壓力容器培訓(xùn)材料焊接熱處理

壓力容器培訓(xùn)材料焊接熱處理第1頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月一、材料基礎(chǔ)知識1、鋼材生產(chǎn)基本知識1）煉鋼的原料

（1）基本原料：生鐵和廢鋼；(2)各種鐵合金或金屬料（適應(yīng)工藝要求）；(3)各種造渣劑和輔助材料原材料的優(yōu)劣，影響鋼的質(zhì)量，煉鋼設(shè)備和冶煉工藝直接影響鋼的性能。所以不同的鋼種，不同質(zhì)量要求的鋼材，需正確選擇煉鋼爐，制定合理的冶煉工藝。2）煉鋼的生產(chǎn)流程

現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的煉鋼生產(chǎn)流程有以下三種：（1）轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程（長流程）第2頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

高爐煉鐵——鐵水預(yù)處理——氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼——爐外精煉——連鑄——鋼坯熱裝熱送（鋼錠）——連軋（軋制）——（熱處理）；（2）電爐煉鋼的生產(chǎn)流程（短流程）：電爐煉鋼——爐外精煉——連鑄（模鑄）——鋼坯熱裝熱送（鋼錠）——連軋（軋制）——（熱處理）（3）鍛件的生產(chǎn)流程：

鋼錠（坯）——熱壓加工3）煉鋼爐現(xiàn)代煉鋼工藝中，煉鋼爐只是作為初煉爐。

（1）主要功能完成熔化及粗調(diào)鋼液成分和溫度；第3頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）種類：

氧氣轉(zhuǎn)爐、高功率或超高功率電弧爐、電渣爐、感應(yīng)爐等，各煉鋼爐的主要特點(diǎn)如表1：4）爐外精煉鋼經(jīng)過煉鋼爐初步冶煉后，仍存在大量雜質(zhì)元素，鋼中的雜質(zhì)元素的存在，將嚴(yán)重影響鋼的質(zhì)量和性能。需要進(jìn)一步爐外精煉提高鋼材的內(nèi)在質(zhì)量，確保鋼材的性能。爐外精煉是鋼的二次精煉，是保證連鑄機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，目前用于爐外精煉的技術(shù)有：鋼包脫氣技術(shù)、真空吹氧脫碳法（VOD）、氬氧吹煉爐(AOD)、鋼包精煉爐（LF）等,具體特點(diǎn)如下表2：第4頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表1各種煉鋼爐的特點(diǎn)

煉鋼爐主要熱源主要原料主要特點(diǎn)熱源來源氧氣轉(zhuǎn)爐化學(xué)熱/反應(yīng)熱氧化放熱反應(yīng)生鐵和廢鋼氧化熔煉，吹煉速度快，生產(chǎn)效率高，有不同的吹煉方法電弧爐電弧熱交流或直流電廢鋼或海綿鐵通用性大，爐內(nèi)氣氛可控，鋼水脫氧良好，能冶煉含易氧化元素和難熔金屬的鋼種，產(chǎn)品多樣化；電渣爐電阻熱外加電源鍛造或鍛壓的坯料有渣洗作用，脫氧、脫硫效果好，鋼的清潔度高，鋼錠致密，偏析少，至上而下凝固，能改善加工性能；感應(yīng)爐感應(yīng)熱外加電源優(yōu)質(zhì)廢鋼，中間合金需要采用優(yōu)質(zhì)原料，脫硫磷效果差，可避免電極增碳，氮含量低，能冶煉含易氧化元素的鋼種第5頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表2爐外精煉技術(shù)分類及特點(diǎn)分類功能特點(diǎn)備注精煉脫碳技術(shù)強(qiáng)攪拌，真空脫碳，Wc≤0.005%1）鋼包脫氣處理250t鋼水，獲得Wc≤0.002%;2)VOD精煉50t的30Cr-2Mo不銹鋼，獲得Wc≤0.0009%;精煉脫硫技術(shù)1）鋼包加頂渣脫硫；2）當(dāng)采用帶加熱設(shè)備；3）鈣系粉劑處理。1）Ws≤0.0035-0.0007%；2）Ws可降至0.0001%；3）Ws≤0.002%；精煉脫磷技術(shù)鐵水脫磷+鋼水脫磷超低磷鋼生產(chǎn)流程：鐵水脫磷—噴粉脫磷—轉(zhuǎn)爐吹煉—爐外精煉脫磷精煉脫氧技術(shù)VOD真空精煉不銹鋼WN≤0.0015%；鋼清潔度和夾雜物變性技術(shù)鈣處理使夾雜物變性使鋼中的氧、硫等降至最低；微量有害雜質(zhì)去除技術(shù)不銹鋼中噴吹CaC2,脫除鋼種的微量有害雜質(zhì)微量有害雜質(zhì)脫除率：As:85-95%;Se:87-95%;S:79-94%;Pb:50-88%第6頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月5）脫氧工藝

氧作為有害元素，對鋼的性能影響很大，容易造成鋼變脆，所以鋼冶煉需要進(jìn)行鋼的脫氧處理，脫氧工藝、脫氧程度，與鋼的凝固結(jié)構(gòu)、鋼材性能和質(zhì)量有密切關(guān)系，煉鋼過程中主要采用脫氧劑對鋼進(jìn)行脫氧處理。6）鋼的幾個基本術(shù)語（1）鋼錠：將熔融鋼水注入模型內(nèi)，待鋼水凝固脫模后所得的具有一定形狀的鑄鋼件。（2）毛坯：用于制作某種鋼件的坯料；（3）鋼坯：用于軋制鋼材的坯料；（4）板坯：用于軋制鋼板的坯料：（5）原軋制鋼板：由一塊鋼坯或板坯經(jīng)軋制而形成的一張鋼板，由于運(yùn)輸是尺寸限制或其他原因，最終交貨時可能裁剪成幾張鋼板，但仍為同一張軋制鋼板；

第7頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）鋼號：鋼鐵產(chǎn)品牌號，用漢語拼音、化學(xué)符號和阿拉伯?dāng)?shù)字表示的鋼材產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆鑄方法及分類、強(qiáng)度等級，主要化學(xué)成份和含量等；（7）爐號：煉鋼爐次編號，同一爐號鋼材具有基本相同化學(xué)成份（8）批號：鋼廠按有關(guān)規(guī)定，將同一鋼號的鋼材組成一個供貨批次的編號。通常同一鋼號，同一爐號、同一軋制和熱處理制度的鋼板為一批，有時同一批鋼材還受重量或根數(shù)限制。第8頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月2、鋼材分類方法鋼的分類方法很多，通常根據(jù)鋼的化學(xué)成份、品質(zhì)、熔煉工藝、進(jìn)行組織及用途可將鋼分為5類，具體見表3；為了規(guī)范鋼的分類，常用的標(biāo)準(zhǔn)分類是我國?鋼分類?標(biāo)準(zhǔn)GB/T13304參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4948/1,4948/2將鋼按化學(xué)成份，質(zhì)量等級、主要性能及使用特性兩種方法進(jìn)行分類：1）按化學(xué)成份分類根據(jù)各種合金元素規(guī)定含量界限值，將鋼分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三大類，其部分合金元素界限值如下表3.低合金鋼和非合金鋼容易區(qū)分，低合金鋼與合金鋼之間需要看Cr、Ni、Mo、Cu四元素含量：當(dāng)?shù)秃辖痄撝型瑫r存在其中兩種以上元素，需考慮這些合金元素規(guī)定量總和，當(dāng)鋼中這些元素的規(guī)定量總和大于表4規(guī)定各種元素上限的70%時，應(yīng)劃為合金鋼。第9頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表3常用的鋼材分類方法分類方法分類依據(jù)鋼的種類化學(xué)成份合金元素含量碳素鋼,合金鋼(低合金鋼W≤5%;中W=5-10%；高W≥10%品質(zhì)硫和磷的含量優(yōu)質(zhì)鋼，高級優(yōu)質(zhì)鋼，特級優(yōu)質(zhì)鋼；優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼；合金結(jié)構(gòu)鋼冶煉方法按爐別、脫氧程度、及澆注制度分類氧氣轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼；鎮(zhèn)靜鋼，半鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼。連鑄鋼和膜鑄鋼金相組織交貨狀態(tài)，顯微組織正火狀態(tài)交貨的低溫鋼組織為F+P用途鋼的應(yīng)用要求建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能用鋼，專業(yè)用鋼等第10頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月2）按熔煉工藝分類根據(jù)煉鋼過程中脫氧程度的不同，將鋼分為以下三種：鎮(zhèn)定鋼：當(dāng)加入足夠數(shù)量強(qiáng)脫氧劑（Si,Al）使鋼水脫氧良好，在鋼水凝固時不產(chǎn)生CO氣泡，鋼水保持平靜，這樣產(chǎn)生的鋼叫做鎮(zhèn)靜鋼；沸騰鋼：控制脫氧劑種類和加入量(Mn)使鋼中殘留一定量的氧，在鋼水凝固過程中形成CO氣泡逸出并使鋼水產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，這類鋼稱為沸騰鋼；半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間的鋼，稱為半鎮(zhèn)靜鋼；壓力容器受壓元件用鋼應(yīng)是鎮(zhèn)靜鋼；第11頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表4鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼的性能特點(diǎn)

項目鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼沸騰鋼脫氧程度完全，基本無CO氣泡產(chǎn)生，鋼水凝固過程保持平靜中等程度脫氧，維持一定的沸騰現(xiàn)象不用硅和鋁脫氧，保留一定氧使鋼水產(chǎn)生適當(dāng)沸騰。鋼錠特點(diǎn)成分限制無特殊限制Wc≤0.25%;Wsi≤0.17%Wc≤0.25%;Wsi≤0.17%

表面質(zhì)量一般良好良好偏析及純潔度較純潔，內(nèi)部雜質(zhì)偏析較輕；介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間外部純凈，內(nèi)部雜質(zhì)及夾雜物較多，偏析嚴(yán)重成材率頭部有巨大縮孔，切頭量多，成材率低；介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間無縮孔，成材率高力學(xué)性能抗拉性能其他情況相同條件下，三類鋼的強(qiáng)度和伸長率均大致相當(dāng)沖擊韌性良好次于鎮(zhèn)靜鋼較差，韌脆轉(zhuǎn)變溫度高，時效嚴(yán)重工藝性能冷沖壓良好尚好宜作簡單沖壓件焊接性能（碳當(dāng)量一致）焊接性好；可焊接焊接性差第12頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月3）按質(zhì)量等級、主要性能及使用特性分類方法詳見標(biāo)準(zhǔn)GB/T13304;現(xiàn)行冶金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，還未廣泛采用GB/T13304進(jìn)行分類。

4）壓力容器用鋼分類在GB150中，按所應(yīng)用的鋼材標(biāo)準(zhǔn)分為碳素鋼、低合金鋼（包括低合金高強(qiáng)鋼、低溫鋼、中溫抗氫鋼和低合金耐蝕鋼等）和高合金鋼（不銹鋼和耐熱鋼），實際上是按化學(xué)成份劃分為三大類，在低合金鋼和高合金鋼中又以使用特性將低合金鋼分為四類和兩類。4、鋼材中的合金元素及其作用

第13頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表5

非合金鋼、合金鋼部分合金元素規(guī)定含量界限值合金元素合金元素規(guī)定含量界限值%非合金鋼低合金鋼合金鋼Al＜0.10-≥0.10B＜0.0005-≥0.0005Cr＜0.300.30~＜0.50≥0.50Cu＜0.100.10~＜0.50≥0.50Mn＜1.001.0~＜1.40≥1.40Mo＜0.050.05~＜0.10≥0.10Ni＜0.300.30~＜0.50≥0.50Nb＜0.020.02~＜0.06≥0.06Si＜0.500.50~＜0.90≥0.90Ti＜0.050.05~＜0.13≥0.13V＜0.040.04~＜0.12≥0.12第14頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）I形坡口;（2）單面V形坡口;（3）X形坡口;（4）U形坡口;（5）雙U形坡口。低碳鋼和低合金鋼制容器的各種焊接接頭，其手工電弧焊、氣體保護(hù)焊和埋弧自動焊坡口形式及尺寸，可詳見GB/T985?氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸?、GB/T986?埋弧焊焊縫坡口的基本形式與尺寸?

、GB150附錄J及HG/T20583?鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定?

。5、接頭設(shè)計壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)綜合考慮：1）保證接頭滿足使用要求-包括安全和腐蝕；2）焊接和無損檢測的難易及防變形要求3)焊接成本低-消耗低，加工容易4)施工條件符合實際要求。15第15頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表6鋼中的合金元素及其主要作用元素存在方式及主要作用Mn防止熱脆，奧氏體形成元素，強(qiáng)化作用，細(xì)化珠光體晶粒，提高鋼的淬透性；但對增加晶粒粗化和回火脆性有不利影響；Si脫氧劑，提高鋼的淬透性和抗回火脆性，提高鋼的彈性及耐大氣腐蝕性能，含量高時對焊接不利，對韌性有影響；Cr增加鋼的淬透性，提高鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性，具有一定的強(qiáng)化作用，鐵素體形成元素，含量高時易形成σ相和475℃脆性相；Ni奧氏體形成元素，有一定的固溶強(qiáng)化和提高鋼的淬透性作用，細(xì)化晶粒提高鋼的塑韌性，特別是低溫韌性，改善鋼的耐濕性能和熱強(qiáng)性；，Mo提高鋼的淬透性，防止回火脆性，提高鋼的熱強(qiáng)性，改善鋼的耐蝕性；Ti固溶強(qiáng)化，細(xì)化晶粒提高鋼回火穩(wěn)定性，有二次硬化作用，有防止和減輕不銹耐酸鋼晶間和應(yīng)力腐蝕作用，對焊接有利。V固溶與奧氏體時顯著提高鋼的淬透性，但以碳化物及氧化物微細(xì)顆粒形態(tài)存在時，卻細(xì)化晶粒并降低鋼的淬透性，增加鋼的回火脆性有二次硬化作用，固溶與鐵素體中有極強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，有細(xì)化晶粒作用，提高鋼的低溫韌性，細(xì)小碳化物顆粒彌散分布是可提高鋼的蠕變和持久強(qiáng)度，提高鋼的抗高溫高壓氫腐蝕能力，對鋼高溫抗氧化性有利。第16頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表6鋼中的合金元素及其主要作用（續(xù)）元素存在方式及主要作用Nb固溶于奧氏體鋼顯著提高鋼的淬透性，但以碳化物及氧化物微細(xì)顆粒形態(tài)存在時，卻細(xì)化晶粒并降低鋼的淬透性，增加鋼的回火脆性有二次硬化作用，微量的鈮具有固溶強(qiáng)化作用，細(xì)化晶粒，提高鋼的沖擊韌性并降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，有利于改善焊接性能。Al脫氧和細(xì)化晶粒含量高時，賦予鋼高溫抗氧化及耐氧化性介質(zhì)，H2S氣體腐蝕作用，固溶強(qiáng)化，有促使石墨化傾向；注：回火脆性：是指一些鋼材在較高溫度范圍回火，其沖擊韌性反而比較低溫度回火后顯著下降的現(xiàn)象。

σ相:鉻鎳奧氏體不銹鋼，在400-850℃長時間受熱作用下形成的一種鐵和鉻原子形成的鐵鉻金屬間化合物，一種淬硬相；475℃脆性：高鉻不銹鋼，在400-500℃長時間受熱產(chǎn)生的嚴(yán)重脆化，脆化最大速率發(fā)生在475℃，其特征是鋼的硬度顯著提高，其嚴(yán)重性隨鐵素體含量和鉻含量的增加而增加。第17頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月5、物理性能的相關(guān)概念

鋼材的物理性能主要有熱膨脹量、彈性變形、泊松比等相關(guān)概念：1）熱膨脹是由于晶體的線長度和體積隨溫度升高而增大，即晶體中相鄰質(zhì)子之間的平均距離隨溫度身高而增大。2）彈性變形：物體在拉或壓的外力作用下將發(fā)生形狀和尺寸的改變，在去掉外力后，物體又恢復(fù)原來的形狀和尺寸的變形稱為彈性變形。彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是直線關(guān)系，符合虎克定律；金屬楊氏模量、玄線模量、切變模量和泊松比試驗方法標(biāo)準(zhǔn)：靜態(tài)法GB/T8653,動態(tài)法GB/T2105：3）泊松比是當(dāng)物體處于單向拉力或壓縮力作用時，物體沿作用方向幾何尺寸將發(fā)生改變，對于各向同性物體存在泊松比；4）臨界點(diǎn)：Ac1—加熱時珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的開始溫度；Ar1—冷卻時奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的終了溫度；Ac3—加熱時珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的終了溫度；Ar3—冷卻時時奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的開始溫度；第18頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表7鋼材的物理性能及其試驗方法名稱基本概念計算方法測定方法密度ρ單位體積物質(zhì)的質(zhì)量ρ=m/v(kg/m3&g/cm3)質(zhì)量：分析天平；體積：比重瓶法和液體靜力衡量法線膨脹系數(shù)?由于晶體的線長度和體積隨溫度升高而加大，?=ΔL/Δtl0(l/k)機(jī)械、光學(xué)膨脹儀法、電子膨脹儀法和光干涉膨脹儀法彈性模量σ彈性變形階段，應(yīng)力和應(yīng)變的比值。σ=Eε靜態(tài)法：通過測量應(yīng)力-應(yīng)變曲線，計算彈性模量；動態(tài)法，分為共振法和脈沖法泊松比ν在彈性變形階段，在單相外力作用下，物體橫向尺寸的相對變化和縱向尺寸側(cè)相對變化之比。ν=(Δα/α)/(Δl/l)測量了彈性模量就可計算泊松比臨界點(diǎn)某種成分的合金在加熱或冷卻過程中，由一種相向另外一種相發(fā)生轉(zhuǎn)變的開始或終了溫度，Ac1、Ar1、Ac3、Ar3實驗測定第19頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月6、力學(xué)性能及其試驗方法

壓力容器用材料應(yīng)具有一定強(qiáng)度，同時具有良好塑性、韌性、可成型性及焊接性。這些性能可按標(biāo)準(zhǔn)通過一定試驗方法測定：6.1、拉伸試驗拉伸試驗是在一定溫度和靜載下將試樣沿軸向拉伸，以了解材料在彈性變形和塑性變形時的應(yīng)力、應(yīng)變情況，及材料在最大應(yīng)力下的斷裂強(qiáng)度。1）試驗方法標(biāo)準(zhǔn)：GB/T228?金屬材料室溫拉伸試驗方法?；GB/T4338?金屬材料高溫拉伸試驗?

2）拉伸試驗測定的基本力學(xué)性能指標(biāo)：Rm、Rp、A、Z；（1）抗拉強(qiáng)度拉伸試驗過程中相應(yīng)的最大力的應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度；（2）屈服強(qiáng)度第20頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)，又分為上屈服強(qiáng)度ReH和下屈服強(qiáng)度ReL。

a、規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度非比例延伸率等于規(guī)定的引伸計標(biāo)距百分率時的應(yīng)力；如Rp0.2;b、規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度卸除應(yīng)力后延伸率等于規(guī)定引伸計標(biāo)距百分率是對應(yīng)的應(yīng)力，如Rr0.2;（4）斷后伸長率(A)試樣拉斷后標(biāo)距的殘余伸長(Lu-Lo)與原始標(biāo)距(Lo)之比的百分率為斷后伸長率;（5）端面收縮率（Z）斷裂后試樣橫向截面積的最大縮減量(So-Su)與原始橫截面積(So)之比的百分率為端面收縮率;第21頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2、蠕變及持久試驗6.2.1、蠕變極限與持久強(qiáng)度極限的區(qū)別：兩者都是反映材料高溫性能的重要指標(biāo)；其區(qū)別在于側(cè)重點(diǎn)不同：蠕變極限以考慮變形為主，即設(shè)備只允許產(chǎn)生一定量的變形量，設(shè)計時應(yīng)考慮蠕變極限；持久強(qiáng)度主要考慮在長期使用時的破壞抗力，當(dāng)部件在高溫下長期使用，對蠕變變形限制不嚴(yán)，但需要保證使用時不破壞，需要以持久強(qiáng)度極限作為依據(jù)；6.2.2、持久強(qiáng)度極限是試樣在一定溫度和規(guī)定的持續(xù)時間內(nèi)，引起斷裂的最大應(yīng)力值。用符號στt(下標(biāo)τ表示時間h，上標(biāo)t表示試驗溫度℃)表示方法是：GB/T2039?金屬拉伸蠕變及持久試驗方法?，在壓力容器行業(yè)中以στt表示鋼材的設(shè)計溫度t時經(jīng)10萬小時斷裂時的持久強(qiáng)度極限，Mpa。第22頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2.3、蠕變極限金屬材料在一定溫度和一定應(yīng)力作用下，隨時間增加而緩慢發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變；對不同材料，發(fā)生蠕變的溫度條件各不相同，低碳鋼和碳錳鋼的蠕變溫度≥350℃，鉻鉬合金鋼發(fā)生蠕變的溫度≥400℃，溫度越高，蠕變速度越快；蠕變極限：在一定溫度下，規(guī)定的持續(xù)時間內(nèi)，所產(chǎn)生的蠕變伸長率或在蠕變的穩(wěn)定階段，其蠕變速率等于其規(guī)定值時的最大應(yīng)力稱為蠕變極限，以σ(ε/τ)t或σvt,試驗方法：GB/T2039-1997?金屬拉伸蠕變及持久試驗方法?，其中σ表示極限應(yīng)力（Mpa）,ε表示蠕變伸長率（%），τ表示試驗時間（h）,t表示試驗溫度（℃），v表示恒定蠕變速率（%h）.例如σ(2/10000)800的含義：壓力容器行業(yè)，以σnt表示鋼材的設(shè)計溫度t時，經(jīng)過10萬小時蠕變率為1%的蠕變極限。Mpa.第23頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3、硬度試驗硬度是指金屬材料抵抗壓入物壓陷能力的大小，可以說是材料對局部塑性變形的抗力。硬度越高，耐磨性越好。鋼的硬度與強(qiáng)度之間關(guān)系見GB/T1172?黑色金屬硬度與強(qiáng)度換算值?；

6.3.1、硬度的測定方法最常用的硬度測試方法及指標(biāo)有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、維氏硬度(HV)1）布氏硬度試驗

a、布氏硬度是指試驗力F除以壓痕球形表面積S所得的商：HB=0.102F/S

b、優(yōu)點(diǎn)：代表性全面，能反映金屬較大面積范圍內(nèi)各組成相綜合平均性能，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性好，

c、缺點(diǎn)：壓痕較大，成品檢驗有困難；第24頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

d、方法：用一直徑D（單位為mm）的淬火鋼或硬質(zhì)合金球，以一定大小的試驗力F（單位N）壓入試樣表面、經(jīng)規(guī)定的保持時間t（單位S）后，卸去試驗力，測出試樣表面壓痕球形面積S(單位mm2),計算如上式。2）洛氏硬度試驗金屬洛氏硬度的高低以試樣上得到的由主試驗應(yīng)力所產(chǎn)生的壓痕的深度的殘余增量e的大小來衡量。e的單位為0.002mm,數(shù)值愈大，表示材料越軟，反之，則愈硬;表示公式：HR=K-e/0.002金剛石壓頭：HR=100HR(A、C、D)=100-e/0.002鋼球壓頭：HR=130HR(B、F、G)=130-e/0.002HR——洛氏硬度符號；第25頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

A/B/C/D/F/G——洛氏硬度的不同標(biāo)尺符號；

（1）HRC的K值為100，當(dāng)壓入深度e為0.08時，硬度值：HRC=100-0.08/0.002=60（2）HRB是應(yīng)用較廣的洛氏硬度標(biāo)尺，常用于測定低碳鋼、低合金鋼、銅合金、鋁合金及可鍛鑄鐵等中、低硬度材料HRC主要用于測定一般鋼材、硬度較高的鍛件、珠光體（（3）可鍛鑄鐵以及淬火+回火的合金鋼，是用途廣泛的洛氏硬度標(biāo)尺。（4）試驗方法標(biāo)準(zhǔn)：GB/T230?金屬洛氏硬度試驗方法?用頂角為120°金剛石圓錐體或一定直徑（1.587或3.175mm）淬火鋼球做壓頭，先在初試驗力F0作用下，將壓頭壓入試件表面一定深度h0，作為測量壓痕深度的基準(zhǔn)，再加上主試驗力F1，在總試驗力F（F0+F1）作用下，壓痕深度增量h1，規(guī)定時間后，卸除主試驗力F1，壓頭回升一定高度，得到主試驗力所產(chǎn)生的壓痕深度殘余增量e第26頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月3)維氏硬度試驗維氏硬度試驗是采用壓頭為兩相對面間夾角為136°的金剛石正四棱體進(jìn)行試驗這一點(diǎn)與布氏硬度不同。

a、維氏硬度值:HV=F/S

F—試驗力，S—壓痕表面積

b、維氏硬度種類：根據(jù)試驗力的大小分為維氏硬度試驗、小載荷維氏硬度試驗和顯微維氏硬度試驗。

c、維氏硬度試驗方法標(biāo)準(zhǔn)及方法GB/T4340?金屬維氏硬度試驗?，試驗方法：用選定試驗壓力F（單位N）將壓頭壓入試樣表面，保持規(guī)定時間，卸載試驗壓力，測量試樣表面壓出的正四錐形壓痕對角線長度d（單位為mm），用壓痕對角線平均值計算壓痕的表面積S然后計算HV.

第27頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

d、特點(diǎn)顯微維氏硬度計上帶有金相顯微鏡，可觀察試樣金相組織，確定壓痕位置，精確測量壓痕對角線長度。缺點(diǎn)：操作復(fù)雜、功效低；壓痕較小、代表性差；

e、應(yīng)用測定值的重復(fù)性差且分散度大。顯微硬度是最精確的硬度試驗方法，主要用于測定各種表面處理后滲層或鍍層的硬度及較小、較薄工件硬度，測定合金中組織硬度；6.4、沖擊試驗

沖擊試驗是由法國工程師（charpy）夏比建立，是一種簡支梁式?jīng)_擊彎曲試驗，試驗時通過一次施加過載三點(diǎn)彎曲沖擊載荷使試樣發(fā)生斷裂，來顯示試樣的缺口韌性。是評定金屬材料韌性應(yīng)用最廣泛的一種傳統(tǒng)力學(xué)性能試驗。

a、試驗標(biāo)準(zhǔn)方法：GB/T229?金屬夏比缺口沖擊試驗方法?第28頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月b、沖擊吸收功指材料在外加沖擊載荷作用下，斷裂時所消耗能量大小的特性，即沖擊試樣所吸收的功（單位為J）

（1）、沖擊韌性測定一般在擺錘式?jīng)_擊試驗機(jī)上測定，沖擊試樣受擺錘突然打擊斷裂時，其的斷裂過程是一裂紋發(fā)生、發(fā)展過程：A、在裂紋發(fā)展過程中，若塑性變形能發(fā)生在它前面，將阻止裂紋擴(kuò)展，當(dāng)繼續(xù)發(fā)展時將消耗更多能量。如此，沖擊吸收功高低，決定于材料有無迅速塑性變形能力；B、沖擊吸收功高材料，一般具有較高塑性，但塑性指標(biāo)較高材料，不一定都有高沖擊吸收功，這是因為在靜載荷下能夠緩慢塑性變形材料，在沖擊載荷下不一定能迅速發(fā)生塑性變形。

第29頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）、影響沖擊吸收功的因素與試樣的尺寸、缺口形狀有關(guān)，如不同沖擊試樣，試驗時應(yīng)力狀況不同，在破壞時所消耗能量不同，沖擊吸收功值不同；壓力容器用鋼一般采用夏比V型缺口沖擊試樣，沖擊吸收功為Akv.與溫度有關(guān)，如材料在室溫韌性好，低于某一溫度時可能發(fā)生脆性斷裂。與材料化學(xué)成份、冶金質(zhì)量、組織狀態(tài)及內(nèi)部缺陷有關(guān)。是衡量其裂紋擴(kuò)展阻力的重要指標(biāo)之一,是衡量材料脆性轉(zhuǎn)變和斷裂特性的重要指標(biāo)。c、脆性斷面率指斷口中晶狀區(qū)面積與斷口原始橫截面積的百分比。

(1)脆性斷面率的測定

1)測定標(biāo)準(zhǔn):GB/T12778?金屬夏比沖擊斷口測定方法?,規(guī)定的測定方法有：第30頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

①對比法，沖擊試樣斷口與標(biāo)準(zhǔn)斷面圖譜對比，估算脆性斷面率；

②

尺寸測量法，按斷口晶狀區(qū)形狀，若能分為矩形、梯形時，用游標(biāo)卡尺測量晶狀斷面尺寸，按標(biāo)準(zhǔn)中的表即可計算出脆性斷面率；

③放大測量法沖擊試樣斷口拍成放大照片，用求積法測量晶狀區(qū)面積，也可用低倍顯微鏡等光學(xué)儀器測量晶狀區(qū)面積；

④卡片測量法用透明塑料膜制成方孔卡片或網(wǎng)絡(luò)卡片，測量晶狀區(qū)面積；

2）計算方法：CA=Ac/A0×100%Ac—斷口中晶狀區(qū)的總面積mm2；Ao—原始橫截面積mm2;CA—脆性斷面率；d、側(cè)向膨脹量第31頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月側(cè)向膨脹量是沖擊試驗時缺口背部兩側(cè)由于沖擊試驗時受到錘擊，產(chǎn)生的尺寸增量，具體規(guī)定見GB/T12778，測量方法有：1）側(cè)膨脹儀測量法，2）投影儀測量法；3）游標(biāo)卡尺測量法；

e、韌脆轉(zhuǎn)變溫度金屬材料韌性隨溫度下降而降低。當(dāng)溫度達(dá)到某一值時發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，這一溫度為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。

①材料發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變時的特征：沖擊吸收功明顯下降，斷口由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀，斷裂機(jī)理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫硇停g脆轉(zhuǎn)變實際上在一定溫度范圍內(nèi)發(fā)生。

②韌脆轉(zhuǎn)變溫度的測定韌脆轉(zhuǎn)變溫度是通過一系列溫度下夏比V型缺口沖擊試驗測得，由于V型缺口試樣對低溫脆性較為敏感；③測定方法標(biāo)準(zhǔn)：GB/T229附錄B，具體如下：第32頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）沖擊吸收功法：溫度曲線上平臺與下平臺區(qū)間規(guī)定百分?jǐn)?shù)（n）所對應(yīng)的溫度ETTn；（2）脆性端面率法：溫度曲線中規(guī)定脆性斷面率（n）所對應(yīng)的溫度，F(xiàn)ATTn（3）側(cè)膨脹值法：溫度曲線上平臺與下平臺區(qū)間某規(guī)定值所對應(yīng)的溫度，LETT.6.5、應(yīng)變時效敏感性及其試驗方法鋼的應(yīng)變時效敏感性試驗方法：GB/T?鋼的應(yīng)變時效敏感性試驗方法（夏比沖擊法）?應(yīng)變時效敏感性系數(shù):C=100%*(Akv1-Akv2)/Akv1Akv1—未經(jīng)受應(yīng)變時效材料沖擊功平均值A(chǔ)kv2—經(jīng)受應(yīng)變時效材料沖擊功平均值6.6、落錘試驗第33頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

a、落錘試驗是1952年由美國海軍研究所在爆炸鼓脹試驗基礎(chǔ)上發(fā)展起來工業(yè)性試驗方法，是用來測定鐵素體鋼無塑性轉(zhuǎn)變溫度（NDTT）.是一種裂紋傳播試驗。

b、落錘試驗的意義：是對壓力容器進(jìn)行安全評定不可缺少的數(shù)據(jù)，可作為評定材料和工藝質(zhì)量的重要參數(shù)；

c、落錘試驗的特點(diǎn)：直接給出無塑性轉(zhuǎn)變溫度，試驗結(jié)果波動幅度?。?℃左右），試驗結(jié)果誤差相對較小，重復(fù)性好，能一定程度上模擬實際構(gòu)件中存在的裂紋或其他缺陷，試驗結(jié)果與試樣取樣方向無關(guān)，試樣制備較容易，試樣裝置及試樣操作簡單；

d、落錘試驗過程：在試樣受拉伸表面上堆焊一道硬度較高的脆性焊道，焊道中部垂直方法上用機(jī)械方法開一人工缺口，實驗時將試樣堆焊面朝下，置于中部放有第34頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月終止塊的特制砧座上，不同溫度下，用一有一定質(zhì)量，頭部半徑25mm的圓柱面重錘自由落體向試樣中部加載，根據(jù)不同溫度下試驗受拉面開裂情況，判斷試樣材料的無塑性轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)缺口起裂裂紋剛好擴(kuò)展到試樣邊緣上時的最高溫度，為無塑性轉(zhuǎn)變溫度。e、試驗標(biāo)準(zhǔn)：ASTME208-1963，GB/T6803-1986?鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗方法?。6.7、裂紋尖端張開位移（CTOD）試驗金屬材料斷裂韌性CTOD是在斷裂力學(xué)形成后提煉出來的一個力學(xué)性能指標(biāo)，采用裂紋尖端張開位移法表示。

a、斷裂力學(xué)—是研究物體受力時內(nèi)部裂紋附近應(yīng)力應(yīng)變場情況及變化規(guī)律，裂紋尖端開裂條件及裂紋在交變載荷下擴(kuò)展規(guī)律等的學(xué)科。

b、裂紋尖端張開位移法—當(dāng)塑性材料構(gòu)件受力時，裂紋尖端區(qū)產(chǎn)生較大范圍屈服，變形較快而應(yīng)力上升較慢第35頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月，（基本觀點(diǎn)）當(dāng)裂紋尖端張開位移達(dá)到材料某一臨界值時，裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，稱為裂紋尖端張開位移法。

c、特點(diǎn)：試驗結(jié)果直觀、應(yīng)用簡單、測試簡便、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，不能直接嚴(yán)密的反映裂紋尖端彈塑性應(yīng)力應(yīng)變場表達(dá)參量，是一種簡單有效的解決工程斷裂問題的方法；

d、應(yīng)用范圍：壓力容器新材料的研制、材料應(yīng)用研究、材料強(qiáng)度研究、熱處理工藝的選擇、零部件的失效分析等方面得到應(yīng)用。

e、現(xiàn)行試驗標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2358?金屬材料裂紋尖端張開位移試驗方法?6.8、J積分試驗當(dāng)裂紋尖端塑性區(qū)應(yīng)力應(yīng)變場強(qiáng)度隨外加載荷增加，直到使裂紋開裂并開始擴(kuò)展到臨界點(diǎn)時，由裂紋尖端區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變分量通過回路線積分或形變功率定義所求得第36頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月的J積分達(dá)到了相應(yīng)的臨界值JIC.與試樣幾何形狀無關(guān)。

a、意義：可定量描述含裂紋構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變強(qiáng)度，易于在實踐中測定或理論上估算的場的參量；可作為彈塑性條件下的斷裂判據(jù)；b、現(xiàn)行試驗方法標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2038-1991?金屬材料延性斷裂韌度JIC試驗方法?7、工藝性能及其試驗方法7.1、壓力加工工藝金屬壓力加工是利用外力使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，而獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的加工方法。材料的塑性是壓力加工的基礎(chǔ)；7.2、壓力加工的基本工藝方法1）軋制利用金屬坯料與軋輥接觸表面產(chǎn)生的摩擦力，使坯料第37頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)行通過一對旋轉(zhuǎn)軋輥之間間隙，金屬受碾壓作用縮減截面，增加長度，從而獲得各種端面形狀產(chǎn)品的方法。一般采用熱軋，薄板（帶）采用冷軋。2）拉制常溫下，將已經(jīng)軋制過的坯料拉過一個比坯料橫斷面小的?？祝古髁蠙M斷面積減少長度增加的冷變形加工方法。3)擠壓將裝在圓筒型容器內(nèi)的金屬，從比其截面小的?？字袛D壓出來，獲得需要截面形狀和尺寸的方法；4）鍛造利用鍛錘或壓力機(jī)，對加熱坯料鍛打和加壓，使金屬發(fā)生塑性變形，獲得所需形狀的過程，與此同時，金屬力學(xué)性能也得以改善和提高；第38頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月5）冷熱成型金屬在冷、熱狀態(tài)下經(jīng)過彎卷、彎曲、沖壓等外來作用，產(chǎn)生塑性變形形成所需形狀的零件加工工藝過程；6）冷沖壓利用裝在壓力機(jī)上的沖模，使金屬板料在冷態(tài)（室溫）下分離或變形的一種加工方法。7.3、冷加工工藝性能及試驗方法1）彎曲彎曲是塑性和彈性變形相結(jié)合的加工工藝，是一種工藝性能試驗方法。

a、金屬彎曲過程中，試樣斷面上的應(yīng)力分布是不均勻的，受彎部分內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉。主要檢驗金屬承受塑性變形的能力，顯示冶金或焊接缺陷，所以彎曲試驗可以較靈敏的反映材料表面工藝質(zhì)量和缺陷情況。第39頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

b、彎曲試驗是按規(guī)定尺寸彎芯，將試樣彎曲到規(guī)定角度，測定彎曲角度，觀察彎曲部分外側(cè)，按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)果評定。彎曲角度以試樣承受載荷時測量為準(zhǔn)，當(dāng)彎曲角度為180°時，可將試樣彎曲至兩臂相距規(guī)定距離且相互平行或時兩臂直接接觸。

c、彎曲試驗方法：GB/T232?金屬材料彎曲試驗方法?GB/T2653?焊接接頭彎曲及壓扁試驗方法?NB/T47015?承壓類設(shè)備產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗?

d、試驗結(jié)果的判定：彎曲試驗是以試樣上出現(xiàn)第一條裂紋時彎曲角度確定，如試樣未出現(xiàn)裂縫，則一直試驗到試樣兩面平行為止，也可將試樣彎曲到規(guī)定角度后在檢查有無裂縫。試樣彎曲后，應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求評定彎曲試驗結(jié)果，無規(guī)定具體要求，若試樣彎曲外表面無肉眼可見裂紋，則應(yīng)評定為合格。第40頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月2）壓扁

a、壓扁試驗是一種金屬管工藝性能試驗，在給定試驗條件下檢驗金屬管的極限塑性變形能力，試驗結(jié)果僅與給定試驗條件和具體試驗尺寸有關(guān)。

b、壓扁試驗可用于金屬管材產(chǎn)品驗收試驗，壓扁試驗后檢驗管材產(chǎn)品試樣壓彎變形處，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評定，是否符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范要求。一般試樣壓彎變形處無肉眼可見裂紋、開裂，則可認(rèn)為合格。

c、現(xiàn)行金屬管壓扁試驗方法GB/T246-1997?金屬管壓扁試驗方法?。

3)擴(kuò)口擴(kuò)口目的：確定管材對后續(xù)機(jī)械加工如脹接、膨脹節(jié)、擴(kuò)口式直通管頭、擴(kuò)口式直角管接頭等工藝過程的適應(yīng)性。第41頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月主要通過擴(kuò)口試驗判定管材的塑性加工性能；試驗結(jié)果：試驗后試樣無肉眼可見的裂紋即為合格，若有開口或開裂，則為不合格，僅在試樣棱角處出現(xiàn)輕微的開裂，不應(yīng)判為報廢?，F(xiàn)行金屬管擴(kuò)口試驗方法標(biāo)準(zhǔn):GB/T242?金屬管擴(kuò)口試驗方法?。

4）焊接性能金屬焊接性能—指在限定施工條件下焊接完成符合要求構(gòu)件，并能滿足預(yù)定使用要求的能力，即材料焊接加工的適應(yīng)性和使用可靠性。鋼材焊接性的評價碳當(dāng)量法碳當(dāng)量與焊接熱影響區(qū)最高硬度間存在確定的關(guān)系，一般強(qiáng)度越高，熱影響區(qū)的硬度越高，出現(xiàn)焊接裂紋的可能性越大，所以焊接性能可采用碳當(dāng)量間接評估。第42頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月影響鋼材焊接性的主要因素是化學(xué)成分，碳的影響最為明顯，其它元素影響可折合成碳的影響。計算公式如下：w(c)當(dāng)量＝C+Mn/6+Cr/5+Mo/4V/14+Ni/40+Si/24式中各元素符號為鋼中相應(yīng)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù),根據(jù)經(jīng)驗

w(c)當(dāng)量＜0.4％時，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，焊接性良好。一般焊接工藝條件下，焊件不會產(chǎn)生裂紋。但厚大工件或在低溫下焊接時，應(yīng)考慮預(yù)熱。w(c)當(dāng)量＝0.4％～0.6％時，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，焊接性能相對較差。焊前工件需要適當(dāng)預(yù)熱，焊后要緩冷。要采取一定的工藝措施才能防止裂紋。第43頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

w(c)＞0.6％時，鋼材塑性較低，淬硬傾向明顯，焊接性不好，焊前必須預(yù)熱到較高的溫度，焊接時要采取減少焊接應(yīng)力和防止開裂的工藝措施，焊后要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?。注意，?dāng)量法估算是粗略的，因為鋼材的焊接性還受結(jié)構(gòu)剛度、焊后應(yīng)力條件、環(huán)境溫度等因數(shù)影響，實際工作中根據(jù)實際情況進(jìn)行抗裂試驗及焊接接頭使用焊接性的試驗。8、金相組織及其試驗方法

金相組織檢驗方法：GB/T13298-1991?金屬顯微組織檢驗方法?

a、鐵碳合金及相變

由鐵和碳兩種主要元素組成的合金。如：碳鋼、鑄鐵

第44頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月b、鋼中常見金相組織

(1）鐵素體碳溶于α-Fe中的間隙固溶體，體心立方晶格，鋼的最基本相。（2）滲碳體碳與鐵形成化合物，鋼的另外一個主要相，鐵的碳化物中最重要一種。常用Fe3C表示，硬而脆，是提高鋼硬度和強(qiáng)度的主要金相組織之一。（3）石墨化滲碳體在高溫長時間作用下分解并析出石墨狀自由碳的現(xiàn)象，會使材料脆性急劇增加，F(xiàn)e3C=3Fe+C(石墨)（4）珠光體鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，根據(jù)滲碳體的形態(tài)，可分為片狀珠光體和球狀珠光體；第45頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月Fe—Fe3C相圖第46頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）馬氏體過冷奧氏體快冷的產(chǎn)物，是過飽和鐵素體，有原來面心立方晶格變?yōu)轶w心正方晶格，根據(jù)其形態(tài)，可分為板條、針狀和孿晶馬氏體。（6）貝氏體過冷奧氏體在中溫區(qū)（即珠光體與馬氏體轉(zhuǎn)變之間的區(qū)域）的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。是由鐵素體、碳化物組成的非層片組織。根據(jù)形成溫度和形態(tài)可分為上貝、下貝和粒狀貝氏體；①上貝氏體;由成束的、大致平行排列的鐵素體和條狀的滲碳體所組成，典型特征是成羽毛狀。②下貝氏體;針葉狀鐵素體內(nèi)沿一定晶面分布著細(xì)小的碳化物，這些碳化物顆粒排列與鐵素體的長軸呈55度夾角。③粒狀貝氏體;塊狀鐵素體中包含有碳化物顆粒和不規(guī)則的細(xì)小島狀物，這些細(xì)小島狀物是殘留奧氏體或馬氏體。

第47頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月上貝氏體的強(qiáng)度和韌性都較差，而下貝氏體的強(qiáng)度和韌性都較好，粒狀貝氏體的強(qiáng)度比珠光體組織為高，塑性較好（7)奧氏體

碳溶于γ-Fe中的間隙固溶體，面心立方晶格，屬鐵的同素異構(gòu)體。（8）回火馬氏體即馬氏體在100-250℃范圍時的分解產(chǎn)物，為過飽和鐵素體與之共格的ε-碳化物。（9）回火索氏體即馬氏體在500-650℃范圍時的回火產(chǎn)物，為鐵素體基體上均勻分布著地細(xì)粒狀滲碳體。第48頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表8典型鋼號的金相組織鋼號標(biāo)準(zhǔn)號供貨狀態(tài)金相組織Q245RGB713熱軋或正火F+PQ345RGB713熱軋或正火F+P15MnNbRGB713正火F+P15CrMoRGB713正火+回火F+P09MnNiDRGB3531正火、正火加回火F+PO7MnCrMoVRGB19189調(diào)質(zhì)回火索氏體0Cr13AlGB4237退火FOCr18Ni9GB4237固溶γOCr17Ni12Mo2GB4237固溶γ00Cr18Ni5Mo3Si2GB4237固溶γ+F第49頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月C、焊接接頭的金相組織焊接接頭的組成及區(qū)域特征

1）焊接接頭組成:焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)；（1）焊縫—在焊接熱源作用下母材和填充金屬熔化形成熔池，隨熱源移動，逐漸冷卻形成焊縫；（2）熱影響區(qū)—在焊接或熱切割過程中，工件受熱影響而發(fā)生金相組織和機(jī)械性能變化的區(qū)域；第50頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）熔合區(qū)—焊縫與母材交接的過渡區(qū)域,金相難于觀察，性能差；2）焊接熱影響區(qū)由于焊接過程是一個不均勻加熱和冷卻過程，受熱循環(huán)影響，和母材組織性能的不同，熱影響區(qū)的分區(qū)和特征各不相同，熱影響區(qū)的分區(qū)和特征主要與三個方面因素有關(guān)：（1）母材的冶金特征——即是否存在固態(tài)相變（2）母材焊接前的狀態(tài)（3）焊接方法及其工藝參數(shù)

3）焊接熱影響區(qū)的組成常見碳素鋼和低合金鋼屬于不易淬火鋼，焊接條件下熱影響區(qū)大致劃分如下：熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)等第51頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接接頭及熱影響區(qū)組成第52頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑴熔合區(qū)處于液相線、固相線之間，所以也稱半熔化區(qū)。因溫度過高而成為過熱粗晶，強(qiáng)度、塑性和韌性都下降。此處接頭斷面變化，易引起應(yīng)力集中。此區(qū)很大程度上決定著焊接接頭的性能。⑵過熱區(qū)被加熱到Ac3以上100～200°C至固相線溫度區(qū)間。奧氏體晶粒急劇長大，形成過熱組織，故塑性、韌性降低，對易淬火鋼，此區(qū)脆性更大⑶正火區(qū)被加熱到Ac1到Ac3以上100～200°C區(qū)間。在此區(qū)溫度范圍內(nèi)，加熱時發(fā)生重結(jié)晶，轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的奧氏體晶粒，冷卻后為均勻而細(xì)小的鐵素體和珠光體，其力學(xué)性能優(yōu)于母材。第53頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月⑷部分相變區(qū)相當(dāng)于加熱到Ac1～Ac3溫度區(qū)間。珠光體和部分鐵素體發(fā)生重結(jié)晶，轉(zhuǎn)變成細(xì)小奧氏體晶粒。部分鐵素體不發(fā)生相變，但晶粒有長大趨勢。冷卻后晶粒大小不均，因而其力學(xué)性能比正火區(qū)稍差。冷軋板，在焊接過程中加熱到AC1以下溫度的區(qū)域發(fā)生再結(jié)晶退火，其破碎的或纖維狀地晶粒將變成完整的等軸晶粒，無相變發(fā)生。強(qiáng)度和硬度有所降低，塑性和韌性有所恢復(fù)；沒有發(fā)生冷作變形的熱軋鋼板和退火鋼板，不存在再結(jié)晶現(xiàn)象，熱影響區(qū)主要有過熱區(qū)、重結(jié)晶區(qū)和不完全重結(jié)晶區(qū)三部分。焊接熱影響區(qū)的大小和組織、性能變化的程度，決定于焊接方法、焊接參數(shù)、接頭形式和焊后冷卻速度等因素。第54頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬發(fā)生重結(jié)晶相變，其余部分沒發(fā)生相變的原始鐵素體晶?！执笤艰F素體晶粒和細(xì)小鐵素體+珠光體晶?；旌蠀^(qū)—力學(xué)性能不均勻）、再結(jié)晶區(qū)（晶粒外形發(fā)生變化，強(qiáng)度和硬度低于母材，塑性和韌性較好）組成。奧氏體不銹鋼焊接接頭組織奧氏體不銹鋼以固溶狀態(tài)供貨，組織為純奧氏體焊接條件下，除奧氏體之外，還有下列組織：針狀高溫1250-1300℃鐵素體—3-5%高溫鐵素體，防止裂紋。二次鐵素體—在900-300℃之間形成—產(chǎn)生在近縫區(qū)母材上西格瑪相—是一種鐵和鉻原子形成的金屬間化合物，硬而脆由高鉻鐵素體轉(zhuǎn)化而成。第55頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月C、晶粒度及夾雜物1）晶粒度鋼的晶粒度大小對鋼的性能有重要影響，室溫下，鋼的晶粒度越小，強(qiáng)度和韌性越高，晶粒度分為起始晶粒度和實際晶粒度：

（1）起始晶粒度：鋼加熱達(dá)到剛高于AC3臨界點(diǎn)時，這時珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束時的奧氏體晶粒很細(xì)小，通常稱為起始晶粒度。（2）實際晶粒度在交貨狀態(tài)下鋼材的實際晶粒大小，以及經(jīng)過不同熱處理后，鋼材或零件體得到的實際晶粒大小。（3）鋼材的晶粒度分為16級，晶粒度級數(shù)越小，晶粒越粗大，晶粒度級數(shù)越大，晶粒越細(xì)小。（4）影響鋼材實際晶粒度的因素第56頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月主要因素：加熱溫度，保溫時間；溫度越高，保溫時間越長，晶粒越大；其次原始組織狀態(tài)、熱加工、熱處理等對鋼的實際晶粒度也有一定影響。（5）鋼的晶粒度測定：YB/T5184?金屬平均晶粒度測定方法?測定；2）夾雜物鋼在高溫冶煉及澆鑄過程中，不可避免的出現(xiàn)一些非金屬夾雜物，即非金屬化合物。（1）夾雜物的危害;削弱有效工作斷面，帶來應(yīng)力集中，顯著降低鋼的強(qiáng)度和韌性；其危害程度與夾雜物的類型、大小、數(shù)量、形態(tài)分布等有關(guān)；（2）鋼中夾雜物測定GB/T10561?鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法?進(jìn)行檢測與評定等級。第57頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）常見夾雜物種類：常見夾雜物分脆性夾雜物（氧化物及脆性硅酸鹽）和塑性夾雜物（硫化物及易變形的硅酸鹽）等；①氧化物：AI2O3氧化物，Al脫氧時所產(chǎn)生的細(xì)小難熔、高硬度的脆性夾雜物。這種夾雜物熱加工后不變形，而沿加工方向分布成短線狀和顆粒帶，對鋼的疲勞性能影響較大；②硫化物：硫化物如FeS、MnS及兩者的固溶體（FeS-MnS），存在時這種夾雜物在熱加工時能導(dǎo)致熱脆；③硅酸鹽：硅酸鹽有硅酸亞鐵、硅酸亞錳和錳鐵硅酸鹽等，它有脆性硅酸鹽和易變形的硅酸鹽兩種。9、金屬材料的腐蝕類型及其試驗方法第58頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

腐蝕是金屬材料與周圍環(huán)境作用發(fā)生的損壞和變質(zhì)；

a、腐蝕的分類按腐蝕環(huán)境分為化學(xué)介質(zhì)腐蝕、大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕等，按作用機(jī)理可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕；按破環(huán)形式可分局部腐蝕和均勻腐蝕。

b、均勻腐蝕室指在整個合金材料表面上以比較均勻的方式發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象，是機(jī)械設(shè)備在實際使用中發(fā)生腐蝕失效的基本形式，是選用材料時需要考慮的最基本性能；

(1)、形貌特征：材料厚度逐漸減薄，甚至腐蝕穿透；均勻腐蝕時代表材料總的重量損失，所以均勻腐蝕試驗可采用簡單的浸泡試驗、查閱資料或憑生產(chǎn)經(jīng)驗簡單估算設(shè)備壽命(2)、最常用試驗方法—重量法，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T10124《金屬材料試驗室均勻腐蝕全浸試驗方法》。第59頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月C、點(diǎn)腐蝕設(shè)備的某些特定點(diǎn)域，形成向深處發(fā)展的腐蝕小坑，而金屬的大部分表面仍保持鈍性的腐蝕現(xiàn)象。（1）點(diǎn)腐蝕試驗方法：電化學(xué)方法GB/T17899《不銹鋼點(diǎn)蝕電位測量方法》

化學(xué)浸泡法GB/T17897《不銹鋼三氯化鐵點(diǎn)腐蝕試驗方法》電化學(xué)方法主要是測量試樣的不銹鋼擊穿部位，化學(xué)浸泡法主要采用三氯化鐵溶液進(jìn)行點(diǎn)腐蝕化學(xué)加速試驗。

d、晶間腐蝕金屬中各種溶質(zhì)元素或金屬化合物在晶粒晶界偏析或沉淀，在某些腐蝕介質(zhì)中，晶粒晶界優(yōu)先被腐蝕，使晶粒之間喪失結(jié)合力的局部破壞現(xiàn)象，稱為晶間腐蝕；（1）不銹鋼和鎳基合金是通常會發(fā)生晶間腐蝕現(xiàn)象。第60頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）不銹鋼和合金晶間腐蝕試驗方法有：

①草酸電介質(zhì)浸蝕法GB/T4334.1《不銹鋼10%草酸浸蝕試驗方法》②硫酸-硫酸鐵法法GB/T4334.2《不銹鋼硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法》③沸騰硝酸法GB/T4334.3《不銹鋼65%硝酸腐蝕試驗方法》④硝酸-氫氟酸法GB/T4334.4《不銹鋼硝酸-氫氟酸腐蝕試驗方法》⑤

硫酸-硫酸銅法GB/T4334.5《不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法》。e、縫隙腐蝕在電解質(zhì)溶液中（特別是含有鹵素離子的介質(zhì)），在金屬與金屬或非金屬表面之間狹窄的縫隙內(nèi)，由于溶液的移動受到阻滯，在縫隙內(nèi)溶液中氧耗竭后，氯氯離子即從縫隙外向縫隙內(nèi)遷移，又由于金屬氯化物的水解自催化酸化過程，導(dǎo)致鈍化膜的破裂，因而產(chǎn)生與自催化點(diǎn)腐蝕相類似的局部腐蝕。第61頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）危害：破壞機(jī)械連接的整體性和密封面，給設(shè)備的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的障礙或失敗，甚至出現(xiàn)破壞事故。（2）縫隙腐蝕產(chǎn)生與工件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，通常發(fā)生在一些電解質(zhì)溶液停滯的縫隙中或屏蔽的表面內(nèi)，如法蘭的連接處、與鉚釘、螺栓、墊片、墊圈、閥座、松動的表面沉積物以及附著的海洋生物接觸處、列管換熱器換熱管與管板間隙等；（3）常用試驗方法是三氯化鐵化學(xué)浸泡GB/T10127《不銹鋼三氯化鐵縫隙腐蝕試驗方法》和電化學(xué)方法兩種。f、應(yīng)力腐蝕工件在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的聯(lián)合作用下，將出現(xiàn)低于材料強(qiáng)度極限的脆性開裂現(xiàn)象，致使設(shè)備和零部件失效，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力腐蝕開裂。第62頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）分類根據(jù)介質(zhì)的成分不同，開裂方式分為：氯裂、堿脆、硝脆、氧脆等無預(yù)兆突然開裂。（2）應(yīng)力腐蝕開裂的特征在極低的負(fù)荷應(yīng)力下也產(chǎn)生開裂；腐蝕性極弱的介質(zhì)也能引起應(yīng)力腐蝕開裂；全面腐蝕很輕，沒有變形預(yù)兆，會發(fā)生突然斷裂。（3）發(fā)生應(yīng)力腐蝕必須滿足材料、環(huán)境和應(yīng)力三個條件（4）根據(jù)應(yīng)力加載的方法，應(yīng)力腐蝕試驗方法有：

①恒變形法：給定變形，對其在試驗環(huán)境中的開裂敏感性進(jìn)行評定；

②橫載荷法：對試樣沿軸向施加應(yīng)力，在腐蝕介質(zhì)中試驗，比較斷裂時間的長短，或利用應(yīng)力與斷裂事件的關(guān)系曲線，提出應(yīng)力腐蝕開裂的臨界應(yīng)力；第63頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

③慢應(yīng)變速率法：在慢應(yīng)力試驗機(jī)上，在腐蝕介質(zhì)中以一定應(yīng)變速率拉伸，直至斷裂，分析試樣破斷情況和斷口特征等，以評定其應(yīng)力腐蝕開裂敏感性；

④斷裂力學(xué)法：使用契型張開加載試樣，對預(yù)先制有裂紋的試樣給以各種K值，測定裂紋停止擴(kuò)展的臨界值；（5）試驗方法標(biāo)準(zhǔn)：GB/T4157《金屬抗硫化物應(yīng)力腐蝕開裂恒負(fù)荷拉伸試驗方法》、GB/T17898《不銹鋼在沸騰氯化鎂溶液中應(yīng)力腐蝕試驗方法》、GB/T10126《鐵-鉻-鎳合金在高溫水中應(yīng)力腐蝕試驗方法》等，其他腐蝕方法如氫脆和高溫氧化等。G、其他腐蝕1）氫脆金屬材料因吸收氫而導(dǎo)致塑性降低，性能惡化的現(xiàn)象；2）高溫氧化：金屬材料與氧氣在高溫下反應(yīng)生成金屬氧化物的過程，廣義的講，反應(yīng)氣體可以是鹵族元素、硫、碳、氮等，其反應(yīng)生成的產(chǎn)物膜統(tǒng)稱為氧化膜。第64頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、壓力容器用材料1、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)對壓力容器用材料要求

1）壓力容器材料特點(diǎn)（1）材料應(yīng)具有滿足容器的安全使用性能；（2）具有良好的加工工藝性能；（3）與一般材料標(biāo)準(zhǔn)相比具有更為嚴(yán)格的要求如成分、力學(xué)性能等方面，見表8和表9；

2）容器用材料的要求（1）受壓元件用鋼應(yīng)為氧氣轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼；（2）Rm≥540Mpa低合金鋼板、雙相不銹鋼板、-20℃以下低溫鋼板或低溫鋼鍛件應(yīng)進(jìn)行爐外精煉。（3）壓力容器受壓元件用鋼板、鋼管和鋼鍛件的斷后伸長率應(yīng)符合容規(guī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)要求及相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（4）焊接材料力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定值，當(dāng)需要時，其他性能不低于母材。第65頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表8容器用鋼的化學(xué)成分要求鋼材類別碳含量(%)磷含量(%)硫含量(%)備注碳素鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)≤0.25%≤0.035%≤0.035%焊接用鋼壓力容器專用鋼≤0.25%≤0.030%≤0.020%容器用鋼≤0.25%≤0.025%≤0.015%≥540Mpa≤0.25%≤0.025%≤0.012%-20℃低溫鋼﹤540Mpa≤0.25%≤0.020%≤0.010%-20℃低溫鋼≥540Mpa第66頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表9力學(xué)性能要求

厚度≥6mm的鋼板、直徑和厚度可以制備5mm小尺寸沖擊試樣的鋼管，任何尺寸鍛件，按照設(shè)計要求的沖擊試驗溫度下進(jìn)行V型缺口沖擊試驗并符合下表要求：鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm(Mpa)3個標(biāo)準(zhǔn)試樣沖擊功平均值KV2(J)焊接結(jié)構(gòu)用鋼的斷后伸長率A(%)≤420≥20≥23﹥420-450≥20≥20﹥450-510≥24≥20﹥510-550-570≥31≥20，≥17﹥570-630≥34≥17﹥630-690≥38≥17第67頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月3）無損檢測要求

對于盛裝介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害、在濕H2S腐蝕環(huán)境中使用、設(shè)計壓力大于等于10MPA、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行超聲檢測的，厚度大于或等于12mm的碳素鋼板、低合金鋼板用于制造單層壓力容器殼體時，需要逐張超聲檢測，按JB/T4730規(guī)定，II級合格或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2、鍋爐壓力容器用鋼

壓力容器用鋼可采用板、管、鍛件及棒材。

第68頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1、鍋爐壓力容器用鋼的牌號和性能碳素鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼是制造鍋爐壓力容器的常用鋼種，根據(jù)使用要求，可采用銅、鋁、鈦、鎳、鋯、鉭及合金，鐵素體不銹鋼，雙相不銹鋼及與鋼的復(fù)合板均可用于壓力容器制造。1）普通低碳鋼

QXXX—XX

脫氧方法(F、b、Z、TZ)

質(zhì)量等級（A、B、C、D）屈服強(qiáng)度值（Mpa）

屈服強(qiáng)度的漢語拼音第一個字母第69頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月

常用的普通低碳鋼牌號有Q235B、Q235C,現(xiàn)行鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB/T912-1989和GB/T3274-1988鋼材的化學(xué)成份主要以少量的C（≤0.20/≤0.18）、Si(0.12-0.30)、Mn(≤0.70/≤0.80)為合金元素,材料的強(qiáng)度較低，一般Rm=375-500Mpa,Rel≥235Mpa.但硫磷含量較高，其中Ws≤0.035%,Wp≤0.035%,所以其使用范圍受到限制，Q235B、Q235C主要以熱軋狀態(tài)供貨，具有如下表；Q245R作為容器應(yīng)鋼板現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為GB713-2008，可以熱軋、控軋或正火狀態(tài)供貨，合金元素錳含量可達(dá)1.0%，當(dāng)厚度大于等于60mm時，可增加到1.2%以進(jìn)一步改善鋼的性能。P、S控制更為嚴(yán)格達(dá)到0.025和0.015以下，一方面顯示我們國家鋼材冶煉水平不斷進(jìn)步，使鋼的性能得到大幅改善。材料綜合性能得到了提高。第70頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表11碳素結(jié)構(gòu)鋼板的使用范圍鋼號容器設(shè)計壓力（Mpa）鋼板使用溫度（℃）用于容器受壓元件厚度（mm）容器中的介質(zhì)殼體其它Q235B≤1.620-300≤16≤30不得用于毒性程度為高度或極度危害的介質(zhì)Q235C≤1.60-300≤16≤40不得用于毒性程度為高度或極度危害的介質(zhì)Q245R≤35-20-475≤100≤150不作限制表碳素結(jié)構(gòu)鋼推薦用焊接材料鋼號SMAW焊接材料SAW焊接材料氣保焊型號牌號焊絲牌號焊劑焊絲牌號Q235E4316J426H08A/EF4A2-H08AHJ431H08MnSiQ245RE4315J427H08MnA1）焊條標(biāo)準(zhǔn)NB/T47018.2,2)埋弧焊：NB/T47018.4;3)氣保焊絲標(biāo)準(zhǔn)：實芯NB/T47018.3，藥芯，GB/T17853第71頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月2)、低合金高強(qiáng)度鋼板(1)、合金鋼低合金鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上加入少量的合金元素（Mn,V,Si,Ti,Mo,Nb等）總量不超過5%而形成的鋼。合金元素用以提高鋼的強(qiáng)度并保證具有一定的塑性和韌性，或使鋼具有某些特殊性能，如低溫鋼、耐高溫等。常用于鍋爐壓力容器的鋼分為低合金高強(qiáng)鋼（13MnNiMoR）、低溫鋼、耐熱鋼。

XX—X—X

合金元素含量（合金元素小于1.5%時省略不寫）合金元素化學(xué)符號含碳量的萬分比第72頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2、低合金鋼的特點(diǎn)：含碳量一般控制在0.2%以下，通過添加合金元素Mn

（（1.2-1.6%）范圍的Si（0.15-0.55）形成了基本的的低合金鋼Q345R，然后在此基礎(chǔ)上添加抗氧化、提高高溫性能的合金元素Cr、Mo及V、Nb、Ti、Al等微量細(xì)化晶粒元素，配合適當(dāng)?shù)能堉乒に嚮驘崽幚砉に噥肀ＷC鋼材具有優(yōu)良的綜合性能；

A、主要通過細(xì)晶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化來實現(xiàn)強(qiáng)化；

B、屈服強(qiáng)度在295-460Mpa范圍，

C、在熱軋、控扎、正火或正火加回火狀態(tài)使用。

D、同種鋼熱處理狀態(tài)下的性能比熱軋狀態(tài)下強(qiáng)度稍有下降，塑韌性都有顯著提高。

E、焊接接頭對焊接熱輸入較敏感，具有淬硬傾向。相關(guān)材料的化學(xué)成份和力學(xué)性能如下表的基礎(chǔ)上形成第73頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表12低合金鋼的化學(xué)成份和力學(xué)性能牌號化學(xué)成份%CSiMnCrNiMoNbpSQ345R0.20.351.2-1.60.0250.015Q370R0.180.551.2-1.60.0250.01518MnMoNbR0.220.15-0.51.2-1.60.020.0113MnNiMoR0.150.15-0.51.2-1.60.3-0.40.6-10.2-0.40.005-0.020.020.01低合金高強(qiáng)鋼的力學(xué)性能狀態(tài)厚度范圍mmRm(min)MpaReL(min)MpaA%使用溫度范圍℃Q345R熱軋、控軋或正火3-200470-640265-34520-21-20475Q370R正火10-60520-630340-37020-2035018MnMoNbR正火+回火30-100570-720390-40017-1047513MnNiMoR正火+回火(620℃)30-150570-720380-39018-20400第74頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表13低合金高強(qiáng)鋼推薦的焊接材料鋼號SMAWSAWGMAWGTAW焊條焊絲牌號焊劑焊絲鋼號焊絲鋼號型號牌號型號牌號Q345RE5016J506H10MnSiF4AO-H08AHJ431/SJ101ER50-2/CO2H10MnSiQ370RE5015J507H10Mn2F4A2-H1OMn2F4A4-H08MnAHJ350SJ101ER55-1/Ar+20%CO2ER55-118MnMoNbRE6015-D1J607H08Mn2MoAF4A2-H10Mn2HJ250G/SJ101ER69-1/Ar+2%CO2ER69-113MnNiMoRE6016-D1J606H08Mn2MoAF4A2-H10Mn2HJ350/SJ101ER69-1ER69-1E6015-D1J607低合金高強(qiáng)鋼的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有：GB713-2008(鍋爐和壓力容器用鋼板)/GB6479-2000(低合金高強(qiáng)度鋼管)、JB4726-2000(碳素鋼和低合金鋼鍛件)第75頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月3）、低溫鋼

GB150規(guī)定，對于設(shè)計溫度低于-20℃的碳素鋼和低合金鋼制造的容器稱為低溫容器。為了適應(yīng)容器低溫使用工況的要求，防止低溫脆性，研制了具有較好抗低溫脆性的碳素鋼和低合金鋼，就形成了低溫鋼系列。

低溫鋼主要要求保證在使用溫度下具有足夠的韌性和抗脆性破壞的能力。低溫鋼一般通過合金元素的固溶強(qiáng)化、通過正火、回火細(xì)化晶粒，均勻組織，獲得良好的低溫韌性。

為了低溫鋼是低合金鋼的一種，一般是在16Mn鋼的基礎(chǔ)上添加V、Al、Nb、Ti及稀土元素，適當(dāng)增加Mn含量，同時嚴(yán)格控制S、P等雜質(zhì)含量，除氣、除硫和凈化晶界，以獲得良好的低溫韌性。第76頁，課件共198頁，創(chuàng)作于2023年2月表14低溫鋼鋼號化學(xué)成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%C≤SiMnP≤S≤NiV≤Als≥其他16MnDR0.20.15-0.51.2-1.60.0250.0120.02015MnNiDR0.180.15-0.51.2-1.60.0250.0120.2-0.60.060.02009MnNiDR0.120.15-0.51.2-1.60.020.0120.3-0.80.020Nb0.04力學(xué)性能交貨狀態(tài)厚