第一章金属热处理基本知识ppt课件.ppt

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1、承压类特种设备无损检测相关知识薛振林陆志春NDT全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材薛振林陆志春第1篇：金属材料、热处理及焊接基本知识薛振林陆志春1.1材料力学基本知识1.2金属学与热处理基本知识1.3承压类特种设备常用材料第1章：金属材料及热处理基本知识薛振林陆志春金属材料的性能使用性能：为了保证零部件、设备、结构能正常工作所应具备的性能主要有：力学性能：强度、硬度、塑性、韧性、持久强度、蠕变极限等物理性能：密度、熔点、导热性、热膨胀性等化学性能：耐腐蚀性、热稳定性使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和使用寿命工艺性能：制造过程中适

2、应各种冷热加工工艺的性能。热加工：铸造、焊接、热处理冷加工：压力加工、切削加工。决定了材料被加工的难易程度，它对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。薛振林陆志春1.1材料力学的基本知识1.1.1应力与应变（1）内力：是指材料内部各部分之间的相互作用的力，在未受外力作用时，材料内部相互平衡并保持其固有的形状。当受到外力时，这种固有的平衡被打破，相互之间作用力会改变，材料会发生形变，这是由于材料在外力作用下产生的附加内力的结果，通常简称它为内力。PPPPNN薛振林陆志春1.2.1应力与应变⑵应变与应力：应变：物体在外力作用下，其形状尺寸所发生的相

3、对改变量称为－－应变；ε＝（L1－L0）/L0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大小通常称为应力；方向垂直于截面的应力称为正应力。PPΔLL1L0PP薛振林陆志春1.1.2强度⑴定义：金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力，主要有屈服强度和抗拉强度。材料强度可以通过拉伸试验测出。⑵金属材料拉伸试验1）拉伸试样拉伸试样(GB/T228-2002)长试样：L0=10d0短试样：L0=5d0PP拉伸试验薛振林陆志春图3-1金属试样图3-2低碳钢应力—应变曲线薛振林陆志春2）低碳钢拉伸试验曲线低碳钢应力应变图薛振林陆志春①

4、弹性阶段：此阶段内应力与应变成正比（即材料符合虎克定律），该段称为弹性阶段。该段中应力的最高值所对应的应变值eノ，称为比例极限σp。3）拉伸试验曲线分析薛振林陆志春②屈服阶段：此阶段外加应力不再增加而应变仍在持续增加（主要是塑性变形），材料已失去抵抗继续变形的能力，此时的应力称为屈服极限或称屈服强度σS。若以材料塑性伸长0.2％作为屈服极限，则其屈服强度用σ0.2表示。③强化阶段：当变形超过屈服阶段，材料又恢复了对继续变形的抵抗能力，为使材料继续变形必须增加应力值，这种现象称为加工硬化现象，或称强化阶段。相应的拉力是拉伸过程中试样承受最大的，此时

5、相应的应力即为抗拉强度σb薛振林陆志春④颈缩阶段：当外加应力达到材料抗拉强度σb后，试件某一局部开始变细，出现颈缩现象称之颈缩阶段。薛振林陆志春⑶应用抗拉强度σb、屈服强度σs是评价材料性能（强度）的两个主要指标。一般特种设备金属材料构件都是在弹性状态下工作的，不允许发生塑性变形，所以在特种设备设计中都选择了适当的安全系数来保证。一般设计若以屈服强度σs作为指标时，锅炉规范规定安全系数Ns＝1.5，压力容器规范规定安全系数Ns＝1.6；若采用抗拉强度σb作为指标时，锅炉规范规定安全系数Nb＝2.7，压力容器规范规定安全系数Nb＝3.0。薛振林陆志

6、春1.1.3塑性⑴定义：塑性是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。⑵评定与计算：材料塑性的指标通常用伸长率δ和断面收缩率ψ，伸长率可用右式确定：δ＝［（L1－L0）/L0］×100％；式中：L0—试件原标距长度，L1—拉断后试件标距长度。断面收缩率可用右式确定：ψ＝［（A0－A1）/A0］×100％式中：A0－试件原来截面积，A1－拉断后试件颈缩处的截面积薛振林陆志春⑶应用伸长率与试样的长度有关，不同试样长度的伸长率不能比较塑性的优劣；断面收缩率与试样的长度无关。锅炉压力容器对材料塑性有要求的，一是要适应冷加工成形，二是要求设备在破

7、坏前有较大的变形，破坏时无碎片，但是有一定限度的，并不是越大越好，应合理选择。单纯追求塑性会限制材料的使用能力，造成材料的极大浪费，设备也相当庞大。薛振林陆志春1.1.4硬度⑴定义：是指材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。⑵工程上常用硬度试验方法：布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV、里氏硬度HL。⑶应用：HB主要用于测定硬度较低的材料，如退火、正火、调质处理的钢材。低碳钢σb≈0.36HBHR主要用于测定硬度较高的材料，其中HRB测定同HB，HRA和HRC用于测定淬火钢、硬质合金、渗碳层等。HV主要用于测定金属表面硬度，如测定金相组织中不

8、同区域的硬度，测定焊缝不同区域的硬度。HL主要用于现场构件材料表面硬度的测定，测后可以直接读出硬度值，并能及时转换为布、洛、维等各种硬度