金屬學(xué)與熱處理

1、金屬學(xué),Metallography & Heat Treatment,熱處理,與,——壓力容器用材料及熱處理,1.1概述在壓力容器制造業(yè)中，金屬材料具有其他材料無法替代的地位和作用。壓力容器對(duì)材料要求很高，如高強(qiáng)度、高韌性、優(yōu)良的耐腐蝕性能及工藝性能等。對(duì)材料的較高要求是推動(dòng)壓力容器用材不斷發(fā)展的基本動(dòng)力。,1金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí),www.themegallery.com,Company Logo,年產(chǎn)1000萬噸煉油廠,物

2、質(zhì)由原子組成。原子的結(jié)合方式和排列方式?jīng)Q定了物質(zhì)的性能。原子、離子、分子之間的結(jié)合力稱為結(jié)合鍵。它們的具體組合狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)。,1金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,C60,1.2.1晶體結(jié)構(gòu)的基本概念(1)晶體與非晶體晶體是指原子呈規(guī)則排列的固體。常態(tài)下金屬主要以晶體形式存在。晶體具有各向異性。非晶體是指原子呈無序排列的固體。在一定條件下晶體和非晶體可互相轉(zhuǎn)化。,1.2金屬材料的基本概念,www.s

3、ei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,根本區(qū)別：晶體中原子（或分子）在三維空間有規(guī)律地周期性重復(fù)排列，而非晶體不具備這一特點(diǎn)。,(2)晶格與晶胞晶格：用假想的直線將原子中心連接起來所形成的三維空間格架。直線的交點(diǎn)（原子中心）稱結(jié)點(diǎn)?？臻g點(diǎn)陣:由結(jié)點(diǎn)形成的空間點(diǎn)的陣列稱空間點(diǎn)陣。,1.2.1金屬材料晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,晶胞：能代表晶格原子排列規(guī)律的最小幾何單元。晶胞參數(shù)：晶胞的三組棱長a、b、c及棱

4、間交角α、β、γ。,1.2.1金屬材料晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,晶系：根據(jù)晶胞參數(shù)不同，將晶體分為七種晶系。90%以上的金屬具有立方晶系和六方晶系。1855年，法國學(xué)者奧古斯特·布拉菲用數(shù)學(xué)方法證明空間點(diǎn)陣共有且只能有14種，并歸納為七個(gè)晶系。,1.2.1金屬材料晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.2.1金屬材料晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研

5、究中心,1.2.1金屬材料晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)1、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬原子是通過正離子與自由電子的相互作用而結(jié)合的，稱為金屬鍵。金屬原子趨向于緊密排列。具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性及金屬光澤。常見純金屬的晶格類型有體心立方(bcc)、面心立方(fcc)和密排六方(hcp)晶格。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,⑴ 體

6、心立方晶格常見金屬：?-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,⑵ 面心立方晶格常見金屬： ?-Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,⑶

7、密排六方晶格常見金屬： Mg、Zn、 Be、Cd等,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2、實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)⑴ 單晶體與多晶體單晶體：其內(nèi)部晶格方位完全一致的晶體。多晶體：晶粒：實(shí)際使用的金屬材料是由許多彼此方位不同、外形不規(guī)則的小晶體組成，這些小晶體稱為晶粒。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.s

8、d.cn,科技開發(fā)研究中心,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,晶界：晶粒之間的交界面。晶粒越細(xì)小，晶界面積越大。多晶體：由多晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,3、晶體缺陷晶格的不完整部位稱晶體缺陷。實(shí)際金屬中存在著大量的晶體缺陷，按形狀可分三類，即點(diǎn)、線、面缺陷。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科

9、技開發(fā)研究中心,① 點(diǎn)缺陷 空間三維尺寸都很小的缺陷?？瘴?、間隙原子、置換原子,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,a. 空位：晶格中某些缺排原子的空結(jié)點(diǎn)。b. 間隙原子：擠進(jìn)晶格間隙中的原子。可以是基體金屬原子，也可以是外來原子。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,c. 置換原子：取代原來原子位置的外來原子稱置換原子。點(diǎn)缺陷破壞了原子的平衡狀態(tài)，

10、使晶格發(fā)生扭曲，稱晶格畸變。從而使強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,② 線缺陷—晶體中的位錯(cuò)位錯(cuò)：晶格中一部分晶體相對(duì)于另一部分晶體發(fā)生局部滑移，滑移面上滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交界線稱作位錯(cuò)。分為刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,電子顯微鏡下的位錯(cuò),1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.

11、cn,科技開發(fā)研究中心,電子顯微鏡下的位錯(cuò)觀察,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,③ 面缺陷—晶界與亞晶界晶界是不同位向晶粒的過度部位，寬度為5~10個(gè)原子間距，位向差一般為20~40°。亞晶粒是組成晶粒的尺寸很小，位向差也很小(10’ ~2 ?)的小晶塊。亞晶粒之間的交界面稱亞晶界。亞晶界也可看作位錯(cuò)壁。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中

12、心,4、合金的晶體結(jié)構(gòu)合金是指由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。組成合金的元素可以是全部是金屬，也可是金屬與非金屬。組成合金的元素相互作用可形成不同的相。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,相：是指金屬或合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部分。顯微組織實(shí)質(zhì)上是指在顯微鏡下觀察到的金屬中各相或各晶粒的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布的組合。固態(tài)合金中的相分為固

13、溶體和金屬化合物兩類。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,⑴ 固溶體合金中其結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相稱固溶體。習(xí)慣以?、?、?表示。與合金晶體結(jié)構(gòu)相同的元素稱溶劑。其它元素稱溶質(zhì)。固溶體是合金的重要組成相，實(shí)際合金多是單相固溶體合金或以固溶體為基的合金。按溶質(zhì)原子所處位置分為置換固溶體和間隙固溶體。,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中

14、心,⑵ 金屬化合物合金中其晶體結(jié)構(gòu)與組成元素的晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相稱金屬化合物。金屬化合物具有較高的熔點(diǎn)、硬度和脆性，并可用分子式表示其組成。當(dāng)合金中出現(xiàn)金屬化合物時(shí)，可提高其強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但降低塑性。金屬化合物也是合金的重要組成相。Fe3C稱滲碳體，是鋼中重要組成相，具有復(fù)雜斜方晶格,1.2.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,鐵碳合金中的Fe3C,金屬材料分為兩大類，即黑色金屬和

15、有色金屬。在元素周期表中除鐵、錳、鉻三種元素為褐色金屬元素外，其余的金屬元素均為有的金屬元素。通常將以鐵、錳、鉻為基的合金稱為黑色金屬，其中以鐵為基的合金通常稱為鋼。以其余金屬元素為基的合金稱為有色金屬。（1）按冶煉方法分類：平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼，每一種還可以根據(jù)爐襯材料的不同，分為堿性和酸性。按鋼液脫氧程度和鑄錠制度的不同，碳素鋼可分：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼,1.2.3金屬材料分類方法,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)

16、研究中心,（2）按用途分類：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能更鋼（3）按金相組織分類①按平衡狀態(tài)或退火狀態(tài)的組織分：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼、萊氏體鋼②按正火組織分：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼③按加熱冷卻時(shí)有無相變和室溫時(shí)的金相組織分：鐵素體鋼、奧氏體鋼、馬氏體鋼1.2.3金屬材料的表示方法GB/T 221-2000《鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法》,1.2.2金屬材料分類方法,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,使

17、用性能：材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。工藝性能：材料在加工過程中所表現(xiàn)的性能。包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能等。,1.3壓力容器用鋼的選擇,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,投入運(yùn)行的加氫反應(yīng)器,1化學(xué)成分化學(xué)成分是決定其力學(xué)性能與使用性能最重要的因素。《容規(guī)》第11條2力學(xué)性能具有較高的強(qiáng)度同時(shí)兼?zhèn)鋬?yōu)良的塑性、韌性?！朵撝茐毫θ萜鳌贰朵X制焊接容器》《鈦制焊接容器》

18、3其他要求，力學(xué)性能滿足外，還要進(jìn)行無損檢測(cè)耐腐蝕性能《容規(guī)》、《鋼制壓力容器》,基本要求,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的力學(xué)性能。壓力容器用材料的常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)主要包括強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性等。(1)強(qiáng)度:是指金屬材料在外力作用下對(duì)變形或斷裂的抗力。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度σs或σ0.2和抗拉強(qiáng)度Rm（?b） ，高溫下工作時(shí)，還要考慮蠕變極限σn和

19、持久強(qiáng)度σD，設(shè)計(jì)中許用應(yīng)力都是根據(jù)這些數(shù)值決定的。另外，材料的屈強(qiáng)比(σs／σb)也是反映材料承載能力的一個(gè)指標(biāo)，不同材料具有不同的屈強(qiáng)比，即使是同一種材料，其屈強(qiáng)比也隨著材料熱處理情況及工作溫度的不同而有所變化。,1.3.1力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為變形。外力去處后能夠恢復(fù)的變形稱為彈性變形。外力去處后不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。,1.3金屬材料的性能,

20、www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,低碳鋼拉伸曲線：彈性變形、塑性變形和斷裂彈性：指標(biāo)為彈性極限?e，即材料承受最大彈性變形時(shí)的應(yīng)力。剛度：材料受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。指標(biāo)為彈性模量E。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,Q235拉伸試樣,符合國標(biāo)(GB/T228-2002),1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,彈性模量的大小主要取決于材料的本性，除隨溫度

21、升高而逐漸降低外，其他強(qiáng)化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對(duì)彈性模量的影響很小?？梢酝ㄟ^增加橫截面積或改變截面形狀來提高零件的剛度。,線彈性變形階段（OA）塑性屈服階段（BC）強(qiáng)化階段（CD）局部頸縮階段（DE）其中OA’部分為一斜直線，應(yīng)力與應(yīng)變呈比例關(guān)系，A’點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為保持這種比例關(guān)系的最大應(yīng)力，稱為比例極限。由于大多數(shù)材料的A點(diǎn)和A’點(diǎn)幾乎重合在一起，一般不作區(qū)分。,屈服強(qiáng)度Re（?s）：材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)

22、的應(yīng)力值。 條件屈服強(qiáng)度Rr0.2(? 0.2) ：殘余變形量為0.2%時(shí)的應(yīng)力值?？估瓘?qiáng)度Rm（?b） ：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,抗拉強(qiáng)度Rm的測(cè)定抗拉強(qiáng)度同樣可采取圖解方法和指針方法兩種方法測(cè)定抗拉強(qiáng)度。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,(2)塑性塑性是指材料受力破壞前承受最大塑性變形的能力，指標(biāo)為斷后伸長率和

23、斷面收縮率。試樣被拉斷后，標(biāo)距部分的殘余伸長與原始標(biāo)距之比的百分率稱為斷后伸長率A(?)。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,試樣斷裂后，斷口處橫截面積的減少值與原始橫截面積的比值稱為斷面收縮率Z(?)。,用塑性好的材料制造容器，可以緩和局部應(yīng)力的不良影響，有利于壓力加工，不易產(chǎn)生脆性斷裂，對(duì)缺口、傷痕不敏感，并且在發(fā)生爆炸時(shí)不易產(chǎn)生碎片。作為化工容器用的鋼，要求伸長率δ不低于14％。,1.3.1 力

24、學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象,依據(jù)國標(biāo)GB/T 228－2002《金屬室溫拉伸實(shí)驗(yàn)方法》新舊標(biāo)準(zhǔn)性能名稱對(duì)照,1.3.1力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,(3)韌性:是指金屬材料抵抗沖擊負(fù)荷的能力。韌性常用沖擊功Ak和沖擊韌性值ak表示。Ak值或ak值除反映材料的抗沖擊性能外，還對(duì)材料的一些缺陷很敏感，能靈敏地反映出材料品質(zhì)、宏觀缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且Ak對(duì)

25、材料的脆性轉(zhuǎn)化情況十分敏感，低溫沖擊試驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)鋼的冷脆性。容器用的鋼沖擊韌性ak在使用溫度下不低于35J／cm2表示材料韌性的一個(gè)新的指標(biāo)是斷裂韌性，它是反映材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抵抗能力。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,GB/T 229-1994《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》,斷裂韌性工程上有時(shí)會(huì)出現(xiàn)材料在遠(yuǎn)低于σb的情況下發(fā)生斷

26、裂的現(xiàn)象。如1943年1月美國一艘T-2油船停泊在裝貨碼頭時(shí)斷成兩半，計(jì)算的甲板應(yīng)力為7kg/mm2，遠(yuǎn)低于σb（30-40kg/mm2）。美國北極星導(dǎo)彈固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)殼體在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生爆炸，經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)破壞的原因是材料中存在0.1-1mm的裂紋并擴(kuò)展所致。斷裂力學(xué)認(rèn)為，材料中存在缺陷是絕對(duì)的，常見的缺陷是裂紋。在應(yīng)力的作用下，這些裂紋將發(fā)生擴(kuò)展，一旦擴(kuò)展失穩(wěn)，便會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂。材料抵抗內(nèi)部裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力稱為斷裂韌性。,1.

27、3.1力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,油輪斷裂和北極星導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體爆炸與材料中存在缺陷有關(guān),1.3.1力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,韌脆轉(zhuǎn)變溫度材料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。在某一溫度范圍內(nèi)沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象稱韌脆轉(zhuǎn)變。發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱韌脆轉(zhuǎn)變溫度。材料的使用溫度應(yīng)高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度。體心立方金屬具有韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而大多數(shù)面心立方金屬?zèng)]有。,1.3.1 力學(xué)性能,ww

28、w.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,韌,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,TITANIC:沉沒與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān),疲勞材料在低于?s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時(shí)的最大應(yīng)力稱為疲勞極限。用?-1表示。鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為107，有色金屬合金為108。通過改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度，進(jìn)行表面強(qiáng)化等方法可提高材料疲勞抗力。,

29、1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,(4)硬度硬度是指材料抵抗局部塑性變形的能力，現(xiàn)在多用壓入法測(cè)定。布氏硬度HB:將直徑為D的鋼球或硬質(zhì)合金球，在一定載荷P的作用下壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后卸除載荷，所施加的載荷與壓痕表面積的比值即為布氏硬度。布氏硬度值可通過測(cè)量壓痕平均直徑d查表得到。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,壓頭為鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，

30、適用于布氏硬度值在450以下的材料。壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)HBW表示，適用于布氏硬度在650以下的材料。布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。缺點(diǎn)：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。適于測(cè)量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,洛氏硬度HR洛氏硬度用符號(hào)表示，HR=k-(h1-h0)/0.002在初載荷和總載荷（初載荷與主載荷之和）

31、的先后作用下，將壓頭（金剛石圓錐體或鋼球）壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后卸除主載荷，用測(cè)量的殘余壓痕深度增量計(jì)算硬度值。根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,HRA用于測(cè)量高硬度材料, 如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。HRB用于測(cè)量低硬度材料, 如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC用于測(cè)量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：操作

32、簡便，壓痕小，適用范圍廣。缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果分散度大。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,維氏硬度HV將頂部兩相對(duì)面具有規(guī)定角度（136?）的正四棱錐體金剛石壓頭在載荷P的作用下壓入試樣表面，保持一定時(shí)間后卸除載荷，所施加的載荷與壓痕表面積的比值即為維氏硬度。維氏硬度可通過測(cè)量壓痕對(duì)角線長度d查表得到。維氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)。,1.3.1 力學(xué)性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研

33、究中心,1.3.2物理性能在容器設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意到材料的物理性能。例如，在計(jì)算容器的溫差應(yīng)力時(shí)，就要用到材料的線脹系數(shù)α；在設(shè)計(jì)換熱器及計(jì)算容器外殼熱損失時(shí)，還要用到材料的熱導(dǎo)率入等。因此，材料的使用場(chǎng)合不同，對(duì)材料物理性能亦有不同的要求。主要的物理性能指標(biāo)有密度ρ，熱導(dǎo)率λ，比熱容c，熔點(diǎn)tm，線脹系數(shù)α，電阻率ρr，彈性模量E等。,1.3 壓力容器用鋼的選擇,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.3.3耐腐蝕性能化工廠

34、中經(jīng)常處理有腐蝕性的介質(zhì)，故設(shè)計(jì)化工容器時(shí)，在很多場(chǎng)合下，耐腐蝕性對(duì)材料的選擇起決定性的作用。材料的耐蝕程度會(huì)影響設(shè)備使用壽命、產(chǎn)品的質(zhì)量，有時(shí)甚至影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。因此，考慮材料的耐蝕性是化工容器材料選擇中的一個(gè)重要問題。材料的腐蝕速度在工程上常用Ka(mm／a)來表示，材料腐蝕速度在1mm／a以下的，可認(rèn)為能用于化工容器。有關(guān)材料的耐蝕性可在材料腐蝕和防腐手冊(cè)中查得。,1.3 壓力容器用鋼的選擇,www.sei.sd.cn,科技

35、開發(fā)研究中心,1.3.4制造工藝性能材料的制造工藝性能包括可鍛性、可焊性、切削加工性及研磨、沖壓性能、熱處理性能等。對(duì)制造化工容器的鋼材來說，焊接性能和壓力加工性能就顯得更為重要。(1)可焊性:是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下能否獲得優(yōu)良焊接接頭的性能。通常，把金屬材料在焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋的敏感性及焊接接頭區(qū)力學(xué)性能的變化作為評(píng)價(jià)材料可焊性的主要指標(biāo)。鋼材焊接性能的好壞主要取決于它的化學(xué)組成。而其中影響最大的是碳元素，也就是說金屬含

36、碳量的多少?zèng)Q定了它的可焊性。鋼中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影響程度一般都比碳小得多。制造一般受壓容器所用鋼材的含碳量最好不大于0．25％,1.3 金屬材料的機(jī)械性能,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,(2)其他:材料成型的主要方法是滾卷與沖壓。材料中的夾渣、氣孔等缺陷易在加工過程中形成裂紋或微裂紋。材料的冷作硬化性會(huì)降低塑性指標(biāo)，而且會(huì)在受熱時(shí)出現(xiàn)結(jié)晶粗化，降低強(qiáng)度。一般材料的殘余變形超過3％時(shí)，需經(jīng)退火處理。

37、,1.3 壓力容器用鋼的選擇,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,15000噸重型自由鍛造水壓機(jī),1.3.5價(jià)格與采源設(shè)備成本的很大一部分決定于材料的價(jià)格。因此，在選用材料時(shí)，應(yīng)了解它們的價(jià)格。如果將碳素鋼板Q235-A的價(jià)格定為1，其余的板材相對(duì)價(jià)格大致有如下關(guān)系，16MnR為1.4、20R(20g)為1.8、鉻鋼(1Cr13，2Cr13)為5.1、高合金鋼0Cr18Ni10為14.1。當(dāng)然，采用價(jià)廉的材料不一定在經(jīng)濟(jì)上

38、就是合理的，因?yàn)閮r(jià)貴的材料可能具有較好的性能，用它可以制成器壁較薄而輕的容器，而且使用年限也比較長，經(jīng)濟(jì)效果更好。分析材料的經(jīng)濟(jì)性不能僅看它們的價(jià)格，同時(shí)要看國家的資源情況。應(yīng)多用普通易取的材料，少用昂貴稀缺的材料；多用國產(chǎn)材料，少用或不用進(jìn)口材料。,1.3 壓力容器用鋼的選擇,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.4.1壓力容器常用鋼材一、鋼材形狀：主要是板、管材和鍛件1、鋼板 主要用途：殼體、封頭、板狀構(gòu)件等

39、加工要求：下料、卷板、沖壓、焊接、熱處理 性能要求：較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、冷彎性能和焊接性能 GB3531 低溫壓力容器用低合金鋼鋼板GB6654 壓力容器用鋼板,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2、鋼管 主要用途：接管、換熱管等 主要類型：無縫鋼管、直縫鋼管和螺旋焊縫鋼管 加工要求：下料、焊接、熱處理 性能要求：較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、焊接性能 請(qǐng)比較各類鋼管的優(yōu)缺點(diǎn)

40、3、鍛件 主要用途：高壓容器的平蓋、端部法蘭與長頸對(duì)焊法蘭等 分級(jí)：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)級(jí)別。級(jí)別越高， 要求檢驗(yàn)項(xiàng)目越多，越嚴(yán)格，價(jià)格越高。,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,二、鋼材類型按化學(xué)成分分類：碳素鋼、低合金鋼、高合金鋼1、碳素鋼 含碳量小于2.06％的鐵碳合金，含有少量的硫、磷、硅、氧、氮等元素。壓力容器用鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q235-B、Q235-C鋼板；10、20鋼鋼管；20

41、、35鋼鍛件。 壓力容器專用鋼板：20R （R表示壓力容器專用鋼板） 20R的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合：強(qiáng)度低，塑性和可焊性較好價(jià)格低廉； 常用于常壓或中、低壓容器；墊板、支座等零部件材料。,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2、低合金鋼 特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是一種低碳低合金鋼，合金元素含量較少（總量一般不超過3%），具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性、低溫和高溫性能等均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼。

42、壓力容器常用低合金鋼鋼板：16MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR；07MnCrMoNbR、07MnCrMoNbDR 鋼管：16Mn、09MnD；（D表示低溫用鋼） 鍛件：16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、2.25Cr-1Mo。,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,3、高合金鋼壓力容器中采用的低碳或超低碳高合金鋼大多是耐腐蝕、耐高溫鋼；鉻鋼、

43、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼（1）鉻鋼：0Cr13 是常用的鐵素體不銹鋼 有較高的強(qiáng)度、塑性、韌性和良好的切削加工性能 在室溫的稀硝酸以及弱有機(jī)酸中有一定的耐腐蝕性 但不耐硫酸、鹽酸、熱磷酸等介質(zhì)的腐蝕,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,（2）鉻鎳鋼 0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10這三種鋼均屬于奧氏體不銹鋼。0Cr18Ni9：在固溶態(tài)，具有良好的塑性、韌性、冷加工性，在

44、氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中耐腐蝕性亦佳；但長期在水及蒸汽中工作時(shí)，0Cr18Ni9有晶間腐蝕傾向，并且在氯化物溶液中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。（3）鉻鎳鉬鋼：00Cr18Ni5Mo3Si2 是奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼 耐應(yīng)力腐蝕、小孔腐蝕的性能良好，適用于制造介質(zhì)中含氯離子的設(shè)備。,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,4、復(fù)合板基層：與介質(zhì)不接觸，主要起承載作用，通常為碳素鋼和低合金鋼。 復(fù)層：

45、與介質(zhì)直接接觸，要求與介質(zhì)有良好的相容性，通常為不銹鋼、鈦等耐腐蝕材料，其厚度一般為基層厚度的1/10~1/3。 復(fù)合板應(yīng)用特點(diǎn)：用復(fù)合板制造耐腐蝕壓力容器，可大量節(jié)省昂貴的耐腐蝕材料，從而降低壓力容器的制造成本。 復(fù)合板的焊接比一般鋼板復(fù)雜，焊接接頭往往是耐腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，因此壁厚較薄、直徑小的壓力容器最好不用復(fù)合板。,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,1.4.2壓力容器常用有色金屬和非金屬壓

46、力容器常用有色金屬：銅及其合金、鋁及其合金、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金壓力容器用非金屬材料要求：除要求有良好的耐腐蝕性外，還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，好的熱穩(wěn)定性，良好的加工制造性能。缺點(diǎn)：大多數(shù)材料耐熱性不高，對(duì)溫度波動(dòng)比較敏感，與金屬相比強(qiáng)度較低(除玻璃鋼外)。壓力容器常用非金屬材料：涂料、工程塑料、不透性石墨、搪瓷、陶瓷,1.4壓力容器用材料,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,熱 處 理,,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)

47、研究中心,改善鋼的性能，主要有兩條途徑：一是合金化二是熱處理1、熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝.為簡明表示熱處理的基本工藝過程，通常用溫度—時(shí)間坐標(biāo)繪出熱處理工藝曲線。,鋼的熱處理,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2、熱處理特點(diǎn): 熱處理區(qū)別于其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點(diǎn)是只通過改變工件的組織來改變性能，而不改變其形狀。 3、熱處理適用范圍:只

48、適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理強(qiáng)化。 4、熱處理分類 熱處理原理：描述熱處理時(shí)鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律稱熱處理原理。熱處理工藝：根據(jù)熱處理原理制定的溫度、時(shí)間、介質(zhì)等參數(shù)稱熱處理工藝。,,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為凝固。物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的過程稱為結(jié)晶。物質(zhì)由一個(gè)相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相的過程稱為相變。因而結(jié)晶過

49、程是相變過程。,2.2鋼的熱處理基礎(chǔ)知識(shí),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.1金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶一、結(jié)晶的一般過程1、結(jié)晶的基本過程結(jié)晶由晶核的形成和晶核的長大兩個(gè)基本過程組成.液態(tài)金屬中存在著原子排列規(guī)則的小原子團(tuán)，它們時(shí)聚時(shí)散，稱為晶坯。在T0以下, 經(jīng)一段時(shí)間后(即孕育期), 一些大尺寸的晶坯將會(huì)長大，稱為晶核。,2.2鋼的熱處理基礎(chǔ)知識(shí),www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,晶核形成

50、后便向各方向生長，同時(shí)又有新的晶核產(chǎn)生。晶核不斷形成，不斷長大，直到液體完全消失。每個(gè)晶核最終長成一個(gè)晶粒，兩晶粒接觸后形成晶界。,2.2.1金屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,,,2、晶核的形成方式形核有兩種方式，即均勻形核和非均勻形核。由液體中排列規(guī)則的原子團(tuán)形成晶核稱均勻形核。以液體中存在的固態(tài)雜質(zhì)為核心形核稱非均勻形核。3、晶核的長大方式晶核的長大方式有兩種，即均勻長大和樹枝狀長大。,2.2.1金

51、屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,在正溫度梯度下，晶體生長以平面狀態(tài)向前推進(jìn)。,2.2.1金屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,正溫度梯度,實(shí)際金屬結(jié)晶主要以樹枝狀長大.這是由于存在負(fù)溫度梯度，且晶核棱角處的散熱條件好，生長快，先形成一次軸，一次軸又會(huì)產(chǎn)生二次軸…，樹枝間最后被填充。,2.2.1金屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,負(fù)溫度梯度,樹枝狀長大,2.2.1金屬的結(jié)

52、晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,二、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度變化的現(xiàn)象稱同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變屬于相變之一—固態(tài)相變。1、鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變鐵在固態(tài)冷卻過程中有兩次晶體結(jié)構(gòu)變化，其變化為：,2.2.1金屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,?-Fe ? ?-Fe ? ?-Fe,純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,?-Fe、 ?-Fe為體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)，?-Fe為面心立方結(jié)構(gòu)

53、(FCC)。都是鐵的同素異構(gòu)體。,2.2.1金屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2、固態(tài)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)⑴形核一般在某些特定部位發(fā)生（如晶界、晶內(nèi)缺陷、特定晶面等）。⑵由于固態(tài)下擴(kuò)散困難，因而過冷傾向大。⑶固態(tài)轉(zhuǎn)變伴隨著體積變化，易造成很大內(nèi)應(yīng)力。,2.2.1金屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,固態(tài)相變的晶界形核,合金的結(jié)晶合金的結(jié)晶過程比純金屬復(fù)雜，常用相圖進(jìn)行分析.相圖是用來表示合金系

54、中各合金在緩冷條件下結(jié)晶過程的簡明圖解。又稱狀態(tài)圖或平衡圖。,2.2.1金屬的結(jié)晶,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,鐵碳合金相圖 是研究鐵碳合金最基本的工具，是研究碳鋼和鑄鐵的成分、溫度、組織及性能之間關(guān)系的理論基礎(chǔ),是制定熱加工、熱處理、冶煉和鑄造等工藝依據(jù).,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,鐵碳合金—碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。含碳量0.0218%

55、~2.11%的稱鋼;2.11%~ 6.69%的稱鑄鐵鐵和碳化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時(shí)，無實(shí)用價(jià)值。實(shí)際所討論的鐵碳合金相圖是Fe- Fe3C相圖。,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,鐵碳合金的組元和相⒈ 組元：Fe、 Fe3C⒉ 相⑴ 鐵素體：碳在?-Fe中的固溶體稱鐵素體, 用F 或? 表示。 碳在δ-Fe中的固溶體稱δ -鐵素體

56、，用δ 表示。 都是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在727℃時(shí)最大為0.0218%，室溫下僅為0.0008%。鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,鐵素體,⑵ 奧氏體:碳在? -Fe中的固溶體稱奧氏體。用A或 ? 表示。是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148℃時(shí)最大為2.11%。組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。

57、強(qiáng)度低、塑性好，鋼材熱加工都在? 區(qū)進(jìn)行.碳鋼室溫組織中無奧氏體。,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,奧氏體,⑶ 滲碳體：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。Fe3C硬度高、強(qiáng)度低(?b?35MPa), 脆性大, 塑性幾乎為零Fe3C是一個(gè)亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨), 由于碳在?-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主

58、要以Fe3C或石墨的形式存在。,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,鐵碳合金相圖的分析,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,⒉ 特征線⑴ 液相線—ABCD， 固相線—AHJECFD ⑵ 三條水平線：HJB：包晶線LB+δH? ?J ECF：共晶線LC? ?E+Fe3C共晶產(chǎn)物是? 與Fe3C的機(jī)械混合物，稱作萊氏體, 用Le表示。為蜂窩狀,

59、 以Fe3C為基，性能硬而脆。,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,萊氏體,PSK：共析線 ?S ?FP+ Fe3C共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是 ? 與Fe3C的機(jī)械混合物，稱作珠光體，用P表示。珠光體的組織特點(diǎn)是兩相呈片層相間分布,性能介于兩相之間。 PSK線又稱A1線 。,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,⑶ 其它相線GS,GP—? ? ? 固溶體轉(zhuǎn)變線, GS

60、又稱A3 線。HN,JN—δ? ? 固溶體轉(zhuǎn)變線，ES—碳在? -Fe中的固溶線。又稱Ac m線。PQ—碳在?-Fe中的固溶線。,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,⒊ 相區(qū)⑴ 五個(gè)單相區(qū)： L、?、?、?、Fe3C ⑵ 七個(gè)兩相區(qū): L+?、L+?、L+Fe3C、? +?、?+Fe3C、?+? 、?+Fe3C ⑶ 三個(gè)三相區(qū)：即HJB (L+?+?)、ECF(L+?+ Fe

61、3C)、PSK(?+?+ Fe3C)三條水平線,2.2.2鐵碳合金相圖,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,㈠工業(yè)純鐵的結(jié)晶過程 合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)?，3-4點(diǎn)間?→?，5-6點(diǎn)間?→?。到7點(diǎn)，從?中析出Fe3C。,2.2.2鐵碳合金相圖,工業(yè)純鐵的結(jié)晶過程,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,從鐵素體中析出的滲碳體稱三次滲碳體，用Fe3CⅢ表示。 Fe3CⅢ以不連續(xù)網(wǎng)狀或片狀分布

62、于晶界。隨溫度下降，F(xiàn)e3CⅢ量不斷增加，合金的室溫下組織為F+ Fe3CⅢ。,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,㈡ 共析鋼的結(jié)晶過程 合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)?。到S點(diǎn)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變：?S??P+Fe3C, ? 全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,共析鋼的結(jié)晶過程,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖

63、,珠光體在光鏡下呈指紋狀.珠光體中的滲碳體稱共析滲碳體。S點(diǎn)以下，共析 ? 中析出Fe3CⅢ，與共析Fe3C結(jié)合不易分辨。室溫組織為P.,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,㈢ 亞共析鋼的結(jié)晶過程0.09~0.53%C亞共析鋼冷卻時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng).以0.45%C的鋼為例合金在4點(diǎn)以前通過勻晶—包晶—?jiǎng)蚓Х磻?yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)?。到4點(diǎn)，由? 中析出? 。到5點(diǎn), ? 成分沿GS線變到S點(diǎn)，? 發(fā)生共析反

64、應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。溫度繼續(xù)下降，? 中析出Fe3CⅢ，由于與共析Fe3C結(jié)合, 且量少, 忽略不計(jì).,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,亞共析鋼的結(jié)晶過程,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,亞共析鋼室溫下的組織為F+P .在0.0218~0.77%C 范圍內(nèi)珠光體的量隨含碳量增加而增加。,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,㈣

65、 過共析鋼的結(jié)晶過程 合金在1~2點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)? , 到3點(diǎn), 開始析出Fe3C。從奧氏體中析出的Fe3C稱二次滲碳體, 用Fe3CⅡ表示, 其沿晶界呈網(wǎng)狀分布.溫度下降, Fe3CⅡ量增加。到4點(diǎn)， ? 成分沿ES線變化到S點(diǎn)，余下的? 轉(zhuǎn)變?yōu)镻。,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,,2.2.2鐵碳合金相圖,過共析鋼的結(jié)晶過程,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,過共析鋼室溫組織為P+ Fe3C Ⅱ,含1.4%C

66、鋼的組織,2.2.2鐵碳合金相圖,臨界溫度與實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度鐵碳相圖中PSK、GS、ES線分別用A1、A3、Acm表示.實(shí)際加熱或冷卻時(shí)存在著過冷或過熱現(xiàn)象，因此將鋼加熱時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ac1、Ac3、Accm表示;冷卻時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ar1、Ar3、Arcm表示。,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.2鐵碳合金相圖,鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變加熱是熱處理的第一道工序。加熱分兩種：一種是在A1以下加熱，不發(fā)生相變；

67、另一種是在臨界點(diǎn)以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱奧氏體化。 加熱是熱處理的第一道工序。加熱分兩種：一種是在A1以下加熱，不發(fā)生相變；另一種是在臨界點(diǎn)以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱奧氏體化。,2.2.3鋼的加熱轉(zhuǎn)變,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,2.2.3鋼的加熱轉(zhuǎn)變,www.sei.sd.cn,科技開發(fā)研究中心,影響奧氏體晶粒長大的因素⑴加熱溫度和保溫時(shí)間: 加熱溫度高、保溫時(shí)間長, ? 晶粒粗大

68、.⑵加熱速度: 加熱速度越快,過熱度越大, 形核率越高, 晶粒越細(xì).⑶合金元素：阻礙奧氏體晶粒長大的元素: Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物形成元素。促進(jìn)奧氏體晶粒長大的元素：Mn、P、C、N。⑷ 原始組織: 平衡狀態(tài)的組織有利于獲得細(xì)晶粒。奧氏體晶粒粗大，冷卻后的組織也粗大，降低鋼的常溫力學(xué)性能，尤其是塑性。因此加熱得到細(xì)而均勻的奧氏體晶粒是熱處理的關(guān)鍵問題之一。,2.2.3鋼的加熱轉(zhuǎn)變,w