的測定一般應包括哪些部位5沖擊韌性可以衡量焊接接頭的哪些質量指5沖擊韌性可以衡量焊接接頭的哪些質量指標醫(yī)學課件7116有關材料方面的進一步知識1應力1應力（1）應力的種類剪切應力，彎曲應力和交變應力當承壓類特種設備殼體的形狀發(fā)生變化或厚度改變時，會在不連續(xù)出及其附近產(chǎn)生剪切應力和彎曲應力在長期交變應力下工作的承壓類特種設備有些會出現(xiàn)疲勞和破壞現(xiàn)象。（2）應力集中的概念醫(yī)學課件8在承壓類特種設備中，構件的截面尺寸發(fā)生突變，往往是缺陷引起的。這些缺陷統(tǒng)稱為缺口，包括表面損傷、焊縫咬邊、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等。應力集中的嚴重程度和缺口的大小有關。其中以裂紋引起的應力集中最為嚴重。（3）承壓類特種設備的工作壓力醫(yī)學課件9試驗表明；對對圓筒形容器來講，環(huán)焊縫受力只是縱焊縫的一半，而對球形容器來講由于不存在切向應力，只有經(jīng)向應力。故在相同壓力和直徑下，球形容器的壁厚比圓筒形同壓力和直徑下球形容器的壁厚比圓筒形容器的壁厚大約可以減少一半。醫(yī)學課件102有關材料力學方面的進一步知識2有關材料力學方面的進一步知識（1）彎曲試驗彎曲試驗是焊接接頭力學性能試驗的主要項目彎曲試驗可以考核焊接接頭的主要項目包括焊縫和熱影響區(qū)的塑性、內(nèi)部缺陷、焊縫的致密性、焊接接頭不同區(qū)域協(xié)調變形能力。（2）屈服比的概念描述高強度金屬材料的一個術語。（3）斷裂韌度斷裂韌度是用來反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展，即抵抗脆性斷裂的指標。斷裂韌度是材料的固有指標它與裂紋的大小，形狀，外加應力無關。主要取決材料的成分，內(nèi)部組織和結構。醫(yī)學課件11（4）鋼材的脆化A冷脆化；金屬材料在低溫下呈現(xiàn)的脆性稱為冷脆性。B熱脆性；鋼材長時間停留在4005000C后再冷卻到室溫，沖擊韌度值會有明顯下降，這種現(xiàn)象稱之為鋼材的熱脆性。C氫脆；鋼中的氫會使材料的力學性能脆化，這種現(xiàn)象稱為氫脆。鋼中的氫主要來源三個方面1冶煉過程中溶解在鋼水中的氫2焊接過程中由于水或油污在高溫下分解出來的氫溶解在鋼材中3工作介質中的氫進入鋼中。氫致斷裂只發(fā)生在1001500C醫(yī)學課件12的溫度范圍內(nèi)。D苛性脆化；苛性脆化一般都發(fā)生在受壓元D苛性脆化；苛性脆化一般都發(fā)生在受壓元件的鉚接和漲接處。E應力腐蝕脆性斷裂；由于拉應力與介質腐E應力腐蝕脆性斷裂；由于拉應力與介質腐蝕聯(lián)合作用引起的低應力脆性斷裂叫做應力腐蝕。應力腐蝕產(chǎn)生的必要條件1元件承受拉應力的作用1元件承受拉應力的作用2具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質環(huán)2具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質環(huán)境3材料對應力腐蝕的敏感程度。對鋼材而言3材料對應力腐蝕的敏感程度。對鋼材而言應力腐蝕的敏感性與的成分、組織及熱處理情況有關。醫(yī)學課件13有關材料和材料力學近一步知識方面需要掌握的問題1在承壓類特種設備中，哪些缺陷會引起應力集中2彎曲試驗可以考核焊接接頭的哪些性能指標3鋼中的氫是怎樣產(chǎn)生的4斷裂韌度與哪些因素有關哪些因素無關5產(chǎn)生應力腐蝕的條件醫(yī)學課件1412金屬學與熱處理基本知識121金屬的晶體結構121金屬的晶體結構常見的晶體結構1體心立方晶格2面心立常見的晶體結構1體心立方晶格2面心立方晶格3密排六方晶格方晶格3密排六方晶格122鐵碳合金的基本組織通常把鋼和鑄鐵統(tǒng)稱為鐵碳合金。通常把鋼和鑄鐵統(tǒng)稱為鐵碳合金。一般把含碳量0022的稱為鋼，把含碳量大于碳量002的稱為鋼，2的稱為鑄鐵。的稱為鑄鐵。含碳量對鋼鐵的性質有決定性的影響，含碳量對鋼鐵的性質有決定性的影響，所以可以通過鐵碳合金狀態(tài)圖來研究鐵碳的有關特性。關特性。醫(yī)學課件15FEFEFE3C0合金中的相構1鐵素體F1鐵素體F；鐵素體的強度、硬度不高，具有良好的塑性和韌性。2奧氏體A；奧氏體僅存在7270以上的高溫范2奧氏體A；奧氏體僅存在727圍內(nèi)，奧氏體不具備鐵磁性。3滲碳體FE3C0；鐵和碳的金屬化合物，滲碳3滲碳體FE體的硬度很高，而塑性和韌性幾乎為零，脆性極大。4珠光體P4珠光體P；珠光體的硬度和強度較高，塑性也好。醫(yī)學課件16含碳量為077鐵碳合金只發(fā)生共含碳量為077100的珠光體。析轉變，其組織為100稱為共析鋼。含碳量大于077鐵碳合金稱為過含碳量大于077滲碳體共析鋼。其組織是珠光體P滲碳體FE3C0含碳量小于077鐵碳合金稱為亞含碳量小于077共析鋼。其組織是鐵素體F珠光體P醫(yī)學課件17123熱處理一般過程熱處理的工藝過程是由加熱、保溫、冷卻三個過程組成的，其中溫度和時間是影響熱處的要因素影響熱處理的主要因素。簡要敘述鋼在熱處理過程中的組織變化（1）加熱時的轉變奧氏體A的形成）加熱時的轉變奧氏體A（2）冷卻時的轉變奧氏體A的分解）冷卻時的轉變奧氏體A醫(yī)學課件18124承壓類特種設備用鋼常見的金124承壓類特種設備用鋼常見的金相組織和性能承壓類特種設備用鋼常見的金相組織中有1奧氏體2鐵素體3滲碳體4珠光體5馬氏體6貝1奧氏體2鐵素體3滲碳體4珠光體5馬氏體6貝7魏氏組織8帶狀組織氏體7魏氏組織8帶狀組織性能（略）125承壓類特種設備常用的熱處理工藝1退火；將鋼試件加熱到適當溫度，保溫一定時間緩1退火；將鋼試件加熱到適當溫度，保溫一定時間緩冷。以獲得接近平衡狀態(tài)的組織。目的（1）細化組織、降低硬度、改善切削加工性能目的（完全退火完全退火醫(yī)學課件19目的（2）降低硬度、改善切削加工性能