電站鍋爐金屬材料金屬技術(shù)監(jiān)督基礎(chǔ)知識(shí)-2011

1、,電站鍋爐金屬材料金屬技術(shù)監(jiān)督基礎(chǔ)知識(shí)中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院錢(qián) 公,,一、金屬學(xué)及熱處理基本知識(shí)? 金屬學(xué)基本概念 金屬學(xué)就是研究金屬和合金的性能與它們內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，以及影響金屬與合金組織和性能的因素的一門(mén)科學(xué)。? 常見(jiàn)合金元素對(duì)電站鍋爐用鋼性能的影響 C、Cr、Mo、W、V、Ni、Nb、Ti、B和稀土元素（Re）、Si和Al。? 晶體與晶體結(jié)構(gòu)? 鐵的幾種基本固態(tài)項(xiàng) α 鐵、

2、β鐵、γ鐵、 δ鐵。,,,? 晶粒和晶界? 鋼中晶界的特殊性 晶界比晶粒容易被腐蝕； 晶界的熔點(diǎn)比晶粒低； 當(dāng)金屬內(nèi)部發(fā)生相變時(shí)，晶界是優(yōu)先成核的部位； 原子在晶界上擴(kuò)散比晶粒內(nèi)快； 晶界對(duì)晶粒的滑移變形起阻礙作用，晶界不易產(chǎn)生塑性變形； 晶界處容易聚集與晶粒元素不同的其他雜質(zhì)元素的原子。? 等強(qiáng)溫度Tθ 晶界強(qiáng)度和晶粒強(qiáng)度相等時(shí)的溫度稱(chēng)為等強(qiáng)溫度Tθ 。,,,? 金屬材

3、料的塑性變形及再結(jié)晶 加工硬化：金屬在塑性變形后，金屬的強(qiáng)度和硬度會(huì)升高，塑性和 韌性會(huì)降低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為加工硬化（或冷作硬化）。 再結(jié)晶過(guò)程：將經(jīng)冷加工變形后的金屬部件加熱到適當(dāng)溫度并保溫 后，金屬內(nèi)形成新晶粒并長(zhǎng)大，從而獲得沒(méi)有內(nèi)應(yīng)力和加 工硬化的組織的軟化過(guò)程，稱(chēng)

4、為再結(jié)晶過(guò)程。,,? 鋼及鑄鐵中的幾種基本組織 鐵素體：碳原子溶于體心立方α—Fe中形成的間隙固溶體。以α或F 表示。 滲碳體：晶體結(jié)構(gòu)屬正交系，化學(xué)式為Fe3C的金屬化合物，是鋼和鐵 中常見(jiàn)的固相，在合金鋼中為合金滲碳體。 奧氏體：碳原子溶于面心立方晶格γ—Fe中所形成的間隙固溶體 ，以 A表示。

5、 珠光體：由鐵素體和滲碳體所組成的機(jī)械混合物，通常呈片層狀相間 分布。以P表示。,,索氏體：過(guò)冷奧氏體在600℃～650℃左右分解所形成的珠光體，其 片層較薄。以S表示。 屈氏體（或托氏體）：過(guò)冷奧氏體在650℃～550℃左右分解所形成的 珠光體，其片層極薄。以T表示。 貝氏體：鋼鐵奧氏體化后，過(guò)冷到珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)與

6、Ms之間的中溫 區(qū)等溫，或連續(xù)冷卻通過(guò)這個(gè)中溫區(qū)時(shí)形成的組織。按照組 織形式和形成溫度不同，分為上貝氏體和下貝氏體。上貝氏 體中鐵素體呈羽毛狀，羽毛之間分布有片裝和棒狀的滲碳體。 下貝氏體為針狀的鐵素體上分布有大量的滲碳體。貝氏體中 的鐵素體含有較多的（或過(guò)飽和的）碳，以B表示。,,馬氏體：鋼鐵或非鐵金屬中通過(guò)無(wú)擴(kuò)散共格切

7、變型轉(zhuǎn)變所形成的產(chǎn)物。 以M表示。 萊氏體：鋼鐵或高碳高合金鋼中由奧氏體（或其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物）與碳化物 （包括滲碳體）組成的共晶組織。以L(fǎng)表示。 石墨：碳的一種同素異構(gòu)體，晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，是鑄鐵中常出 現(xiàn)的固相，其空間形態(tài)有片狀、球狀、團(tuán)絮狀、蠕蟲(chóng)狀等。其 中以片狀對(duì)

8、金屬的危害最大。,,? 鐵碳平衡圖 平衡圖也叫相圖或狀態(tài)圖，是表示合金體系在平衡狀態(tài)時(shí)各相區(qū) 溫度和成分極限的圖解。一般最常用的平衡圖是二元系的平衡圖。二 元系的平衡圖以縱坐標(biāo)表示溫度，橫坐標(biāo)表示合金的成分。知道了合金的成分和溫度，就可以在平衡圖上找到相應(yīng)的平衡狀態(tài)下的組織， 并可用杠桿定律求出兩相區(qū)相的相對(duì)量。從平衡圖上也可以知道一定 成分的合金在冷卻過(guò)程中相的變化。,,鐵碳

9、平衡圖是鐵和碳的二元系相圖。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，鐵碳平衡圖應(yīng)當(dāng)是 鐵和石墨的平衡圖。而我們應(yīng)用最多的是含碳量6.67％以下的富鐵部 分平衡圖，而且是鐵和化合物Fe3C 的一種平衡圖。因此，雖然鐵碳平 衡圖有Fe －C和Fe － Fe3C兩種，但實(shí)際上都把Fe － Fe3C系的平衡圖 稱(chēng)為鐵碳平衡圖。 包晶反應(yīng)：所謂包晶反應(yīng)即由一個(gè)固相和一個(gè)液相反應(yīng)成為一個(gè) 固相的反應(yīng)。

10、 共晶反應(yīng)：所謂共晶反應(yīng)即由一個(gè)液相反應(yīng)成兩個(gè)固相的反應(yīng)。 共析反應(yīng)：所謂共析反應(yīng)即由一個(gè)固相反應(yīng)成兩個(gè)固相的反應(yīng)。 杠桿定律：當(dāng)測(cè)定各相的相對(duì)量時(shí)，可先通過(guò)已知點(diǎn)做水平線(xiàn)， 此水平線(xiàn)在該已知點(diǎn)和決定相成分之間的線(xiàn)段長(zhǎng)度與 這些相的重量成反比。,,,,,應(yīng)用舉例1：,,應(yīng)用舉例2：,,? 鋼的熱處理 正火:將鋼加熱到Ac3或Acm以上30℃～50℃

11、,使鋼全部奧氏體化，并 保溫一定時(shí)間，隨后在空氣中冷卻，使之得到珠光體型組織的熱 處理。 正火目的：① 、細(xì)化晶粒，改善鋼的力學(xué)性能，并可作為某些鋼 （如20G鍋爐管）的最終熱處理。 ② 、改善組織，以改善切削加工性能，并為淬火做組

12、 織準(zhǔn)備。,,淬火：將工件加熱到臨界溫度以上保持一定時(shí)間，使奧氏體化并均勻 化后，放入水、鹽水或油中（個(gè)別材料在空氣中）急冷下來(lái)以 獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的一種熱處理操作。 淬火目的：提高鋼的強(qiáng)度和硬度。 回火：將淬火后的工件重新加熱到Ac1一下的某一溫度，并保持一定 時(shí)間，隨后在油

13、中或空氣中冷卻到室溫的一種熱處理操作過(guò)程。 回火目的： ① 、得到較為穩(wěn)定的組織。 ② 、減小或完全消除鋼淬火后存在于鋼中的應(yīng)力，降 低淬火鋼的脆性，得到工件所需要的最后的性能。,,常見(jiàn)的回火類(lèi)型： ① 、低溫回火 回火溫度為150～250 ℃。 目的：

14、消除工件中的部分內(nèi)應(yīng)力，稍稍提高韌性，但仍使工 件保持著高的淬火硬度。 適用范圍：高碳鋼和合金鋼制造的刀具、量具等。 ② 、中溫回火 回火溫度為350～480 ℃。 目的：使鋼具有較高的彈性和韌性。 適用范圍：常用于彈簧和熱沖模。,,③ 、高溫回火

15、 回火溫度為450～670 ℃（對(duì)碳鋼或低合金鋼）或更高溫度 （對(duì)中、高合金鋼）。 目的：完全消除內(nèi)應(yīng)力，回火后有足夠的強(qiáng)度和良好的韌 性。 適用范圍：廣泛用于電站主蒸汽管道焊口的焊后熱處理以及 結(jié)構(gòu)鋼的最終熱處理。 退火：將鋼加熱到臨

16、界點(diǎn)以上30℃～50℃，保溫一定時(shí)間，然后緩慢 冷卻（一般隨爐冷卻）的一種熱處理操作過(guò)程。鋼的退火可分 為再結(jié)晶退火和退火兩種。 再結(jié)晶退火：即是將冷加工后的工件加熱到Ac1以下溫度，使冷加 工后的不穩(wěn)定的變形組織變?yōu)榉€(wěn)定的組織狀態(tài)。這 種退火沒(méi)有相變發(fā)生。,,常見(jiàn)

17、的退火類(lèi)型： ① 、完全退火 完全退火是將鋼加熱到Ac3以上，使鋼全部變成奧氏體的工 藝 。 目的：細(xì)化晶粒，改善鋼的力學(xué)性能或?yàn)榇慊鹱鹘M織準(zhǔn)備； 降低鋼的硬度以利于加工； 消除內(nèi)應(yīng)力。 適用范圍：亞共析鋼和共析鋼組織的碳鋼及

18、合金鋼鑄件和鍛 件。如汽輪機(jī)氣缸25鋼鑄件在鑄造后即采用完全 退火。 ② 、不完全退火 不完全退火與完全退火不同，其加熱溫度較低，為Ac1＋ （20~30 ℃ ），在此溫度加熱保溫后緩慢冷卻。,,目的：降低鋼的硬度，改善切削性能，并為淬火作組織準(zhǔn)備。

19、 適用范圍：主要用于過(guò)共析鋼、合金工具鋼及軸承鋼。 ③ 、擴(kuò)散退火 擴(kuò)散退火即是將鋼加熱到 很高的溫度，通常為 Ac3以上200 ℃ 左右，保溫較長(zhǎng)時(shí)間，然后緩慢冷卻。 目的：使鋼的成分均勻。 適用范圍：高合金鋼錠或鑄件。 ④ 、等溫退火 等溫退火即是把鋼加熱到臨界點(diǎn)以上溫度，使其

20、轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏 體，并保溫一段時(shí)間使奧氏體均勻后，冷卻到預(yù)定溫度，并在 該溫度下保溫一段時(shí)間，使奧氏體等溫分解成珠光體的熱處理 工藝。 目的：組織均勻，硬度降低。 適用范圍：合金鋼。,,⑤ 、球化退火 球化退火即是將鋼按照完全退火的加熱速度加熱到Ac1＋（20~30 ℃ ），保溫后，再按照每小時(shí)

21、20~50 ℃ 的速度降至該鋼Ar1以下一個(gè)溫度，并在這個(gè)溫度保溫較長(zhǎng)時(shí)間，最后隨爐冷至450~500 ℃ 左右出爐，再在空氣中冷卻的工藝。 通過(guò)這種退火后，珠光體中的滲碳體及鋼中的二次滲碳體均為球狀，故稱(chēng)為球化退火。 目的：降低硬度， 以便于加工，并使鋼中的滲碳體變?yōu)榍驙?，以為淬火作好組織準(zhǔn)備。,,二、金屬在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中的變化

22、 ? 金屬的蠕變 在規(guī)定溫度和恒應(yīng)力作用下，材料塑性變形隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象，稱(chēng)為蠕變。 ? 金屬的蠕變曲線(xiàn) 以蠕變變形量作為時(shí)間函數(shù)所繪制的曲線(xiàn)，稱(chēng)為蠕變曲線(xiàn)。盡管不同的金屬和合金在不同條件下所得到的蠕變曲線(xiàn)不盡相同，但它們都有一定的共同特征，把這些共同特征表示出來(lái)的蠕變曲線(xiàn)就叫做典型蠕變曲線(xiàn)。典型蠕變曲線(xiàn)見(jiàn)附圖，它描述在恒定溫度、恒定拉應(yīng)力下金屬的變形隨時(shí)間的變化規(guī)律。,

23、,,典型蠕變曲線(xiàn)分為以下四個(gè)部分： ⑴ 、瞬時(shí)伸長(zhǎng)0O’：它是加上應(yīng)力的瞬間發(fā)生的。假如外加應(yīng)力超 過(guò)金屬在試驗(yàn)溫度下的彈性極限，則這部分瞬時(shí)伸長(zhǎng)中既包 括彈性變形，也包括塑性變形。 ⑵ 、蠕變第一階段（曲線(xiàn)O’A，即 I ）：蠕變速率隨時(shí)間逐漸降低的 期間稱(chēng)為蠕變第一階段。這一階段的蠕變是非穩(wěn)定 的蠕變階段，

24、它的特點(diǎn)是開(kāi)始蠕變速度較大，但隨著時(shí)間的 推移，蠕變速度逐步減小，到A點(diǎn)，金屬的蠕變速度達(dá)到該 應(yīng)力和溫度下的最小值并開(kāi)始過(guò)渡到蠕變的第二階段。由于 這一階段蠕變有著減速的特點(diǎn)，因此也把蠕變第一階段稱(chēng)為 蠕變的減速階段。,,⑶ 、蠕變的第二階段（曲線(xiàn)AB ，即 II ）：蠕變速率恒定的期間稱(chēng)為蠕 變的第

25、二階段。這一階段的蠕變是穩(wěn)定階段的蠕變，它的特點(diǎn) 是蠕變以固定的但是對(duì)于該應(yīng)力和溫度下是最小的蠕變速度進(jìn)行， 在蠕變曲線(xiàn)上表現(xiàn)為一具有 一定傾斜角度的直線(xiàn)段。蠕變第二階段 又稱(chēng)為蠕變的等速階段或恒速階段。⑷、蠕變的第三階段（曲線(xiàn)BC ，即 III ）：蠕變速率隨時(shí)間逐漸增加的 期間稱(chēng)為蠕變的第三階段。當(dāng)蠕變進(jìn)行到B點(diǎn)，隨著時(shí)間的進(jìn) 行，蠕變以迅速增大

26、的速度進(jìn)行，這是一種失穩(wěn) 狀態(tài)。直到C點(diǎn)發(fā) 生斷裂。至此，整個(gè)蠕變過(guò)程結(jié)束。由于蠕變第三階段有蠕變不斷 加速的特點(diǎn)，所以也被稱(chēng)為蠕變的加速階段。,,? 金屬的蠕變極限 金屬的蠕變極限是指在規(guī)定溫度下使試樣在規(guī)定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的蠕變 總伸長(zhǎng)率或穩(wěn)態(tài)蠕變速率不超過(guò)規(guī)定值的最大應(yīng)力，它表征金屬材料抵 抗蠕變變形的能力。 對(duì)于火力發(fā)電廠(chǎng)的高溫金屬部件

27、，蠕變極限作以下具體規(guī)定： ⑴、在 一 定 溫 度 下，能 使鋼 材 產(chǎn) 生 1×10－7毫米/毫米?時(shí) （或1×10－5％/時(shí)）的第二階段蠕變速度的應(yīng)力，就 稱(chēng)為 該 溫度下1×10－7 （或1×10－5％）的蠕變極限。 所用符號(hào)為б t1×10－7 （或б t1×10－5％ ）。

28、 ⑵ 、在 一 定 溫 度 下，能 使鋼 材 在105小時(shí)工作時(shí)間內(nèi)發(fā)生1％ 的總?cè)渥冏冃瘟康膽?yīng)力，就稱(chēng)為該溫度下的105小時(shí)變形1％ 的蠕變極限。 所用符號(hào)為б t1/105,,? 金屬的持久強(qiáng)度 金屬材料的持久強(qiáng)度和蠕變極限一樣，是評(píng)定在高溫和應(yīng)力下長(zhǎng)期使用的部件金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)。由于金屬持久強(qiáng)度試驗(yàn)一直要

29、進(jìn)行到試樣的斷裂，所以它可以反映金屬材料在高溫長(zhǎng)時(shí)斷裂時(shí)的強(qiáng)度和塑性。 金屬的持久強(qiáng)度是指使用在規(guī)定的溫度下達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間而不致斷裂的最大應(yīng)力，表征金屬材料抗高溫蠕變斷裂的能力。 火力發(fā)電廠(chǎng)高溫金屬部件所用材料的持久強(qiáng)度一般可表示為：在給定溫度下，經(jīng)105小時(shí)發(fā)生破壞（或斷裂）的應(yīng)力。 其常用符號(hào)為б t105,,? 金屬的持

30、久塑性 金屬的持久塑性是指材料在一定溫度及恒定試驗(yàn)力作用下的塑性變形。用蠕變斷裂后試樣的延伸率和斷面收縮率表示。 持久斷后延伸率:持久試樣斷裂后，在室溫下標(biāo)距的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的 百分比。 持久斷后斷面收縮率 :持久試樣斷裂后，在室溫下橫截面積最大縮減 量與原始橫截

31、面積的百分比。,,? 金屬的松弛 在規(guī)定溫度及初始變形或位移恒定的條件下，材料中的應(yīng)力隨時(shí)間而減小的現(xiàn)象叫應(yīng)力松弛。 松弛過(guò)程可以用一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)表示，當(dāng)溫度為常數(shù)時(shí)： ε0＝ εp＋ εe ＝常數(shù) 式中： ε0 －松弛開(kāi)始時(shí)金屬所具有的開(kāi)始的總變形； εp －塑性變形 εe －彈性變形

32、 松弛過(guò)程中， ε0 ＝常數(shù)， εp ≠ 常數(shù)，εe ≠常數(shù) 。即由于總變形量不變，而其中的彈性變形轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃?，因而零件中的?yīng)力隨時(shí)間而降低。,,,? 金屬在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中組織的變化 無(wú)論奧氏體鋼或珠光體鋼，在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行，不但會(huì)發(fā)生蠕變、斷裂和應(yīng)力松弛等形變過(guò)程，而且還會(huì)發(fā)生一些組織和性能的變化。

33、鍋爐高溫部件所用鋼材在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的組織性能變化主要有： 珠光體的球化和碳化物的聚集； 石墨化（僅限于不含鉻的珠光體耐熱鋼）； 時(shí)效和新相的形成（如不銹鋼中б 相的形成等）； 熱脆性； 合金元素在固溶體中和碳化物相之間的重新分配。 等等。,,? 珠光體的球化和碳化物的聚集

34、 這是所有珠光體耐熱鋼最常見(jiàn)的組織變化。 珠光體球化是指鋼中片層狀珠光體組織，在高溫長(zhǎng)期應(yīng)力作用下，珠光體中的片層狀滲碳體（或碳化物），通過(guò)原子擴(kuò)散方式逐漸變成球狀，并隨時(shí)間的延長(zhǎng)不斷聚集長(zhǎng)大的現(xiàn)象。 球化后的碳化物繼續(xù)增大自己的尺寸，使小直徑的球變成大直徑的球，這就是碳化物的聚集。? 珠光體的球化對(duì)鋼的性能的影響 一般來(lái)說(shuō)，珠光體球化對(duì)鋼的室溫力學(xué)性

35、能和耐熱性均有一定程度的影響，對(duì)于不同的鋼，其影響程度不一。 ⑴ 、珠光體球化會(huì)使鋼的室溫強(qiáng)度極限和屈服點(diǎn)降低。 ⑵ 、珠光體球化會(huì)使鋼的蠕變極限和持久強(qiáng)度降低。,,舉例：20號(hào)鋼球化評(píng)級(jí),,,? 石墨化 石墨化就是鋼中的滲碳體分解成為游離碳，并以石墨形式析出，在鋼中形成石墨夾雜，使鋼的脆性急劇增大的現(xiàn)象。 碳鋼和0.5％Mo鋼等不含鉻的珠光體耐熱鋼在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中

36、會(huì)產(chǎn)生石墨化的現(xiàn)象。? 石墨化對(duì)鋼的性能的影響 當(dāng)鋼中產(chǎn)生石墨化現(xiàn)象時(shí)，由于碳從滲碳體中析出成為石墨，鋼中滲碳體數(shù)量減少；另外，石墨在鋼中割裂基體，起裂紋作用，而石墨本身強(qiáng)度又極低，因此，石墨化對(duì)鋼的強(qiáng)度有所影響。 另外，由于鋼的室溫沖擊性能也有一定的影響。,,? 時(shí)效和新相的形成 時(shí)效過(guò)程是指工件經(jīng)固溶處理或淬火后，在室溫或高于室溫的適當(dāng)溫度下保溫，以

37、達(dá)到沉淀硬化目的的一種熱處理操作過(guò)程。耐熱鋼或耐熱合金制的高溫部件在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，從過(guò)飽和固溶體內(nèi)析出一些強(qiáng)化相質(zhì)點(diǎn)而使金屬的性能（主要是力學(xué)性能和蠕變極限等）隨時(shí)間發(fā)生變化的現(xiàn)象，也稱(chēng)時(shí)效，它是固溶體脫溶過(guò)程或脫溶分解的簡(jiǎn)稱(chēng)。 當(dāng)耐熱鋼和耐熱合金中的固溶體由于熱處理時(shí)從高溫冷卻較快或別的原因，使固溶于其中的合金元素來(lái)不及析出時(shí)，就形成不穩(wěn)定的過(guò)飽和固溶體。在以后的運(yùn)行中就會(huì)發(fā)生時(shí)效。,,? 熱脆性

38、 熱脆性是指某些鋼材長(zhǎng)時(shí)間停留在400℃～550℃區(qū)間，在冷卻到室溫后其沖擊值顯著下降的現(xiàn)象。 ? 合金元素在固溶體和碳化物相之間的重新分配 鋼在高溫長(zhǎng)期作用下，不但會(huì)發(fā)生珠光體球化、石墨化、時(shí)效等，鋼中合金元素還會(huì)發(fā)生在固溶體和碳化物相之間的重新分配過(guò)程。這一過(guò)程的發(fā)生是由于在高溫下合金元素原子活動(dòng)能力的增加而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移過(guò)程。,,三、金屬力學(xué)性能試驗(yàn)基本知識(shí)

39、 金屬材料的力學(xué)性能是金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的特性，如彈性、強(qiáng)度、硬度、韌性、塑性等。不同的受力條件會(huì)使金屬材料表現(xiàn)出不同的特性，如靜力拉伸力作用下金屬材料的強(qiáng)度和塑性特性，動(dòng)力負(fù)荷即沖擊負(fù)荷下金屬材料所表現(xiàn)出來(lái)的韌性特性指標(biāo)等。? 靜力試驗(yàn)下的力學(xué)性能 靜力試驗(yàn)的意義是，向試樣上加力（負(fù)荷、載荷）的速度是緩慢而均勻的，或者是以固定不變的力加在試樣上并保持很長(zhǎng)的時(shí)間。顯然

40、，在靜力試驗(yàn)時(shí)，試樣的變形速度不大。,,? 拉伸試驗(yàn) 在拉伸試驗(yàn)時(shí)，可以得到強(qiáng)度、塑性等力學(xué)性能的指標(biāo)： 強(qiáng)度：金屬抵抗永久變形和斷裂能力的總稱(chēng)。 塑性：斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力。? 拉伸曲線(xiàn) 在對(duì)金屬拉伸試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，可以得到一條畫(huà)在負(fù)荷－伸長(zhǎng)量坐標(biāo)上的曲線(xiàn)，這就是拉伸曲線(xiàn)。 抗拉強(qiáng)度：試樣拉斷前承受的最大標(biāo)稱(chēng)拉應(yīng)力，對(duì)于塑性材料，它表

41、 征材料最大均勻塑性變形的抗力，對(duì)于沒(méi)有（或很?。┚?勻塑性變形的脆性材料，它反應(yīng)了材料的斷裂抗力。 屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）：有明顯屈服現(xiàn)象的材料試樣在拉伸試驗(yàn)過(guò)程中 力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)（變形）時(shí)的應(yīng)力。,,,? 硬度 所謂金屬的硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的抗力，

42、是衡量金屬軟硬的判據(jù)。 ? 我國(guó)常用的幾種硬度檢測(cè)方法 里氏硬度：用規(guī)定質(zhì)量的沖擊體在彈力作用下以一定速度沖擊試樣表 面，用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的 比值計(jì)算的硬度值。 布氏硬度：用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示的硬度值。 洛氏硬度：用洛氏硬度相應(yīng)標(biāo)尺刻度滿(mǎn)量程值與殘余壓痕深度增量之

43、 差計(jì)算的硬度值。 維氏硬度：用正四棱錐形壓痕單位表面積上所承受的平均壓力表示的 硬度值。,,? 動(dòng)力試驗(yàn)下的力學(xué)性能 韌性：金屬在斷裂前吸收變形能量的能力稱(chēng)為韌性。 沖擊吸收功：規(guī)定形狀和尺寸的金屬試樣在沖擊試驗(yàn)力一次作用下折 斷時(shí)所吸收的功。 沖擊韌度：沖擊試樣缺口底部單位面積上的沖擊吸收功。

44、 韌脆轉(zhuǎn)變溫度：在一系列不同溫度的沖擊試驗(yàn)中，沖擊吸收功急劇變 化或斷口斷裂形貌急劇轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)域。 斷裂形貌轉(zhuǎn)變溫度FATT ：在一系列不同溫度下，用夏比“V”形缺口試 樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，根據(jù)斷口的脆性面積（結(jié)晶狀面積）與斷口總 面積的比值確定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。常用50%的面積比表示材 料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，即FATT50

45、。,,四、金屬技術(shù)監(jiān)督基本知識(shí)? 金屬技術(shù)監(jiān)督的范圍 a)工作溫度大于等于400℃的高溫承壓部件(含主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道、過(guò)熱器管、再熱器管、聯(lián)箱、閥殼和三通)，以及與管道、聯(lián)箱相聯(lián)的小管；b)工作溫度大于等于400℃的導(dǎo)汽管、聯(lián)絡(luò)管；c)工作壓力大于等于3.82MPa的鍋筒和直流鍋爐的汽水分離器、儲(chǔ)水罐；d)工作壓力大于等于5.88MPa的承壓汽水管道和部件(含水冷壁管、蒸發(fā)段、省煤器管、聯(lián)箱和主給水管道)；e)

46、汽輪機(jī)大軸、葉輪、葉片、拉金、軸瓦和發(fā)電機(jī)大軸、護(hù)環(huán)、風(fēng)扇葉；f)工作溫度大于等于400℃的螺栓；g)工作溫度大于等于400℃的汽缸、汽室、主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)、噴嘴、隔板和隔板套；h) 300MW及以上機(jī)組帶縱焊縫的低溫再熱蒸汽管道。,,? 金屬技術(shù)監(jiān)督的目的 通過(guò)對(duì)受監(jiān)部件的檢驗(yàn)與診斷，及時(shí)了解并掌握設(shè)備金屬部件的質(zhì)量狀況，防止機(jī)組涉及、制造、安裝中出現(xiàn)的與金屬材料相關(guān)的問(wèn)題以及運(yùn)行中材料老化、性能下降等因

47、素而引起的各類(lèi)事故，從而減少機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)和時(shí)間，提高設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 ? 金屬技術(shù)監(jiān)督的任務(wù) a)做好受監(jiān)范圍內(nèi)各種金屬部件在制造、安裝、檢修及老機(jī)組更新改造中材料質(zhì)量、焊接質(zhì)量、部件質(zhì)量監(jiān)督以及金屬試驗(yàn)工作； b)對(duì)受監(jiān)金屬部件的失效進(jìn)行調(diào)查和原因分析，提出處理對(duì)策； c)按照相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用無(wú)損探傷技術(shù)對(duì)設(shè)備的缺陷及缺陷的發(fā)展進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)判，提出相應(yīng)的技術(shù)措施；,,d)按照相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

48、，檢查和掌握受監(jiān)部件服役過(guò)程中表面狀態(tài)、幾何尺寸的變化、金屬組織老化、力學(xué)性能劣化，并對(duì)材料的損傷狀態(tài)作出評(píng)估，提出相應(yīng)的技術(shù)措施；e)對(duì)重要的受監(jiān)金屬部件和超期服役機(jī)組進(jìn)行壽命評(píng)估，對(duì)含缺陷的部件進(jìn)行安全性評(píng)估，為機(jī)組的壽命管理和預(yù)知性檢修提供技術(shù)依據(jù)；f)參加焊工培訓(xùn)考核；g)建立、健全金屬技術(shù)監(jiān)督檔案，并進(jìn)行電子文檔管理。? 高溫部件用典型鋼種1.鋼材選用的原則 ⑴ 、足夠的蠕變極限、持久強(qiáng)度和持久塑性 ⑵、

49、高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中較好的組織穩(wěn)定性 ⑶、良好的工藝性能 ⑷、抗氧化性能高 ⑸、具有高的抗熱疲勞能力,,2.常用鋼種⑴ 、12Cr1MoV正常組織：鐵素體加粒狀貝氏體；鐵素體加珠光體；鐵素體加粒狀貝氏 體加珠光體，允許存在索氏體。⑵ 、10CrMo910正常組織：鐵素體加粒狀貝氏體；鐵素體加珠光體；鐵素體加粒狀貝氏 體加珠光體，允許存在索

50、氏體。 ⑶ 、102鋼（12Cr2MoWVB）正常組織：回火貝氏體，允許存在索氏體或回火馬氏體。 ⑷ 、T91/P91鋼正常組織：回火馬氏體或回火索氏體。⑸ 、不銹鋼正常組織：奧氏體,,? 水冷壁管和省煤器管典型鋼種1.鋼材選用的原則 應(yīng)具有一定的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度； 具有良好的抗熱疲勞性能和供熱性能； 具有良好的抗腐蝕性能，并要求耐磨損性能、工藝性能好，尤其是焊 接性能良好。 2.常用鋼

51、種 優(yōu)質(zhì)低碳鋼、低合金鋼,,? 鍋筒典型鋼種 1.鋼材選用的原則 應(yīng)具有較高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度； 曲強(qiáng)比不應(yīng)太高； 缺口敏感性低； 抗疲勞性能良好； 良好的沖擊韌性、高的斷裂韌性和較低的時(shí)效敏感性，且脆性轉(zhuǎn)變溫度較低； 具有一定的抗汽水腐蝕破壞的能力； 鋼板應(yīng)具備良好的塑性、冷變形性能及焊接性能； 鋼板應(yīng)具有良好的冶金質(zhì)量。 2.常用鋼種 低碳鋼、低合金鋼,

52、,? 螺栓典型鋼種1.鋼材選用的原則 高溫螺栓應(yīng)采用抗松弛性能高的材料； 高溫螺栓用鋼，應(yīng)具有一定的持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，蠕變脆化傾向及蠕 變?nèi)笨诿舾行孕?，且具有良好的持久塑性?材料的組織性能穩(wěn)定性好，回火脆性和熱脆傾向??； 對(duì)于城市疲勞載荷的螺栓材料，還應(yīng)具有較高的抗疲勞和抗剪切的能力。2.常用鋼種 35號(hào)鋼、35CrMo、17CrMo1V、25Cr2MoV、25Cr2Mo1V、爭(zhēng)氣1號(hào)、爭(zhēng)氣2號(hào)