(整理)压力容器常用材料的基本知识.
压力容器常用材料的基本知识
1、压力容器用钢板选用时应考虑：
①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。
2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。
3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器
壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。
4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。
5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。
6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板，
如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。
需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。
7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性，
质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。
8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高，
其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。
9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明：
①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。
②、Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热
处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。
③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑性和
韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。
④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。
⑤、Q345R属C-Mn钢，是屈服强度为350MPa级的普通低合金高强度钢，
具有良好的低温冲击韧性。手工焊时，若为压力容器则一般采用碱性焊条（如J507），自动焊时，一般选用H08MnA或H10Mn2焊丝和HJ431焊剂。
⑥、Q345R钢板的最小厚度是3mm，钢板厚度负偏差为0.3mm。
10、Q235-B适用于：P≤1.6MPa、0～350℃、壳体δn≤20，非高度危害介质。
11、Q235-C适用于：P≤2.5MPa、0～400℃、壳体δn≤30。
12、奥氏体不锈钢可用于：使用压力不限、使用温度为-196～700℃。使用的介
质条件为：①介质腐蚀性较强；②防铁离子污染；③T＞500℃的耐热钢或T＜-100℃的低温用钢。
13、奥氏体不锈钢既是耐酸钢，又是耐热钢。从耐腐蚀性能来说，需降低含碳量；
从耐高温性能来说，需适当提高含碳量。
14、为防止奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀，一般采用降低不锈钢的含碳量，可采用
00Cr或0Cr,而不采用1Cr。（含碳量低，晶间不会发生贫Cr现象）
15、奥氏体不锈钢在高温条件下使用时（＞525℃），钢中含碳量应不小于0.04%，
（即采用1Cr或0Cr,而不采用00Cr）。因为使用温度高于525℃时，钢中含碳量太低，强度和抗氧化性会显著下降，因此超低碳不锈钢和双相不锈钢都不可用作耐热钢。
16、奥氏体不锈钢的焊接接头一般均采用射线进行检测，而不采用超声波检测。
17、奥氏体不锈钢制压力容器一般不需进行焊后消除应力的热处理。
18、奥氏体不锈钢在常温和低温下有很高的塑性和韧性，不具磁性。在许多介质
中有很高的耐蚀性，其中铬是抗氧化性和耐蚀性的基本元素。合金中含碳量的增加将降低耐蚀性能，所以该含碳量0.08～0.12%左右为高碳级不锈钢，钢号前以“1”表示。含碳量0.03 含碳量≤0.03%为超低碳级不锈钢，钢号前以“00”表示。 19、在不锈钢焊接过程中，其焊缝热影响区产生晶间腐蚀的倾向很大，因此不锈 钢件焊接时，要求各连接件同时达到熔点。这对等厚板容易保证，而当两连接件相差较多时，就要注意将厚板削薄。不锈钢的导热系数λ是碳钢的1/3～1/4，而线膨胀系数α却是碳钢的1.5倍。因此，在焊接时必须注意，否则会引起很大的残余应力和变形。 20、奥氏体不锈钢在427～870℃范围内缓慢冷却时，在晶界上有高铬的碳化物 Cr23C6析出，造成碳化物邻近部分贫铬，引起晶间腐蚀倾向，这一温度范围称为敏化范围。 21、可能引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质，如工业醋酸、甲 酸、铬酸、乳酸、硝酸（常温稀硝酸除外）、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、尿素反应介质等。对于以防止铁离子污染为目的的奥氏体不锈钢设备，则不需要进行晶间腐蚀倾向性试验。 防止措施：①固溶化处理；②降低钢中的含碳量；③添加稳定碳化物的元素。 22、应力腐蚀：是指金属在应力（拉应力）和腐蚀介质的共同作用下（并有一定 的温度条件）所引起的脆性开裂。可产生应力腐蚀破坏的环境组合主要有： ⑴．碳钢及低合金钢：碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等； ⑵．奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物+蒸汽、湿硫化氢、碱液等； ⑶．含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜的水溶液等； ⑷．黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等； 防止措施：焊后消除应力热处理。 23、氢在常温常压下不会对铁碳合金引起氢腐蚀。当温度在200℃～300℃时会 发生“氢脆”，金属在高温下与氢反应生成甲烷，甲烷气在晶界空隙内引起裂纹，使材料的塑性降低。因此，使用温度＜220℃，可不考虑氢腐蚀，而设计温度≥200℃与氢气相接触的压力容器用钢应按纳尔逊曲线选材，并应留有20℃以上的温度安全裕度，满足于曲线的碳素钢和低合金钢在氢气中使用须焊后消除应力热处理。当压力很高（≥30MPa）时，也可直接采用中温抗氢钢，如15CrMoR、14Cr1MoR等。奥氏体不锈钢在氢气中使用是满意的，焊后无需进行消除应力热处理。 24、所需不锈钢钢板厚度＞12mm时，尽量采用衬里、复合、堆焊等结构形式。 25、低温（设计温度T≤-20℃）情况下，塑性金属材料会产生脆性破坏，目前各 国标准规范均以夏比V型缺口冲击试验来检验材料对脆性破坏的敏感性。 26、脆性转变温度指：具有体心立方结构的金属都有冷脆性。随着温度的降低， 冲击韧性会有明显的降低，钢材由韧性状态转变为脆性状态。这一转变温度称为脆性转变温度，单位为℃。而面心立方金属，如奥氏体不锈钢，则无脆性转变温度。一般压力容器用钢的脆性转变温度大约在-20℃以下。 27、碳素钢和低合金钢的冲击功应≥20J。工程中一般规定夏比V型缺口冲击吸 收功降至20J所对应的温度作为该材料的脆性转变温度。 28、低温用钢的性能主要指标是低温韧性，包括低温冲击韧性和脆性转变温度。 29、低温用钢的低温冲击韧性越高，即脆性转变温度越低，则其低温韧性越好。 30、压力容器的破坏通常是由于内压产生的机械应力达到容器材料的强度极限而 发生的。但是，当温度降低到某一范围后，容器壁内的应力在没有达到屈服限，甚至低于许用应力的情况下也会发生破坏。相同的材料，相同规格的容 器温度愈低，容器的爆破压力也愈低。这种现象称为低应力脆性破坏。产生容器低应力破坏的主要原因之一是由于钢材在低温下的冲击功值明显下降，因此，低温用钢的质量在很大程度上取决于在使用温度下冲击功的大小。在低温容器中的受压元件材料均必须进行低温夏比（V型缺口）冲击试验，钢材应按批进行冲击试验复验。低温容器受压元件用钢必须是镇静钢。 31、低温情况下常采用：奥氏体不锈钢。 32、常用压力容器用钢的金相组织为： ①Q235-B：铁素体；②Q345R：铁素体加少量珠光体；③OCr18Ni9：奥氏体。 33、锻件的级别有（从低到高）：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级。Ⅲ、Ⅳ级锻件需采用超声波探 伤。压力容器上的锻件级别不低于Ⅱ级，压力容器锻件级别的确定要考虑截面尺寸和介质毒性程度两个因素，如介质为极度或高度危害时，使用的锻件级别不低于Ⅲ级。用作圆筒和封头的筒形和碗形锻件及公称厚度＞300mm的低合金钢锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级。非承压锻件可选用Ⅰ级。锻件的级别由设计单位确定，并应在图样上注明，如16MnⅡ。 34、GB/T8163适用于：P＜10MPa/T＜350℃, 管壁δn≤10, 非高度危害介质。 35、JB/T4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》对原材料的牌号进行了修正： ①S30408 代替0Cr18Ni9 304 A102 H0Cr21Ni10（氩弧焊丝） ②S30403 代替00Cr19Ni10 304L A002 H00Cr21Ni10 ③S31608 代替0Cr17Ni12Mo2 316 A202 H0Cr19Ni12Mo2 ④S31603 代替00Cr17Ni14Mo2 316L A022 H00Cr19Ni12Mo2 ⑤S32168 代替0Cr18Ni10Ti 321 A132 H0Cr20Ni10Ti 36、压力容器专用钢板制造单位应取得相应的特种设备制造许可证。对实施许可 的压力容器专用钢板，压力容器制造单位应取得质量证明书原件。(--新容规) 37、焊材选用需考虑： ①相同钢号相焊，碳素钢、碳锰低合金钢的焊缝金属不应超过母材标准规定 的抗拉强度的上限值。高合金钢的焊缝金属应保证力学和耐腐蚀性能。 ②不同钢号相焊，碳素钢与低合金钢可采用与强度级别较低的母材相匹配 的焊接材料。碳素钢、低合金钢与奥氏体不锈钢可采用铬镍含量较奥氏体不 锈钢母材高的焊接材料。 38、焊接二类、三类容器不宜用酸性焊条，应选用低氢碱性焊条。对焊后需热处 理的容器还要求焊条含钒量不得大于0.05%。 压力容器用 钢 、钢材的机械性能材料在外力作用下表现出来的特性叫作材料的机械性 能，也称为力学性能。钢材的重要机械性能指标有: 1. 强度—物体在外力作用下， 抵抗产生塑性变形和断裂的特性。常用的特性指标有屈服极限CT s和强度极限ab，系由拉伸试验获得。1屈服极限材料承受载荷时，当载荷不再增加而仍继续 发生塑性变形的现象叫做“屈服”。开始发生屈服现象'即开始出现塑性变形时的 应力叫做“屈服极限”或“屈服点”。工程上取试样发生0.2 残余变形时的应力 值作为条件屈服极限，通常称为屈服强度Uo.z. 在拉伸试验中，屈服强度是试样在 拉伸过程中标距部分残余伸长达到原标距长度的0.2 帕时的负荷除以原横截面积 的商，单位为MPa. —般说来，材料是不允许在超过其Idl服点的载荷条件下工作 的。2 强度极限材料抵抗外力破坏作用的最大能力称为强度极限。钢材的强度极 限是试样在拉断前所承受的最大应力即抗拉强度Sb,单位为IvIPa 。工程上希 望金属材料不仅具有较高的。，而且具有一定的屈强比a SQ b o 屈强比愈小，结 构零件的可靠性愈高。但屈强比太小，则材料的有效利用率太低。因此，一般希望 屈强比高一些，碳素钢为0.6 左右，低合金高强度钢为0.650.75 ，合金结构钢 为。.85 左右。2. 塑性—指材料在外力作用一下产生塑性变形而不破坏的能力， 用延伸率6及断面收缩率冲来表示，其数值由拉伸试验获得。延伸率以试样拉断 后的总伸长与原始长度的比值百分率来度量，其数值与试样尺寸有关. 为了便于 比 较，必须采用标准试样，规定试样的原始长度与原始直径的比例关系。8。或6 。表示试样计算长度为其直径的5或10倍时的延伸率b。小于Ss。断面收缩率以试样拉断后断面积的缩小量与原始截面积之比值的百分率来度量。塑性良好的材料可以顺利地进行某些成型工艺，如冷冲压、冷弯曲等。其次，良好的塑性可使 零件在使用过程中万一超载也不致突然断裂。压力容器的主要零部件都是承压的， 压力容器选材及工艺制定 张敏 （中国石油大学机电工程学院材料系材料科学与工程07-2）一、压力容器的服役条件 压力容器是一种焊接构件，广泛用于石油、化工、机械、热力等行业，运行条件苛刻，一旦破坏，后果极其严重。它承受的压力可由0.1MPa到100MPa以上，工作温度可在-200℃以下或是500℃以上；工作介质可以是酸性、碱性或其他腐蚀性介质。常导致下列几种失效： 1.脆性断裂大部分发生在较低温度，在焊接缺陷、 内部缺陷或应力集中处产生。 2.过量的塑性变形在高温下的压力容器发生蠕变或 工作压力过高引起容器局部过量的塑性变形。 3.低周疲劳在循环载荷作用下，由于工作应力往往 在局部地方超过材料屈服强度，使压力容器产生较 大的反复塑形变形，导致最后发生破坏。 4.应力腐蚀在应力和引起应力腐蚀介质的共同作用 下，产生腐蚀裂纹而导致压力容器破坏。 5.氢腐蚀破坏在具有一定压力的氢和温度共同作用 下，氢和钢的碳反应生成甲烷而形成氢腐蚀裂纹导 致容器破坏。 对压力容器用钢的要求是具有足够强度、韧性和塑形，又有良好的冷 热加工性能和焊接性能；对于在腐蚀介质条件下工作的压力容器，又必须具有相应的耐蚀性和抗氢能力；在高温下工作的容器必须保证组织稳定；在低温下工作的容器要保证在工作温度下有足够的韧性。二、压力容器的技术要求 压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设 计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如 壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。 对于压力容器的设计者，充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。 （一）材料的性能 1．力学性能 压力容器常用材料的 基本知识 压力容器常用材料的基本知识 1、压力容器用钢板选用时应考虑： ①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。 2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。 3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器 壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。 4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下 降）。 6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火 板，如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。 7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑 性，质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。 8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高， 其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。 9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明： ①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。 ②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火 热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚 可提高至34mm。 ③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑 性和韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。 金属材料的基本知识综合测试 一、判断题（正确的填√，错误的填×） 1、导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器等零件。（） 2、一般，金属材料导热性比非金属材料差。（） 3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造。（） 4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等。（） 5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等。（） 6、δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。（） 7、维氏硬度测试手续较繁，不宜用于成批生产的常规检验。（） 8、布氏硬度不能测试很硬的工件。（） 9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同，两种硬度没有换算关系。（） 10、布氏硬度试验常用于成品件和较薄工件的硬度。 11、在F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关，直径愈小，硬度值愈大。（） 12、材料硬度越高，耐磨性越好，抵抗局部变形的能力也越强。（） 13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 14、20钢比T12钢的含碳量高。（） 15、金属材料的工艺性能有铸造性、锻压性，焊接性、热处理性能、切削加工性能、硬度、强度等。（） 16、金属材料愈硬愈好切削加工。（） 17、含碳量大于%的钢为高碳钢，合金元素总含量大于10%的钢为高合金钢。（） 18、T10钢的平均含碳量比60Si2Mn的高。（） 19、一般来说低碳钢的锻压性最好，中碳钢次之，高碳钢最差。（） 20、布氏硬度的代号为HV，而洛氏硬度的代号为HR。（） 21、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 22、某工人加工时，测量金属工件合格，交检验员后发现尺寸变动，其原因可能是金属材料有弹性变形。（） 二、选择题 1、下列性能不属于金属材料物理性能的是（）。 A、熔点 B、热膨胀性 C、耐腐蚀性 D、磁性 2、下列材料导电性最好的是（）。 A、铜 B、铝 C、铁烙合金 D、银 3、下列材料导热性最好的是（）。 A、银 B、塑料 C、铜 D、铝 4、铸造性能最好的是（）。 铬钼钢是压力容器常用钢之一，它广泛用于炼油、化工及各类加氢装置和重整装置中的临氢设备上，具有优异的抗氢腐蚀性能和良好 的高温强度，是高温高压容器壳体和封头的首选材料。是目前世界上广泛使用的热强钢和抗氢钢。由于在低碳钢中加入了Cr、Mo 等合金元素，大大提高了钢的综合性能。如具有良好的高温力学性能、抗高温氧化性能、抗腐蚀性能、良好的韧性、工艺 性能和可焊性，故被广泛用于制造石油化工、煤转化、核电、汽轮机缸体、火电等使用条件苛刻、腐蚀介质 珞钼钢特性： 1.耐热性金属材料抵抗高温氧化能力，称耐热性或抗氧化性。它要求钢材在中、高温条件下金相组织稳定，否则就可能产生石墨化现象。如碳素钢在425℃以上，C-0.5Mo 钢在475℃以上长时间使用时，钢中的渗碳体会自行分解析出碳原子，产生石墨化，金属材料的脆性急剧增大。此外，耐热钢还要求钢材具有较高的高温持久强度和蠕变极限。而含有热稳定好和强碳化物形成元素Cr、Mo、V 的铬钼钢，可提高渗碳体的分解温度，阻止石墨化的发生，从而提高钢材高温持久强度极限和蠕 变极限。 2 抗氧化性 金属材料因吸收氢而导致塑性降低、性能恶化的现象称为氢损伤，也可以称为氢脆。酸洗、电解或腐蚀反应产生的氢，金属凝固后内 部残存的氢，以及介质环境中的氢都可能被材料吸收而扩散至内部引起氢脆。氢损伤可以导致多种形式的材料失效，如氢鼓泡、氢致脆性开裂、高温氢腐蚀等。对于石化行业中的临氢容器，选用铬钼钢主要是为了防止高温氢腐蚀。 3.回火脆性 这里所谈的回火脆性是指钢材长期在某一温度范围内操作而产生的冲击韧性下降（韧脆转变温度升高）现象。Cr-Mo 钢的回火脆性在370℃~595℃的温度范围内，接近这个温度范围的上限时，脆化速度高，接近这个温度下限时，脆化发缓慢。炼油工业中的加氢反应器等临氢压力容器就正好长期操作在这一温度范围内，这一现象引起人们极大的关注。脆化材料和非脆化材料的差别，仅表现在缺口冲击韧性和韧脆转变温度的不同，而拉伸性能无明显的差别。回火脆化的程度一般是靠韧脆转变温度的升高来表现的。回火脆化对上平台冲击功仅有轻微的影响。 大量的试验表明，在压力容器常用的Cr-Mo 钢中，含Cr 量为2%～3%的Cr-Mo 钢回火脆化倾向最严重。 在P(磷)、Sb（锑）Sn（锡）As（砷）微量不纯元素含量高的情况下，脆化倾向特别显著，多量的Si 和Mn 对脆化具有促进作用。 压力容器用钢材料(2) 材料是构成设备的物质基础，决定压力容器安全性的内在因素是结构和材料性能，外在因素是载荷、时间和环境条件。因此选择合适的材料是压力容器质量保证的一个重要环节。为使压力容器在全寿命周期内安全可靠地运行，设计师不但要了解原材料性能，而且要了解制造工艺、使用环境和时间对材料性能的影响规律。 一、我国钢材的生产现状 近年来，随着我国发展阶段和经济结构的变化，钢材消费结构发生了很大变化，与之相适应，我国钢铁产品生产结构也有明显改变。板带材比重呈持续增加趋势，长材比重则持续下降。尤其是近五年来，由于钢铁新建项目以板带材为主，板带材产量一直保持较高增长速度，板带比明显提高。 我国铁矿资源的探明储量为400多亿吨，仅次于俄罗斯（1100亿吨），巴西（800亿吨），居世界第三位。但是富矿较少而贫矿居多。我国铁矿资源分布普遍，除上海、 第一节家电产品常用材料基础知识材料是人类文明生活的物质基础。综观人类利用材料的历史，可以清楚地看到每一类重要新材料的发现和应用，都会引起生产技术的革命，大大加速社会文明发展的进程。 家电行业所用材料极其广泛，涉猎五金、塑料、橡胶以及各种复合材料等。各种新材料的发展，促进了家电行业的迅速发展。 一、工程材料的分类及发展趋势 1、工程材料：生活、生产和科技各个领域中，用于制造结构件、机器、工具和功 能器件的各类材料统称。 2、按其组成特点可分成四种： a.金属材料； b.有机高分子材料； c.无机非金属材料； d.复合材料； 3、按材料的使用性能可分为： a.结构材料； b.功能材料； 结构材料：是作为承力结构使用的材料，其使用性能主要是力常性能； 功能材料：主要是光、电、磁、热；声等特殊功能材料； 从应用领域分:信息材料、能源材料、建筑材料、机械工程材料、生物材料、航空航天材料等； （所谓新材料，主要是指最近发展或正在发展中的具有比传统材料性能更为优异的一类材料），目前世界上传统材料有几十万种，同时新材料以每年5%的速度增 长； 表3.1.1金属材料分类 表3.1.0无机非金属材料的分类 先进陶瓷材料结构陶瓷功能陶瓷 陶瓷刀具生物陶瓷 硅酸盐材料 普通陶瓷 水泥和混凝土搪瓷、玻璃硅质砖耐火材料 晶体材料 无机非属材料 金属材料 非铁金属材料 钢铁材料 铜及铜合金(变形铜合金、铸造铜合金）铝及铝合金（变形铝合金、铸造铝合金）钛及钛合金锌及锌合金轴承合金 其他金属及合金 钢 铸铁 合金钢 低合金钢 非合金钢 合金结构钢(渗碳、氮化、调质、非调质钢）合金弹簧钢滚动轴承钢超高强度钢 合金工具钢（量具刃具、冷作模具、热作模具、塑料模具、耐冲击工具钢）高速工具钢 特殊性能钢（不锈、耐热、耐酸、耐磨钢） 低合金高强度结构钢低合金耐侯钢易切削碳素结构钢 普通质量碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢 易切削碳素结构钢特殊性能铸铁 抗磨铸铁耐热铸铁耐蚀铸铁 一般性能铸铁 灰铸铁球墨铸铁可段铸铁蠕墨铸铁 精心整理 材料员基本知识 1、基础工程材料一般有哪些? 一般有钢筋、水泥、砂、石子、砖、外加剂、木材、给排水管及管件、电气穿地管等。 2、主体工程的材料和构件一般有哪些? 答：钢筋、水泥、砂、石子、粉煤灰、白灰、木材、外加剂、苯板、砖、通风道等 3 4 5 《硅酸泥》、、42.5、62.5、62.5R 。 7 定强度等级，按鉴定后的强度等级使用。所以贮存和使用水泥时就注意先入库的先用。 8、常用砌筑用砖共分为几种及规格是什么? 答：分为红砖和空心砖。红砖规格为240*115*53，空心砖的规格为240*115*180。空心砖还有190*115*90和180*115*90两种规格，但不经常用。 9、1立米砖砌体需用多少红砖? 答：标准尺寸为240×115×53mm 的直角平行六面体，加上砖砌灰缝10mm ，则4块砖长，8块 砖宽，16块砖厚均为1M，1立方(M3)砖砌体的用砖量为512块。 10、现场材料员如何检测红砖质量? 答：按焙烧时的火候不同还可分为正火砖、欠火砖和过火砖。欠火砖色浅、声哑、吸水率大、强度耐久性差，过火砖色深、声音响亮、吸水率低、强度高但常有弯曲变形。二种砖均为不合格品。 11、什么是顺砖、丁砖?什么是眠砖、斗砖? 答：顺砖，指砖的长度沿墙面;丁砖，指砖的宽度沿墙面;砖平砌叫眠砖;砖侧立砌筑叫斗砖。 12 B C 13 14 (1) (2) (3) 15 得超过 16 答：包装水泥要实行抽检，以防每袋重量不足，防止重量不足而影响混凝土和砂浆强度，产生质量事故;散装水泥可按出厂秤码单计量净重，但要注意卸车时要卸净，检查方法是看罐车上的压力表是否为零及拆下的泵管是否有水泥。 17、水泥在储存和运输时为什么应防止受潮? 答：因为水泥受潮后，因表面水化而结块，丧失胶凝能力，强度大为降低，而且，即使在良好的条件下，也不可储存过久，因为水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳，缓慢地水化和碳化，故储存过久的水泥在使用前要重新检验其实际强度。 18、水泥净重的检查标准是什么? 压力容器常用材料的基本知识 1、压力容器用钢板选用时应考虑： ①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。 2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。 3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器 壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。 4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。 6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板， 如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。 需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。 7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性， 质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。 8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高， 其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。 9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明： ①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。 ②、Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热 处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。 ③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑性和 韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。 ④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。 金属材料及处理工艺基础知识 一、金属材料分类: 金属材料的分类有多种方式，有按照密度分的，价格分的…常用的是分类是把金属材料分成黑色金属和有色金属两大类。 1.黑色金属：通常指铁，锰、铬及它们的合金。常用的黑色材料为钢铁。其又分为三类：纯铁，钢，铸铁。 纯铁：其主要由Fe组成的，含C量在0.0218％以下，工业中很少用； 钢：含C量在0.0218%-2.3%之间的铁碳合金（不加其他元素的称碳素钢，加入其他合金元素的称合金钢）。其又可以按照成分分类（碳素钢，合金钢），用途分类（轴承钢，不锈钢，工具钢，模具钢，弹簧钢，渗碳用钢，耐磨钢，耐热钢…），品质分类（普通钢，优质钢，高级优质钢），成形方式分类（锻钢，铸钢，热轧钢，冷拉钢），形式分类（板材，棒材，管材，异形钢等）等等。 铸铁：含C量在2.3％-6.69％之间的铁碳合金成为铸铁。按石墨的形态其又可以分为灰铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁等，石墨的不同形态和基体的配合而具有不同的性能。 2.有色金属：又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝、镍锰以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。 二、金属材料的使用性能及指标 金属材料常用的性能指标有力学性能和物理性能。 1.力学性能：金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 强度:金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服强度、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示，常用单位为MPa。 屈服强度：金属试样在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs表示，单位为MPa。一般的，材料达到屈服强度，就开始伴随着永久的塑性变形，因此其是非常重要的指标。 抗拉强度：金属试样在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb表示，单位为MPa。 塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。 弹性：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力(去掉外力后能恢复原状的变形)。 伸长率：金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始 第15章锅炉及压力容器常用钢材 15.1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求 按工作条件分为两大类： 一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管 具有特点： 1有较高的室温强度 通常以屈服极限 σs和强度极限σb为设计依据，要求有较大的σs和σb良好的韧性性能 材料需具有足够的韧性防止脆性断裂，在考虑强度的同时也不能忽略韧性， 表示。 (1)材料的韧性通常用冲击韧性值 αk 压力容器用钢的冲击韧性要求 2） 冲击韧性值 αk（N·m/cm 20℃-40℃ >=60>=35 (2)还需要考虑时效韧性 时效就是钢材经冷加工变形后，在室温或较高温度下，冲击韧性随时间变化。通常在200-300℃，冲击韧性值显著降低。一般要求下降率不超过50%。 由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段，相应两种防止断裂方法（1）选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生，要求如上表所示 （2）选用韧性更高的材料，以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。（要求温度比无塑性转变温度 一半时，要高17℃NPT高一定数值，例如元件的设计应力为屈服极限σ s 3较低的缺口敏感性 制造过程中，开孔和焊接会产生局部应力集中，要求材料有较低的缺口敏感性，以防止产生裂纹 4良好的加工工艺性能和焊接性能 由于焊接热循环作用，会 （1）降低热影响区材料的韧性、塑性 （2）在焊缝内产生各种缺陷 其中（1）、（2）均会产生裂纹 在选材料时需考虑 （1）材料中碳的当量值（保证材料具有较好的可焊性） （2）适当的焊接材料和焊接工艺 （3）材料具有良好的塑性（碳钢和碳锰钢 δs不低于16%，合金钢δs不低于14%） （4）良好的低倍组织 （5）钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少（防止裂纹的产生） 二、用以制造高温承压元件的钢管 1具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性 通常以持久强度为设计依据，保证在蠕变的条件下安全运行 压力容器用材料复验基础知识 由生产部提议并受研究院的委托，由我给大家讲讲压力容器用材料复验方面的相关基本知识。下面我就分几个侧面共同学习一下压力容器用材料复验方面的基础知识。 一、哪些情况下需要进行材料复验 由于压力容器材料经过10年的发展，相对于99版《容规》颁布时已有了长足进展，冶金行业装备条件大为改善，钢材质量得到很大的提高；另一方面，压力容器专用钢板、钢管（压力管道元件）的制造已由工业生产许可转化为特种设备制造许可，基于上述原因，对于压力容器用材料进行大量复验，已无必要。因此，TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》(以下简称《固规》)取消了绝大部分的压力容器用材料的复验要求。但在《固规》的2.11条（1）款要求压力容器制造单位应当采用对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方式，确保所使用的压力容器材料符合《固规》的规定，并且在材料进厂时审核材料质量证明书和材料标志。这一条款的实质是对材料的生产厂家提出了要求，比如说，你采购甲醇合成塔常用的13MnNiMoR材料你首先要考虑舞阳钢厂，其次是武钢等等，你千万不要到没有业绩支持的其他钢厂去采购；你若采购奥氏体不锈钢材料，你首先考虑的是太钢的、其次是上钢三厂的等等。这一条款的第二层意思就是你要确认你采购来的压力容器用材料确实是你想要采购厂家的产品，比如说，你想采购的是舞阳钢厂的13MnNiMoR钢板，你要审核材料质量证明书和材料标志，确保它就是舞阳钢厂的产品。 这一点很关键，因为它不但是对用户负责，同时也是对采购人员自身负责。总之，《固规》虽然取消了绝大部分压力容器用材料的复验要求，但它对采购环节提出了更高的要求，也同时加大了采购人员的责 压力容器材质选用及 安全技术 压力容器材质选用及安全技术 加入日期:2008-8-13 | 来源:程力压力容器 第一节材料的选用 压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。 对于压力容器的设计者，充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。 一、材料的性能 1．力学性能 材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和韧性等。 (1)强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。强度指标是设计中决定许用应力的重要依据，是材料抵抗外力作用能力的标志。常用的强度指标有屈服强度σs或σ0．2和抗拉强度σb，高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD，设计中许用应力都是根据这些数值决定的。另外，材料的屈强比(σs／σb)也是反映材料承载能力的一个指标，不同材料具有不同的屈强比，即使是同一种材料，其屈强比也随着材料热处理情况及工作温度的不同而有所变化。 (2)塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。塑性指标主要有伸长率δ、断面收缩率φ、冲击韧性ak等。用塑性好的材料制造容器，可以缓和局部应力的不良影响，有利于压力加工，不易产生脆性断裂，对缺口、伤痕不敏感，并且在发生爆炸时不易产生碎片。作为化工容器用的钢，要求伸长率δ不低于14％，冲击韧性ak在使用温度下不低于35J／cm2。 (3)韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值ak表示。Ak值或ak 值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。 表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性，它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。 (4)硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。 材料力学性能的各因素之间是相互联系又相互制约的。有些材料强度较高，但它的伸长率及冲击韧性却很低。因此，选材时不能只看其单一的性能指标，而应对材料力学性能的诸因素作全面分析。 2．物理性能 在容器设计中，应注意到材料的物理性能。例如，在计算容器的温差应力时，就要用到材料的线胀系数α；在设计换热器及计算容器外壳热损失时，还要用到材料的热导率入等。因此，材料的使用场合不 压力容器常用材料的基本知识 1 、压力容器用钢板选用时应考虑：①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板，如用于壳体厚度＞36mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性，质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高，其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P 含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。9 、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明：①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚δ＞36mm时，为保证塑性和韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，30＜δ≤36时Ⅲ级合格，δ＞36时Ⅱ级合格。④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。⑤、Q345R属C-Mn钢，是屈服强度为350MPa级的普通低合金高强度钢，具有良好的低温冲击韧性。手工焊时，一般采用碱性焊条（如J507），自动焊时，焊丝/焊剂可选用H08MnA/HJ431或H10Mn2/HJ350（厚板且热处理时）。⑥、Q345R钢板的最小厚度是3mm，钢板厚度负偏差为0.3mm。 名人堂：众名人带你感受他们的驱动人生 马云任志强李嘉诚柳传志史玉柱 10、Q235-B适用于： P≤1.6MPa、0～350℃、壳体δn≤20，非高度危害介质。11、Q235-C 适用于： P≤2.5MPa、0～400℃、壳体δn≤30。12 、奥氏体不锈钢可用于：使用压力不限、使用温度为-196～700℃。使用的介质条件为：①介质腐蚀性较强；②防铁离子污染；③ T＞500℃的耐热钢（0Cr型）或T＜-100℃的低温用钢（00Cr型）。 13、奥氏体不锈钢既是耐酸钢，又是耐热钢。从耐腐蚀性能来说，需降低含碳量；从耐高温性能来说，需适当提高含碳量。14、奥氏体不锈钢在高温条件下使用时（＞525℃），钢中含碳量应不小于0.04%，（即采用1Cr或0Cr,而不采用00Cr）。因为使用温度高于525℃时，钢中含碳量太低，强度和抗氧化性会显著下降，因此超低碳不锈钢和双相不锈钢都不可用作耐热钢。15、奥氏体不锈钢的焊接接头一般均采用射线进行检测，而不采用超声波检测。16、奥氏体不锈钢制压力容器一般不需进行焊后消除应力的热处理。17、奥氏体不锈钢在常温和低温下有很高的塑性和韧性，不具磁性。在许多介质中有很高的耐蚀性，其中铬是抗氧化性和耐蚀性的基本元素。合金中含碳量的增加将降低耐蚀性能，所以该含碳量0.08～0.12%左右为高碳级不锈钢，钢号前以“1”表示。含碳量0.03 《金属材料基础知识》 第一部分金属材料及热处理基本知识 一，材料性能：通常所指的金属材料性能包括两个方面： 1，使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作，材料所应具备的性能，主要有力学性能（强度、硬度、刚度、塑性、韧性等），物理性能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等）。使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和寿命。 2，工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能，如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。 工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。 二，材料力学基本知识 金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当达到或超过某一限度时，材料就会发生变形以至于断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。 承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些指标可以通过力学性能试验测定。 1，强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测出。抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形，所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标，并加安全系数。2，塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。 伸长率δ=[（L1—L0）/L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度 断面收缩率φ=[（A1—A0）/A0]100% A0----试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积 断面收缩率不受试件标距长度的影响，因此能够更可靠的反映材料的塑性。 对必须承受 强烈变形的材料，塑性优良的材料冷压成型的性能好。 3，硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系，一般情况下，硬度较高的材料其强度也较高，所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外，硬度较高的材料耐磨性也较好。 工程中常用的硬度测试方法有以下四种 （1）布氏硬度HB （2）洛氏硬度HRc（3）维氏硬度HV （4）里氏硬度HL 4，冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。 材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的，摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示，Sn为断口处的截面积，则冲击韧性ak=Ak/Sn。 在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。 三金属学与热处理的基本知识 1，金属的晶体结构--物质是由原子构成的。根据原子在物质内部的排列方式不同，可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈现规则排列的物质称为晶体，凡内部原子呈现不规则排列的物质称为非晶体，所有固态金属都是晶体。 晶体内部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有： 单选题：(399题) ?绝对温标是将在标准大气压下( )定为零度。 A、水的结冰温度 ## B、水的冰点为32度 ## C、水的三相点 ?最高工作压力是指在操作过程中容器顶部可能达到的最大( )。 A、绝对压力 ## B、表压力 ## C、表压力加液体静压力 ?在工程应用中，压力的表示方法一般都采用( )。A、表压力 ##B、绝对压力 ##C、标准大气压 ?为了对硫化罐内的橡胶制品进行硫化，需要采取的单元工艺为( )。A、反应 ## B、加热 ##C、冷凝 ##D、蒸发 ?-一个标准大气压等于( )。A、735. 6mmHg ## B、760mmHg##C、一个工程大气压 ?一个工程大气压等于( )。A、735. 6mmHg ## B、760mmHg ##C、一个工程大气压 ?压力容器的操作压力、最高工作压力、设计压力是指( )。 A、表压力 ## B、绝对压力 ## C、标准大气压 ?在工程上，压力容器的压力是指( )。A、作用在物体表面上的力 ## B、均匀垂直作用在物体表面上的单位面积的力#C、均匀垂直作用在物体表面上的力 ?摄氏温标是将在标准大气压下( )定为零度。A、水的结冰温度 ##B、水的冰点为32度##C、水的三相点 ?华氏温标是将在标准大气压下( )定为零度。A、水的结冰温度 ## B、水的冰点为32度##C、水的三相点 ?可燃气体、可燃液体的蒸气或可燃粉尘与空气混合达到一-定浓度时，遇到火焰就会发生爆炸，这个遇到火源能够发生爆炸的浓度范围，称为( ) 。A、爆炸极限 ##B、闪点 ##C、爆炸下限 ?可燃气体或其蒸气在空气中刚刚达到可以使火焰蔓延的最低浓度，称为该介质的( )。 A、闪点 ## B、爆炸上限 ## C、爆炸下限 ?可燃气体或其蒸气在空气中达到可以使火焰蔓延的最高浓度，称为该介质的( )。 A、闪点 ## B、爆炸上限 ## C、爆炸下限 ?爆炸极限通常用可燃气体在空气中的( )表示。A、温度 ##B、容积 ## C、体积百分比(%)?对达到饱和温度的蒸汽继续加热得到的蒸汽称为( )。A、热蒸汽 ##B、饱和蒸汽 ## C、过热蒸汽 ?随着压力升高，蒸汽饱和温度应( )。A、升高 ##B、降低 ##C、不变 ?当压力容器的压力来自于外部的压缩机或泵时，容器中介质压力取决于( )压力。 A压缩机或泵进口## B、容器自身压力 ## C、压缩机或泵出口 ?当压力容器的压力来自于外部的蒸汽锅炉时，容器中介质压力取决于( )压力。 A、蒸汽锅炉产生的蒸汽 ## B、容器介质## C、锅炉内部压力 ?我国压力容器压力的法定单位采用()。A、kg/cm2 ##B、MPa## C、bar ?工作压力是指正常工艺操作条件下( )。 A、容器顶部的最高工作压力 ## B、容器内的工作压力 ##C容器的允许工作压力 ?临界温度是物质以( )状态出现的最高温度。A、气态 ## B、固态 ## C、液态 ?物质的临界温度越高，就越( )液化。A、容易 ## B、不容易 ## C、与临界温度无关 ?物质的温度比临界温度越低，液化所需的压力就( )。A、越大 ##B、越小 #C、不变 ?压力容器要平稳操作，开始加载时，加载速度( )。 A、应快一些 ## B、不宜过快 ## C、尽量快一些 ?对于高温容器或低温容器，加热和冷却的速度都应( ) 。A、快一些 ## B、不宜过快 ## C、 Q235-A钢号已于2002年7月1日取消。 Q235-B按照GB150-1998的规定。压力等级，材质的腐蚀性，当然参照GB150，或者GB713, 能，但要指出S, P含量，现在是Q235B 了，不是Q235-B Q235B为镇静钢，常温冲击功＞27J断后延伸率＞26% 分别满足固容规第 2.2条（冶炼方法）、第2.4.1条（＞20J） 2.4.2条（＞23%的要求。 只要将容规2.3.1条对P、S成分的要求作为附加采购要求，或复验后P、S成分能满足新容规要求，这样 的Q235-B钢板是可以使用的。 a）Q235-A钢板的适用范围： 1?容器设计压力小于等于 1.0MPa。 2?钢板使用温度0-350摄氏度。 用于壳体时，钢板厚度不大于16mm。 3?不得用于液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。 b）Q235-B钢板的适用范围： 1?容器设计压力小于等于 1.6MPa 2?钢板使用温度0-350摄氏度。 用于壳体时，钢板厚度不大于20mm。 3?不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。 GB 713-2008标准中有提到，16MnR、16Mng、19Mng合并为Q345R, 16Mn只是普通合金钢，16MnR是压力容器用钢，成分没有打的变化，只是力学性能的要求相比16Mn更细化而已，就是你要买容器板（一般 指压力容器）就是Q345R（市场也有叫16MnR）,普通用途就叫16Mn。至于Q235-B的取消，在GB 713-2008 中就没有Q235-B 了，所以压力容器的选材不能用Q235-B,而常压容器却可以继续用。另GB 150的新版还没有出，现在有的设计院可能还是会使用Q235-B作为容器非受压元件主材（支座、吊耳），但是作为承压 元件的原材我现在是没见到有用Q235-B的。 Q345R取带了16MnR和16Mn 现在钢厂都不轧制16MnR 了你可以察看一下GB713-2008说明的很清楚！ Q235-B可以使用在压力容器中GB150-1998中第423说明的很清楚！！ 压力容器设计时还能选用Q235-B吗？听说取消了？为什么要取消？看到有的设计中使用了该材料。 可以用的，按GB150要求，厚度＞6mm钢板应做冲击试验，试验结果应符合GB/T700规定，钢板还应满足以下要求：钢板应进行冷弯试验，且容器的设计压力＜ 1.6MPa使用温度为20C?300C,钢板的P含量＜0.035% S含量＜0.035% 可以用的，但是使用时比较麻烦，按照GB150.2中附录D的要求，符合GB/T700规定钢板的P含量 ＜0.035%,S含量＜0.035%;厚度＞6mm钢板应做冲击试验，钢板应进行冷弯试验，试验结果应符合GB/T700 规定；容器设计压力小于 1.6MPa ;使用温度为20 C?300 C；用于容器壳体厚度不大于16mm，其它受压元件厚度不大于30mm。 第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分：学习内容 1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. （2）按化学成分分类： 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系： HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短，组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等） -目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？ 答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理？ 答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。 13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢压力容器用钢
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