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1、金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n金属材料的性能通常指两个方面：一、使用性能：决定材料的使用范围，使用安全可靠性和使用寿命。主要有：力学性能（强度、硬度、刚度、塑性、韧性等），物理性能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等），化学性能（耐蚀性、热稳定性等）。二、工艺性能：即材料在被制成机械零件、设备、结构件的过程中适应各种冷、热加工的性能。如：铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所1-1金属的机械性能n 金属材料在一定的温度条件和受外力(载荷)作用下，抵抗变形和断裂的能力称材料的机械性能n
2、金属材料的常规机械性能指标包括：强度、塑性、硬度、韧性等。n对锅炉压力容器压力管道的用材，最关心的是材料的强度指标、塑性指标和韧性指标。n强度和塑性指标，可通过拉伸试验得知。n韧性指标,可通过冲击试验得知。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所（一）（一）强度强度-金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。的能力。1拉伸试验拉伸试验 陕西省锅炉压力容器检验所2强度指标（强度指标（b、s）n=P/F（N/mm2）n 弹性极限e=Pe/Fo（N/mm2）n屈服极限(s)材料承受的载荷不再增加，而仍继续发生塑性变形时的应力。ns=P
3、s/Fo（N/mm2）n有许多金属或合金材料，并没有明显的屈服现象发生，为表明这些材料的屈服极限。规定的试样产生的伸长量为试样长度的0.2%时的应力作为材料“条件屈服极限”，用o.2表示。陕西省锅炉压力容器检验所n强度极限（b）材料抵抗拉力破坏作用的最大能力。nb=Pb/Fo（N/mm2）n在锅炉压力容器选材上，不仅希望材料具有高的s，而且具有一定的屈强比（s/b），屈强比越小，结构零件的可靠性越高，由于塑性变形不致立即破坏。陕西省锅炉压力容器检验所（二）塑性（二）塑性 金属材料在外力作用下，产生最大金属材料在外力作用下，产生最大塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。以试样断塑性变形（永久变形）
4、而不破坏的能力。以试样断裂后残留塑性变形的大小来表示。裂后残留塑性变形的大小来表示。n1、延伸率（）n=（L1-L0）/L0100%nL1试样拉断后的标准长度。nL0试样原始的标准长度。n2、断面收缩率（）n=（F0-F1）/F0100%nF1试样断后细颈处最小截面积。nF0拉伸前试样原始截面积。n例低碳钢=2030%，在铸铁=1%。陕西省锅炉压力容器检验所n锅炉压力容器的主要零部件都是承压的，无论从制造工艺要求，还是从安全使用的要求，都应选用塑性好的材料。一方面易于加工制造；另一方面。一旦超压爆炸时，不致产生碎片飞出，这样可降低破坏力。陕西省锅炉压力容器检验所 （三）硬度（三）硬度 金属材料
5、抵抗硬物压入其表面的能金属材料抵抗硬物压入其表面的能 力。力。n布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度。n1、布氏硬度HB=P/F（N/mm2）n根据经验，布氏硬度与抗拉强度之间有一定的比例关系nbK.HBn对于低碳钢b0.362HBn对于高碳钢b0.345HBn对于合金钢b0.325HBn只能测量硬度不高（HB450）材料。陕西省锅炉压力容器检验所2、洛氏硬度（、洛氏硬度（HR）原理和布氏硬度相同原理和布氏硬度相同n金属体压头对金属表面加压，用一定的载荷P把压头压入被测金属表面，卸载后以压痕的深度来确定金属材料的硬度。压痕越深，硬度越低。n可用于测定从极软到极硬的金属或合金。n洛氏硬度与布氏硬度的关系
6、大致如下：nnHRC1/10HB（HB在200600之间）nHV（维氏硬度）HB（当HB400时）nHL（里氏硬度）n硬度可确定焊接接头热影响组织的淬硬情况。陕西省锅炉压力容器检验所（四）韧性（四）韧性 金属材料在冲击载荷的作用下，抵抗金属材料在冲击载荷的作用下，抵抗破坏的能力。破坏的能力。n1、冲击韧性、冲击韧性k 单位面积上所承受的冲击功；单位面积上所承受的冲击功；J/cm2n材料在外加冲击负荷作用下，断裂时吸收能量大小的特性。表示材料对冲击负荷的抗力。nk=Ak/F（N.m/cm2）nAk冲击功，JnF试样缺口处的截面积，cm2n 冲击值冲击值k与试样和缺口形式有关，与试验温度有关。与试
7、样和缺口形式有关，与试验温度有关。n材料在低温下会出现由塑性状态转变为脆性状态，使材料的冲击韧性值急剧下降的温度叫做“脆性转变温度”陕西省锅炉压力容器检验所2、冲击功冲击功n工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。n而用试样缺口处的截面积F去除Ak，可得到材料的冲击韧度（冲击值）指标，即ak=Ak/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。n一般把一般把ak值低的材料称为脆性材料，值低的材料称为脆性材料，ak值高的材料称为值高的材料称为韧性材料。韧性材料。nak值取决于材料及其状态，同时与试样的形状、尺寸有很大关系。a
8、k值对材料的内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感，如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会使ak值明显降低；同种材料的试样，缺口越深、越尖锐，缺口处应力集中程度越大，越容易变形和断裂，冲击功越小，材料表现出来的脆性越高。因此不同类型和尺寸的试样，其ak或Ak值不能直接比较。n冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。陕西省锅炉压力容器检验所冲击试样实验位置冲击试样实验位置冲击实验示意图冲击实验示意图标准试样标准试样101055（）（）夏比夏比V型缺口试样型缺口试样(Charpy V-notch)陕西省锅炉压力容器检验所（五）疲劳
9、（五）疲劳 材料在无数次重复和交变载荷下发生材料在无数次重复和交变载荷下发生损坏的现象损坏的现象n大多数锅炉压力容器都是在交变载荷（大小、方向周期性变化）作用下工作，其断裂时的应力远低于该材料的抗拉强度，且低于其屈服强度，这种现象称为金属的“疲劳”破坏。nGB4337金属旋转弯曲疲劳实验方法规定，低碳钢在5106交变载荷作用，低合金钢在107交变载荷作用下不会断裂时最大应力值称为疲劳强度，用-1表示。n-1(0.40.6)bn提高钢材的疲劳强度可采取改善结构、避免应力集中、提高表面光洁度、进行表面热处理等措施。陕西省锅炉压力容器检验所（六）断裂韧度（六）断裂韧度 用来反映材料抵抗裂纹失用来反映
10、材料抵抗裂纹失稳扩展，即抵抗脆性断裂的指标。稳扩展，即抵抗脆性断裂的指标。n他是强度和韧性的综合体现，与裂纹的大小、形状、外加应力等无关，主要取决于材料的成分，内部组织的结构。n常规设计中，都假设材料是均匀的、连续的、各向同性的。n实际上材料远非是均匀的、连续的、各向同性的，其组织中存在微裂纹、夹杂、气孔等各种缺陷。陕西省锅炉压力容器检验所1-2金属的结构及铁碳合金n一、铁碳合金的基本组织一、铁碳合金的基本组织n钢材的性能不仅取决于钢材的化学成分，而且还与钢材的组织有关。钢材组织无法用肉眼直接观察，只有经过取样打磨、抛光、腐蚀显示后在金相显微镜下才能观察到钢材的组织。n钢材是铁碳合金，在固态下
11、都是晶体，流态纯铁在1538开始结晶，得到体心立方晶格的Fe，继续冷却到1394转变为面心立方晶格的Fe，继续冷却到910时又转变为体心立方晶格的Fe，如再继续冷却晶格类型不再变化。以上这些变化称铁的同素异构转变。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所体心立方晶胞面心立方晶胞密排六方晶胞 陕西省锅炉压力容器检验所 二、铁碳合金中二、铁碳合金中的的基本组织基本组织1铁素体（F）是碳溶解于Fe中形成的间隙固溶体。室温时铁内含碳量为0.006%。特点：具有良好的塑性和韧性，强度、硬度低。2渗碳体（Fe3C）是铁和碳的化合物。其含碳量为6.67%.特点：熔点高、硬度高
12、、脆性大、塑性和韧性几乎为零。3奥氏体（A）是碳在Fe中形成的间隙固溶体。其溶碳能力较大，在727时溶碳量为0.77%，在1148为2.11%。碳钢只有加热到727以上（称为临界点）组织发生转变时才有奥氏体组织产生。特点：塑性很高，硬度和屈服点较低。是钢中质量体积最小的组织。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所4珠光体（P）是铁素体和渗碳体二者组成的机械混合物。主要是奥氏体在冷却过程中在727的恒温下共析转变的产物，因此只存在于727以下。珠光体的平均含碳量为0.77%（Fe3C的数量仅为F的1/8）。特点：机械性能介于F和Fe3C之间。5、马氏体（M）是碳
13、在Fe中的过饱和固溶体。是钢在A化后快速冷却到M点之下发生的无扩散性相变的产物。特点：硬度很高，很脆。塑性和韧性几乎为零。（加入Mn、Cr、Ni、Mo等可提高塑性和韧性）第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所三、铁碳合金状态图三、铁碳合金状态图 用来表示在平衡状态下不同含碳量的铁碳合金在不同温度下的状态、用来表示在平衡状态下不同含碳量的铁碳合金在不同温度下的状态、晶体结构和显微组织特征晶体结构和显微组织特征。陕西省锅炉压力容器检验所n 1状态图的主要特性线ACD液相线AECF固相线PSK又叫A1线表示钢在缓慢冷却时，A开始转变为P的温度线（共析线）GS线又叫A
14、3线，表示钢在缓慢冷却时，A开始析出F的温度线。C点共晶点ES线又叫AC线，表示钢在缓慢冷却时由A开始析出Fe3C的温度线（表示碳在奥氏体中的溶解度曲线）S点为共析点对应该点钢含碳量为0.8%，共析钢E点，碳在Fe中的最大溶解度点。其含碳量为2.11%，也是钢和铸铁（白口铁）的分界点P点，碳在Fe中的最大溶解度，其含碳量为0.02%。还是纯铁与钢的分界点。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n 钢和铁的区别在于含碳量的多少：n含碳量0.02%为工业纯铁；n含碳量在0.022.11%为钢（共析钢0.77%）；n含碳量2.06%为生铁（铸铁）n钢加热到高于727
15、时出现A组织，则塑性好的抗变形能力强。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所1-3 钢的热处理钢的热处理n一、概述一、概述1热处理的基本概念：1）改善钢的性质，通常可以通过两种途径来实现：调整钢的化学成分；对钢进行热处理。2）钢的热处理是指对钢在固态下加热，保温和冷却，以改变其内部组织结构，从而改变钢的性能的一种工艺法；3）目的在于充分发挥材料潜力、节约钢材、提高产品质量、延长使用寿命；第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所4）根据加热、冷却和处理方式的不同，热处理可分为以下几种：普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：
16、表面淬火、化学热处理。n热处理中的加热温度、保温时间、冷却速度为三大工艺参数。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所2热处理与状态图 陕西省锅炉压力容器检验所n图中是在极其缓慢的加热和冷却条件下建立的，故相变点称为理论临界点。在实际生产中钢的加热和冷却总有一定的过热和过冷度，实际发生组织转变的温度和状态图上所示的理论临界点之间有一定的偏离。为区别，故加热时的临界点加注“C”，冷却时的临界点加注“”第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所二、钢在加热及冷却时的组织转变二、钢在加热及冷却时的组织转变n1钢在加热时的转变n例，对共析钢
17、，加热到AC1以上时P转变为A，具体转变过程通过以下四个步骤u奥氏体晶粒的产生；u奥氏体晶粒的长大；u剩余Fe3C体中的继续溶解；uA的成分均匀化n在加热过程中，P开始全部转变为A时晶粒比较细小，再继续加热、保温，晶粒就可长大，结果使钢在常温下机械性能（特别是k值）变坏。陕西省锅炉压力容器检验所2钢冷却时的转变钢冷却时的转变n钢在热处理时，加热和保温的主要目的是为了使钢获得细而均匀的A晶粒。试验说明，钢的机械性能，不仅与高温加热状态获得奥氏体晶粒的大小，化学成分的均匀程度有关，而且与奥氏体在冷却时的转变有直接的关系（冷却方式和冷却速度等），冷却速度不同，组织结构也不同，钢的性能也不同。陕西省锅
18、炉压力容器检验所例例:共析钢在冷却时的转变共析钢在冷却时的转变 陕西省锅炉压力容器检验所A等温转变的组织和性能等温转变的组织和性能n上图中有两条“C”字行曲线，左边曲线是A转变开始线，曲线以左的区域为过冷A区，即过冷到A1（727）以下未发生转变的区域，此区域A过冷不稳定。右边曲线是A转变终了线，曲线以右的区域为转变产物区，不同温度区域组织转变的产物及其特性为：na在A1（727550）为P转变即高温转变区，按转变温度的高低产物可分为粗P、索氏体（即细P，等温转变在650）和屈氏体（极细P，等温转变在540）；陕西省锅炉压力容器检验所nb在550240之间为贝氏体转变，中温转变区。在50035
19、0转变为白光条状组织，形若羽毛为上B（其塑性差）；在350320区间转变为呈黑色个体状的下B（硬度高韧性较好）nc在Ms（240）Ms之间为马氏体转变，称为低温转变，产物为马氏体（碳在Fe中的过饱和固溶体）。它具有很高的硬度，但冲击韧性低、脆性大、延伸率很低。n在实际生产中，A的转变是在连续冷却的过程中进行的，它与等温转变有区别。但为了方便在生产实践中，把代表连续冷却的冷却速度线（V1、V2、V3等）点在等温转变曲线上。根据与c曲线的相交位置，可得出组织及性质 陕西省锅炉压力容器检验所图中：图中：相当于相当于缓冷（退火）与缓冷（退火）与“C”相交位置可以判断转相交位置可以判断转变为变为P；相当
20、于空冷相当于空冷（正火）可判断转变（正火）可判断转变为为索索氏体（细氏体（细P）相当于风冷、相当于风冷、油冷油冷（油淬）与（油淬）与“C”开始相交故一部分转开始相交故一部分转变为变为T；另一部分来；另一部分来不及转变，为过冷不及转变，为过冷A最后转为最后转为Ms；临界速度。临界速度。相当于水冷相当于水冷（水淬）不与（水淬）不与“C”线线相交，冷却时相交，冷却时A来不来不及发生分解，象马氏及发生分解，象马氏体转变。体转变。陕西省锅炉压力容器检验所三、钢的热处理工艺三、钢的热处理工艺1退火将钢件加热到AC1或AC3以上某一温度，保温一定时间后随炉冷却，从而得到近似平衡组织的热处理方法。n目的：降低
21、硬度，细化晶粒，提高强度，塑性和韧性，消除内应力等完全退火（重结晶退火）：将钢加热到AC3以上2040使钢组织完全重结晶，可细化晶粒、均匀组织、降低强度。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所消除应力退火（低温退火）：将钢加热到A1以下，一般为500650，保温缓冷到300空冷；n主要用于消除焊接体、热轧体、冷格压主要用于消除焊接体、热轧体、冷格压件等的内应力，无组织变化件等的内应力，无组织变化。残余应力是残余应力是通过塑性变形或蠕变变形产生松弛而消除通过塑性变形或蠕变变形产生松弛而消除的。的。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器
22、检验所2正火：将钢加热到正火：将钢加热到AC3或或Accm以上以上4060 ，保温后，保温后从炉中取出空冷的热处理方法。从炉中取出空冷的热处理方法。陕西省锅炉压力容器检验所n目的：n低碳钢：细化晶粒、均化组织、改善性能n中碳钢：提高强度、硬度n高碳钢：消除网状Fe3Cn由于正火的冷却速度较退火快，所以得到的P组织较细，强度、硬度都有提高，具有较好的综合机械性能。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n3淬火：将钢加热到临界点以上（AC3或AC1+3050）经过保温使钢组织全部转变为A，然后快速冷却、淬火得到M组织的一种热处理方法。n目的：提高钢的强度和硬度，增
23、加耐磨性，以及在随后的回火过程中获得高强度和高韧性相配合的性能。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n4回火：将淬火后的钢材加热到A1(723)以下某一温度,保温一段时间,然后在空气或油中冷却的一种热处理方法.n目的：降低钢材的脆性，消除内应力、稳定工件尺寸，获得新要求的机械性能。低温回火：在150250中进行，回火M组织，降低了淬火钢的内应力和脆性，保持其高硬度和高耐磨性的特点（用于工具、模具等）；第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所中温回火：在350450中进行，回火T组织，具有高的弹性极限和屈服极限，较好的韧性（用于
24、弹簧、轴套）；高温回火：在500650中进行，回火S组织，具有一定的强度、硬度而又有较好的塑性、韧性，淬火淬火+高温回火称调质处理高温回火称调质处理，用于重要零件，如连杆等；回火脆化：理论上讲淬火钢回火后冲击韧性可得到提高。但有些结构钢在250400中回火后，冲击韧性反而降低，这种现象称为“第一回火脆性”。在450575出现“第二回火脆性”。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所1-4 锅炉压力容器锅炉压力容器常常用钢用钢材材 一、工艺特点与使用要求一、工艺特点与使用要求n锅炉、压力容器都是由钢板拼焊而成的。在制造过程中，钢板必须经受冷热成型加工和焊接，这就要
25、求锅炉压力容器用钢具有良好的工艺和焊接性能。在使用中，必须满足使用条件下的力学性能要求，要求有足够的韧性，必须保证其高温下的抗拉强度和屈服强度。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所二、钢的分类和命名方法二、钢的分类和命名方法nGB/T3304-91钢分类规定：按化学成分分类：非合金钢、低合金钢、合金钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类：普通、优质、高级优质碳素钢；碳素结构钢、碳素工具钢n1碳素钢的分类碳素钢的分类n按钢的含碳量分：p低碳钢：含碳量0.25%;p中碳钢：含碳量0.25%0.6%p高碳钢：含碳量0.6%;第一章第一章 金属材料及热处理金属材料
26、及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n按脱氧方法分：n沸腾钢：组织不致密，性能不均匀，冲击韧性差n镇静钢：材质均匀致密，强度较高、成分偏析小n按钢的质量分：n普通碳素钢：S0.05%P0.045%；n优质碳素钢：S0.04%P0.040%；n高级优质碳素钢：S0.030%P0.035%。n按用途分：n碳素结构钢：主要用于制做工程结构件C0.7%n碳素工具钢：主要用于制做刀具、模具C0.7%第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所2、低碳钢指含碳量小于0.25%的铁碳合金。根据GB700-88中规定，1）普通碳素结构钢的表示方法：QXXXQ钢的屈服点，XXX钢的屈服
27、强度值MPa），-钢的质量等级或用途（分A、B、C、D、R），脱氧方法（F、b、Z）；2）优质碳素结构钢的表示方法：用两位数字表示，这两位数字是钢平均含碳量质量的万分比。3）锅炉压力容器常用的碳素钢有：Q235AF、Q235A、Q235B、Q235C、Q245R等，一般以热轧或正火状态供货.正常的金相组织为：F+P第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n4）化学元素对碳钢的影响n碳钢是以铁和碳为基本，同时含有少量锰、硅、硫、磷等元素。nC，是一种强化元素。含碳量高，钢的强度、硬度高，塑性、韧性差，可焊性差。n锅炉压力容器用钢的含碳量必须控制在0.25%以下。n
28、Mn，具有一定的脱氧能力，能与硫化合成MnS减轻硫的有害作用。含锰量适当时，可提高强度、硬度、耐磨性，减少气孔，提高焊缝的抗热裂性能，但塑性、冲击值降低。n当Mn1%，可提高焊缝的强度和韧性，当Mn1%则焊缝易产生裂纹和夹渣。n锅炉压力容器用碳钢中的含锰量一般在0.150.65%。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所nSi，强脱氧剂，可提高钢的强度，使焊缝致密均匀。当含硅量过大时易使焊缝形成夹渣，降低抗弯角度和冲击韧性。n锅炉压力容器用碳钢中含硅量一般在0.150.30%。nS，有害杂质，含硫量多时，晶界处存在低熔点组成相(硫化铁与铁，熔点985)。在热加工
29、过程中容易产生热裂现象，即热脆，焊接时容易导致焊缝热裂。n锅炉压力容器用碳钢中含硫量一般控制在0.045%以下。nP，有害杂质，磷能与碳化合，并析出脆性化合物Fe3P，使钢的塑性、韧性，特别是冲击值明显下降，在低温时尤为显著，即出现冷脆现象。P的存在使钢的可焊性变坏，焊接时易产生裂纹；n锅炉压力容器用碳钢的含磷量一般控制在0.040以下。n氧、氮、氢有害元素第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n3、低合金钢、低合金钢 1）低合金钢的应用特点与要求低合金钢的应用特点与要求 性能特点：良好的焊接性能和耐磨性能；良好的塑性能特点：良好的焊接性能和耐磨性能；良好的塑
30、性和比碳钢低的脆性转变温度；较高的屈服极限；性和比碳钢低的脆性转变温度；较高的屈服极限；使用特点：可减轻结构重量，保证使用可靠耐久；使用特点：可减轻结构重量，保证使用可靠耐久；工艺要求：工艺要求比碳钢严格，一般焊前要预热、工艺要求：工艺要求比碳钢严格，一般焊前要预热、焊后缓慢冷却，选用低焊后缓慢冷却，选用低 型焊条，焊材要严格烘烤。型焊条，焊材要严格烘烤。n 锅炉压力容器采用低合金钢代替碳钢，可减薄容器壁厚，锅炉压力容器采用低合金钢代替碳钢，可减薄容器壁厚，节省钢材，用时对不同的使用场合还具有不同的优越性节省钢材，用时对不同的使用场合还具有不同的优越性。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及
31、热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n2）化学元素对合金钢的影响化学元素对合金钢的影响 锰：钢中含锰量超过锰：钢中含锰量超过1%时称为锰钢。锰钢可提高强时称为锰钢。锰钢可提高强度，降低塑性、韧性、焊接性能变坏，耐蚀性能下降，一度，降低塑性、韧性、焊接性能变坏，耐蚀性能下降，一般含量控制在般含量控制在1.101.65%;硅：一般大于硅：一般大于0.40%，可提高钢的抗腐蚀和抗氧化能，可提高钢的抗腐蚀和抗氧化能力。冷加工硬化程度的作用极强，恶化焊接性能。力。冷加工硬化程度的作用极强，恶化焊接性能。铬：可提高钢的淬透性和强度、硬度，具有良好的抗铬：可提高钢的淬透性和强度、硬度，具有良好的抗氧化性和耐腐蚀
32、能力。当氧化性和耐腐蚀能力。当Cr10%时，钢材塑性降低，可时，钢材塑性降低，可焊性变坏焊性变坏 钼：可提高钢的淬透性及热强性，可消除或降低钢的钼：可提高钢的淬透性及热强性，可消除或降低钢的热脆性和回火脆性，改善钢在高温高压下抗氢腐蚀能力。热脆性和回火脆性，改善钢在高温高压下抗氢腐蚀能力。钒：可细化晶粒，改善钢的强度和韧性，提高钢的耐钒：可细化晶粒，改善钢的强度和韧性，提高钢的耐磨性及回火稳定性，改善钢的焊接性能，含量不宜过多。磨性及回火稳定性，改善钢的焊接性能，含量不宜过多。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n3）锅炉压力容器常用）锅炉压力容器常用低合金
33、钢低合金钢低合金结构钢（低合金高强钢）如：低合金结构钢（低合金高强钢）如：Q345R Q370R、15MnVR(g)18MnMoNbR(g)、15MnVNR、07MnCrMoVR等等低温钢（用于低温钢（用于-20以下）如：以下）如：16MnDR 15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR等等 耐热钢（用于耐热钢（用于400-600 ）如：钼钢、铬钼钢、铬钼钒钢，）如：钼钢、铬钼钢、铬钼钒钢，15CrMnR、14Cr1MoR、13MnNbMoR、12Cr2Mo1R、2Cr1MoVR第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所n4、奥氏体奥氏体不锈钢不锈钢 在
34、化学工业中，一些设备都在化学介质中工作（如酸、碱、在化学工业中，一些设备都在化学介质中工作（如酸、碱、盐等），其失效原因大都由于腐蚀所致，所以要求材料不仅盐等），其失效原因大都由于腐蚀所致，所以要求材料不仅要有一定的机械性能，还要求有较高的耐蚀不锈性能。要有一定的机械性能，还要求有较高的耐蚀不锈性能。1）不锈钢的分类不锈钢的分类 按性能、成分和组织不锈钢可分为：按性能、成分和组织不锈钢可分为：按抗腐蚀性能分：按抗腐蚀性能分：a、不锈钢；、不锈钢；b、耐酸钢；、耐酸钢；按成分组织分：按成分组织分：a、铬不锈钢（、铬不锈钢（M不锈钢不锈钢(1Cr13)、F不锈钢不锈钢0Cr13）b、铬镍、铬镍A不
35、锈钢不锈钢(0Cr18Ni9)；c、铬锰氮不锈钢；、铬锰氮不锈钢；第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所2）常用不锈钢简介常用不锈钢简介 （1）铁素体不锈钢：以铁素体为基体的不锈钢）铁素体不锈钢：以铁素体为基体的不锈钢（0Cr13、1Cr17等）等）。n主要在退火状态下使用，其性能是焊接时有产生主要在退火状态下使用，其性能是焊接时有产生脆化和冷裂的倾向，过热区晶粒急剧长大，热处脆化和冷裂的倾向，过热区晶粒急剧长大，热处理也不能使之细化，常温冲击韧性较低。理也不能使之细化，常温冲击韧性较低。（2）马氏体型不锈钢：以马氏体为基体的不锈钢）马氏体型不锈钢：以马氏体为
36、基体的不锈钢（1Cr13、2Cr13等）等）。n主要是淬火主要是淬火+回火状态下使用，具有强烈的淬硬倾回火状态下使用，具有强烈的淬硬倾向和冷裂倾向，含碳量较高时更敏感，刚性较大向和冷裂倾向，含碳量较高时更敏感，刚性较大的焊件由于冷却时易产生裂纹，故焊后应进行整的焊件由于冷却时易产生裂纹，故焊后应进行整体或局部高温回火（体或局部高温回火（730790）处理。）处理。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所（3）奥氏体型不锈钢：以奥氏体为基体的不锈钢）奥氏体型不锈钢：以奥氏体为基体的不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr18Ni10、1Cr18Ni9、0C18Ni9Ti
37、、Cr17Ni12Mo2等）等）。n主要在固溶处理后使用，其性能是不能通过淬火强化，主要在固溶处理后使用，其性能是不能通过淬火强化，只能采用冷加工的方法对其进行强化处理（因为其具有只能采用冷加工的方法对其进行强化处理（因为其具有非常显著的加工硬化特性）。非常显著的加工硬化特性）。无磁性无磁性，屈服强度低，塑，屈服强度低，塑性、韧性和工艺性能良好。性、韧性和工艺性能良好。不会出现低温脆性，可以作不会出现低温脆性，可以作为低温用钢。同时具有良好的高温性能，也可作为耐热为低温用钢。同时具有良好的高温性能，也可作为耐热钢。钢。n具有良好的化学稳定性，在氧化性和某些还原性介质中具有良好的化学稳定性，在氧化性和某些还原性介质中耐蚀性很高，但在敏化状态，钢存在晶间腐蚀敏感性，耐蚀性很高，但在敏化状态，钢存在晶间腐蚀敏感性，并且在高温氯化物溶液中容易发生应力腐蚀开裂。并且在高温氯化物溶液中容易发生应力腐蚀开裂。第一章第一章 金属材料及热处理金属材料及热处理 陕西省锅炉压力容器检验所谢谢大家谢谢大家再见再见