cysb承压类特种设备无损检测-相关知识

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1、承压类特种设备无损检测相关知识2007.8第一篇金属材料、热处理及焊接基本知识第一章金属材料及热处理基本知识金属材料的性能主要包括以下两个方面1.使用性能（力学性能、物理性能、化学性能）2.工艺性能使用性能：决定了材料的应用范围，使用的可靠性和使用的寿命工艺性能：对制造成本，生产效率产品质量有很大的影响。1.1材料力学基本知识承压类特种设备材料的力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性、韧性等而这些指标可以通过力学性能试验测定。1.1.1应力和应变应力：物体在外力作用下而变形时，其内部任一截面单位面积上的内应力的大小。（方向垂直于

2、截面的应力称为正应力它可分为拉应力和压应力两种）应变：物体在外力作用下，其形状尺寸发生相对变化。1.1.2强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力（材料强度指标可以通过拉伸试验测出）抗拉强度δb，屈服强度δs是评价材料强度性能指标的两个最重要的指标。1.1.3塑性塑性是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。（评定材料塑性的指标用伸长率和断面收缩率表示）特别要指出的是单纯追求塑性会限制材料的强度，造成产品粗大笨重，浪费材料减少使用寿命。1.1.4硬度硬度是指材料抵抗局部变形或表面损伤的能力。硬度试验

3、的主要方法1.布氏硬度HB2.洛氏硬度HR3.里氏硬度HL4.维氏硬度HV维氏硬度主要测定金属表面硬度的。焊接性能试验中最高硬度试验是用维氏硬度来测定焊缝、熔合线和热影响区硬度的1.1.5冲击韧性冲击韧性是指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性冲击韧性是对材料的化学成分、冶金质量、组织状态内部缺陷以及试验温度等比较敏感的一个质量指标。冲击韧性指标用AK表示，试样缺口的形式有U型和V型两种。材料力学方面需要掌握的问题1.了解使用性能、工艺性能主要目的是什么？2.承压类特种设备材料的力学性能指标主要包括哪些内

4、容？3.强度的定义4.维氏硬度的作用以及焊接接头硬度的测定一般应包括哪些部位？5.冲击韧性可以衡量焊接接头的哪些质量指标？1.1.6有关材料方面的进一步知识1.应力（1）应力的种类：剪切应力，弯曲应力和交变应力当承压类特种设备壳体的形状发生变化或厚度改变时，会在不连续出及其附近产生剪切应力和弯曲应力在长期交变应力下工作的承压类特种设备有些会出现疲劳和破坏现象。（2）应力集中的概念在承压类特种设备中，构件的截面尺寸发生突变，往往是缺陷引起的。这些缺陷统称为缺口，包括：表面损伤、焊缝咬边、气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。应力集中

5、的严重程度和缺口的大小有关。其中以裂纹引起的应力集中最为严重。（3）承压类特种设备的工作压力试验表明；对对圆筒形容器来讲，环焊缝受力只是纵焊缝的一半，而对球形容器来讲由于不存在切向应力，只有经向应力。故在相同压力和直径下，球形容器的壁厚比圆筒形容器的壁厚大约可以减少一半。2.有关材料力学方面的进一步知识（1）弯曲试验弯曲试验是焊接接头力学性能试验的主要项目弯曲试验可以考核焊接接头的主要项目包括：焊缝和热影响区的塑性、内部缺陷、焊缝的致密性、焊接接头不同区域协调变形能力。（2）屈服比的概念描述高强度金属材料的一个术语。（3）断裂

6、韧度断裂韧度是用来反映材料抵抗裂纹失稳扩展，即抵抗脆性断裂的指标。断裂韧度是材料的固有指标它与裂纹的大小，形状，外加应力无关。主要取决材料的成分，内部组织和结构。（4）钢材的脆化a.冷脆化；金属材料在低温下呈现的脆性称为冷脆性。b.热脆性；钢材长时间停留在400－5000C后再冷却到室温，冲击韧度值会有明显下降，这种现象称之为钢材的热脆性。c.氢脆；钢中的氢会使材料的力学性能脆化，这种现象称为氢脆。钢中的氢主要来源三个方面1.冶炼过程中溶解在钢水中的氢2.焊接过程中由于水或油污在高温下分解出来的氢溶解在钢材中3.工作介质中的氢进

7、入钢中。氢致断裂只发生在-100－1500C的温度范围内。d.苛性脆化；苛性脆化一般都发生在受压元件的铆接和涨接处。E.应力腐蚀脆性断裂；由于拉应力与介质腐蚀联合作用引起的低应力脆性断裂叫做应力腐蚀。应力腐蚀产生的必要条件：1.元件承受拉应力的作用2.具有与材料种类相匹配的特定腐蚀介质环境3.材料对应力腐蚀的敏感程度。对钢材而言应力腐蚀的敏感性与的成分、组织及热处理情况有关。有关材料和材料力学近一步知识方面需要掌握的问题1.在承压类特种设备中，哪些缺陷会引起应力集中？2.弯曲试验可以考核焊接接头的哪些性能指标？3.钢中的氢是怎

8、样产生的?4.断裂韧度与哪些因素有关哪些因素无关？5.产生应力腐蚀的条件？1.2金属学与热处理基本知识1.2.1金属的晶体结构常见的晶体结构：1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格1.2.2铁碳合金的基本组织通常把钢和铸铁统称为铁碳合金。一般把含碳量0