无损检测相关知识

无损检测相关知识

一、材料力学知识

1、应力与应变内应力是材料内部各部分之间的相互作

用力。当材料不受外力作用时每个部分之间是相互平衡

的，在受到外力作用以后，就破坏了材料内部之间的平

衡，材料就会发生变形，其相互之间的作用力也就发生

了变化。也就是说材料内部就受到一个附加的力，通常

称之为内力。如下图所示，

应力应变示意图

应力--- 物体在受到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。力的方向垂直于截面的应力称之为正应力。

2、应力集中在工件中由于其截面的尺寸突然发生变

化而引起应力局部增大的现象称为应力集中。

3、力学性能指标

强度指标：

断裂强度---在拉伸试验中将试样拉断时所受到的应力。单位是MPa 符号Rm 表示（过去用σb）

屈服强度---在拉伸试验中试样开始塑性变形时的应力称为屈服强度，单位MPa 符号Re表示。（过去用σs）伸长率----试样的伸长量ΔL与试样原长度之百分比。符号A。（过去用δ表示）

断面收缩率---试样原截面积与径缩处面积之差与原截面积的百分比。符号E表示.（过去用ψ）。

硬度指标：

硬度有：布氏硬度HB、洛氏硬度HR、里氏硬度HL、维氏硬度HV。

韧性指标：冲击韧度和冲击功：冲击功是指在冲击试验中摆锤冲断试样所做的功，用A k表示；冲击韧性是试样被冲断后单位截面上的吸收功，以a k表示，即a k=A k/S,S为冲击

试样的截面积。A k和a k值越高，说明材料的韧性越好。

二、金属材料及热处理知识

1、热处理的一般过程：热处理的一般过程是加热—保

温—冷却。不同的热处理方法和工艺的区别就是在

加热速度的快慢、保温的时间长短、冷却时间的长

短和冷却环境的不同而已。

2、特种设备常用的热处理种类、工艺条件及作用：常

用的热处理方法有：退火、消除应力退火、正火、

淬火、回火、调质（淬火加高温回火）等。经过调

质处理的机械零件具有良好的综合机械性能。

3、消除应力退火处理的目的是为了消除焊接、机加工、

铸造、锻造加工中所产生的应力，可稳定结构，防

止开裂。

三、特种设备常用材料

1、低碳钢、低合金钢的定义：

什麼是钢：碳含量在0.02-2%的铁碳合金称之为钢含碳量大于2%的称之为铸铁。

低碳钢：钢中碳含量≤0.25% ，低合金钢是其合金总含量≤5%

2、低碳钢中的杂质主要指碳、硫、磷、锰、硅、氮、

氢、氧等。

3、奥氏体不锈钢种类、特点、腐蚀破坏形式:含铬、镍

的不锈钢一般就是奥氏体不锈钢，因为常温下其金

相组织是稳定的奥氏体。这种钢在特种设备中应用

广泛，主要是其耐腐蚀。也有良好的机械性能。四、焊接接头

1、焊接接头的形式主要有：对接、搭接、角接、T字接

头。不同的构件有不同的接头形式，各有各的特点

和不同质量要求。

2、焊接接头的组成主要是焊缝、熔合区、热影响区，

而热影响区是焊缝最薄弱的区域。

五、焊接应力与变形

1、焊接应力与变形的不利影响：焊接应力对焊接接头

的质量影响很大，往往会使焊缝开裂，焊件失效，造成很大损失。焊接的残余应力会造成承压设备的使用性能大大下降，比如会造成某些容器的应力腐蚀裂纹产生，从而缩短里容器的使用时间，在人们没有事先预料的状况下发生泄漏，酿成事故。另外，由于焊接应力的存在，在交变外力的作用下还回产生疲劳裂纹，会使部件失效。

2、如何消除焊接应力：主要的方法就是焊前预热、焊后

进行消除应力的热处理，即消除应力退火处理。

六、特种设备常用钢材的焊接

1、焊前预热和焊后热处理的作用：焊接过程中的冷却速度决定了焊接接头热影响区的硬度值，焊前预热可以显著降低焊接接头的冷却速度，从而减少淬硬倾向，减少冷裂纹产生的几率。一般预热温度选择在50°--250°之间。归纳起来焊前预热以下几个优点：

A、降低焊接接头各区的冷却速度，遏制或减少淬硬组织

形成；

B、减小焊接区的温度梯度，降低焊接接头的内应力；

C、扩大焊接区的温度场，增加焊接接头的塑性，减弱焊接应力；

D、改变焊接区的应力集中，降低残余应力的峰值；

E、可延长焊缝在100°以上停留的时间，有利于氢从焊缝中逸出。

2、奥氏体不锈钢的焊接性，防止热裂纹和晶间腐蚀倾向的措施

奥氏体不锈钢有很好的焊接性能，焊接时不需要采用特殊的焊接工艺措施。但是，如果工艺选择不当，会产生热裂纹和晶间腐蚀等缺陷。一般认为奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀是由于晶间贫铬所致。晶间腐蚀可发生在热影响区，也可发生在焊缝表面或熔合线上。晶间腐蚀的形式一般是沿晶界进行，先开始于表面，逐步深入到内部直接引起破裂。这些裂纹在做弯曲试验时在试样的表面会出现明显的裂纹。

七、无损检测概论

1、无损检测的定义：在不破坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术手段和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试。

2、无损检测的目的：

A、保证产品质量；

B、降低生产成本；

C、改进制造工艺；

D、保证使用安全。

八、焊接缺陷种类及产生的原因

1、外观缺陷: 咬边、焊瘤、凹坑、烧穿、未焊满、未焊透、表面成形不良、错边、塌陷、气孔、弧坑、变形等。

2、内部缺陷：夹渣、裂纹（冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、应力腐蚀裂纹）、气孔、未熔合，未焊透等，其中以裂纹的危害程度最大。