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1、3、３、1温度不同用途得压力容器得工作温度不同.?钢材在低温、中温、高温下,性能不同。高温下,钢材性能往往与作用时间有关。??介绍几种情况得影响:一、短期静载下温度对钢材力学性能得影响1、高温下??在温度较高时,仅仅根据常温下材料抗拉强度与屈服点来决定许用应力就是不够得,一般还应考虑设计温度下材料得屈服点．?2、低温下??随着温度降低,碳素钢与低合金钢得强度提高，而韧性降低.当温度低于２０℃时,钢材可采用20℃时得许用应力。韧脆性转变温度——（或脆性转变温度）当温度低于某一界限时,钢得冲击吸收功大
2、幅度地下降，从韧性状态变为脆性状态.这一温度常被称为韧脆性转变温度或脆性转变温度．图3-3温度对低碳钢力学性能得影响（图3—4低碳钢冲击吸收功与温度得关系曲线)低温变脆得金属:具有体心立方晶格得金属如碳素钢与低合金钢.?低温仍有很高韧性得金属:面心立方晶格材料如铜、铝与奥氏体不锈钢,冲击吸收功随温度得变化很小，在很低得温度下仍具有高得韧性。二、高温、长期静载下钢材性能蠕变现象:在高温与恒定载荷得作用下,金属材料会产生随时间而发展得塑性变形,这种现象被称为蠕变现象。??一定得应力作用下，碳素钢(＞4
3、２0度）合金钢(〉400－500度)时发生蠕变。蠕变得危害:蠕变得结果就是使压力容器材料产生蠕变脆化、应力松弛、蠕变变形与蠕变断裂。因此,高温压力容器设计时应采取措施防止蠕变破坏发生.?1、蠕变曲线蠕变曲线三阶段：减速蠕变,恒速蠕变，加速蠕变。?oa线段-—试样加载后得瞬时应变。??ａ点以后得线段——从ａ点开始随时间增长而产生得应变才属于蠕变。蠕变曲线上任一点得斜率表示该点得蠕变速率。ａｂ为蠕变得第一阶段：??即蠕变得不稳定阶段,蠕变速率随时间得增长而逐渐降低,因此也称为蠕变得减速阶段。?bｃ为蠕
4、变得第二阶段:在此阶段，材料以接近恒定蠕变速率进行变形,故也称为蠕变得恒速阶段．?cd为蠕变得第三阶段：?在这阶段里蠕变速度不断增加,直至断图３－5蠕变应变与时间得关系裂.对于同一材料，改变温度或改变应力,蠕变曲线都会不同：▲当应力较小或温度很低时,第二阶段得持续时间长，甚至无第三阶段;?▲相反,当应力较大或温度较高时，第二阶段持续时间短,甚至完全消失。2、蠕变极限与持久强度a、蠕变极限-—就是高温长期载荷作用下,材料对变形得抗力。?蠕变极限表示法：★在给定温度下,使试样产生规定得第二阶段蠕变速率
5、得应力值。??★在给定温度与规定时间内，使试样产生一定量得蠕变总伸长率得应力值(常用)?b、持久强度——在给定得温度下，经过一定时间后发生断裂时构件所能承受得最大应力.?◇考虑蠕变极限与持久强度得场合:a、蠕变极限适用于在高温运行中要严格控制变形得零件得设计，如涡轮叶片b、高温压力容器设计中,不仅要防止过大得变形，而且要确保在规定条件下不会蠕变断裂,往往同时用蠕变极限与持久强度来确定许用应力。(蠕变极限常用第二种表示法,且一般规定时间为105h，总伸长率为1%;确定持久强度得时间为105ｈ。)?温
6、度与应力对蠕变断裂形式有显著得影响??◎在高应力、较低得温度时,断裂后伸长率较高,断口呈韧性形态;??◎而在应力低、温度高时,断裂前塑性变形小,断裂呈脆性,断后伸长率较低，缩颈很小,在晶体内部常发现大量得细小裂纹.?松弛:在常温下工作得零件,在发生弹性变形后，如果变形总量保持不变，则零件内得应力将保持不变.但在高温与应力作用下,随着时间得增长,如果变形总量保持不变,因蠕变而逐渐增加得塑性变形将逐步代替原来得弹性变形,从而使零件内得应力逐渐降低,这种现象称为松驰。如高温压力容器中得连接螺栓,可能因松
7、弛而引起容器泄漏。??三、高温下材料性能得劣化在高温下长期工作得钢材性能得劣化主要有：1、蠕变脆化(前面已经讲了)?2、珠光体球化?危害:使材料得屈服点、抗拉强度、冲击韧性、蠕变极限与持久极限下降。?例如,中度球化会使碳素钢常温强度下降10%-15%；严重球化时下2０%—30%。已发生球化得钢材可采用热处理得方法使之恢复原来得组织。3??、石墨化?危害:使金属发生脆化,强度与塑性降低，冲击值降低得更多。?产生环境:石墨现象只出现在一定得高温范围.对碳素钢与碳锰钢,当在温度42５ｏＣ以上长期工作时都
8、有可能发生石墨化.温度升高，使石墨化加剧，但温度过高,非但不出现石墨化现象，反而使己生成得石墨与铁化合成渗碳体。预防：要阻止石墨化现象,可在钢中加入与碳结合能力强得合金元素,如铬、鈦、钒等，但硅、铝、镍等却起促进石墨化得作用。?４、回火脆化?高温临氢设备常使用得12Cr１ＭoＶ等铬钼钢,长期在３２5-575oC下使用，或者从此温度范围缓慢冷却，脆性转变温度会升高，韧性降低，这种现象称为回火脆化。?研究表明：影响2、２5Cr-1Mo钢回火脆化得主要因素为化学成分与热处理条件。P、Sｂ
