加工工艺对材料性能的影响.ppt

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1、3.压力容器用材以及环境和时间对其材料性能的影响3.2压力容器制造工艺对钢材性能的影响MATERIALSFORPRESSUREVESSELSANDINFLUENCESOFENVIRORMENTANDTIMEONPROPERTIESOFTHESEMATERIALS1压力容器制造冷、热加工焊接组对热处理（必要时）23.2.1塑性变形材料在载荷下的变形弹性变形塑性变形或永久变形加工：使材料或物体发生变形加工：使物体或材料发生预定的永久性变形的行为。3一、应变硬化二、热加工和冷加工中的性能变化三、各向异性四、应变时效材料在塑性变形中内部性能

2、的变化：4一、应变硬化见应力-应变曲线图从该曲线可以看到，从d卸载后，d′g表示消失了的弹性变形而od′表示不再消失的塑性变形。卸载后，在短时间内再次加载，则应力应变关系按照dd′变化，到了d以后，按照def变化。到d以前材料都是弹性的，以后才出现塑性变形。相当于形成了新的材料曲线。比较，可见在第2次加载时，其比例极限提高了，但塑性变形和延伸率却有所减低，表明，在常温下把材料拉伸到塑性变形，然后卸载，当再次加载时，将使材料的比例极限提高，而塑性减低。这种现象称为冷做硬化。（加工硬化、应变硬化）——材料力学冷做硬化经退火，可消失。加工

3、硬化可提高材料的抗变形能力，但塑性降低(难易变形，发生屈服的应力水平更高了)材料屈服后应力应变曲线呈上升趋势5热加工或热变形:在材料再结晶温度以上进行的（塑性）加工热变形时加工硬化和再结晶现象同时出现，但加工硬化被再结晶消除，变形后具有再结晶组织，因而无加工硬化现象。特点在材料再结晶温度以下进行的（塑性）加工冷加工或冷变形:特点冷变形中无再结晶出现，因而有加工硬化现象。由于冷变形时有加工硬化现象，塑性降低，每次的冷变形程度不宜过大，否则，变形金属将产生断裂破坏。二、冷加工和热加工从金属学的观点来区分，冷、热加工的分界线是金属的再结晶

4、温度。6▲钢板冲压成各种封头后，由于塑性变形，厚度会发生变化。例如，钢板冲压成半球形封头后，底部变薄，边缘增厚。在压力容器设计时，应注意这种厚度的变化。7三、各向异性非金属夹杂物热加工呈纤维状金属材料力学性能产生方向性a、平行纤维组织方向的塑性和韧性提高，b、垂直方向的塑性和韧性降低c、变形越大，性能差异越明显因势利导：纤维组织的稳定性高，不能用热处理方法加以消除。压力容器设计时，应尽可能使零件在工作时产生的最大正应力与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维方向垂直。纤维组织金属再结晶带状组织第二相合金8四、应变时效经冷加工塑性变形的碳

5、素钢、低合金钢，在室温下停留较长时间，或在较高温度下停留一定时间后，会出现屈服点和抗拉强度提高，塑性和韧性降低的现象，称为应变时效。9发生应变时效的钢材，不但冲击吸收功大幅度下降，而且韧脆转变温度大幅度上升，表现出常温下的脆化。应变时效危害降低应变时效的措施一般认为，合金元素中，碳、氮增加钢的应变时效敏感性。减少碳、氮含量，加入铝、钛、钒等元素，使它们与碳、氮形成稳定化合物，可显著减弱钢的应变时效敏感性。103.2.2焊接※焊接是压力容器制造过程的重要环节和质量必须得到保证的环节焊接方法：熔焊（压力容器制造中应用最广）压焊钎焊熔焊机

6、理：形成牢固的原子间结合，使待连接件成为一体焊接接头加热至熔化融化的母材填充金属熔池冷却结晶后11一、焊接接头的组织和性能二、焊接应力与变形三、减少焊接应力和变形的措施四、焊接接头常见缺陷五、焊接接头检查12一、焊接接头的组织和性能焊接接头组成焊缝熔合区热影响区1、焊缝◇由熔池的液态金属凝固结晶而成，通常由填充金属和部分母材金属组成。◇因结晶是从熔池边缘的半熔化区开始的，低熔点的硫磷杂质和氧化铁等易偏析集中在焊缝中心区，影响焊缝的力学性能。132、熔合区焊接接头中，焊缝向热影响区过渡的区域。组织：熔合区的加热温度在合金的固相和液相线

7、之间，其化学成分和组织性能有很大的不均匀性塑性差、强度低、脆性大、易产生焊接裂纹，是焊接接头中最薄弱的环节之一性能：143、热影响区是焊缝两侧母材因焊接热作用（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。组织及性能在热影响区内，各处离开焊缝金属距离不同，材料被加热和冷却速度也不同，从而形成了多种金相组织区，使其力学性能也不同。15以低碳钢为例加以说明热影响区的各个金相组织区：过热区：对于焊接刚度大的结构或含碳量高的易淬火钢，常在此区产生裂纹正火区：焊接接头中组织和性能最好的区域部分正火区：力学性能不均匀淬火、退火、正火、回火、调质

8、处理？？16二、焊接应力与变形焊接焊接件产生温度梯度接头组织和性能的不均匀焊接应力和应变焊接应力和变形分别是指焊接过程中焊件内产生的应力和变形。焊接残余应力焊后残留在焊件内的焊接应力17焊接残余应力的危害：焊接残余应力它是没有外载荷作