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《溫度對材料各項性能的影響》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質的培訓計劃溫度對材料各項性能的影響 溫度對金屬材料性能的影響 金屬材料處于不同的溫度環(huán)境時,其性能將發(fā)生一系列的變化。了解這些變化,對于確定材料應用條件和正確選用材料是必須的。實際的工程實踐也證明,溫度條件是影響設計選材的一個重要條件,甚至在許多情況下,溫度條件是確定選材的決定條件。然而,溫度對材料性能的影響是多方面的。以腐蝕為例,許多腐蝕的發(fā)生都與溫度條件有關,而且,不同的溫度條件,腐蝕發(fā)生的機理、形態(tài)、速度等都不一樣。有關腐蝕與溫度的關系將在本章第三節(jié)中介紹,在這里
2、僅介紹在高溫和低溫條件下,材料性能發(fā)生的一些變化?! ?一)金屬材料在高溫下的性能變化 在高溫作用下,金屬原子間的自由電子獲得了外界的能量,其活動范圍擴大,使原子間的“粘結力”減小,晶格錯位容易進行,從而使金屬材料的強度下降,而塑性和韌性升高。高溫下材料許用應力降低的原因就源于此?! ?、材料的蠕變及應力松馳目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質的培訓計劃 當材料的使用溫度超過其熔點
3、的(~)倍時,金屬的性能已處于不穩(wěn)定狀態(tài),此時若在外力的作用下,會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象:雖然材料的應力不再增加,但其變形卻隨著時間的增加而繼續(xù)增大,而且出現(xiàn)了不可恢復的塑性變形。通常把這種現(xiàn)象稱做材料的蠕變。一般情況下,對碳素鋼來說,考慮蠕變發(fā)生的起始溫度為400℃,對鉻鉬合金鋼則為450℃?! ∨c蠕變現(xiàn)象相反,當材料受高溫和外力的持續(xù)作用時,可能會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象:材料的總應變量不變,但由于發(fā)生蠕變,使其中部分彈性變形轉化成了塑性變形,從而導致彈性應力降低,即意味著金屬材料被“放松”了。材料的這種現(xiàn)象稱做應力松馳。應力松馳實際上是蠕變發(fā)生的另一種表現(xiàn)形式。高溫下工作的螺栓常因
4、應力松馳而導致法蘭泄漏,所以此時應選用抗蠕變能力高的鉻鉬鋼材料作為高溫螺栓材料。對于加工殘余應力和焊接殘余應力,由于應力松馳而使其減弱或釋放,從而可減緩或消除它們帶來的不利影響?! ?、材料的球化和石墨化 在高溫作用下,碳鋼中的滲碳體由于獲得能量而將發(fā)生遷移和聚集,形成晶粒粗大的滲碳體并夾在鐵素體內(nèi),尤其是對于珠光體碳鋼,其滲碳體會由片狀逐漸轉變成球狀。這種現(xiàn)象稱為材料的球化。球化的結果使得材料的抗蠕變能力和持久強度下降,而塑性增加。一般情況下,碳鋼長期處于450℃以上溫度環(huán)境時,就有明顯的球化現(xiàn)象。目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大
5、潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質的培訓計劃 對于碳鋼和一些低合金鋼,在高溫作用下,其組織中會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象:其過飽和的碳原子發(fā)生遷移和聚集,并轉化為石墨(石墨為游離的碳原子)。由于石墨強度極低,并以片狀存在于珠光體內(nèi),將使材料的強度大大降低,而脆性增加。這種現(xiàn)象稱為材料的石墨化。一般情況下,碳鋼長期處于425℃以上溫度環(huán)境時,就有石墨化發(fā)生,而在475℃以上時則明顯出現(xiàn)。為安全起見,SH3059標準規(guī)定,碳鋼的最高使用溫度為425℃,而GB150規(guī)
6、范則規(guī)定其最高使用溫度為450℃?! ⊥ǔ?,珠光體鋼的球化先于石墨化發(fā)生,當發(fā)現(xiàn)材料中有石墨析出時,球化過程已經(jīng)過去。一般認為,石墨化是某些鋼球化的繼續(xù)和發(fā)展?! ?、材料的高溫氧化 金屬材料處于高溫和氧化性介質(如空氣)的環(huán)境中時,將會被氧化。氧化產(chǎn)物為疏松的非金屬物質,容易脫落,故有時也稱其金屬的氧化為脫皮。以碳鋼為例,當它處于570℃的空氣中時,會產(chǎn)生FeO+Fe3O4+Fe2O3氧化皮,該氧化皮很容易脫落而使金屬減薄,故不受力的碳鋼一般也應限制在560℃以下工作。常用材料的抗氧化極限溫度列于表3-1。一般情況下,壓力管道都不會以材料的抗氧化極限溫度作為使用限制,只
7、有在很特殊的情況下(如燒焦時)才可能這樣做。 表3-1常用金屬材料的抗氧化極限溫度 常用金屬材料的抗氧化極限溫度目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質的培訓計劃 (二)金屬材料在低溫下的性能變化在低溫情況下,材料因其原子周圍的自由電子活動能力和“粘結力”減弱而使金屬呈現(xiàn)脆性。一般情況下,對于每種材料,都有這樣一個臨界溫度,