7黑色金属及其选用-jiang

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1、黑色金属及其选用*工况：过程装备及构件在使用过程中存在失效现象措施：弄清失效的类型，从结构组织方面提高材料的性能要求：减少过程装备及构件的失效，提高材料的性能黑色金属：铁和铁基的合金（钢、铸铁和铁合金）其中钢铁占了95％有色金属：除黑色金属（铁基合金）以外的所有金属及其合金。金属压力容器压力容器：化工、石油化工、能源、轻工、食品、医药等生产过程以及航空、航天等部门所用的机器、设备(如：换热器、反应釜、塔设备、各种贮罐、汽缸、油缸等)的承压壳体都是压力容器压力容器图压力容器图压力容器图压力容器图压力容器图神舟外形韧性断裂：应力大于许用值，材料因裂纹萌生与扩展引起失效，如：应力腐

2、蚀、高温氧化、磨损等脆性断裂：脆性破坏失效，韧性高的材料制造，在使用或制造过程中受环境因素及各种条件的影响，材料性能会发生变化，材料脆化使容器使用过程中产生低应力脆断，如：氢脆、碱脆、σ相脆化、碳化物析出、低温、辐射等脆化疲劳断裂：交变应力引起，如：振动、周期性温度变化等7.1.1压力容器的工况分析(常见3种失效情况)良好的综合力学性能：强度、硬度、塑性、韧性较高的强度与韧性较低的缺口敏感性：屈强比小，防止脆断机械构件要求屈强比高，保证机械构件变形小良好的材料组织和组织稳定性：组织均匀、晶粒细化、尽可能少的组织缺陷好的冶金质量：成分均匀、杂质（S、P）含量低良好的加工工艺性能

3、和焊接性能：易加工成形，防止产生裂纹和各种缺陷含碳量低：碳当量Ceq≤0.45%，C≤0.25%，焊接、冷成形、强度、塑性、冲击韧性7.1.2压力容器对材料性能的要求非高温：抗拉强度和屈服点高温：蠕变、持久强度7.1.3压力容器材料焊接性能的保证焊接过程特点温度高温度梯度大溶池体积小和冷却速度快各个物理化学过程分段连续进行焊接性能的保证正确设计焊接接头的型式选择成熟、完善的焊接方法与工艺焊接材料匹配焊接区金属保护焊接控制有效的焊后热处理JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》7.1.4压力容器用钢低碳钢0.02

4、%高碳钢0.6

5、碳钢）(P92)A、B、C级钢板都需提供拉伸实验的σb、σs和δ值A级钢板性能检验不用作冲击试验，而B级和C级钢板性能检验分别要作常温冲击试验及0℃冲击试验，都需保证Akv不小于27J压力容器承压构件使用普通低碳钢限制条件（GB150-1998）Q235-A·FQ235-AQ235-BQ235-C设计压力(MPa)≤0.6≤1.0≤1.6≤2.5使用温度(℃)0~2500~3500~3500~400壳体板厚(mm)≤12≤16≤20≤30其它限制（按《压力容器安全技术监察规程》的规定进行介质毒性程度的分级和易燃介质划分）不得用于易燃介质及毒性程度为中度、高度或极度危害介质的压

6、力容器。不得用于液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器2)低合金高强度钢（合金元素总量≤3%，省钢材，减轻重量，Si,Mn,Mo,V,Ti,Nb,稀土Re等）含C量低：多限制C≤0.20%，其韧性、焊接性能和冷成形性能好。因为C增加、钢的强度增加，但焊接性能、冷加工性能变坏、韧脆转变温度升高。Mn为主加合金元素：固溶强化铁素体、提高钢材的强度和韧性、韧脆转变温度降低，使钢有较好的低温韧性，但加入量不能太多，≤1.5%)。Si(≤0.4%)：固溶强化作用显著，但塑性和韧性降低，韧脆转变温度升高。合金化特点：合金化特

7、点V、Ti、Nb(＜0.1%)等微合金元素：细小碳化物、或碳氮化物，有利于获得细小的铁素体晶粒，起析出沉淀强化的作用，强度和韧性增加，改进焊接性能Mo:显著提高强度、高温抗蠕变及抗氢腐蚀能力增强、提高热强性效果显著，但是，单独加Mo容易发生石墨化倾向，Mo(与Cr同时加)，可以防止石墨化倾向Ni：固溶强化铁素体，钢材的塑性和韧性都提高低合金高强度钢-16MnR20号钢＋Mn、Si进行强化形成的C-Mn钢16MnR是屈服强度350MPa级的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能