钢的脆性转变温度的影响
冷脆转变温度
冷脆转变温度（实用版）目录1.引言2.冷脆转变温度的定义和原理3.冷脆转变温度的影响因素4.冷脆转变温度的实际应用5.结论正文【引言】冷脆转变温度，是指材料在低温下由韧性状态转变为脆性状态的温度。
这一现象广泛存在于各类金属和合金材料中，对材料的加工和使用具有重要意义。
本文将对冷脆转变温度的定义、原理、影响因素和实际应用进行详细介绍。
【冷脆转变温度的定义和原理】冷脆转变温度，通常是指金属或合金在冷却过程中，由具有一定韧性的状态转变为脆性状态的温度。
在这个温度以下，材料受到外力时容易发生脆性断裂，而在这个温度以上，材料则具有较好的韧性。
冷脆转变温度的产生主要与材料的组织结构和成分有关。
随着温度的降低，金属或合金中的晶粒尺寸、固溶作用、析出相等会发生变化，导致材料性能的改变。
【冷脆转变温度的影响因素】冷脆转变温度受多种因素影响，主要包括以下几点：1.成分：材料的化学成分对其冷脆转变温度有显著影响。
例如，钢中的碳、硅、锰等元素都会影响冷脆转变温度。
2.组织结构：晶粒尺寸、相变组织、析出相等组织结构因素都会对冷脆转变温度产生影响。
3.冷却速度：材料在冷却过程中的速度也会对冷脆转变温度产生影响。
通常，冷却速度越快，冷脆转变温度越高。
【冷脆转变温度的实际应用】冷脆转变温度在金属和合金材料的选材、加工和使用过程中具有重要意义。
了解冷脆转变温度，可以帮助工程师选择具有合适性能的材料，制定合适的加工和热处理工艺，确保材料在实际应用中具有良好的性能。
例如，在钢铁行业，通过控制冷脆转变温度，可以提高钢的韧性和强度，从而提高钢材的性能和使用寿命。
【结论】冷脆转变温度是金属和合金材料在低温下由韧性状态转变为脆性状态的温度。
第2讲 低温脆性、影响韧脆转变温度的冶金因素
现代化企业的雄姿
一、低温脆性的本质
材料在温度低于某一个温度t或者温度区间时，冲击 吸收功明显下降的现象称之为低温脆性，材料随之表 现为脆性。这种韧性材料转变为脆性材料的现象称之 为韧脆转变，所对应的温度t或者温度区间称之为韧 脆转变温度。但是，并不是所有的材料都存在韧脆转 变现象，例如，高强度及超高强度钢（面心立方金属 及其合金）在很宽的温度范围内没有低温脆性现象 （一般在20—42K的极低温度条件下，奥氏体钢和铝 合金有冷脆现象），部分材料的材料
连杆螺钉 18Cr2Ni4WA 材料
磷含量影响连杆螺钉 18Cr2Ni4WA 材料的低温冲击性能
影响冲击韧度的因素主要有淬透性差、金相组织不合格、第二类回火脆性， 以及杂质元素含量高形成第一类回火脆性等。18Cr2Ni4WA材料属于中合金 高强度钢，其淬透性非常好，可达100mm以上，因此不存在金相组织不合格 的问题。对于第二类回火脆性，采用回火后水冷与空冷的对比，发现冲击韧 度变化不明显，第二类回火脆性不明显。因此，杂质元素含量高就是一个重 要原因，这些杂质元素形成了第一类回火脆性，但分析其中的铅、锑、锡、 砷等四种杂质，其总量不超过0.1％，因而磷含量高也就是影响回火脆性的一 个主要原因。
三、落锤试验
NDT的确定：低强度钢防止脆性断裂的设计准则 ➢ NDT设计标准 保证结构件的工作温度高于材料本身
的NDT，构件在高应力区由于小裂纹的存在不会造 成脆性断裂的发生； ➢ NDT+33℃设计标准 适用于原子能反应堆压力容器 标准； ➢ NDT+67 ℃设计标准 适用于全塑性断裂情况下，仍 能保证最大限度的抗断能力，原子能反应堆压力容器 标准； ➢ 断裂分析图FAD（图3-9）。
金属材料的韧脆转变
q345r韧脆转变温度
q345r韧脆转变温度摘要：1.韧脆转变温度的概念及意义2.q345r钢的韧脆转变温度特点3.韧脆转变温度对q345r钢性能的影响4.提高q345r钢韧脆转变温度的方法5.总结正文：一、韧脆转变温度的概念及意义韧脆转变温度是指材料在一定应力作用下，从韧性状态转变为脆性状态的温度。
在这个温度范围内，材料的力学性能会发生显著变化，表现为韧性降低、脆性增加。
这种现象对于工程结构的安全运行具有重要意义，因为它直接关系到材料的断裂和破坏。
二、q345r钢的韧脆转变温度特点q345r钢是一种低合金高强度钢，具有优良的力学性能和焊接性能。
其韧脆转变温度受到化学成分、热处理工艺和应力状态等多种因素的影响。
一般来说，q345r钢的韧脆转变温度在-50℃至+100℃之间，具有较高的韧性和较低的脆性。
三、韧脆转变温度对q345r钢性能的影响韧脆转变温度对q345r钢的性能具有显著影响。
在韧脆转变温度以下，钢的韧性降低，容易发生断裂；在韧脆转变温度以上，钢的脆性增加，容易发生塑性变形。
因此，在工程应用中，需要关注q345r钢的韧脆转变温度，以确保其在低温环境下具有足够的韧性和抗断裂能力。
四、提高q345r钢韧脆转变温度的方法1.调整化学成分：通过控制碳、锰、磷、硫等元素的含量，优化合金结构，提高钢的韧性和抗脆性。
2.热处理工艺：采用正火处理或调质处理，改善钢的组织形态，提高韧性和抗脆性。
3.焊接工艺：合理选择焊接材料和焊接工艺，降低焊接残余应力，提高焊接接头的韧性和抗脆性。
4.低温环境下采取防护措施：在低温环境下，采取加热、保温等措施，降低钢的韧脆转变温度。
五、总结q345r钢的韧脆转变温度对其性能具有重要作用，关注和控制韧脆转变温度对于保证工程结构的安全运行至关重要。
热处理工艺对16mnr钢脆性转变温度的影响
热处理工艺对16mnr钢脆性转变温度的影响
16MnR是一种广泛应用于汽车制造业钢材，因其具有优良的机械性能和热加工性能，在汽车制造业中具有广泛的应用。
由于16MnR钢具有较高的强度和韧性，其热处理工艺对于钢的性能具有重要的影响。
热处理可以改变钢的机械性能，如硬度、韧性和强度等，从而改善钢的结构和使用性能，特别是改变钢组织和质量因子，从而提高钢在应力作用下的退变强度和抗裂韧性。
然而，如何选择热处理过程和温度也至关重要，因为过热和过冷都会造成钢材脆性。
关于16MnR钢，它具有较高的抗拉强度、韧性和塑性，因此它的热处理工艺对于钢的性能具有重要的影响。
16MnR钢的转变温度为650℃～680℃，但要根据钢的性能要求进行热处理，确定一个最佳的转变温度非常重要。
一般而言，16MnR钢的最佳转变温度在620℃~680℃之间，长时间热处理温度高于660℃时，其塑性和韧性会有较大幅度降低，导致整体性能下降/变脆。
在热处理时，应该控制热处理工艺步骤和热处理温度，确保钢材变脆温度低于正常工作温度，来改善16MnR钢的热处理性能。
因此，在进行16MnR钢的热处理时，实验者应确保热处理温度在620℃~680℃之间，以保证钢材变脆温度低于正常工作温度，
使16MnR钢获得较好的机械性能和热加工性能，有助于提高汽车制造业的生产效率和质量水平。
热处理对金属材料的脆性转变温度的影响分析
热处理对金属材料的脆性转变温度的影响分析脆性转变温度是指材料在某一温度下发生从韧性向脆性的转变过程。
而热处理是通过改变材料的组织结构和性能，提高其机械性能以及耐蚀性的方法。
因此，热处理可以对金属材料的脆性转变温度产生影响。
本文将对热处理对金属材料脆性转变温度的影响进行详细分析。
1. 热处理对晶界脆性的影响晶界是金属材料中晶粒之间的界面，对材料的性能和力学行为具有重要影响。
研究表明，晶界的冷处理倾向于增加晶界的晶界能，从而提高了晶界的韧性。
而热处理则可以通过晶界扩散和再结晶作用来改变晶界的性质。
在高温下，晶界扩散使得晶界能下降，从而导致晶界的脆性增加。
因此，热处理会降低金属材料的晶界韧性，提高晶界的脆性转变温度。
2. 热处理对晶体内部组织的影响热处理可以改变晶体内部的组织结构，进而影响脆性转变温度。
一般来说，通过淬火处理，可以使金属材料的晶粒细化。
细小的晶粒有利于减少晶界的数量和长度，从而提高金属材料的韧性。
此外，热处理还可以引起晶体内部的相变，例如铁素体向马氏体的相变。
相变过程会导致组织结构的变化，从而影响材料的脆性转变温度。
3. 热处理对合金的影响合金是由两种或两种以上的金属元素组成的材料。
热处理可以调整合金中各种元素的组分和分布，进而影响合金的脆性转变温度。
例如，对于某些铜合金来说，添加适量的铝元素可以提高其脆性转变温度。
热处理可以通过调整合金中的晶粒尺寸和晶界的性质来控制合金的力学性能和脆性转变温度。
4. 热处理温度和时间的选择热处理温度和时间对于控制金属材料的脆性转变温度至关重要。
一般来说，高温的热处理可以较大程度上改善材料的韧性，但也容易引起晶粒长大和晶界扩散，从而降低材料的脆性转变温度。
另一方面，对于某些高温合金来说，高温的热处理可以降低材料的脆性转变温度。
此外，热处理时间的选择也需要参考具体的材料和要求，以使得材料的性能得到最佳改善。
总的来说，热处理对金属材料的脆性转变温度具有重要的影响。
脆性转变温度及回火脆性
脆性转变温度及回火脆性一般钢材随着温度的降低，冲击韧性（冲击功）降低，当降至某一温度时，冲击韧性（冲击功）急剧下降，钢材由韧性断裂变为脆性断裂，这种转变称为冷脆转变，转变的温度就称为冷脆温度，也即是脆性转变温度。
影响脆性转变温度的因素很多，有材料本身的因素，如晶体结构及强度等级、合金元素及夹杂物、晶粒大小等，有外部因素，如形变速度、应力状态、试样尺寸等。
(一)第一类回火脆性1.第一类回火脆性的主要特征及影响因素在200～350℃之间回火时出现的第一类回火脆性又称低温回火脆性。
如在出现第一类回火脆性后再加热到更高温度回火，可以将脆性消除，使冲击韧性重新升高。
此时若再在200～350℃温度范围内回火将不再会产生这种脆性。
由此可见，第一类回火脆性是不可逆的，故又可称之为不可逆回火脆性。
几乎所有的钢均存在第一类回火脆性。
如含碳不同的Cr-Mn钢回火后的冲击韧性均在350℃出现一低谷。
第一类回火脆性不仅降低室温冲击韧性，而且还使冷脆转变温度50％FATTe（钢料的冲击韧性）随测试温度的下降而出现显著下降时所对应的温度，即使钢料由韧性状态转变为脆性状态的温度称为冷脆转变温度，用50％FATT(℃）表示，详见金属力学性能]升高，断裂韧性Kle下降。
如Fe-0.28 C-0.6 4Mn-4.82Mo钢经225℃回火后Kle为117.4MN／m，而经300℃回火后由于出现了第一类回火脆性，使KIe降至73.5MN／m。
出现第一类回火脆性时大多为沿晶断裂，但也有少数为穿晶解理断裂。
影响笫一类回火脆性的因素主要是化学成分。
可以将钢中元素按其作用分为三类。
1)有害杂质元素，其中包括S、P、As、Sn、Sb、Cu、N、H、O等。
钢中存在这些元素时均将导致出现第一类回火脆性。
不含这些杂质元素的高纯钢没有或能减轻第一类回火脆。
2)促进第一类回火脆性的元素。
属于这一类的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、V 等。
这一类合金元素的存在能促进第一类回火脆性的发展。
温度对材料力学性能的影响与分析
温度对材料力学性能的影响与分析温度是一个重要的参数，对于材料的力学性能具有明显的影响。
在不同的温度下，材料的力学性能会发生变化，这对于工程设计和实际应用都具有重要意义。
本文将从材料强度、韧性和脆性等方面来探讨温度对材料力学性能的影响，并进行分析。
1. 温度对材料强度的影响温度对材料的强度有着显著的影响。
一般来说，随着温度的升高，材料的强度会降低。
这是因为温度升高会导致材料内部的晶界和晶体结构发生变化，原子或离子在结构中的位置发生扰动，导致材料的原子间结合力减弱。
此外，温度的升高也会加速材料的晶体生长和晶界扩散，从而影响晶体的完整性和晶界的强度。
因此，在高温环境下，材料的强度往往会显著下降。
以高温合金为例，高温合金是一种能够在高温环境下保持较高强度的特种合金。
然而，随着温度的升高，高温合金的强度会逐渐降低。
这是因为在高温下，高温合金中的合金元素会发生固溶度变化，使晶体内部的位错密度增加，从而导致合金材料的强度降低。
2. 温度对材料韧性的影响材料的韧性是指材料在受力作用下能够抵抗破坏的能力。
温度对材料的韧性同样也有显著的影响。
在一定温度范围内，材料的韧性随着温度的降低而提高。
这是由于低温下材料的晶格结构更加有序，原子之间的结合力增强，从而提高了材料的韧性。
同时，低温下材料的塑性变形能力较低，导致材料的断裂韧性增加。
然而，当温度继续降低到一定程度时，材料的韧性会受到严重影响。
这是因为在极低温度下，材料的脆性显著增加，材料容易发生脆性断裂。
这主要与温度引起的晶体结构的变化、位错运动的活跃性降低以及晶界的变化有关。
因此，在低温环境下，材料的韧性会显著下降。
3. 温度对材料脆性的影响脆性是指材料在受力作用下容易发生断裂的特性。
温度对材料的脆性具有重要影响。
一般来说，随着温度的升高，材料的脆性会减小，表现为更高的断裂韧度。
这是因为在高温下，材料内部的原子或离子运动更活跃，晶体结构的变化程度较大，能够吸收更多的能量，从而提高材料的韧性和抗断裂能力。
冷脆转变温度
冷脆转变温度
摘要：
一、冷脆转变温度的概念
二、冷脆转变温度的影响因素
三、冷脆转变温度在实际应用中的重要性
四、提高冷脆转变温度的方法
正文：
冷脆转变温度是指材料在低温环境下，其力学性能发生变化，由韧性向脆性转变的温度。
这种现象通常出现在金属、合金等材料中，对材料的性能和使用寿命有着重要影响。
冷脆转变温度的影响因素主要包括材料的化学成分、热处理过程、冷加工方式等。
其中，化学成分决定了材料的内在性能，热处理过程可以改变材料的晶粒结构和相组成，冷加工方式则会影响材料的微观结构。
这些因素都会对冷脆转变温度产生影响。
在我国，冷脆转变温度在实际应用中具有重要意义。
例如，在严寒地区的建筑结构中，钢材的冷脆转变温度过低可能会导致结构脆化，从而影响建筑物的安全。
因此，准确掌握冷脆转变温度，对于设计和使用这些材料具有重要意义。
提高冷脆转变温度的方法主要有以下几点：
1.选择合适的材料成分，提高材料的韧性。
2.优化热处理过程，改善材料的晶粒结构和相组成。
3.合理控制冷加工方式，降低对材料微观结构的影响。
4.采取适当的防护措施，如涂覆保护层，以降低环境对材料的影响。
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管子与泵、压缩机共振，回转机械产生的直接 脉动冲击，以及流体诱导振动等，可通过振动测试 仪或由振动声响来判断振动情况。 & 结语
由以上分析可见，管壳式换热器的失效与材 料、结构、换热介质及工况等多种因素有关，有时 是几种因素共同作用的结果。因此，在换热器的选 材、设计、制造、装配和使用过程中要综合考虑各 种影响因素，以防患于未然。
图!
挂片母材冲击功随温度变化曲线
图"
电化学充氢原理图
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挂片性能测试
对下列四种状态的挂片材料进行不同温度的冲 击试验，以求韧性随温度的变化曲线，并在转变曲 线上，确定被评定材料冲击功为 *’ 焦耳时所对应 的温度（ 678*’） 。冲击试验按 9: ; 7!!0 < 0’《金属 夏比缺口冲击试验方法》进行。 （"）挂片取出后的状态。主要是为了确定挂片 在反应器中放置了约 5*&&&1 后的回火脆化状态。 （!）经 25&= > !1 脱脆处理后的状态。对它进 行冲击试验是由于缺乏挂片试块原始状态的试验数 据，用它模拟挂片原始状态，从而测定其性能数 据，并与脱脆前的取出状态性能数据相比较，用以 确定挂片在反应器中放置约 5*&&&1 后所产生的回 火脆化量。 （5）经 5&&= > ?1 脱氢处理后的状态。对它进 行冲击试验是为了排除试样中扩散氢的影响，即排 除氢脆对回火脆化的影响，也为了与充氢试样作对 比。 （’）电化学充氢条件下的状态。对它进行冲击 试验是为了确定试样在含氢状态下对脆性转变温度 的影响。 图 ! 为挂片母材四种状态冲击吸收能随温度变
长期处于高温、高压、临氢环境下运行的加氢反应器，其材质会出现回火脆化和氢脆等现 象，对设备安全运行构成威胁。本文通过对 @AB’ 加氢精制反应器内置 !"!#$% & ’() 挂片的解剖， 分析该反应器运行 C#BBB0 后的回火脆化量，并对冲击试样进行电化学充氢试验，分析充氢对 !"!#$% & ’() 钢的脆性转变温度的影响，从而为加氢反应器的安全运行提供借鉴。 关键词：加氢反应器 回火脆化 氢脆 电化学充氢
万方数据
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充氢对 !)!*@8 < "CD 钢的脆性转变温度的影响
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氢电流密度、充氢时间以及试样自身材质状况等对 充氢效果均有影响
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化的曲线。由图 !，求得挂片母材在脱脆状态、取 出状态、脱氢状态、充氢状态的 *’ 焦耳的转变温 度（ 678*’）分别为 < ?0= 、 < ?*)*= 、 < ??)*= 、 < 25= 。将母材脱脆与取出状态的冲击功随温度的
图’ 母材充氢状态冲击断口 *&& > 图5 母材脱氢状态冲击断口 *&& >
变化 曲 线 相 比 较，求 得 其 回 火 脆 化 度 !678*’ 为 5)*= ，说明该加氢反应器运行 5*&&&1 后的回火脆 化量很小。将充氢与脱氢状态母材脆性转变温度的 测试结果的测试结果相比，可以看出充氢对母材脆 性转变温度有影响，使其 !678*’ 升高 !*)*= 。图 5、图 ’ 分别为脱氢和充氢状态冲击断口的扫描电 镜，可见脱氢后的母材断口具有 （下转第 2& 页）
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试块母材的化学成分测定结果 $% !"CJ !"CJ
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［’］ 用，因此引起了人们的高度关注 。本文对上海石
实验所用材料是运行 C#BBB0 的 @AB’ 加氢精制 反应器的挂片，主体材质为 !"!#$% & ’()，其化学 成份和力学性能见表 ’、表 !。
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万方数据 ・ ! ・
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管壳式换热器失效分析、预防及在线检测
537#* 8 93, $))#
有毒流体的泄漏常引起爆炸、燃烧、窒息、中毒和 灼伤事故，因而要严格控制。预防措施：选择耐蚀 材料；提高焊缝质量；焊缝采用胀焊并用；定期清 洗；流体中加入缓蚀剂控制管内流速；控制系统的 温度波动；减少法兰连接。 ! 管壳式换热器失效在线检测方法
!"# 结垢 换热器操作一段时间后，如果管壁结垢严重， 则传热能力下降，换热介质出口温度达不到设计工 艺参数要求；污垢将管内径变小；流速相应增大； 压力损失增加。这时，可通过定期检查流量、压力 和温度等操作记录来判定结垢情况。 !"$ 腐蚀和磨损 换热介质、污垢、流体速度过大和电化学等作 用都会使换热器壳体和管子内、外表面产生腐蚀磨 损。对壳体通常采用超声波测厚仪或其他非破坏性 测厚仪器，从外部测定和估计会产生腐蚀、减薄的 壳体部位。对管子在破裂前腐蚀和磨损情况检测方 法是：对于非磁性体管子，最有效的腐蚀诊断方法 是采用涡流探伤法，可测定管子壁厚减薄量，也可 测得缺陷深度。 !"% 泄漏 管子中部由于腐蚀、诱导振动等原因发生破 裂，管端由于腐蚀、高温蠕变，疲劳破坏等原因使 管子与管板的连接处泄漏。可通过低温流体出口取 样，分析其颜色、粘度、比重来检查管束的泄漏和 破坏情况。 !"! 振动
，因此事先进行了一系列的探
索试验，以确定合适的电化学试验条件。图 " 为电 化学 充 氢 原 理 图， 充 氢 试 验 条 件 为： 电 解 液 为 "#$! %&’ ( &)!*+#,-./! ，充氢电流为 &)&*-，充 氢 时间为 "*01，充氢温度为室温。充氢结束时，取 其中一个试样洗净放于甘油测氢仪中测量试样中的 扩散氢浓度，其余试样洗净置于干冰中保存。为减 少氢逸出量，此过程尽量控制在 * 分钟内，经测 ［5］ 试，试样中的扩散氢浓度为 2)!334 。
参考文献 #" 刘相臣等 ! 化工装备事故分析与预防［ ’］ ! 北京：化学 工业出版社，#((( $" 程林 ! 换热器内流体诱导振动［ ’］ ! 北 京：科 学 出 版 社，$))# %" 上海石油化工总厂资料编译组 ! 化工设备的检查和维修 ［ "］ ! 上海；上海科学技术文献出版社，#(*& !" 孙结实 ! 管子与管板的联结方式述评 ! 化工设备设计， ：%& - %, #((+；%!（,） &" 蔡仁龙 ! 提高换热器管板与管子连接接头质量浅谈 ! 化 ：#! - #& 工设备与管道，$)))；%+（$） ," 孙晓峰等 ! 管壳式换热器的腐蚀与防护分析 ! 化工装备 技术，#((+；#*（#） ：&$ - && 作者简介：吴金星，男，#(,* 年生，郑州大学讲师，华东 理工大学博士研究生，从事过程装备的强化传热和设备失 效分析等研究工作。通讯地址：河南省郑 州 市 文 化 路 (+ 号，郑州大学（北校区）化工学院，邮编：!&)))$，电话： )%+# . %**+*$%。
试块母材力学性能测定结果
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试验数据和分析
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对 /!)# 加氢反应器挂片母材进行回火脆化和 氢脆化的转变温度测试，表明该反应器运行 %&)))0 后，仅有轻微的回火脆化现象，相对而言，$"$&12 . #’3 钢对氢脆的敏感性比对回火脆化的敏感性 强。因此，加氢反应器在停工时应采用脱氢工艺和
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（上接第 $$ 页）延性断裂特征，其韧性较好，而经 充氢的母材断口具有沿晶断裂特征，且有二次裂 纹。而在同样温度下，脱氢与取出状态的冲击功相 差无几，这是由于挂片在加氢反应器的停工过程和 随后的解剖加工过程中扩散氢浓度不断降低的缘 故。 ! 结论
控制降温速度等措施来降低停工过程中反应器壁中 的氢浓度，从而避免加氢反应器的氢脆和氢致开 裂。
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上海市锅炉压力容器检验所 沈伯康 华 丽 汤晓英 王正东 朱奎龙 华东理工大学
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前言
化股份有限公司 @AB’ 加氢精制反应器挂片进行解 剖，研究充氢对 !"!#$% & ’() 钢的脆性转变温度的 影响，从而为加氢反应器的使用性能提供借鉴。 ! 试验材料