《金属材料知识》word版

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1、金属材料知识概述承压设备制造是国民经济的基础产业，各种生产工艺的要求各不尽相同，如：压力从真空到高压甚至超高压、温度从低温到高温以及腐蚀性、易燃、易爆物料等，使得设备处在极其复杂的操作条件下运行。由于不同的生产条件对设备材料有不同的要求，因此，合理的选用材料是设计承压设备的关键环节。例如：对于高温容器，由于钢材在高温的长期作用下，材料的力学性能和金属组织都会发生明显的变化，加之承受一定的工作压力，因此在选材时必须考虑到材料的强度及高温条件下组织的稳定性。容器内部盛装的介质大多具有一定的腐蚀性，因此需要考虑材料的耐腐蚀情况。对于频繁开、停车的设备或可能受到冲击载荷作用的

2、设备，还要考虑材料的疲劳等。而低温条件下操作的设备，则需要考虑材料低温下的脆性断裂问题。一、金属材料的分类二、金属材料的性能三、影响材料性能的因素四、特种设备对材料的要求五、特种设备常用材料标准一、金属材料分类黑色金属：铁和铁的合金均称为黑色金属纯铁：化学纯铁含碳量几乎为零，工业纯铁含碳量<0.05%。纯铁是很软的，一般不应用到实际中。铁碳合金：以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。生铁：把铁矿石放到高炉中冶炼而成的，含碳量2％～4.3％（也有资料称3.5%—5.5%、2.11%-6.67%）的铁碳合金称为生铁。生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形

3、能力，因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形，主要用来炼钢和制造铸件，如白口铁、灰口铁和球墨铸铁。也有习惯上把炼钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁。钢：含碳量在0.04%-2.3%之间（也有资料称0.03%-1.2%）的铁碳合金称为钢。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。有色金属：除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝等。金属材料分类（钢材）1、按化学成分分类：①碳素钢：简称碳钢。除铁、碳外主要含有少量Si、Mn及P、S等杂质，这些总含量不超过2%，按含碳量不同分为：低碳钢——含碳量小于0.25%

4、中碳钢——含碳量等于0.25%～0.6%12高碳钢——含碳量大于0.6%②合金钢：除碳钢所含元素外，还含有其它一些合金元素：如Cr、Ni、Mo、W、V、B等，按合金元素含量不同分类：低合金钢——合金元素含量小于5%中合金钢——合金元素含量等于5%～10%高合金钢——合金元素含量大于10%金属材料分类（钢材）2、按用途分类：①建筑工程用钢或构件用钢①普通碳素结构钢②低合金结构钢③钢筋用钢等②结构钢机器零件用钢调质结构钢表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢易切削结构钢冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。弹簧钢轴承钢③工具钢——刃具钢、模具钢、量具钢①碳素

5、工具钢②合金工具钢③高速工具钢。④特殊用途用钢——不锈耐酸钢、耐热钢、低温用刚、耐候钢、磁钢等⑤专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。金属材料分类（钢材）3、按冶炼中的脱氧方式分类：①沸腾钢  F②镇静钢  Z③半镇静钢   b④特殊镇静钢 TZ金属材料分类（钢材）4、按金相组织分类①按退火状态的亚共析（铁素体+珠光体）共析（珠光体）过共析和莱氏体钢（珠光体+渗碳体）12②按正火状态的珠光体钢贝氏体钢马氏体钢奥氏体钢③按加热冷却时有无发生相变的铁素体钢、奥氏体钢、双相钢等金属材料分类（钢材）5、按品质分类：P、S杂质含量分类：①普通钢P

6、含量≤0.045%，S含量≤0.055%②优质钢P含量≤0.040%，S含量≤0.040%③高级优质钢—AP含量≤0.035%，S含量≤0.030%④特级优质钢—E新容规TSGR0004第2.3条规定：用于焊接的碳素钢和低合金钢，P≤0.035%，S≤0.035%压力容器专用钢，基本要求：P≤0.030%，S≤0.020%；抗拉强度下限值大于540MPa，P≤0.025%，S≤0.015%；设计温度低于-20℃，抗拉强度下限值小于540MPa，P≤0.025%，S≤0.012%；设计温度低于-20℃，抗拉强度下限值大于540MPa，P≤0.020%，S≤0.010%。

7、二、金属材料性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能。金属材料的性能一般包括使用性能和加工工艺性能两个方面使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现的性能，它包括材料的物理、化学和力学等性能。物理性能化学性能力学性能工艺性能：是指材料承受各种冷、热加工的能力。冷、热加工性能金属材料性能—使用性能物理性能12金属材料在固态下所表现出来得一系列物理现象叫金属的物理性能，如密度、比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性和耐磨性等。化学性能材料在常温或高温条件下,抵抗氧化或腐蚀介质对其化学侵蚀的