压力管道用材料及质量控制

金属材料分类（钢材）

（1）按化学成分分类：



①碳素钢：简称碳钢。除铁、碳外主要含有少量Si、 Mn及P、S等杂质，这些总含量不超过2%，按含碳量不 同分为： 低碳钢——含碳量小于0.25% 中碳钢——含碳量等于0.25%～0.6% 高碳钢——含碳量大于0.6% ②合金钢：除碳钢所含元素外，还含有其它一些合金 元素：如Cr、Ni、Mo、W、V、B等，按合金元素含量 不同分类： 低合金钢——合金元素含量小于5% 中合金钢——合金元素含量等于5%～10% 高合金钢——合金元素含量大于10%
金属材料分类（钢材）
（2）按用途分类：
-①建筑工程用钢或构件用钢 ①普通碳素结构钢 ②低合金结构钢 ③钢筋用钢等 -②结构钢 机器零件用钢 调质结构钢 表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢 易切削结构钢 冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。 弹簧钢 轴承钢 -③工具钢——刃具钢、模具钢、量具钢 ①碳素工具钢 ②合金工具钢 ③高速工具钢。 -④特殊用途用钢——不锈耐酸钢、耐热钢、低温用刚、耐候钢、磁钢等 -⑤专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、承压设备用钢等。
金属材料分类（钢材）

（5）按品质分类：P、S杂质含量分类：

①普通钢

P含量≤0.045%，S含量≤0.055%
P含量≤ 0.040%，S含量≤0.040% P含量≤0.035%，S含量≤0.030%

②优质钢


③高级优质钢—A


④特级优质钢—E
固容规 TSG R0004 第2.3条规定： 用于焊接的碳素钢和低合金钢，P ≤0.035%，S ≤0.035% 压力容器专用钢，基本要求：P ≤0.030%，S ≤0.020%； 抗拉强度下限值大于540MPa，P ≤0.025%，S ≤0.015%； 设计温度低于-20℃，抗拉强度下限值小于540MPa， P ≤0.025%，S ≤0.012%； 设计温度低于-20℃，抗拉强度下限值大于或等于540MPa， P ≤0.020%，S ≤0.010%。
1、金属材料的分类


黑色金属：铁和铁的合金均称为黑色金属 纯铁：化学纯铁含碳量几乎为零，工业纯铁含碳量 <0.05%。纯铁 是很软的，一般不应用到实际中 。 铁碳合金：以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁 碳合金。 生铁：把铁矿石放到高炉中冶炼而成的，含碳量 2％～4.3％ （也有资料称3.5%—5.5%、2.11%-6.67%）的铁碳合金称为 生铁。生铁质硬而脆，缺乏韧性，几乎没有塑性变形能力，因 此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形，主要用来炼钢 和制造铸件，如白口铁、灰口铁和球墨铸铁。也有习惯上把炼 钢生铁叫做生铁，把铸造生铁简称为铸铁。 钢：含碳量在0.04%-2.3%之间（也有资料称0.03%-2.1%）的 铁碳合金称为钢。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过 1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等 。 有色金属：除黑色金属外的金属和合金，如镍、钛、铝、铜、锆等 。

化学性能


力学性能

材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、 压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。
金属材料性能—使用性能——力学性能

（1）强度——金属抵抗永久变形和断裂的能力。常 用的强度判据如屈服强度、抗拉强度。

①屈服强度——当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间 达到塑性变形发生而力不增加的应力点。单位：MPa。
金属材料分类（钢材）

（3）按冶炼中的脱氧方式分类： ①沸腾钢 F ②镇静钢 Z ③半镇静钢 b ④特殊镇静钢 TZ
金属材料分类（钢材）

（4）按金相组织分类



①按退火状态分 亚共析钢（铁素体+珠光体） 共析钢（珠光体） 过共析和莱氏体钢（珠光体+渗碳体） ②按正火或淬火状态分 铁素体钢（有称珠光体，不妥，非基本相） 贝氏体钢 马氏体钢 奥氏体钢 ③按加热冷却时有无发生相变的 铁素体钢、奥氏体钢、双相钢等
全国压力管道元件制造鉴定评审员培训之
压力管道用材料及质量控制
全国锅炉压力容器标准化技术委员会 张 勇
一、金属材料基础知识 二、压力管道常用管材、板材、锻件与铸钢件验收要求与适 用范围 三、压力管道元件制造和压力管道安装中的材料质量控制
一、金属材料基础知识
1、金属材料的分类 2、金属材料的性能 3、影响材料性能的因素 4、压力管道常用材料标准
金属材料性能—使用性能

物理性能

金属材料在固态下所表现出来得一系列物理现象叫金属的物理性能，如 密度、比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性和耐磨性等。
材料在常温或高温条件下,抵抗氧化或腐蚀介质对其化学侵蚀的能力，一般包括 耐腐蚀性，抗氧化性等。 耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力 金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能力叫 做耐腐蚀性。化工生产中所涉及的物料，常会有腐蚀性。材料的耐蚀性 不强，必将影响设备使用寿命，有时还会影响产品质量。 抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力 在化工生产中，有很多设备和机械是在高温下操作的，如氨合成塔、硝 酸氧化炉、石油气制氢转化炉、工业锅炉、汽轮机等。在高温下，钢铁 不仅与自由氧发生氧化腐蚀，使钢铁表面形成结构疏松容易剥落的FeO 氧化皮；还会与水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等气体产生高温氧化与脱 碳作用，使钢的力学性能下降，特别是降低了材料的表面硬度和抗疲劳 强度。因此，高温设备必须选用耐热材料。
2、金属材料性能

为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须 掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情 况下应具备的性能。金属材料的性能一般包括使 用性能和加工工艺性能两个方面


使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现的性能， 它包括材料的物理、化学和力学等性能。 物理性能 化学性能 力学性能 工艺性能：是指材料承受各种冷、热加工的能力。 冷、热加工性能