承压设备特种设备无损检测相关知识要点20121012

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1、第一部分金属材料及热处理基本知识一，材料性能：通常所指的金属材料性能包括两个方面：使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作，材料所应具备的性能，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（耐腐蚀性）使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和寿命。工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、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。工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。二，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有强度、硬

2、度、塑性、韧性等。可以通过力学性能试验测定。1，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σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形，所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标，并加安全系数。2，塑性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通常用伸长率和断面收缩率。对必须承受强烈变形的材料，塑性优良的材料冷压成型的性能好。3，硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系，一般情况下，硬度较

3、高的材料其强度也较高，所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外，硬度较高的材料耐磨性也较好。工程中常用的硬度测试方法有以下四种1、布氏硬度HB（2）洛氏硬度HRc（3）维氏硬度HV（4）里氏硬度HL4，冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的，摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示，Sn为断口处的截面积，则冲击韧性ak=Ak/Sn。在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。5、弯曲试验是焊接接头力学性能试验的主要项目。6、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

4、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。7、承压类特种设备的工作压力：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。三金属学与热处理的基本知识1，所有固态金属都是晶体。晶体内部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有：（1）体心立方晶格，如金属α-铁、δ—铁、β--Ti、Cr、V等。（2）面心立

5、方晶格，如金属α-铁、AI、Cu、Ni等。（3）密排六方晶格，如金属Mg、Zn、γ--Ti等。2，铁碳合金的基本组织12通常把钢和铸铁统称为铁碳合金，因为钢和铸铁的成分虽然复杂，但是基本上是铁和碳两种元素组成的。一般把含碳0.02%--2%的称为钢，含碳量大于2%的称为铸铁。碳含量对钢铁的性质有决定性的影响。碳含量低，其性质是“强而韧”，碳含量高，其性质是“弱而脆”，铁碳合金Fe—FeC的金相结构有以下几种：（1）铁素体，铁素体是碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。碳在α-Fe中的溶解度很小，727℃时0.0218%；室温时为0.0008%,几乎为零。

6、其强度和硬度很低，塑性、韧性好。（2）奥氏体，奥氏体是碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格。碳在γ-Fe中的溶碳量较高，1148℃时2.11%；1148℃时为0.77%。其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。其晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。（3）渗碳体：渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是6.69％，具有复杂的晶体结构。其硬度很高，塑性和韧性很差，δ、Ak接近于零，脆性很大承压类特种设备常用的碳素钢含碳量一般低于0.25%。1，热处理的一般过程热处理是将固态金属及合金按预定要求进行加热，保温和冷却，其目的是以改变其内部组织，从而获得所要求性能的一

7、种工艺过程。在实际生产中，热处理的基本工艺过程是由加热，保温和冷却三个阶段构成的，温度和时间是影响热处理的主要因素，任何热处理过程都可以用温度-----时间曲线来说明。2，承压类特种设备常用热处理工艺根据钢在加热和冷却时的组织和性能变化规律，热处理工艺分为退火、正火、淬火、回火、化学热处理等。1、退火：（炉冷）将钢件加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。目的：均匀组织、降低硬度、消除内应力、改善切削加工性能。根据钢的成分和目的的不同，退火又分为完全退火、不完全退火、消除应力退火等，承压类特种设备的消除应力退火处理主要指焊后热