金属学、热处理与压力容器材料PPT课件.ppt

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1、金属学、热处理与压力容器材料本章学习重点和思考内容：1，了解金属材料主要力学性能指标定义及代表符号。2，了解压力容器常用热处理工艺方法及用途。3，了解热处理质量检验方法及典型热处理事例.4，了解低合金高强度钢的发展概述。5，了解合金元素及热处理状态对钢材性能的影响。6,了解压力容器选材注意事项。7，了解钢的冷脆性,低温冲击韧性及其它脆化型式。8，了解压力容器用钢材高温或临氢环境下的材质劣化。拉伸试验拉伸试验机拉伸试样3.1金属学基本知识3.1.1金属材料力学性能概述金属材料强度指标1)．屈服强度屈服强度，GB/T228.1—2010标准是这样定义的：当金属材料呈现屈服现象时

2、，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。应区分为上屈服强度和下屈服强度，单位：MPa。（1）上屈服强度（ReH），试样发生屈服而力首次下降前的最高应力；（2）下屈服强度（ReL），在屈服期间，不计初始瞬间效应时的最低应力。2)．抗拉强度抗拉强度，GB/T228.1—2010标准是这样定义的：相应最大力(Fm)对应的应力为抗拉强度（Rm），单位：MPa。而最大力是指对于有不连续屈服的金属材料，在加工硬化发生后，试样所承受的最大力；对于无明显屈服（不连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。应力是指试验期间任一时刻的力除以试样原始横截面积之商。3).持久极限4).蠕变极限

3、2.金属材料塑性指标1)．断后伸长率(延伸率)断后伸长率，GB/T228.1—2010标准是这样定义的：断后标距的残余伸长（Lu-Lo）与原始标距（Lo）之比的百分率为断后伸长率（A），单位：%。其中，（Lu）为断后标距。2)．断面收缩率断面收缩率，GB/T228.1—2010标准是这样定义的：断裂后试样横截面积的最大缩减量（So-Su）与原始横截面积（So）之比的百分率为断面收缩率（Z），单位：%。其中，（Su）为断后最小横截面积。3).冷弯性能表1.试验用材料化学成分（%）3.金属材料韧性指标1)．冲击吸收功(冲击韧度)冲击吸收功（AK）是指材料在受到外加冲击载荷的作

4、用下，断裂时所消耗能量大小的特性，即冲击试样所吸收的功。其单位为焦耳（J）。（按GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》标准定义：冲击吸收能量，符号为：KV2）冲击试验冲击试验机冲击试样和冲击试验示意图冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机上测定的。冲击试样受到摆锤的突然打击而断裂时，它的断裂过程是一个裂纹发生和发展的过程。在裂纹发展过程中，如果塑性变形能够发生在它的前面，就将阻止裂纹的长驱直入，当其继续发展时就需消耗更多的能量。因此，冲击吸收功的高低，决定于材料有无迅速塑性变形的能力。冲击吸收功高的材料，一般都有较高的塑性，但塑性指标较高的材料却不一定都有高的冲

5、击吸收功。这是因为在静载荷下能够缓慢塑性变形的材料，在冲击载荷下不一定能迅速发生塑性变形。冲击吸收功与试样的尺寸和缺口的形状有关。由于不同的冲击试样在试验时应力状况各不相同，在破坏时所消耗的能量也不一样，因此冲击吸收功值也不同。压力容器用钢一般采用夏比V型缺口冲击试样，其冲击吸收功为AkV。而以前多用U型缺口，其冲击吸收功为AkU。两者的数值不能换算。冲击吸收功还与试验温度有关，有些材料在室温时韧性很好，但在低于某一温度时则可能发生脆性断裂。由于冲击吸收功是材料各项力学性能指标中对材料的化学成分、冶金质量、组织状态及内部缺陷等比较敏感的一个质量指标，而且也是衡量材料脆性转变和断裂特

6、性的重要指标。所以，对压力容器用钢来说，冲击吸收功是衡量其裂纹扩展阻力的重要指标之一。国际上通常用冲击功Ak作为冲断试样消耗的总功，只要试样符合标准，就不会出错，应用也简便。但是进一步研究发现用Ak表示也存在问题，因为Ak值也不能完全代表试样断裂前所吸收的总功。冲断试样消耗的总功可分为两部分，其一消耗于试样的变形和断裂；其二消耗于试样掷出及机座本身振动。因此，所吸收的总功Ak为：Ak＝试样断裂吸收的能量+试样掷出功+机座振动+…。由于一般情况下，后几项功很小，因此以Ak作为试样断裂所吸收的能量误差很小，有足够精度。1-1)．脆性断面率脆性断口也称为晶状断口，是指出现大量晶粒

7、开裂或晶界破坏的有光泽断口，断口中晶状区的面积与断口原始横截面积的百分比即为脆性断面率，也称晶状断面率。GB/T12778《金属夏比冲击断口测定方法》对冲击试样断口的有关测定方法做了规定。一般有几种方法测定脆性断面率：对比法和测量法等（新版GB/T229标准的附录C中也有方法介绍）1-2)．側膨胀值側膨胀值即为冲击试样缺口背部的两側由于冲击试验时所受到的锤击，而产生的尺寸增量。当试样断裂成两截时，应分别测量两截试样断口的側膨胀值，并取其中大者为该试样的側膨胀值。具体的