承压类特种设备基础知识

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1、承压类特种设备基础知识（力学、金属学及热处理、金属工艺、材料、焊接、无损检测）第一章金属材料及热处理基本知识0.1：使用性能：（力学性能、物理性能、化学性能）决定了材料的应用范围，使用的可靠性和使用的寿命0.1.1物理性能1、重度重度是物体重量和其体积的比值；金属的重度即是单位体积金属的重量，符号用Y表示，计算公式如下：Y＝G/V(克力／厘米3)式中G—物体的重量(克力)；V—物体的体积(厘米’)Y—物体的重度(克力／厘米3)一般将重度小于6(克力／厘米3)的金属称为轻金属，重度大于6(克力／厘米3)的金属称为重金属。2、熔点金属或合金的熔化温度，称为熔点。金属都有固定的熔点。属于难熔的金属有

2、钨、钼、铬、钒等，属于易熔的金属有锡、铅、锌等。3、热膨胀金属和合金受热时，它的体积会增大，冷却时则收缩。金属的这种性能称为热膨胀性。热膨胀的大小，用线胀系数或体胀系数来表示。线胀系数的计算公式如下α=（L1-L0）/L0×100％式中L0—膨胀前长度(厘米)L1—膨胀后长度(厘米)T一升高的温度(℃)；α—线膨胀系数(厘米／厘米℃)4、导热性：金属在加热或冷却时能够传导热能的性质称力导热性。为比较金属的导热性，设导热最好的银的导热率为l，则铜的导热率为0．9，铝为0.5，铁为0．18，汞为0．02等。金属导热性的具体数值用金属的导热系数λ52表示。即规定在每1厘米2的金属面积上，以每厘米长的

3、金属在每秒升温一度时所传导的热量卡作标准。导热系数的单位是卡／厘米·秒·℃导热性好的金属散热也好，在制造散热器、热交换器等零件时，就要注意选用导热性好的金属。5.导电性金属能够传导电流的性能，称为导电性。导电性的好坏，用电阻系数表示，电阻系数越小，导电性就越好。导电性最好的是银，其次是铝，6.磁性金属能导磁的性能，称为磁性。具有导磁能力的金属都能被磁铁吸引。如铁、镍、钴等都较高的磁性，也称为磁性金属。但对于某些金属来说，磁性也不是固定不变的，当温度升高，金属或合金的磁性会消失，如铁在770℃以上就没有磁性。0.1.2化学性能：1、耐腐蚀性金属材料在常温下抵抗氧、水蒸汽等介质腐蚀的能力，称为耐腐

4、蚀性。2、热安定性：金属在高温下对氧化的抵抗能力称为热安定性。0.2工艺性能：对制造成本、生产效率、产品质量有很大的影响。0.2.1、铸造性：金属能否用铸造方法制成优良铸件的性能，包括金属的液态流动性，冷却时的收缩率和偏析倾向等。0.2.2、锻压性：金属能否用锻压方法制成优良锻压件的性能。锻压性一般与材料的塑性及其塑性变形抗力有关。0.2.3、可焊性：金属是否容易用一定的焊接方法焊成优良接头的性能。可焊性好的金属能获得没有裂叛气孔等缺陷的焊缝，并且焊接接头具有一定的机械性能。0.2.4、切削加工性：金属材料是否易于被刀具切削的性能，称为切削加工性。切削加工性能好的金属对使用的刀具磨损量小，切削

5、用量大，加工表面也比较光洁。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、韧性等指标。1.1.1应力和应变1、外力：从设备外部施加到设备上的力。2、内力：存在于设备内部，大小和外力相等，方向相反的力。3、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力524、应变：物体在外力作用下，其形状尺寸发生相对变化。5、载荷与变形：当金属材料受外力作用时，这种外力称为载荷(或称负荷、负载)；受外力后形状改变，称为变形。载荷因其作用性质不同，可以分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。（1）、静载荷是指大小不变或变动很慢的载荷。（2）、冲击载荷是指突然增加的载荷。

6、（3）、交变载荷是指大小或方向作周期性变换的载荷。材料受载荷作用后的变形，可分为拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等。图1-1是金属材料在不同载荷作用下的变形情况。图1-2是铆钉受剪切载荷的情况图1-1金属在受载时的变形分类图1-2铆钉受剪切载荷6、四种基本变形形式：(1)拉伸或压缩：杆受一对大小相等，方向相反的纵向力，力的作用线与杆轴线重合(2)剪切：杆受一对大小相等，方向相反的横向力，力的作用线靠得很近52(3)扭转：杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面垂直于杆轴线(4)弯曲：杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面是包含轴线的纵向面7.其他（1）应力的种类：剪切应力，弯曲应力和交变

7、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