水平循环类机械

铁

910℃以下   体心立方摆放叫α铁

α铁     γ铁      δ铁

这种在固态下晶体结构随温度发作改动的表象叫“同素异构改动”。它是钢铁可以进行多种热处置而改动其功能的重要依据。

    2）碳的存在方式

◆固溶体：即是由两种或两种以上的化学元素，在固态下相互溶解构成的单一均相物质。

◆铁素体  碳溶解在体心立方晶格Fe原子之间构成的固溶体。是低碳钢在常温时的主体相。

◆奥氏体 碳溶解在面心立方晶格Fe原子之间构成的固溶体。是碳钢在高温时的安排。

◆渗碳体：铁碳合金中的碳不能悉数溶入铁素体、奥氏体中时， “剩下”的碳与铁构成的铁碳化合物（Fe3C）的晶体安排。

◆石 墨：铸铁中的C >2.06% ，奥氏体最大溶碳量2.06％，剩下的C以石墨方式存在。

1.1.2铁碳合金相图（相图略）

铁碳合金相图  是表明不一样成分的铁碳合金在不一样温度下所具有的状况或安排的联系图。

相图的效果  经过铁碳合金相图能把握钢的安排随成分和温度改动的规矩,以便可以正确拟定热处置和热加工的技能，是改动其安排，取得所需求的功能的依据。

相图中有：

    两个组元： 铁（Fe） 功能表现为强度和硬度较低，塑性和耐性较好

渗碳体（Fe3C） 功能表现为硬而脆

四个基底细：液相（L）、铁素体（а）、奥氏体（γ）和渗碳体（Fe3C）

  两个次生相：珠光体（铁素体＋渗碳体的两相机械混合物）具有杰出的强度和硬度又具有杰出的塑性和耐性，属常温安稳安排

                莱氏体（奥氏体＋渗碳体的两相机械混合物）

 在平衡状况下：

C＝0.8％ 珠光体  共析钢

C<0.8% 铁素体＋珠光体  亚共析钢（GS亚共析钢线）

C>0.8％ 渗碳体＋珠光体 过共析钢（ES过共析钢）

GS线：C<0.8％的铁碳合金加热时铁素体向奥氏体改动的终了温度线（Ac3），或许冷却时奥氏体向铁素体改动的开端温度线（Ar3）。

ES线： 0.8％％的铁碳合金加热时渗碳体向奥氏体改动的终了温度线（Accm），或许冷却时奥氏体向渗碳体改动的开端温度线（Arcm）。

PSK线：铁碳合金加热时珠光体向奥氏体改动的温度线（Ac1），或许冷却时奥氏体向珠光体改动的温度线（Ar1）。

1.1.3碳钢的热处置

● 热处置：即是运用钢在固态范围内的加热、保温文冷却以改动其安排，取得所需求的功能。按照热处置的操作及其进程所发作的安排改动的不一样，将热处置分为淬火、回火、退火及化学热处置。

淬火：是将钢加热至超越临界温度以上，保温必定时刻后,以疾速冷却,使其得不到安稳的安排。

意图：是为了取得马氏体以进步工件的硬度和耐磨度。

回火：是将淬火后的钢重新进行不超越临界温度（GS线）时加热，使之得到较为安稳的安排。依据对零件机械功能的具体需求回火的加热温度分为低、中、高温三种。

意图：消除淬火后工件的内应力，并下降资料的脆性。钢件在淬火后，几乎总是跟着回火。

退火：退火处置时用来消除钢材在焊接、铸造或铸造后遗留下来的粗晶安排和内应力，下降硬度，增加塑性和耐性，消除偏析。

    彻底退火—将钢加热到GS线以上20～30℃，经保温后随炉缓冷或埋在保温灰中缓冷。

    低温退火—加热至小于临界点PSK的温度然后缓慢冷却。

意图是消除工件在焊接进程中所构成的内应力，以防脆裂。

正火：是退火的一种变态，它与退火不一样之处是在停止空气中冷却。

1.1.4 常用压力管道资料运用的热处置状况

1.2金属资料的根本功能

金属资料的根本功能通常包含:

 机械功能、耐腐蚀功能、物理功能、制作技能功能和经济性。

l.2.1机械功能（5.13/P168）

资料的机械功能是指在外力的效果下，资料抵抗破裂和过度变形的才能。

它包含资料的强度目标、弹性目标、塑性目标、耐性目标、疲劳强度、开裂韧度和硬度等。

1.2.2．耐腐蚀功能(化学功能)

腐蚀不仅会构成金属的丢失，更重要的是会致使金属的破坏，然后威胁到压力管道的安全。事实已证明，许多压力管道的破坏都与资料的腐蚀有关。

   ◆ 资料的挑选应防止应力腐蚀的发作，因为它会带来压力管道在不行预知的情况下突然开裂，然后致使重大事故的发作;

◆ 选用的资料应有满意的抗介质均匀腐蚀的才能，以便资料不致于在短时刻内因腐蚀构成的管道壁厚急剧减薄而失效。等等。

1.2.3物理功能

资料的物理功能首要是指：

密度ρ(kg/m3)、导热系数、比热、熔点Tm(℃)、线膨胀系数、弹性模量E、比重

1.2.4.制作技能功能

资料的制作技能功能也是影响资料挑选的一个重要因素，首要有：

1) 切削加工功能; 2)可铸性;3)可锻性; 4)可焊性; 5)热处置功能;

 1.2.5资料的经济性

资料的挑选不能脱离经济性这个杠杆效果，这即是工程资料研讨与通常资料研讨差异的显著标志。选材的原则：

1) 规划选材既要可靠，又要经济，能用低等级资料时就不要选用高等级资料。

2) 对资料的制作需求也应适当，要联系运用条件来规矩各项查看实验需求。

3) 关于每一种金属资料来说，以上各类功能不行能都是优秀的，选用资料时，只能取长补短，物尽其用。

1.3  温度对金属资料功能的影晌

1.3.1金属资料在高温下的功能改动

1）资料的蠕变及应力松懈

资料的蠕变： 当资料的运用温度超越其熔点的(0.25～0.35)倍时，金属功能已处于不安稳状况，此刻若在外力的效果下，会呈现这样一种表象:虽然资料的应力不再增加，但其变形却跟着时刻的增加而继续增大，并且呈现了不行康复的塑性变形。

◆通常情况下，对碳钢，思考蠕变发作的开始温度为300～350℃，对铬钼合金钢则为400～450℃。

应力松懈：与蠕变表象相反，当资料受高温文外力的继续效果时可能会呈现：资料的总应变量不变，使其间有些弹性变形转化成了塑性变形，然后致使弹性应力下降，即意味着金属资料被"放松"了。

2）资料的球化和石墨化

资料的球化：在高温效果下，碳钢中的渗碳体因为取得能量而将发作迁移和集合，构成晶粒粗大的渗碳体并夹在铁素体内，尤其是关于珠光体碳钢，其渗碳体会由片状逐渐改动成球状。这种表象称为资料的球化。

球化的成果：使得资料的抗蠕变才能和持久强度下降，而塑性增加。

◆ 通常情况下，碳钢长期处于450℃以上温度环境时，就有显着的球化表象。

资料的石墨化：关于碳钢和一些低合金钢，在高温效果下，其安排中会呈现这样一种表象:其过饱和的碳原子发作迁移和集合，并转化为石墨(石墨为游离的碳原子)。因为石墨强度极低，并以片状存在于珠光体内，将使资料的强度大大下降，而脆性增加。这种表象称为资料的石墨化。

◆通常情况下，碳钢长期处于425℃以上温度环境时，就有石墨化发作，而在475℃以上时则显着呈现。SH3059规范规矩，碳钢的最高运用温度为425℃，而GB150规范则规矩其最高运用温度为450℃。

3）资料的高温氧化

金属的氧化 金属资料处于高温文氧化性介质(如空气)的环境中时，将会被氧化。氧化产物为疏松的非金属物质，简单掉落，故有时也称其金属的氧化为脱皮。

1.3.2金属资料在低温下的功能改动

在低温情况下，资料因其原子周围的自由电子活动才能和“粘结力”削弱而使金属呈现脆性。通常情况下，关于每种资料，都有这样一个临界温度，当环境温度低于该临界温度时，资料的冲击耐性会急剧下降。通常将这一临界温度称为资料的脆性改动温度。为了衡量资料在低温下的耐性，常用低温冲击耐性〈冲击功〉来衡量.

1.4 常见元素对金属资料功能的影晌

黑色金属资料的根本元素是铁(Fe)，所以对资料功能的影响首要是指铁以外的其它元素。

1.4.1常用碳素钢中各元素对其功能的影响

碳素钢中，其首要影响元素是碳(C)。除此之外，尚有硅(Si)、硫(S)、氧(0)、磷(P)、砷(b)、锑(Sb)等杂质元素

a 碳(C)在碳素钢中的效果

b硅(S)在碳素钢中的效果

c硫（S）、氧(0)在碳素钢中的效果

d磷(P)、砷(As)、锑(Sb)在碳素钢中的效果

1.4.2．常用低合金钢中各元素对其功能的影响

管道中除螺栓资料外，常用的低合金钢为含碳量小于0.20％的碳锰钢、硅钢、铬钼钢、铬钼钒钢和铬钼钒铝钢，而螺栓资料则常用含碳量为0.25％～0.45％的铬钢和铬钼钢。

首要影响元素：碳(C)、锰(Mn)、铬(Cr)、Mo、V、Si、Al

杂  质 元 素：S、O、P、As、Sb、

a碳(C)在低合金钢中的效果同碳素钢有些。

b锰(Mn)在低合金钢中的效果

c铬(Cr)在低合金钢中的效果

d钼(Mo)在低合金钢中的效果

e 钒(V)在低合金钢中的效果

f 硅(st)在低合金钢中的效果

g 铝(AL)在低合金钢中的效果

h硫(S)、氧(0)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等杂质元素同在碳素钢中的效果。

1.4.3常用高合金钢中各元素对其功能的影响

压力管道中常用的高合金钢为含碳量小于0.10％的铬钼、铬镍、铬镍钼耐热钢和不锈钢。

高合金钢中，其首要影响元素：碳(C)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、钛(TI)、硅(Si)等；

杂质元素：硫(S)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等。

a碳(C)在高合金钢中的效果

b钼在高合金钢中的效果   与在低合金钢中的效果相似。

c镍(Ni)在高合金钢中的效果

d 钛(Ti)在高合金钢中的效果

e硅(S)在高合金钢中的效果

2常用金属资料

2.1 铸铁

2.1.1灰口铸铁

2.1.2可锻铸铁

2.1.3球墨铸铁

2.2 碳素钢

2.2.1.碳素钢的分类

2.2.2通常碳素钢

2.2.3优质碳素钢

2.2.4高档优质碳素钢

2.3 合金钢

2.3.1合金钢分类

2.3.2常用合金钢

2.4 常用金属资料技能条件规范

2常用金属资料

介绍压力管道中常用的金属资料的分类、特色、用处和表明办法

金属资料:黑色金属：  通常指铁和铁的合金

有色金属：  指铁及铁合金以外的金属及其合金。

黑色金属依据它的元素构成和功能特色分为三大类,即铸铁、碳素钢及合金钢。

2.1铸铁

铸    铁：含碳量大于2.06％的铁碳合金 。

◆真实有工业运用价值的铸铁其含碳量通常为2.5%~6.67%。

◆ 铸铁的首要成分除铁之外,碳和硅的含量也比较高。因为铸铁中的含碳量较高,使得其间的大有些碳元素已不再以Fe3C化合物存在,而是以游离的石墨存在。

功能特色：是可焊性、塑性、耐性和强度均比较差,通常不能锻,但它却具有优秀的铸造性、减摩性、切削加工功能,报价便宜。

用    途：常用作泵机座、低压阀体等资料；地下低压管网的管子和管件。

依据铸铁中石墨的形状不一样将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。

2.1.1灰口铸铁：石墨以片状方式存在于安排中的铸铁称之为灰口铸铁。

◆灰口铸铁浇铸后缓冷得到的安排为铁素体和游离石墨共存,断口呈灰色，灰口铸铁也因此而得名。灰口铸铁的各项机械功能均较差,工程上很少运用。

2.1.2可锻铸铁：经过长时刻石墨化退火,使石墨以团絮状存在于铸铁安排中,此类铸铁称为可锻铸铁。

功能特色：强度、塑性、耐性均优于灰口铸铁，其延伸率可达12%；但可锻铸铁制作技能杂乱,报价比较高。

◆因为可锻铸铁具有必定的塑性,故"可锻"的称号也由此而出,本来它仍为不行锻。

用    途：可锻铸铁在工程上常用作阀门手轮以及低压阀门阀体等。

依据断面色彩或安排的不一样,可锻铸铁又分为黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁三种。常用的是黑心可锻铸铁。

2.1.3球墨铸铁：是经过在浇注前向铁水中参加必定量的球化剂进行球化处置,并参加少量的孕育剂以推进石墨化,在浇注后直接取得具有球状石墨结晶的铸铁。

功能特色：球墨铸铁的各项功能目标均优于可锻铸铁，比可锻铸铁报价便宜。

用    途：可代替可锻铸铁用在较苛刻条件下。用处更广泛。

铸铁命名：依据GB9439的规矩铸铁的商标表明办法：

2.2碳素钢

碳素钢：含碳量小于等于2.06%的铁碳合金称为碳素钢。

2.2.1.碳素钢的分类

2.2.2通常碳素钢

◆通常碳素钢与优质碳素钢比较,因为它的有害杂质元素S、P含量相对较高,综合机械功能和耐蚀性较差,故不宜用在较重要的场合,但通常碳素钢报价便宜,故工程上常用于各种钢构架、支吊架等,而流体输送管道上运用经常给与必定的约束。