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《加工工藝對(duì)材料性能的影響.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、3.壓力容器用材以及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其材料性能的影響3.2壓力容器制造工藝對(duì)鋼材性能的影響MATERIALSFORPRESSUREVESSELSANDINFLUENCESOFENVIRORMENTANDTIMEONPROPERTIESOFTHESEMATERIALS1壓力容器制造冷、熱加工焊接組對(duì)熱處理（必要時(shí)）23.2.1塑性變形材料在載荷下的變形彈性變形塑性變形或永久變形加工：使材料或物體發(fā)生變形加工：使物體或材料發(fā)生預(yù)定的永久性變形的行為。3一、應(yīng)變硬化二、熱加工和冷加工中的性能變化三、各向異性四、應(yīng)變時(shí)效材料在塑性變形中內(nèi)部性能
2、的變化：4一、應(yīng)變硬化見應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖從該曲線可以看到，從d卸載后，d′g表示消失了的彈性變形而od′表示不再消失的塑性變形。卸載后，在短時(shí)間內(nèi)再次加載，則應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系按照dd′變化，到了d以后，按照def變化。到d以前材料都是彈性的，以后才出現(xiàn)塑性變形。相當(dāng)于形成了新的材料曲線。比較，可見在第2次加載時(shí)，其比例極限提高了，但塑性變形和延伸率卻有所減低，表明，在常溫下把材料拉伸到塑性變形，然后卸載，當(dāng)再次加載時(shí)，將使材料的比例極限提高，而塑性減低。這種現(xiàn)象稱為冷做硬化。（加工硬化、應(yīng)變硬化）——材料力學(xué)冷做硬化經(jīng)退火，可消失。加工
3、硬化可提高材料的抗變形能力，但塑性降低(難易變形，發(fā)生屈服的應(yīng)力水平更高了)材料屈服后應(yīng)力應(yīng)變曲線呈上升趨勢(shì)5熱加工或熱變形:在材料再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的（塑性）加工熱變形時(shí)加工硬化和再結(jié)晶現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn)，但加工硬化被再結(jié)晶消除，變形后具有再結(jié)晶組織，因而無加工硬化現(xiàn)象。特點(diǎn)在材料再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的（塑性）加工冷加工或冷變形:特點(diǎn)冷變形中無再結(jié)晶出現(xiàn)，因而有加工硬化現(xiàn)象。由于冷變形時(shí)有加工硬化現(xiàn)象，塑性降低，每次的冷變形程度不宜過大，否則，變形金屬將產(chǎn)生斷裂破壞。二、冷加工和熱加工從金屬學(xué)的觀點(diǎn)來區(qū)分，冷、熱加工的分界線是金屬的再結(jié)晶
4、溫度。6▲鋼板沖壓成各種封頭后，由于塑性變形，厚度會(huì)發(fā)生變化。例如，鋼板沖壓成半球形封頭后，底部變薄，邊緣增厚。在壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意這種厚度的變化。7三、各向異性非金屬夾雜物熱加工呈纖維狀金屬材料力學(xué)性能產(chǎn)生方向性a、平行纖維組織方向的塑性和韌性提高，b、垂直方向的塑性和韌性降低c、變形越大，性能差異越明顯因勢(shì)利導(dǎo)：纖維組織的穩(wěn)定性高，不能用熱處理方法加以消除。壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能使零件在工作時(shí)產(chǎn)生的最大正應(yīng)力與纖維方向重合，最大切應(yīng)力方向與纖維方向垂直。纖維組織金屬再結(jié)晶帶狀組織第二相合金8四、應(yīng)變時(shí)效經(jīng)冷加工塑性變形的碳
5、素鋼、低合金鋼，在室溫下停留較長(zhǎng)時(shí)間，或在較高溫度下停留一定時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象，稱為應(yīng)變時(shí)效。9發(fā)生應(yīng)變時(shí)效的鋼材，不但沖擊吸收功大幅度下降，而且韌脆轉(zhuǎn)變溫度大幅度上升，表現(xiàn)出常溫下的脆化。應(yīng)變時(shí)效危害降低應(yīng)變時(shí)效的措施一般認(rèn)為，合金元素中，碳、氮增加鋼的應(yīng)變時(shí)效敏感性。減少碳、氮含量，加入鋁、鈦、釩等元素，使它們與碳、氮形成穩(wěn)定化合物，可顯著減弱鋼的應(yīng)變時(shí)效敏感性。103.2.2焊接※焊接是壓力容器制造過程的重要環(huán)節(jié)和質(zhì)量必須得到保證的環(huán)節(jié)焊接方法：熔焊（壓力容器制造中應(yīng)用最廣）壓焊釬焊熔焊機(jī)
6、理：形成牢固的原子間結(jié)合，使待連接件成為一體焊接接頭加熱至熔化融化的母材填充金屬熔池冷卻結(jié)晶后11一、焊接接頭的組織和性能二、焊接應(yīng)力與變形三、減少焊接應(yīng)力和變形的措施四、焊接接頭常見缺陷五、焊接接頭檢查12一、焊接接頭的組織和性能焊接接頭組成焊縫熔合區(qū)熱影響區(qū)1、焊縫◇由熔池的液態(tài)金屬凝固結(jié)晶而成，通常由填充金屬和部分母材金屬組成?！笠蚪Y(jié)晶是從熔池邊緣的半熔化區(qū)開始的，低熔點(diǎn)的硫磷雜質(zhì)和氧化鐵等易偏析集中在焊縫中心區(qū)，影響焊縫的力學(xué)性能。132、熔合區(qū)焊接接頭中，焊縫向熱影響區(qū)過渡的區(qū)域。組織：熔合區(qū)的加熱溫度在合金的固相和液相線
7、之間，其化學(xué)成分和組織性能有很大的不均勻性塑性差、強(qiáng)度低、脆性大、易產(chǎn)生焊接裂紋，是焊接接頭中最薄弱的環(huán)節(jié)之一性能：143、熱影響區(qū)是焊縫兩側(cè)母材因焊接熱作用（但未熔化）而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。組織及性能在熱影響區(qū)內(nèi)，各處離開焊縫金屬距離不同，材料被加熱和冷卻速度也不同，從而形成了多種金相組織區(qū)，使其力學(xué)性能也不同。15以低碳鋼為例加以說明熱影響區(qū)的各個(gè)金相組織區(qū)：過熱區(qū)：對(duì)于焊接剛度大的結(jié)構(gòu)或含碳量高的易淬火鋼，常在此區(qū)產(chǎn)生裂紋正火區(qū)：焊接接頭中組織和性能最好的區(qū)域部分正火區(qū)：力學(xué)性能不均勻淬火、退火、正火、回火、調(diào)質(zhì)
8、處理？？16二、焊接應(yīng)力與變形焊接焊接件產(chǎn)生溫度梯度接頭組織和性能的不均勻焊接應(yīng)力和應(yīng)變焊接應(yīng)力和變形分別是指焊接過程中焊件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力和變形。焊接殘余應(yīng)力焊后殘留在焊件內(nèi)的焊接應(yīng)力17焊接殘余應(yīng)力的危害：焊接殘余應(yīng)力它是沒有外載荷作
