壓力管道材料部分

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1、壓力管道材料部分本文由beyond6722440貢獻doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。壓力管道材料部分前言管道材料是整個管道設(shè)計過程中的基礎(chǔ)部分，它直接影響到壓力管道的可靠性和經(jīng)濟性。在一個石油化工生產(chǎn)裝置中，管道材料的費用約占整個工程投資的十分之一，而管道的材料設(shè)計涉及到管道器材標準體系的選用、材料選用、壓力等級的確定、管道及其元件型式的選用等內(nèi)容。由于壓力管道安全管理剛剛起步,許多從事這方面工作的技術(shù)人員對這一事物還不太了解,技術(shù)基礎(chǔ)工作也比較薄弱。從壓力管道設(shè)計認證過程中發(fā)現(xiàn),一些設(shè)計單位尤其是在管道材料和管

2、道應(yīng)力方面以前考慮的較少,因此壓力管道的材料部分我們就從最基礎(chǔ)的知識講起，重要的不是您在本次學習班上學到了某一個知識點，而是要搞清一個設(shè)計思路，設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)都有依據(jù)、有標準可尋。目錄1金屬材料基礎(chǔ)知識1.1金屬的微觀結(jié)構(gòu)1.2金屬材料的基本性能1.3溫度對金屬材料的影響1.4常見元素對金屬材料性能的影響2常用金屬材料2.1鑄鐵2.2碳素鋼2.3合金鋼3壓力管道常用金屬材料的基本限制條件3.1一般限制條件3.2常用材料的應(yīng)用限制3.3其它方面對材料的限制4應(yīng)用標準體系4.1國際上常用的標準體系4.2國內(nèi)常用的標準體系5管道壓力等級6管道器材選用7表面處理、防腐、

3、涂層8管道施工及驗收規(guī)范1金屬材料基礎(chǔ)知識金屬材料的性能首先取決于它的元素組成，其次它也將受微觀組織、加工方法、熱處理方式等因素的影響，而工程選材主要是依據(jù)材料的性能而進行的。作為材料工程師，有必要對影響材料的有關(guān)基本知識有所了解，并能夠?qū)Σ牧系募庸し椒ā崽幚?、檢查試驗等提出適宜的要求，從而能夠選用到既可靠又經(jīng)濟的材料。有關(guān)金屬材料的基本知識今天僅介紹金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)、基本性能、常見元素對性能的影響以及金屬材料的分類及牌號標識等內(nèi)容。1.1金屬的微觀結(jié)構(gòu)1.1.1碳鋼與鑄鐵由95％以上Fe＋（0.05－4％）C組成的Fe、C合金。1）鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將鐵水緩冷到其

4、凝固點1534℃以下，鐵水就開始結(jié)晶，直到全部結(jié)晶成固態(tài)鐵為止，溫度才又繼續(xù)下降。所結(jié)晶成的固體是由許多小顆粒組成，每個小顆粒具有不規(guī)則的外形，叫晶粒。圖1－1金屬的晶格每個晶粒內(nèi)部都是由無數(shù)個原子按一定的規(guī)律排列而成。若將各個原子的中心用線條連接起來，組成一個空間格子，可用來說明原子排列的規(guī)律性，這種空間格子叫“晶格”。常見的金屬晶格形式面心立方晶格體心立方晶格圖1－2金屬的面心立方晶格和體心立方晶格◆面心立方晶格是在立方體的8個頂點和六個面的中心處各為一個原子所占據(jù)如：Cu、Al、Ni等◆體心立方晶格是在立方體的8個頂點和立方體中心處各為一個原子所占據(jù)如：Cr

5、、W、Mo、Mn、V等金屬的變形，實質(zhì)上就是其晶格的變形或移動。在外力的作用下，金屬內(nèi)部的晶格首先將發(fā)生伸長或歪扭變形，如果去掉外力，變形的晶格將恢復正常的穩(wěn)定位置，此時的金屬變形稱為彈性變形。如果施加的外力足夠大，以致超過了原子間的結(jié)合力，金屬內(nèi)部的晶格將發(fā)生錯位或滑移，移位后的原子將和新位置上的原子發(fā)生"粘結(jié)"，此時就說金屬發(fā)生了塑性變形。如果再增大外力，使它能夠克服整個金屬斷面上所有晶格滑移所需要的力，此時金屬的塑性變形量將快速增加，直到金屬的斷裂。對單晶體來說，晶格的變形(拉伸或扭轉(zhuǎn))或移位總是優(yōu)先在原來結(jié)合力較小的面間進行，或者是沿原子密度最大的幾何面(

6、稱為晶面)發(fā)生。對于每種晶胞來說，這種面越多，晶體變形越容易，表現(xiàn)出來的金屬塑性越好。面心立方晶胞變形面較多，體心立方晶胞較少，故具有體心立方晶胞結(jié)構(gòu)的金屬強度最高，面心晶胞則較低。◆Fe屬于面心立方晶格還是體心立方晶格？1534℃～1390℃體心立方排列叫δ鐵1390℃～910℃面心立方排列叫γ鐵910℃以下體心立方排列叫α鐵α鐵γ鐵δ鐵這種在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度發(fā)生改變的現(xiàn)象叫“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”。它是鋼鐵能夠進行多種熱處理而改變其性能的重要依據(jù)。2）碳的存在形式鋼鐵是一種Fe、C合金，C是以怎樣的形式與Fe構(gòu)成合金呢？在鐵的晶格中，原子之間是有一定空隙的，碳原子

7、半徑較小，可以嵌在Fe的晶格中構(gòu)成固溶體。它不破壞Fe的晶格結(jié)構(gòu)?！艄倘荏w：就是由兩種或兩種以上的化學元素，在固態(tài)下互相溶解構(gòu)成的單一均相物質(zhì)?！翳F素體碳溶解在體心立方晶格Fe原子之間形成的固溶體。是低碳鋼在常溫時的主體相。體心立方晶格Fe原子之間空隙小，溶碳能力小，室溫溶碳0.006％，723℃溶碳最大0.02％。強度和硬度低，韌性和塑性好?！魥W氏體碳溶解在面心立方晶格Fe原子之間形成的固溶體。是碳鋼在高溫時的組織。面心立方晶格Fe原子之間空隙大，溶碳能力最大2.06％。C的大量溶入，使其具有一定的強度和硬度，良好的塑性?！魸B碳體：鐵碳合金中的碳不能全部溶入鐵素

8、體、奧氏體