金 屬 材 料

非金屬資料是創(chuàng)造特種擺設(shè)最常用的資料。動作特種擺設(shè)的焊接職員，應(yīng)領(lǐng)會資料上面的相關(guān)常識。

一、非金屬資料普通常識

（一）非金屬的晶體構(gòu)造

一切固態(tài)非金屬都是晶體，晶體構(gòu)造的陳設(shè)如圖2-1所示。

晶體里面亞原子的陳設(shè)辦法稱為晶體構(gòu)造。罕見的非金屬晶格如圖2-2所示。

1）體心立方晶格，屬于該類的非金屬有α-Fe、δ-Fe、Cr、V、β-Ti等。

2）面心立方晶格，屬于該類的非金屬有γ-Fe、A1、Cu、Ni等。

3）密排六方晶格，屬于該類的非金屬有 Mg、Zn、α-Ti等。

（二）鐵碳合金的基礎(chǔ)構(gòu)造

鐵碳相圖又稱鐵碳平穩(wěn)圖或鐵碳合金狀況圖。它以溫度為橫坐標(biāo)，碳含量為橫坐標(biāo)，表白在逼近平穩(wěn)前提（鐵-碳）和亞穩(wěn)前提（鐵-碳化鐵）下（或極慢慢的冷卻前提下）以鐵、碳為組元的二元合金在各別溫度下所表露的相和那些相之間的平穩(wěn)聯(lián)系。Fe-Fe，C 相圖由包晶、共晶、共析三個(gè)基礎(chǔ)反饋構(gòu)成，圖2-3所示為Fe-Fe，C相圖。表2-1為 Fe-Fe。C相圖中各相點(diǎn)的個(gè)性。

鐵碳合金相圖精確反應(yīng)出碳含量、溫度與構(gòu)造狀況的聯(lián)系，是接洽鋼鐵的要害按照，也是鍛造、鑄造及熱處置工藝的重要表面按照。它的很多基礎(chǔ)特性縱然對于攙雜合金鋼也具備要害的引導(dǎo)意旨，如在大略二元 Fe-C系中展示的百般相，常常在攙雜合金鋼中也生存。固然，須要商量到合金元素對那些相的產(chǎn)生和本質(zhì)的感化，所以接洽一切鋼鐵的構(gòu)成和構(gòu)造題目都必需從鐵碳相圖發(fā)端。工程上按照Fe-Fe;C相圖把鐵碳合金分為二類，即產(chǎn)業(yè)純鐵、鋼和鑄鐵。

碳含量對鋼鐵的本質(zhì)有確定性的感化。比方，鋼的碳含量低，其本質(zhì)是"強(qiáng)而韌"，而普遍鑄鐵的碳含量高，其本質(zhì)是"弱而脆"。

Fe-Fe3C合金中的相構(gòu)造重要有奧氏體A、鐵素體F、滲碳體（Fe。C）、珠光體P、馬氏體M、貝氏體、魏氏構(gòu)造、δ相（高溫下的鐵素體）和σ十分。

1. 奧氏體A

奧氏體是碳在γ-Fe 中的固溶體，在合金鋼中是碳和合金元素融化在y-Fe中的固溶體。奧氏體塑性很高，硬度和降服點(diǎn)較低，布氏硬度值普遍為（170～220）HBW，是鋼中比體積最小的構(gòu)造。奧氏體在1148℃時(shí)可融化碳為2.11%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)），在727℃時(shí)可融化碳為0.77%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。

奧氏體仍舊維持γ-Fe 的面心立方晶格，在金相構(gòu)造中表露為準(zhǔn)則的多角形。

2.鐵素體F

鐵素體是碳與合金元素融化在 α-Fe中的固溶體。

鐵素體本能逼近純鐵，硬度低（約為80～100HBW），塑性好。固溶有合金元素的鐵素體能普及鋼的強(qiáng)度和硬度。在727℃時(shí)，碳在鐵素體中的融化度為0.022% （品質(zhì)分?jǐn)?shù)），在常溫下碳含量為0.008%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。

鐵素體仍舊維持α-Fe 的體心立方晶格，在金相構(gòu)造中具備典范純非金屬的多面體金相特性。

3.滲碳體（Fe3C）

滲碳體是鐵和碳的復(fù)合物，又稱碳化鐵，常溫下鐵碳合金中碳大局部以滲碳體生存。按照鐵碳相圖，滲碳體可分為∶

1）一次滲碳體，是沿CD線由液體中結(jié)晶析出，多呈柱狀。

2）二次滲碳體，是從γ固溶體中沿ES線析出的，多以白色網(wǎng)狀展示。

三次滲碳體是從α固溶體中沿PO線析出的，多以白色網(wǎng)狀展示。

滲碳體在低溫下有弱磁性，高于217℃時(shí)磁性消逝。滲碳體的融化溫度約為1600℃，碳含量為6.67%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)），硬度很高（約為>700HBW），脆性很大，塑性近乎于零。

4.珠光體P

珠光體是鐵素體和滲碳體的攙和物，是碳含量為0.77% （品質(zhì)分?jǐn)?shù)）的碳鋼共析變化的產(chǎn)品，由鐵素體和滲碳體相間陳設(shè)的片層狀構(gòu)造。

珠光體的片間距在于于奧氏體領(lǐng)會時(shí)的過冷度，過冷度越大產(chǎn)生的珠光體片間距越小。按片間距的巨細(xì)，又可分為珠光體、索氏體和托氏體。因?yàn)樗鼈儧]有實(shí)質(zhì)上辨別，統(tǒng)稱為珠光體。

鐵素體、珠光體、滲碳體的力學(xué)本能見表2-2。

5.馬氏體M

馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體。當(dāng)鋼高溫奧氏體化之后，若趕快冷卻至馬氏體點(diǎn)以次時(shí)，因?yàn)棣?Fe在低溫下構(gòu)造不寧靜，便變化為α-Fe，但冷卻速率快，鋼中碳亞原子來不迭分散，保持了高溫時(shí)母相奧氏體的因素，所以馬氏體是鋼在奧氏體化后趕快冷卻到馬氏體點(diǎn)之下爆發(fā)無分散性相變的產(chǎn)品。馬氏體居于亞寧靜狀況，因?yàn)樘荚讦?Fe中過飽和，使α-Fe的體心立方晶格爆發(fā)了畸變，產(chǎn)生了體心正方晶格。馬氏體具備很高的硬度（約為640~760HBW），很脆，報(bào)復(fù)韌度低，斷面中斷率和伸長率簡直即是零。因?yàn)檫^飽和的碳使晶格爆發(fā)畸變，所以馬氏體的比體積較奧氏體大，鋼中馬氏體產(chǎn)生時(shí)爆發(fā)很大的相變應(yīng)力。

馬氏體在金相構(gòu)造中，是互成確定觀點(diǎn)的白色針狀構(gòu)造。平常的蘸火工藝下，贏得的馬氏體大局部為細(xì)針或隱針狀。

并非一切馬氏體構(gòu)造都是硬而脆的，比方含錳、鉻、鎳、鉬等元素的低合金高強(qiáng)度鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處置后的金相構(gòu)造為回火低碳馬氏體，這種回火低碳馬氏體構(gòu)造具備較高的強(qiáng)度和較好的韌性。

6.8相

δ相是指在鉻鎳不銹鋼（更加是含有鈮、鈦的鉻鎳不銹鋼）中生存的小批鐵素體。生存于奧氏體不銹鋼的δ相不妨保護(hù)不銹鋼焊縫不爆發(fā)結(jié)晶裂紋，可貶低晶間侵蝕及應(yīng)力侵蝕目標(biāo)，還不妨普及強(qiáng)度。但δ鐵素體數(shù)目勝過某一控制后（比方>8%），會使點(diǎn)蝕目標(biāo)增大，在高溫前提下，還簡單爆發(fā)δ相向 σ相的變化，惹起非金屬脆化。

7.σ相

o相是在接洽 Fe-Cr合金變脆時(shí)創(chuàng)造的一種合金相，σ相在室溫下無磁性，硬而脆，合金中如有σ相展示，更加是沿晶界散布時(shí)，使合金的塑性和韌性明顯低沉。

σ相普遍在550~900℃高溫下經(jīng)成年累月的功夫才漸漸產(chǎn)生;σ相產(chǎn)生會引導(dǎo)資料運(yùn)用本能逆轉(zhuǎn)。

σ相的產(chǎn)生與鋼的因素、構(gòu)造、加熱溫度、保鮮功夫以及預(yù)先變形等成分相關(guān)。在高鉻和鎳鉻不銹鋼中，含鉻越高，越易產(chǎn)生σ相。奧氏體鋼中的δ鐵素體簡單變化為σ相。冷變形也起著激動效率，使 o相產(chǎn)生的溫度下移。

二、非金屬資料熱處置普通常識

（一）熱處置的普遍進(jìn)程

熱處置是將固態(tài)非金屬及其合金按預(yù)訂的訴求舉行加熱、保平靜冷卻，以變換其里面構(gòu)造，進(jìn)而贏得訴求本能的一種工藝進(jìn)程。

為使資料具備各別的本能，在工程上沿用各別的熱處置本領(lǐng)，但其基礎(chǔ)工藝都是由加熱、保鮮、冷卻三個(gè)階段所形成，溫度和功夫是熱處置的重要成分。任何熱處置進(jìn)程都不妨用溫度-功夫弧線圖來證明。如圖2-4所示為熱處置的基礎(chǔ)工藝弧線。

（二）熱處置工藝

按照鋼在加熱和冷卻時(shí)的構(gòu)造與本能變革順序，熱處置工藝分為退火、正火、蘸火、回火及化學(xué)熱處置、奧氏體不銹鋼的固溶處置、寧靜化處置等。

圖2-5為鋼在加熱和冷卻時(shí) Fe-Fe，C相圖上臨界點(diǎn)場所。

各臨界點(diǎn)的意旨如次。

Ac1∶加熱時(shí)珠光體向奧氏體變化的發(fā)端溫度。

Ari∶冷卻時(shí)奧氏體向珠光體變化的發(fā)端溫度。

Ac3∶加熱時(shí)游離鐵素體十足變化為奧氏體的中斷溫度。

Ar3∶冷卻時(shí)奧氏體發(fā)端析出游離鐵素體的溫度。

Accm;加熱時(shí)二次滲碳體十足溶入奧氏體的中斷溫度。

Arcm∶冷卻時(shí)奧氏體發(fā)端析出二次滲碳體的溫度。

與承壓類特種擺設(shè)相關(guān)的熱處置工藝簡介如次。

1.退火

將鋼試件加熱到符合溫度，保鮮確定功夫后慢慢冷卻，以贏得逼近平穩(wěn)狀況構(gòu)造的熱處置工藝，稱為退火。

退火的手段∶

1）取消剩余應(yīng)力。

2）細(xì)化晶粒，革新構(gòu)造。

3）貶低硬度，普及塑性。

按照鋼的因素和手段的各別，退火又分為實(shí)足退火、不實(shí)足退火、取消應(yīng)力退火、等溫退火、球化退火等。

（1）實(shí)足退火 實(shí)足退火又稱重結(jié)晶退火，其本領(lǐng)是將作件加熱到Ac3之上30～50℃，保鮮后爐內(nèi)慢慢冷卻。其手段在乎平均構(gòu)造，取消應(yīng)力，貶低硬度，革新切削加工本能。重要用來百般亞共析因素的碳鋼和合金鋼的鑄、鍛件，偶爾也用來焊接構(gòu)造。實(shí)足退火的構(gòu)造是逼近 Fe-Fe3C相圖的平穩(wěn)構(gòu)造（對亞共析鋼是鐵素體+珠光體）。

（2）不實(shí)足退火不實(shí)足退火是將作件加熱到Ac1之上30～50℃，保鮮后慢慢冷卻的本領(lǐng)。其重要手段是貶低硬度，革新切削加工本能，取消內(nèi)應(yīng)力。運(yùn)用于低合金鋼，中、低碳鋼的鍛件和軋制件。

（3）取消應(yīng)力退火 對承壓類特種擺設(shè)來說，取消應(yīng)力退火更加要害。

承壓類特種擺設(shè)的取消應(yīng)力退火處置主假如指焊后熱處置（PWHT），也有在焊接進(jìn)程中央和冷變形加工后為縮小內(nèi)應(yīng)力及冷作強(qiáng)硬而舉行取消應(yīng)力處置的。取消應(yīng)力處置的加熱溫度按照資料各別而各別，普遍將作件加到Ac1以次100～200℃，對碳鋼和低合金鋼大概在500～650℃.，保鮮而后慢慢冷卻。取消應(yīng)力處置重要手段是取消焊接、冷變形加工、鍛造、鑄造等加工本領(lǐng)所爆發(fā)的內(nèi)應(yīng)力，同聲還能使焊縫的氫較實(shí)足地分散，普及焊縫的抗裂性和韌性，其余對革新焊縫及熱感化區(qū)的構(gòu)造，寧靜構(gòu)造形勢也有效率。

取消應(yīng)力處置加熱本領(lǐng)五花八門，可分完全焊后熱處置和限制焊后熱處置兩大類，前者功效好于后者。完全焊后熱處置可分爐內(nèi)完全熱處置和里面加熱完全熱處置，后者是運(yùn)用容器自己動作火爐或分洪道，在其里面加熱來實(shí)行熱處置進(jìn)程，常常用來巨型容器的當(dāng)場熱處置，稱為當(dāng)場完全取消應(yīng)力退火處置。限制焊后熱處置常用的本領(lǐng)有爐內(nèi)分段熱處置和圓周帶狀加熱熱處置。

（4）等溫退火 等溫退火是為了保護(hù)奧氏體在珠光體變化區(qū)上部爆發(fā)變化，所以冷卻速率很慢慢，所需功夫少則十幾鐘點(diǎn)，多則數(shù)天，所以消費(fèi)中常用等溫退火來包辦實(shí)足退火。等溫退火的加熱溫度與實(shí)足退火溝通，但鋼經(jīng)奧氏體化后，等溫退火以較趕快度冷卻到A1線以次，等溫確定功夫，使奧氏體在等溫中爆發(fā)珠光體變化，而后再以較趕快度冷卻至室溫。等溫退火功夫

（5）球化退火 球化退火是將過共析鋼加熱到Ac1線之上約20～40℃保鮮確定功夫，而后慢慢冷卻到600℃以次出爐空冷。

當(dāng)加熱溫度勝過 Ac1線后，滲碳體發(fā)端融化，但又未實(shí)足融化，此時(shí)片狀滲碳體漸漸割斷為很多渺小的鏈狀或點(diǎn)狀滲碳體，彌漫散布在奧氏體基體上，同聲因?yàn)榈蜏囟虝r(shí)加熱，奧氏體因素也極不平均，所以在此后緩冷或等溫冷卻的進(jìn)程中，以原有的渺小滲碳體質(zhì)點(diǎn)為中心，在奧氏體富集的場合爆發(fā)新中心，平均產(chǎn)生顆粒狀滲碳體。

球化退火多用來共析或過共析因素的碳鋼和合金鋼。

2.正火

正火是將作件加熱到 Ac3或Acm之上30~50℃，維持確定功夫后在氣氛中冷卻的熱處置工藝。正火的手段與退火基礎(chǔ)溝通，主假如細(xì)化晶粒，平均構(gòu)造，貶低內(nèi)應(yīng)力。正火與退火的各別之處在乎前者的冷卻速率較快，過冷度較大，使構(gòu)造中珠光體量增加，且珠光體片層厚薄減小。鋼正火后的強(qiáng)度、硬度、韌性都較退火為高。很多承壓類特種擺設(shè)用的低合金鋼謄寫鋼版都是以正火狀況供貨的。低聲波檢驗(yàn)和測定少許晶粒粗壯的鍛件時(shí)，會展示聲能重要衰減，或展示洪量草狀回波?？山?jīng)過正火使情景獲得革新。

手段∶

間圍熱t(yī)的目式的觀中東總源文雞

1）晶粒渺小而平均，歸納力學(xué)本能好。

2）取消剩余應(yīng)力。

3）最后熱處置。

3.蘸火

蘸火是將鋼加熱到臨界溫度之上（普遍情景是∶亞共析鋼為Ac3之上30~50℃，過共析鋼為Ac1之上30~50℃），過程符合保鮮后快冷，使奧氏體變化為馬氏體的進(jìn)程。資料經(jīng)過蘸火贏得馬氏體構(gòu)造，不妨普及其硬度和強(qiáng)度，這對于軸承、胎具之類的作件是有益的，馬氏體硬而脆，韌性很差，內(nèi)應(yīng)力很大，簡單爆發(fā)裂紋，承壓類特種擺設(shè)資料和焊縫的構(gòu)造中普遍不蓄意展示馬氏體。

手段∶普及鋼的強(qiáng)度和硬度，減少其耐磨性，以及在隨后的回火進(jìn)程中贏得高強(qiáng)度和高韌性相共同的本能。

4. 回火

回火是將過程蘸火的鋼加熱到 Ac1以次的符合溫度，維持確定功夫，而后用適合訴求的本領(lǐng)冷卻（常常是空冷），以贏得所需構(gòu)造和本能的熱處置工藝?；鼗鸬闹匾侄问琴H低資料的內(nèi)應(yīng)力，普及韌性。經(jīng)過安排回火溫度，可贏得各別硬度、強(qiáng)度和韌性，以滿意所訴求的力學(xué)本能。其余，回火還可寧靜零件尺寸，革新加工本能。

按回火溫度的各別可將回火分為低溫回火、中溫回火、高溫回火三種。

（1）低溫回火（150～250℃）低溫回火所得構(gòu)造為回火馬氏體。其手段是在維持蘸火鋼的高硬度和高耐磨性的基礎(chǔ)下，貶低其蘸火內(nèi)應(yīng)力和脆性，免得運(yùn)用時(shí)崩裂或過早破壞。它重要用來百般高碳的切削刃具、量具、冷沖胎具、震動軸承以及滲碳件等，回火后硬度普遍為58 ~64HRC。

（2）中溫回火（350~500℃）中溫回火所得構(gòu)造為回火托氏體。其手段是贏得高的降服強(qiáng)度、彈性極限和較高的韌性，所以它重要用來百般繃簧和熱帶作物胎具的處置，回火后硬度普遍為35~50HRC。

（3）高溫回火（500~650℃）高溫回火所得構(gòu)造為回火索氏體。

5.調(diào)質(zhì)熱處置

風(fēng)氣大將蘸火加高溫回火相貫串的熱處置稱為調(diào)質(zhì)處置，其手段是贏得強(qiáng)度、硬度和塑性、韌性都較好的歸納力學(xué)本能。

調(diào)質(zhì)處置不妨使鋼的本能、材料質(zhì)量獲得很大水平的安排，其強(qiáng)度、塑性和韌性都較好，具備杰出的歸納力學(xué)本能?；鼗鸷笥捕绕毡闉?00~330HBW。

在汽鍋、壓力容器創(chuàng)造進(jìn)程中，調(diào)質(zhì)熱處置辦法重要用來處置擺設(shè)主螺栓和鋼質(zhì)高壓無縫氣瓶等。

在表面上，蘸火鋼回火后報(bào)復(fù)韌度普及，在 400℃之上尤為明顯，但在有些構(gòu)造鋼中創(chuàng)造，在250~400℃回火后報(bào)復(fù)韌度相反貶低，以至比150~200℃低溫回火時(shí)的報(bào)復(fù)韌度還低，這種局面稱為"第一回火脆性"。某些合金構(gòu)造鋼在450～575℃展示"第二次回火脆性"。

6.鉻鎳奧氏體不銹鋼的固溶處置和寧靜化處置

把鉻鎳奧氏體不銹鋼加熱到1050～1100℃（在此溫度下，碳在奧氏體中固溶），保鮮確定功夫（大概每25mm厚薄不小于1h），而后趕快冷卻至427℃以次（訴求從925℃至538℃冷卻功夫小于3min），以贏得平均的奧氏體構(gòu)造，這種本領(lǐng)稱為固溶處置，其強(qiáng)度和硬度較低而韌性較好，具備很高的耐蝕性和杰出的高溫本能。

對于含有鈦或鈮的鉻鎳奧氏體不銹鋼，為了提防晶間侵蝕，必需使鋼中的碳十足恒定在碳化鈦或碳化鈮中，以此為手段的熱處置稱為寧靜化處置。寧靜化處置的工藝前提是∶將作件加熱到850~900℃，保鮮充滿長的功夫，趕快冷卻。

（三）與焊接相關(guān)的其余熱進(jìn)程觀念

1.焊接前預(yù)熱

預(yù)熱溫度普遍采用在 50~250℃之間，預(yù)熱溫度與施焊時(shí)的情況溫度、鋼種的強(qiáng)度級別、坡口的情勢、焊接資料典型或焊縫非金屬大概的氫含量等相關(guān)。

經(jīng)過預(yù)熱不妨明顯貶低該溫度范疇內(nèi)的焊接冷卻速率，進(jìn)而減小淬硬目標(biāo)。預(yù)熱對焊接熱感化區(qū)晶粒細(xì)化的感化較小，同聲預(yù)熱再有利于焊縫中氫的逸出，所以是一種較好的貶低高強(qiáng)度鋼焊接冷裂紋目標(biāo)的辦法。

焊前預(yù)熱的利于效率∶

1）可變換焊接進(jìn)程的輪回，貶低焊接接洽各區(qū)的冷卻速率，遏止或縮小了淬硬構(gòu)造的產(chǎn)生。

2）減小焊接區(qū)的溫度梯度，貶低焊接接洽的內(nèi)應(yīng)力，并使其散布平均。

3）夸大焊接區(qū)的溫度場，使焊接接洽在較寬的地區(qū)內(nèi)居于塑性狀況，縮小了焊策應(yīng)力的倒霉感化。

4）變換焊接區(qū)應(yīng)急會合元件，貶低剩余應(yīng)力峰值。

5）延遲焊接區(qū)在100℃之上溫度的中斷功夫，利于于氫從焊縫非金屬中逸出。2.后熱

焊接后登時(shí)對作件的十足（或限制）舉行加熱或保鮮，使其緩冷的工藝辦法，它各別于焊后熱處置。

因?yàn)槔淞鸭y生存湮沒期，比方根部裂紋普遍要在焊后幾秒鐘此后才會爆發(fā)，以是在裂紋爆發(fā)往日，若準(zhǔn)時(shí)舉行加熱處置，即所謂重要后熱，將利于于提防冷裂紋的爆發(fā)。重要后熱的溫度普遍在300~600℃。

后熱有三種利于效率∶

1）減少剩余應(yīng)力。

2）革新構(gòu)造，貶低淬硬性。

3）縮小分散氫。

3.緩冷:

為取消鋼材中的白點(diǎn)和制止再冷卻進(jìn)程中熱應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力形成的裂紋，將某些鋼材安置到特意的緩冷安裝中舉行慢慢冷卻，稱為緩冷。

4.道間溫度（俗名層間溫度）

多層多道焊時(shí)，在施焊后繼焊道之前，其相鄰焊道應(yīng)維持的溫度，即稱為層間溫度。對后一焊道而言，前一焊道具備預(yù)熱的效率，層間溫度即十分于預(yù)熱溫度;對前一焊道而言，后一焊道起"后熱"效率，爆發(fā)確定的熱處置功效。

但對低溫鋼和鉻鎳不銹鋼的焊接，都不蓄意層間溫度高。以低溫鋼焊接為例，沿用趕快多道焊是低溫鋼焊接的要害規(guī)則之一。趕快多道焊利于于細(xì)化晶粒，普及焊縫的韌性。在多道中，為了減小焊道過熱，應(yīng)盡大概貶低層間溫度，也即是盡大概不要貫串焊接。

（四）非金屬資料各別加熱溫度下的臉色

非金屬資料在各別加熱溫度下的顏色變革見表2-3。

三、非金屬資料的本能

常常所指的非金屬資料的本能囊括以次兩個(gè)上面∶

1）運(yùn)用本能即為了保護(hù)板滯零件、擺設(shè)、構(gòu)造件等能平常處事，資料所應(yīng)完備的本能，重要有力學(xué)本能（強(qiáng)度、硬度、剛度、塑性、韌性等）、物理本能（密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、熱伸展性等）、化學(xué)本能（耐蝕性、熱寧靜性等）。運(yùn)用本能確定了資料的運(yùn)用范疇，運(yùn)用安定真實(shí)性和運(yùn)用壽命。

2）工藝本能即資料在被制成板滯零件、擺設(shè)、構(gòu)造件的進(jìn)程中符合百般冷、熱加工的本能，比方鍛造、焊接、熱處置、壓力加工、切削加工等上面的本能。工藝本能對制形成本、消費(fèi)功效、產(chǎn)品德量有要害感化。

（一）非金屬資料力學(xué)本能基礎(chǔ)常識

非金屬資料在加工和運(yùn)用進(jìn)程中都要接受各別情勢外力的效率，當(dāng)外力到達(dá)或勝過某一控制時(shí)，資料就會爆發(fā)變形至斷裂。資料在外力效率下所展現(xiàn)的少許本能稱為資料的力學(xué)本能。特種擺設(shè)資料的力學(xué)本能目標(biāo)重要有強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等。那些本能目標(biāo)不妨經(jīng)過力學(xué)本能考查測定。

1.強(qiáng)度

非金屬的強(qiáng)度是指非金屬制止長久變形和斷裂的本領(lǐng)。資料強(qiáng)度目標(biāo)不妨經(jīng)過拉伸考查測出。

不妨將拉伸進(jìn)程分為四個(gè)階段，如圖2-6所示。

（1）彈性階段 即弧線0～a段。在此段若加載不勝過a點(diǎn)的應(yīng)力值，卸載后試件的變形可十足消逝，所以α點(diǎn)的應(yīng)力值為資料只爆發(fā)彈性別變化形時(shí)的最高值，稱為彈性極限。

（2）降服階段 即b~c點(diǎn)的一段弧線。當(dāng)非金屬資料表露降服局面時(shí)，在考查功夫到達(dá)塑性別變化形爆發(fā)而力不減少的應(yīng)重點(diǎn)，稱為降服強(qiáng)度。應(yīng)辨別上降服強(qiáng)度和下降服強(qiáng)度，如圖2-7所示。上降服強(qiáng)度（ReH）是指試樣爆發(fā)降服而力初次低沉前的最高應(yīng)力。下降服強(qiáng)度（ReL）是指在降服功夫，不計(jì)初始瞬實(shí)效當(dāng)令的最低應(yīng)力。

有些資料沒有鮮明的降服點(diǎn)，那些資料常常沿用規(guī)則非此例蔓延強(qiáng)度Rp0.2動作降服階段的特性值。低碳鋼資料生存上降服點(diǎn)和下降服點(diǎn)，不加證明，普遍都是指下降服點(diǎn)。

（3）加強(qiáng)階段 即弧線c~d段，弧線d點(diǎn)所對應(yīng)的力是拉伸進(jìn)程中間試驗(yàn)樣接受的最大載荷值，相映的應(yīng)力即為資料的抗壓強(qiáng)度，用Rm表白?？箟簭?qiáng)度是非金屬資料要害的力學(xué)本能目標(biāo)之一，因?yàn)榭箟簭?qiáng)度容易決定且可反復(fù)測定，所以常常用來檢驗(yàn)和測定資料和產(chǎn)物的品質(zhì)，也是辯別資料的靈驗(yàn)本領(lǐng)之一。

在加強(qiáng)階段即使卸載，彈性別變化形會隨之消逝，塑性別變化形將會長久保留住來。從新加載后，資料的比率極限鮮明普及，而塑性本能會相映低沉。這種局面稱之為形變強(qiáng)硬或冷作強(qiáng)硬。冷作強(qiáng)硬是非金屬資料的珍貴本質(zhì)之一，工程中運(yùn)用冷作強(qiáng)硬工藝的例子很多，如擠壓、冷拔、噴丸等。

（4）頸縮階段 即弧線d~e段。載荷到達(dá)最大值后，因?yàn)橘Y料自己生存缺點(diǎn)，所以失效變形變化為會合變形，引導(dǎo)頸縮。頸縮階段，裝載表面積急遽減小，直至斷裂。斷裂后，試件的彈性別變化形消逝，塑性別變化形則長久保持在破斷的試件上。

2.塑性

塑性是指資料在載荷效率下斷裂前爆發(fā)不行逆長久變形的本領(lǐng)。評定資料塑性的目標(biāo)常常用伸長率和斷面中斷率。

長久塑性則是表征資料在確定溫度和長功夫應(yīng)力效率下的塑性本領(lǐng)，它是資料高溫力學(xué)本能的要害目標(biāo)之一，也是測量資料蠕變脆性的目標(biāo)。常常訴求長久伸長率不小于3%。

3.硬度

硬度是資料制止限制塑性別變化形或外表傷害的本領(lǐng)。

因?yàn)橐?guī)則了各別的嘗試本領(lǐng)，以是有各別的硬度規(guī)范。百般硬度規(guī)范的力學(xué)含意各別，彼此不許徑直折算，但可經(jīng)過考查加以比較。

強(qiáng)度與硬度之間生存確定的對應(yīng)聯(lián)系，其體味式為∶

對碳鋼∶ReL=（3.3~3.6）HBW

對鑄鐵∶ReL=（HBW-80）/0.3504 （ReL≥196N/mm2時(shí)）

ReL=（HBW-35.2）/0.57924 （ReL<196N/mm2時(shí)）

硬度考查是力學(xué)本能考查中最大略易行的一種考查本領(lǐng)。普遍硬度越高，耐磨性越好。硬度按其測定范疇分為∶布氏硬度（HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC 等標(biāo)尺）、維氏硬度（HV）等。

（1）布氏硬度（HBW）壓頭為硬質(zhì)合金球。布氏硬度考查的便宜是測定命據(jù)精確、寧靜。常常用來測定鑄鐵、有色非金屬、低合金鋼等資料以及退火、正火和調(diào)質(zhì)作件的硬度。缺陷是不宜測定高硬度或厚薄很薄的資料。

（2）洛氏硬度（HRA、HRB、HRC 等標(biāo)尺） 洛氏硬度B標(biāo)尺，普遍用來測定較軟的非金屬和一經(jīng)蘸火的鋼件的硬度;C 標(biāo)尺普遍用來測定經(jīng)熱處置淬硬的鋼試件的硬度;A標(biāo)尺普遍用來測定硬度極高而不宜沿用C標(biāo)尺的場所，如測定硬質(zhì)合金及外表強(qiáng)硬鋼件的硬度。因?yàn)锳 標(biāo)尺精巧度較差，所以在其余場所下很少運(yùn)用。

洛氏硬度考查的便宜是操縱簡單、趕快，可徑直從硬度計(jì)表面讀出硬度值，不用計(jì)劃或查表;壓痕小，可丈量較薄作件。缺陷是精確度差。

（3）維氏硬度（HV）維氏硬度考查法普遍用來精細(xì)元件和資料的接洽范圍，更加實(shí)用于渺小、極薄的資料以及氮化、滲碳等外表處置的試件和百般鍍層試樣的上層硬度測定。

維氏硬度考查的便宜是∶不受考查力的感化，對任一均質(zhì)資料用各別考查力所獲得的壓痕簡直一致，其硬度值是溝通的;有一致的標(biāo)尺，可實(shí)用于較大范疇的硬度嘗試。

4.報(bào)復(fù)韌度

報(bào)復(fù)韌度是指資料在附加報(bào)復(fù)載荷效率下，斷裂時(shí)耗費(fèi)能量巨細(xì)的個(gè)性。反應(yīng)非金屬資料對外路報(bào)復(fù)負(fù)載的制止本領(lǐng)，普遍用報(bào)復(fù)韌度（αk）和報(bào)復(fù)接收能量（KU或KV）表白，其單元辨別為J/cm2和J（焦耳）。

報(bào)復(fù)考查因考查溫度各別而分為常溫、低溫等;按試樣破口形勢分為"V"形破口和"U"形破口報(bào)復(fù)考查兩種。

試驗(yàn)表明，報(bào)復(fù)韌度對資料構(gòu)造缺點(diǎn)特殊敏銳，能精巧地反應(yīng)出資料品德、直觀缺點(diǎn)和顯微構(gòu)造上面的微弱變革，如白點(diǎn)、攙和及過熱、過燒、回火脆性等。所以報(bào)復(fù)韌度考查是檢查資料冶金品質(zhì)和脆化目標(biāo)的靈驗(yàn)本領(lǐng)之一，也是檢查焊接接洽本能的考查本領(lǐng)之一。

（二）非金屬資料的脆性

用來創(chuàng)造特種擺設(shè)受壓元件所用的鋼材在常溫靜載前提下普遍都有較好的塑性和韌性，工程上風(fēng)氣稱之為塑性資料。人們在運(yùn)用那些資料時(shí)，對大概會爆發(fā)的脆性妨害常常不夠提防，本質(zhì)上，在少許倒霉的前提或情況下運(yùn)用的塑性資料會爆發(fā)脆化，即塑性和韌性貶低的局面，這一局面對特種擺設(shè)的運(yùn)用安定是倒霉的。罕見的鋼材脆化局面有以次幾種∶

1. 冷脆性

跟著溫度的貶低，大普遍鋼材的強(qiáng)度有所減少，而韌性低沉，非金屬資料在低溫下表露的脆性稱為冷脆性。

2.熱脆性

鋼材長功夫中斷在400~500℃后再冷卻至室溫時(shí)，報(bào)復(fù)韌度值會有鮮明的低沉，這種局面稱為鋼材的熱脆性。具備熱脆性的鋼材，金相構(gòu)造沒有鮮明的變革。無害檢驗(yàn)和測定不許檢驗(yàn)和測定和判決熱脆性，資料能否爆發(fā)熱脆普遍沿用報(bào)復(fù)考查本領(lǐng)確定。

3.氫脆

鋼材中的氫會使資料的力學(xué)本能脆化，這種局面稱為氫脆。氫脆重要爆發(fā)在碳鋼和低合金鋼，鋼中氫的根源重要為下列四個(gè)上面∶冶金進(jìn)程中融化在鋼液中的氫，在結(jié)晶冷凝時(shí)沒有能準(zhǔn)時(shí)逸出而存留在鋼材中;焊接進(jìn)程中因?yàn)槌睔饣蛴臀墼陔娀「邷叵骂I(lǐng)會出的氫融化入鋼材中;擺設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中，處事介質(zhì)中的氫加入鋼材中;其余，鋼試件酸洗不妥也大概引導(dǎo)氫脆。

4.應(yīng)力侵蝕脆性斷裂

由拉應(yīng)力與侵蝕介質(zhì)共同效率而惹起的低應(yīng)力脆性斷裂稱為應(yīng)力侵蝕。不管是塑性資料仍舊脆性資料都大概爆發(fā)應(yīng)力侵蝕。它與簡單的由應(yīng)力形成的妨害或由侵蝕惹起的妨害各別，在確定的前提下在很低的應(yīng)力程度或侵蝕性很弱的介質(zhì)中，也能惹起應(yīng)力侵蝕。應(yīng)力侵蝕所惹起的妨害在事前常常沒有鮮明的變形征候，遽然爆發(fā)脆性斷裂，故它的妨害性很大。

1）元件接受拉應(yīng)力的效率。

2）具備與資料品種相配合的一定侵蝕介質(zhì)情況。

3）資料的應(yīng)力侵蝕敏銳性。

（三）鋼的焊接性

鋼的焊接性是指鋼材在給定的焊接工藝和焊接構(gòu)造前提下，贏得預(yù)期焊接接洽品質(zhì)訴求的本能。因?yàn)楹缚p重要體驗(yàn)的是冶金、結(jié)晶進(jìn)程，而焊縫的熱感化區(qū)重要體驗(yàn)的是焊接熱輪回進(jìn)程，以是鋼的焊接性要從鋼的冶金焊接性和熱輪回焊接性兩上面來領(lǐng)會。

1.碳鋼的焊接性

碳鋼以鐵為普通，以碳為合金元素，碳含量普遍不勝過1%。碳鋼的焊接性重要在于于碳的含量，跟著含碳量的減少，焊接性漸漸變差。其余，碳鋼中的錳和硅對焊接性也有確定的感化，跟著錳和硅含量的減少，其焊接性也隨之變差。可用碳化學(xué)當(dāng)量（Ceq，%）體味公式來表白，即

Ceq減少，則爆發(fā)冷裂紋的大概性減少，焊接性別變化差。常常Ceq值大于0.4%時(shí)，冷裂紋的敏銳性將增大。

焊接性的是非不止在于于碳、錳、硅的含量，還在于于焊接接洽的冷卻速率。各別碳鋼在各別的冷卻速率下，大概會在焊縫和熱感化區(qū)中產(chǎn)生強(qiáng)硬構(gòu)造以至馬氏體，且馬氏體越多，硬度愈高，焊接性也越差。焊后的洪量馬氏體或它展現(xiàn)的高硬度，在焊策應(yīng)力下還大概惹起熱感化區(qū)和焊縫的裂紋，進(jìn)而展現(xiàn)出焊接性較差。所以，測定焊接接洽的硬度，不妨大概地確定裂紋目標(biāo)或焊接性的是非。

焊接時(shí)，母材已決定，即Ceq值已決定，若革新焊接性，即革新構(gòu)造、制止裂紋遏制冷卻速率是要害道路。冷卻速率重要在于于∶鋼材厚薄和接洽的好多形勢;焊接時(shí)母材的原始溫度;焊接熱輸出的巨細(xì)。

2.合金鋼的焊接性

常常把非金屬資料在焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋的目標(biāo)及焊接接洽本能變壞的目標(biāo)動作評介焊接性的要害目標(biāo)。合金鋼的焊接性重要在于于其化學(xué)因素，同聲也與構(gòu)造的攙雜水平、剛性、焊接本領(lǐng)、焊接資料和焊接工藝相關(guān)。鋼中的碳是對焊接性感化最大的元素，其余合金元素對焊接性的感化為碳的幾分之一至十幾分之一。按合金因素對鋼焊接性舉行預(yù)算，即把合金元素對焊接性的感化的巨細(xì)折算成十分碳元素的含量，即碳化學(xué)當(dāng)量C。其體味公式為

當(dāng) Ceq<0.4%時(shí)，鋼材的淬硬目標(biāo)不鮮明，焊接性崇高，焊接時(shí)不用預(yù)熱。

當(dāng)Ceq=0.4%~0.6%時(shí)，鋼的淬硬目標(biāo)漸漸鮮明，須要采用符合的預(yù)熱，遏制線能量等工藝辦法。

當(dāng)Ceq>0.6%時(shí)，鋼的淬硬目標(biāo)更強(qiáng)，屬于難以焊接的資料，須要采用較高的預(yù)熱溫度和莊重的工藝辦法。

四、特種擺設(shè)用非金屬資料的基礎(chǔ)訴求

特種擺設(shè)都是在承壓或承重狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，資料要接受較大的處事應(yīng)力，有些還要同聲接受高溫或侵蝕介質(zhì)的效率，處事前提更為卑劣，即使在運(yùn)用進(jìn)程中爆發(fā)妨害性事變，將會形成重要丟失，所以對創(chuàng)造特種擺設(shè)的資料有確定的訴求。那些訴求囊括∶

1）為保護(hù)安定性和財(cái)經(jīng)性，所用資料應(yīng)有充滿的強(qiáng)度，即較高的降服強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。

2）為保護(hù)在接受附加載荷時(shí)不爆發(fā)脆性妨害，所用資料應(yīng)杰出的韌性。按照運(yùn)用狀況的各別，資料的韌性目標(biāo)囊括常溫報(bào)復(fù)韌度，低溫報(bào)復(fù)韌度以及實(shí)效報(bào)復(fù)韌度等。

3）所用資料應(yīng)有杰出的加工工藝本能，囊括冷、熱加工成形本能。

4）所用資料應(yīng)有杰出的低倍構(gòu)造和外表品質(zhì)，分層、松散、非非金屬攙和物、氣孔等缺點(diǎn)應(yīng)盡大概少，不承諾有裂紋和白點(diǎn)。

5）用以創(chuàng)造高溫受壓元件的資料應(yīng)具備杰出的高溫個(gè)性，囊括充滿的蠕變極限、長久強(qiáng)度和長久塑性，杰出的高溫構(gòu)造寧靜性和高溫抗氧化性。

6）與侵蝕介質(zhì)交戰(zhàn)的資料應(yīng)具備崇高的耐蝕性。

五、非金屬資料的分門別類

（一）概括

非金屬資料按構(gòu)成因素可分為玄色非金屬和有色非金屬及其合金兩大類。1.玄色非金屬

鐵和鐵的合金均稱為玄色非金屬。

（1）純鐵 化學(xué)純鐵碳含量簡直為零，產(chǎn)業(yè)純鐵碳含量<0.05% （品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。純鐵是很軟的，普遍不運(yùn)用到本質(zhì)中。

（2）鐵碳合金 以鐵為普通，以碳為重要增添元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。

（3）鑄鐵 把鐵礦石放到鼓風(fēng)爐中冶金而成的，碳含量為2%～4.3% （品質(zhì)分?jǐn)?shù)，也有材料稱3.5%～5.5%、2.11%~6.67%）的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵質(zhì)硬而脆，不足韌性，簡直沒有塑性別變化形本領(lǐng)，所以不許經(jīng)過鑄造、軋制、拉拔等本領(lǐng)加工成形，重要用來煉鐵和創(chuàng)造鑄件，如白口鐵、灰鐵和球墨鑄鐵。也有風(fēng)氣上把煉鐵鑄鐵叫作鑄鐵，把鍛造鑄鐵簡稱為鑄鐵。

（4）鋼 碳含量在（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）2%以次，并含有其余元素的鐵碳合金稱為鋼。為了保護(hù)其韌性和塑性，碳含量普遍不勝過1.7%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。鋼的重要元素除鐵、碳外，再有硅、錳、硫、磷等。

2.有色非金屬

除玄色非金屬除外的非金屬稱為有色非金屬。

（二）鋼材的分門別類

鋼可按化學(xué)因素分門別類，也可按重要品質(zhì)等第和重要本能及運(yùn)用個(gè)性分門別類。

1.按化學(xué)因素分門別類

按鋼的化學(xué)因素，鋼可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。

（1）碳素鋼

1）分門別類∶

①按碳含量各別，碳素鋼可分為∶低碳鋼，碳含量不大于0.30%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）;中碳鋼，碳含量0.30%~0.6%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）;低碳鋼，碳含量大于0.6% （品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。

②按冶金時(shí)的脫脂水平各別可分為∶欣喜鋼、半平靜鋼、平靜鋼。

③按鋼材的冶金品質(zhì)可分為∶普遍碳素鋼，P≤0.045%、S≤0.055%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）;優(yōu)質(zhì)碳素鋼，P≤0.04%、S≤0.045%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）;高檔優(yōu)質(zhì)鋼，P≤0.035%、S≤0.035%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。

④按鋼的用處分為∶碳素構(gòu)造鋼，重要用來創(chuàng)造百般構(gòu)造件和呆板零件，普遍為低碳鋼;碳素東西鋼，重要用來創(chuàng)造百般刃具、量具、胎具等，普遍為低碳鋼。

2）碳素鋼的招牌表白本領(lǐng)∶

①普遍碳素構(gòu)造鋼?，F(xiàn)行反革命規(guī)范規(guī)則普遍碳素構(gòu)造鋼的表白本領(lǐng)為 Q× × ×-× ×。個(gè)中第一局部0是"降服強(qiáng)度"的華語拼音第一個(gè)假名小寫;第二局部×××為鋼材的降服強(qiáng)度值（單元：MPa）;第三局部×是品質(zhì)等第，分為A、B、C、D四級，個(gè)中A級品質(zhì)為最低;第四局部×是脫脂本領(lǐng)，有F、b、Z三種，個(gè)中F代辦欣喜鋼，b代辦半平靜鋼，Z代辦平靜鋼。平靜鋼Z標(biāo)記可簡略，如Q235AF、Q235B。

②優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼。優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼的招牌用兩位數(shù)字表白，這兩位數(shù)字是鋼平衡碳含量品質(zhì)的極端比。比方∶10鋼表白平衡碳含量為0.10%，20鋼表白平衡碳含量為0.20%。優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼按錳含量的各別分為普遍錳含量（0.35%～0.8%）和較高錳含量（0.7%～1.2%）兩組。對錳含量較高的一組，招牌數(shù)字反面應(yīng)附加"Mn"，如16Mn 等，以示與普遍錳含量的辨別。如為欣喜鋼，則在招牌數(shù)字反面加"F"，如08F。

③特意用處的碳素鋼。特意用處的碳素鋼應(yīng)在招牌尾部加代辦用處的標(biāo)記。比方創(chuàng)造汽鍋或壓力容器的專用碳素鋼應(yīng)在招牌數(shù)字反面加"R"，如Q245R。

④碳素鑄鋼。鑄鋼招牌用"鑄鋼"的華語拼音字首ZG表白，反面兩位數(shù)字辨別表白該鑄鋼的降服強(qiáng)度值和抗壓強(qiáng)度值，如ZG200-400、ZG270-500 等。

⑤碳素東西鋼。碳素東西鋼的編號是在"碳"字的華語拼音字首"T"之后附加數(shù)字表白，數(shù)字表白平衡碳含量品質(zhì)的千分比。如T8、T12，辨別表白碳含量為0.8%和1.2%的碳素東西鋼，如為高檔優(yōu)質(zhì)碳素東西鋼，則在數(shù)字反面加 A，如T8A、T12A。

（2）合金鋼 合金鋼是指除碳鋼所含元素外，還含有其余少許合金元素，如Cr、Ni、Mo、W、V、B等的鋼。

1）分門別類∶

①按合金元素含量，可分為∶低合金鋼，合金元素含量小于5%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）;中合金鋼，合金元素含量即是5%～10%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）;高合金鋼，合金元素含量大于10%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。

②按鋼的用處，可分為∶合金構(gòu)造鋼，專用來創(chuàng)造百般東西構(gòu)造和呆板零件的鋼種;合金東西鋼，專用來創(chuàng)造百般東西的鋼種。

③按鋼的金相構(gòu)造，可分為∶珠光體鋼、奧氏體鋼、鐵素體鋼、馬氏體鋼等。

④按鋼中所含的重要合金元素，可分為∶鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼等。

2）合金鋼的招牌表白本領(lǐng)∶我國營商業(yè)和供銷合作社金鋼招牌按碳含量、合金元素品種和含量、品質(zhì)級別和用處來編排。招牌首部用數(shù)字表白碳含量，為辨別用處，即低合金鋼、合金構(gòu)造鋼用兩位數(shù)表白平衡碳含量的極端比;高合金鋼、不銹耐酸鋼、耐熱鋼用一位數(shù)表白平衡碳含量的千分比，在碳的品質(zhì)分?jǐn)?shù)大于或即是0.04%時(shí)，取兩位少量，在碳的品質(zhì)分?jǐn)?shù)不大于0.030%時(shí)，取三位少量。招牌的第二局部用元素標(biāo)記表白鋼中重要合金元素，含量由后來數(shù)字表明，當(dāng)平衡品質(zhì)分?jǐn)?shù)小于1.5%時(shí)不標(biāo)數(shù)字;平衡品質(zhì)分?jǐn)?shù)為1.5%~2.49%時(shí)，標(biāo)數(shù)字2;平衡品質(zhì)分?jǐn)?shù)為2.5%～3.49%時(shí)，標(biāo)數(shù)字3;……。高檔優(yōu)質(zhì)合金鋼在招牌后部加A，特意用處的低合金鋼、合金構(gòu)造鋼，在招牌后部加代辦用處的標(biāo)記。比方∶16MnDR，表白該合金鋼碳的平衡品質(zhì)分?jǐn)?shù)為0.16%，錳的平衡品質(zhì)分?jǐn)?shù)小于0.15%，是低溫壓力容器專用鋼。

長途運(yùn)輸彈道中常用的管線鋼現(xiàn)行反革命規(guī)范規(guī)則∶以鋼的規(guī)則總伸長應(yīng)力表白，即鋼的表白本領(lǐng)為L ×××。個(gè)中第一局部L是"總伸長應(yīng)力"的代號;第二局部×××為鋼材規(guī)則總伸長應(yīng)力。比方 L360，表白該鋼材的規(guī)則總伸長應(yīng)力為360MPa。

2.特種擺設(shè)常用鋼種

特種擺設(shè)常用的低合金鋼，囊括低合金高強(qiáng)度鋼、低溫鋼、低合金耐熱鋼、耐侵蝕用鋼。低合金鋼中常常增添的合金元素有錳、硅、鉻、鎳、鉬、釩、硼和稀土元素等。

在汽鍋、壓力容器中普遍運(yùn)用的低合金鋼有∶Q345R。

用來汽鍋汽包的有13MnNiMoNbR、20MnMo。

用來汽鍋集箱、受熱面管的有15CrMoG、12CrlMoVG、T91（Cr9Mo1VNb）。

用來巨型球罐的有16MnDR、07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR。

用來低溫?cái)[設(shè)的有15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR。

用來耐熱抗氫前提下的鉻鉬鋼如15CrMoR、14Cr1MoR。

在長途運(yùn)輸彈道中常用的管線鋼（屬低合金高強(qiáng)鋼）有 L360、L415、L450、L480…

（1）低合金高強(qiáng)度鋼 這類鋼既有較高的強(qiáng)度，又有較好的塑性和韌性，低合金鋼的合金含量較少，價(jià)錢較低，冷、熱成形及焊接工藝本能杰出。常用的鋼號有Q345R、15MnVg、15MnVR、18MnMoNbR、O345、15CrMo、1Cr5Mo、L360等。

如Q345鋼，其具備杰出的力學(xué)本能。普遍在冷軋狀況運(yùn)用。普遍情景下，謄寫鋼版厚薄在34mm 以次時(shí)焊前可不預(yù)熱;對于厚薄大于34mm 的謄寫鋼版，焊后普遍需舉行取消應(yīng)力熱處置，常常是加熱至600~650℃，保鮮后空冷。

（2）低溫用鋼 對于在低溫前提下處事的特種擺設(shè)，其最要害的是低溫韌性，感化低溫韌性的成分有晶體構(gòu)造、晶粒尺寸、冶金的脫脂本領(lǐng)、熱處置狀況及合金元素等，尤以合金元素的感化最為明顯。

在低溫用鋼中，碳含量多控制在0.2%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）以次。

錳和鎳是低溫用鋼中常用的合金元素，跟著錳含量的減少，鋼的冷脆變化溫度低沉，鎳含量每減少1% （品質(zhì)分?jǐn)?shù)），冷脆變化溫度約可貶低10℃。

常用的低溫用鋼有∶16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR 等。

（3）低合金耐熱鋼 當(dāng)處事溫度在400～600℃時(shí)，所運(yùn)用的鋼材多為低合金耐熱鋼，如鉬鋼、鉻鉬鋼和鉻鉬釩鋼等。按資料顯微構(gòu)造可分為珠光體耐熱鋼和貝氏體耐熱鋼，屬于珠光體耐熱鋼的有12CrMoR、15CrMoR、14Cr1MoR 等，屬于貝氏體耐熱鋼的有12Cr2Mo1R。

（4）耐侵蝕用鋼 耐侵蝕用鋼的重要合金化元素是Cu和P，如GB/T 4171—2008《耐候構(gòu)造鋼》中的Q235NH、Q295NH、Q355NH 等，Cu的含量均為0.25%～0.55%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)），由于要保護(hù)焊接性，其P的含量不大于0.03%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）。

（5）高合金鋼 對于某些承壓擺設(shè)，因?yàn)槠淇瘫〉牟倏v前提，高溫、低溫、高壓、處事介

質(zhì)的妨害（易爆、有毒、侵蝕），洪量運(yùn)用的是具備崇高耐高溫、耐低溫、耐侵蝕本能的鉻鎳系高合金鋼。

鉻在氧化性介質(zhì)中能天生一層寧靜而精致氧化膜，進(jìn)而養(yǎng)護(hù)非金屬使其具備耐侵蝕性。為了縮小鋼中脆性碳化鉻的產(chǎn)生，鋼中含碳量較低、而含鉻量盡管高。

不銹鋼按其鋼的構(gòu)造各別可分為二類，即鉻不銹鋼（鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼）、奧氏體不銹鋼和奧氏體 +鐵素體雙相不銹鋼二類。

1）鉻不銹鋼。承壓擺設(shè)中洪量運(yùn)用的鉻不銹鋼中鉻含量都在13%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）之上，如鐵

素體不銹鋼（06Cr13、06Cr13Al、10Cr17）和馬氏體不銹鋼（12Cr13，20Cr13），這類鋼耐濕潤大氣、淡水、海水侵蝕，對溫度較低的弱侵蝕性介質(zhì)，如鹽水溶液、低濃淡有機(jī)酸等也有較好的耐蝕性。

2）鉻鎳奧氏體不銹鋼。承壓擺設(shè)中洪量運(yùn)用的典范鉻鎳不銹鋼招牌是06Cr19Ni10，因?yàn)殒囋氐纳妫阢t鎳不銹鋼中能產(chǎn)生奧氏體構(gòu)造，經(jīng)固溶處置后在常溫下也能以簡單的奧氏體構(gòu)造生存。然而過程熱加工，在1050～100℃加熱后蘸火，含鎳低至8%（品質(zhì)分?jǐn)?shù)）也可贏得亞穩(wěn)的單相狀況的奧氏體構(gòu)造，即 Cr18Ni8 鋼，這是一種較財(cái)經(jīng)的奧氏體不銹鋼。

這種鋼在耐侵蝕上面，不只與鉻不銹鋼一致具備氧化鉻養(yǎng)護(hù)膜，并且因?yàn)殒嚨纳娑a(chǎn)生的簡單奧氏體構(gòu)造，使得鉻鎳鋼在很多介質(zhì)中比鉻不銹鋼具備更好的耐蝕性，比方對濃淡 60% 以次，溫度低于100℃的王水、硫酸鹽、硫化氫、乙酸等都有很好的耐蝕性，其余再有很好的耐氫、氮侵蝕本能。

鉻鎳奧氏體不銹鋼同聲又是承壓擺設(shè)中普遍運(yùn)用的低溫用鋼和中高溫用鋼，運(yùn)用溫度范疇從深冷的極低溫度直至700℃。

3）雙相不銹鋼（奧氏體+鐵素體）。雙相不銹鋼具備奧氏體＋鐵素體雙相構(gòu)造，且兩個(gè)相構(gòu)造的含量基礎(chǔ)十分，故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特性。與鐵素體不銹鋼比擬，雙相不銹鋼的韌性高，脆性變化溫度低，耐晶間侵蝕本能和焊接性均獲得明顯普及;同聲又保持了鐵素體不銹鋼的少許特性，如475℃脆性、熱導(dǎo)率高、線脹系數(shù)小。具備超朔性及磁性等。與奧氏體不銹鋼比擬，雙相不銹鋼的強(qiáng)度高，更加是降服點(diǎn)明顯地普及，其降服點(diǎn)可達(dá)400~500MPa，是普遍奧氏體不銹鋼的兩倍。且耐蝕性、耐應(yīng)力侵蝕、耐侵蝕勞累等本能也有鮮明的革新。

雙相不銹鋼按其化學(xué)因素分門別類，可分為Cr18型、Cr23（不含 Mo）型、Cr22型和Cr25型四類。對于Cr25型雙相不銹鋼又可分為普遍型和超等雙相不銹鋼，個(gè)中連年來運(yùn)用較多的是Cr22 型和Cr25型。

4）積淀強(qiáng)硬不銹鋼是在不銹鋼中獨(dú)立或復(fù)合增添強(qiáng)硬元素，經(jīng)過符合熱處置贏得高強(qiáng)度、高韌性并具備杰出耐蝕性的一類不銹鋼。常常動作耐磨、耐蝕、高強(qiáng)度構(gòu)造件，如軸、牙輪、墊圈、銷釘、繃簧、高強(qiáng)度壓力容器、化學(xué)工業(yè)處置擺設(shè)等。

（三）有色非金屬及其合金

在承壓的化學(xué)工業(yè)、石油化工、空分等產(chǎn)業(yè)擺設(shè)安裝中，因?yàn)榍治g、低溫等特出前提的訴求，常常運(yùn)用有色非金屬及其合金。有色非金屬的品種很多，如鋁、銅、鈦、鎳、鉛。

1.鈦及鈦合金

鈦及鈦合金具備杰出的耐蝕性，在氧化性、中性及有氯離子介質(zhì)中，其耐侵蝕性優(yōu)于不銹鋼。產(chǎn)業(yè)純鈦塑性好，但強(qiáng)度較低，具備杰出的低溫本能，其線脹系數(shù)和熱導(dǎo)率都不大，這都不會給焊接帶來艱巨。鈦合金的比強(qiáng)度大，又具備杰出的韌性和焊接性，在航天產(chǎn)業(yè)中運(yùn)用最為普遍。鈦及鈦合金在我國現(xiàn)行反革命規(guī)范中按其退火態(tài)的構(gòu)造分為α鈦合金、β鈦合金和α+β鈦合金二類，辨別用TA、TB 和TC表白。在石油化工行業(yè)的壓力容器創(chuàng)造中，招牌為TA2的產(chǎn)業(yè)純鈦運(yùn)用居多。

其重要規(guī)范有∶CB/T 3621—-2007《鈦及鈦合金板材》，GB/T 3624—2010《鈦及鈦合金無縫管》，GB/T3625—2007《換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管》，GB/T 8547—2006《鈦-鋼復(fù)合板》。

2.鎳及鎳基合金

鎳及鎳基合金特出的物理、力學(xué)及耐侵蝕本能，鎳基耐蝕合金在200～1090℃范疇內(nèi)本領(lǐng)百般侵蝕介質(zhì)的腐蝕，同聲具備杰出的高平靜低溫力學(xué)本能。在少許刻薄侵蝕前提下是普遍不銹鋼所沒轍代替的崇高資料。純鎳普遍在產(chǎn)業(yè)中運(yùn)用較少，但在鎳中增添鉻、銅、鐵、鉬、鋁、鈦、鈮、鎢等元素后，經(jīng)過固溶加強(qiáng)，不只革新其力學(xué)本能，并且具備崇高的耐侵蝕性，可符合于百般侵蝕介質(zhì)的處事情況。

鎳基耐蝕合金按照其合金元素的含量和所占比率舉行分門別類和定名，如 Ni-Cu合金命名為蒙乃

爾（Monel）合金;Ni-Cr-Fe合金中鎳含量占上風(fēng)，便稱因康鎳（Inconel）合金;若鐵含量較高則稱因康洛依（Incoley）合金;對于鉬含量較高的Ni-Cr-Mo合金則普遍稱哈斯特洛依（Haste-loy）合金，也稱為海氏合金或哈氏合金。

其重要規(guī)范有∶GB/T2054—2005《鎳及鎳合金板》，GB/T 2072—2007《鎳及鎳合金帶材》，JB4741—2000《壓力容器用鎳銅合金冷軋板材》，JB 4742—2000《壓力容器用鎳銅合金無縫管》，JB 4743—2000《壓力容器用鎳銅合金鍛件》。

3.銅及銅合金

常用的銅及銅合金有四種∶純銅、黃銅、青銅和康銅。在承壓擺設(shè)中純銅與黃銅運(yùn)用較多。

純銅是u（Cu）不低于99.5%的產(chǎn)業(yè)純銅，具備杰出的導(dǎo)熱性、導(dǎo)熱性，杰出的強(qiáng)度、常平靜低溫塑性、壓力加工本能和耐磨性，容易成形與焊接以及對海水等的耐侵蝕性等本能。純銅中的雜質(zhì)如氧、硫、鉍等，都各別水平地貶低了純銅的崇高本能，以及減少資料的冷脆性和接洽中展示熱裂紋的目標(biāo)。黃銅是銅和鋅構(gòu)成的二元合金，黃銅比純銅強(qiáng)度、硬度和耐侵蝕本領(lǐng)都高，且維持確定塑性，能很好地接受熱加工。

其重要規(guī)范有∶GB/T2040—2008《銅及銅合金板材》，CB/T13238—1991《銅鋼復(fù)合謄寫鋼版》，GB/T8890—2007《熱調(diào)換器用銅合金無縫管》，GB/T 1527—2006《銅及銅合金拉制管》。

4.鋁及鋁合金

鋁在氣氛和氧化性水溶液介質(zhì)中，外表爆發(fā)精致的氧化鐵鈍化膜，所以在氧化性介質(zhì)中具備杰出的耐蝕性。鋁在低溫下與鐵素體鋼各別，不生存脆性變化。

鋁按本能和用處可分為純鋁、防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁和特出鋁幾類。純鋁按純度分為高純鋁、產(chǎn)業(yè)高純鋁和產(chǎn)業(yè)純鋁三個(gè)等第。在壓力容器中運(yùn)用的招牌主假如塑性和耐蝕性好的產(chǎn)業(yè)純鋁（招牌為∶1050A、1060、1200、1A85、1100 等）和鋁-錳合金（招牌為5A02、5AO3、5083、3A21、5A12）和鋁-鎂合金，多以板材和管材的典型用來壓力容器中。鋁錳合金僅可變形加強(qiáng)，其強(qiáng)度比純鋁略高，成形工藝性及耐蝕性、焊接性好。鋁鎂合金僅可變形加強(qiáng)，其u（Mg）普遍為0.5%~7.0%，與其余鋁合金比擬，鋁鎂合金具備平淡強(qiáng)度，其延性、焊接性、耐蝕性杰出。鋁容器的安排溫度可達(dá)-269℃。

鋁對立于鋁合金而言，強(qiáng)度較低，為了到達(dá)加強(qiáng)的手段，必需過程熱處置。簡直的工藝是蘸火（固溶處置），而后舉行實(shí)效處置以到達(dá)加強(qiáng)，固溶實(shí)效熱處置是鋁合金的重要加強(qiáng)本領(lǐng)。

鋁錳合金和鋁鎂合金不許舉行熱處置加強(qiáng)，常用冷加工本領(lǐng)使其加強(qiáng)。鋁錳合金塑性好，容易舉行壓力加工。鋁鎂合金在退火狀況和冷變形后運(yùn)用，冷變形后普遍要舉行退火。

其重要規(guī)范有∶GB/T3880.1～3880.3—2006《普遍產(chǎn)業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材》，GB/T 6892—2006《普遍產(chǎn)業(yè)用鋁及鋁合金擠壓型材》，GB/T6893—2010《鋁及鋁合金拉（軋）制無縫管》。

（四）《特種擺設(shè)焊接操縱職員觀察細(xì)目》中的資料分門別類

TSG Z6002—2010《特種擺設(shè)焊接操縱職員觀察細(xì)目》中焊接職員持證名目所展現(xiàn)的非金屬資料的分門別類見表24非金屬資料（鋼）類型與示例和表2-5非金屬資料（有色非金屬）類型與示例。表2-4 非金屬資料（鋼）類型與示例

（五）《承壓擺設(shè)焊接工藝評定》中的資料分門別類

NB/T47014《承壓擺設(shè)焊接工藝評定》中資料的分門別類見表2-6。

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