1、现场作业条件及维护注意事项系列培训一 金属材料金属材料 2010年年10月月22日日1、1949年12月某日英国一艘5万吨油轮停靠在某港口，次日早晨发现从其中断裂，当时气温为零下42摄氏度，风力6级，请问大家这是什么原因？2、1969年我国与前苏联在东北珍宝岛乌苏里江边作战时伤亡惨重。我方枪膛、大炮炮膛均被打爆，坦克链条断裂，当时气温零下45摄氏度，请问这又是什么原因？3、你如何解释1979年12月乌石化精馏塔地脚螺栓断裂？4、2002年独山子乙烯火炬分离罐为何出现裂纹？提问提问 黑色金属-铁、锰、铬及它们的合金 有色金属-除黑色金属以外的金属及它 们的合金一、金属材料的分类金属可分为两类：黑
2、色金属 有色金属1、黑色金属铁和钢生铁C%=2.23.8%及其他一些元素 钢C%=0.02181.5%及其他一些元 素 2、有色金属：铝、铜、锡、铅、锌、W、等及其合金0M 0M0MiN二、金属的机械性能及其他性能1、机械性能 a、抗拉强度-金属在外力作用下抵抗 塑性变形和断裂的能力。抗拉强度-屈服强度-弹性极限-bseFxyLsFeFbFEsKB断裂低碳钢的拉伸曲线低碳钢的拉伸曲线b、屈服强度 指在外力作用下金属材料开始产生明显塑性变形时的抵抗力。（面积）拉力）AFss(c、弹性极限材料由弹性变形过度到弹塑性变形的应力 。d、硬度（HB、HR、HV)金属抵抗硬物压入的能力。硬度和强度有一定的
3、对应关系，在使用时可测硬度再换算出强度。ee、冲去韧性 材料抵抗冲击负荷而不破裂的能力。冲击韧性 值与温度有关。kakakaka高低波动ka脆性转变温度（脆性临界转变温度）温度对 值的影响kaka如Q235在-20 开始出现脆性转变，所以我们园区内的钢结构均选用Q235C。f、金属疲劳 机械零部件在交变负荷作用下突然断裂，如离心机的轴，变压吸附塔承压部门等。钢铁 有色金属710N810Ng、金属蠕变 金属在高温长时间应力作用下，即使应力远远小于 但也产生变形的现象。蠕变强度是指零部件在高温长时间负荷作用下，材料抵抗塑性变形的能力。钢：250 15 ：500 12 ：600s#200crm0Gr
4、m0Grm2、金属的物理性能 a、导电性 b、导磁性 c、熔点3、金属的化学性能腐蚀性 金属在某种介质中发生了某种反应逐渐遭到破坏的过程。腐蚀又分：1）、化学腐蚀单纯的化学腐蚀造成的腐蚀（高温氧化）2）、电化学腐蚀金属在酸、碱、盐等电解质溶液中发生反应而引起的腐蚀。（必须具备三个条件：有电位差；有电解质溶液；发生接触）三、钢的分类及选用原则1、钢的分类a、按浇注状态分：沸腾钢 半镇静钢 镇静钢b、按钢材质量分：1）、普通碳素钢 p0.045%s0.055%(GB700-2002)例如Q235AF表示屈服点 =235sA表示甲类钢，只保证机械性能，不保证化学 成分B表示乙类钢，只保证化学成分C表
5、示特类钢（机械性能，化学成分）F表示沸腾钢b半镇静钢Z镇静刚常见的有槽钢、角钢、工字钢（管廊、锅炉钢结构）2）、优质碳素钢 p0.04%s0.04%主要保证化学成分 、，但价格比普通碳素钢高。符号用平均含碳量万分之几表示，08，10，15，2085，共17种。如 钢含C0.170.24%，平均0.20%，即万分之20。s5bka#20 注意注意 由于炼钢生铁来源不一，有些炼钢生铁中含由于炼钢生铁来源不一，有些炼钢生铁中含 量高，所以优质碳钢有量高，所以优质碳钢有15 15 、20 20 、4040均属于优质碳素钢（均属于优质碳素钢（c c的含量是的含量是5 5的倍数的倍数,后加后加 ）nMnM
6、nMnMnM2、碳素钢的性能及其影响因素a、化学成分对碳素钢性能的影响1）、C的影响：C增加HB增加 增加 降低 降低低碳钢C0.25%用于焊接结构及压力容器中碳钢C=0.250.55%可焊性差，做轴，螺栓等高碳钢C0.55%硬度高，常用做工具 P使钢中晶粒粗大，冷脆 S使钢热脆 O.N使钢常出现时效硬化b52）、温度对碳钢性能的影响温度升高 降低例如Q235CZ 20时 =200时 =350时 =温度升高还会使碳素钢的碳石墨化、球化、氧化等。所以常加入 、Gr 、W、V、等，即合金钢。ss2/24mmMpas2/20mmMpa2/5.15mmMpaiTiNsnM3、碳素钢的应用普通碳素钢-2
7、0+400优质碳素钢-20+470沸腾钢0+250 在实际生产中如何区别沸腾钢和镇静钢，以免用错？一般通过化验Si的含量沸腾钢 Si=0%镇静钢 Si=0.12-0.3%工艺性能及应用见表1-1物理性能见表1-2 四、合金钢 定义：为了更进一步改善和提高钢的某些性能，在碳素钢的基础上加入了某种或多种合金元素的钢。欧美国家主要加:Gr、我国主要加：、Si 及稀土元素iNoMnM1、合金钢的牌号命名法我国采用：数字元素符号数字元素符号数字的表示法如：C0.25%Gr=2%1.5%,V1.5%,0Gr13,1Gr13,2Gr13 oM2、合金元素在钢中的作用Gr增多，耐酸性增强，耐热性增强Gr12%
8、不锈钢 增多，钢的晶粒细化 塑性韧性增强，特别是低温 冲击韧性 增加。增多，热强度增加，蠕变降低，耐腐蚀性增加。增多，热脆性降低，低温冲击韧性值增加。V 增多 细化晶粒，低温冲击韧性值增加。iNkaoMnMVM25G0r23、合金结构钢及压力容器用钢a、压力容器用钢必须满足焊接性能及低温冲击韧性。常见的有：1）、Si系列，如16 R，16 SiR 普通容器。2）、V系列，如15 V，交变负容器。3）、系列，如14 V，高温压力容器。4）、系列，如09 ，低温容器。5）、B系列，如14 VB，高强度压力容器。nMnMnMnMnMnMnMnMnMnMnMoMoMoMuCiTeRuCb、合金结构钢（
9、1）、调质钢 C=0.250.45%在钢中加入Gr、V、B 等元素,使钢的淬透性提高,保证足够的强度和韧性。如：40Gr 、40 B、40 VB 使用温度-20450（2）、弹簧钢 C=0.450.70%在钢中加入 、Gr、V等元素。如65 、60 、50GrVAiNnMiSoMnMnMnMiSnM2iSnM 注意注意 冷拉成型的冷拉成型的 10mm的弹簧钢丝在冷态卷制成的弹簧钢丝在冷态卷制成型后不能淬火，只能在型后不能淬火，只能在200250低温退火定型。低温退火定型。（3）、高温用钢 在钢中加入Gr、，以提高钢抗氧性能。如：使用温度800 使用温度900 12 -40540 15 -405
10、60 650 12 620 650840 700950 9001100iSiNlAi2r9SGlir13ASG0rMG0rMG0r5MGWVBMG0r2i20r25NGi35r25NGi45r35NG（4）、低温用钢严格控制P、S、O等有害杂质。C=0.060.12%主要加元素:Gr、V、等 16 -40 9 V-70 -196523 3.5 -101 5 -170 9 -196iNnMbNiTlAuCnM2nMiNiNiNiNiir9T18N1G（5）、抗腐蚀钢常分为三类：抗硫化氢、抗氢、不锈耐酸钢、抗硫化氢钢 、0 、（铝3钢）（上102钢）等。、抗氢钢 C0.015%主加:、Gr 、W、V等 Gr 2.3%,等ilWTMA0315oMiT0r5MGr13GVAM12Gl0r2AM12G0r3WVAM18G0r3、不锈耐酸钢C0.03%主要加：Gr 、（304）、（304L）iNiT 注意注意不锈钢不能用在有氯离子的场所！不锈钢不能用在有氯离子的场所！r131Gr133Giir9T18N1Giir9T18N0G
