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压力容器用材 主 讲 人：尚 巍 联系电话 自 治 区 特 检 院 压力容器用材 压力容器用材料存在的风险 压力容器用钢的基本知识 钢材的主要力学性能 第一节 压力容器用材料存在的风险 压力容器用材料先天存在缺陷或后天使用的危险是多种多样的，如选材不合理，会直接影响压力容器的安全使用情况，其风险性主要包括如下几方面： 1、材料本身与容器内介质不匹配。 2、材料本身存在缺陷。 3、材料用错。 4、材料在使用中发生脆化现象。 5、材料在使用中发生腐蚀。 第二节 钢的基础知识: 1.1机械性能：指在一定温度和外力作用条件下，抵抗变形和断裂的能力，包括：强度、塑性、韧性和硬度等； 1.1.1强度 屈服强度：材料抵抗微小塑性变形的能力。σ0.2表示产生0.2%微小塑性变形时的应力称条件屈服强度。 抗拉强度：材料抵抗外力破坏作用的最大能力。 屈服比：表示从变形到断裂的塑性储备，屈服比越高，储备越小，一般普通碳素钢0.6左右、低合金钢0.65～0.75、合金结构钢0.85。 拉伸试棒 拉伸曲线图 压力容器用材 1.1.2塑性：表示材料在受力条件下塑性变形能力，用延伸率（δ5）和断面收缩率（ψ）表示。 延伸率：试样在拉断后的总伸长量与试样原长比值的百分率，表明钢材被拉断时的拉长程度 断面收缩率：试样在拉断后断口面积的缩小同原断面面积之比值的百分率，表明钢材补拉断时拉细的程度。 δ=（L-L0）/L0×100% δ5：试样标距长度为试样直径的5倍； δ10：试样标距长度为试样直径的10倍； ψ=（F0-Fk）/F0×100% Fk：缩颈处最大缩减横截面积。。 弹性：钢材在外力作用下产生变形，一旦外力除去，仍能恢复原状的性质 变形：构件在力的作用下尺寸或形状发生变化的现象。包括弹性变形、塑性变形、断裂三种情况。 弹性变形：构件在外力的作用下发生变形，当外力撤除后变形完全消失，构件恢复原来的形状，这种变形称为弹性变形。 塑性变形：构件在外力的作用下发生变形，当外力撤除后变形不能完全消失，构件不能恢复原来的形状，这种变形称为塑性变形 钢材的硬度：钢材抵抗压入物体压陷的能力。 硬度根据测定仪器的测定方法分为布氏硬度、洛氏硬度、肖氏硬度、维氏硬度、显微硬度。 HB（布）、HR（洛）、HV（维）； 硬度和强度有一定关系，可用硬度近似估计强度极限。 经验公式：退火或正火低碳钢σb≈0.36HB 碳钢及合金钢（HB＜250）σb≈0.34HB 调质合金钢（HB＞250）σb≈0.33HB 硬度是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性的一种综合性能指标 冲击韧性:材料在冲击载荷作用下断裂时所吸收的功,用夏比V缺口作冲击试验。 常用冲击功AK和冲击韧性值αK表示.除反映材料的抗冲击性能外，材料的一些缺陷很敏感，可反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化，而且对材料的脆性转变情况十分敏感，低温冲击试验通榆的冷脆性。 金属的疲劳：钢材在交变载荷的作用下，在应力值远低于金属的屈服强度极限的情况下发生断裂现象。 疲劳极限：金属在无数次交变载荷作用下而不致断裂的最大应力。 钢的热脆性和冷脆性 压力容器用材 高温机械性能：持久强度和蠕变极限 持久强度：反映 材料高温下的断裂性能，在给定的温度下，经过一定工作时间（至少105小时），断裂时所承受的最大应力值。 蠕变极限：反映材料高温下的变形问题，有两种表示方法：1、在给定温度下，引起规定蠕变速度时的应力值，如σt1×10-5表示t℃时，蠕变速度为1×10-5%/h的应力值。2、在一定温度下，在规定使用时间内，使试样发生一定量的总变形时的应力值，如σt1×105表示t℃经过105小时总变形量为1%时的蠕变极限。 1.2钢的工艺性能：包括冷、热加工性能和焊接性能。 碳当量公式：CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15 依经验：CE＜0.4%时，可焊性好，不预热 CE=0.4～0.6%时，可焊性尚好，但需适当预热 CE＞0.6%时，可焊性差，严格工艺 压力容器用材 《容规》：碳素钢和低合金钢，其含碳量≤0.25%,如超过时，应限定 CE≤0.45%由制造单位征得用户同意，并经技术总负责人批准，提供材料抗裂性试验报告和焊接工艺评定报告，并办理相关备案审批手续。 压力容器用材 第二节 钢材的分类 2.1分类方法 按冶炼方法分： 按炉别：平炉钢、转炉钢、电炉钢 电炉钢又分：氧气转炉钢和空气转炉钢 按脱氧程度、浇注：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 按化学方法分： 碳素