冲击韧性韧脆转变温度
机械工程材料-赵亚忠-参考答案上-性能-晶体-结晶-塑性变形
1 《机械工程材料》复习思考题答案 一
赵亚忠主编 西安电子科技大学出版社
第1章 工程材料的性能及使用性能要求
1、名词解释:强度，硬度，弹性，塑性，韧性，韧脆转变温度。
答：强度是反映材料承力能力的力学指标，一般指材料不发生塑性变形时的承力能力，或是不发生断裂破坏时的承力能力；
硬度是衡量材料软硬程度的性能指标，反映了材料表面抵抗局部塑形变形的能力；
弹性是材料受外力作用时产生变形，当外力去除时，变形随之消失，材料恢复到原来形状尺寸的性能；
塑性是表征材料在静载荷作用下，断裂前发生永久变形能力的指标；
韧性反映材料抵抗冲击载荷破坏或是交变载荷破坏的能力。冲击韧性反映材料对冲击负荷的抵抗能力，用材料冲击断裂时所能吸收的能量与截面积的比值表示；断裂韧性反映材料阻止微裂纹失稳扩展的能力。
韧脆转变温度是指对某些合金当温度低于某一温度时，材料由韧性状态转变为脆性状态，此时的温度为韧脆转变温度。
2、说明以下符号的含义及其单位。
①Rm；②Rel (R0．2)；③R-1；④A；⑤Z；⑥aK；⑦K I；⑧K I c；⑨t
答：①Rm为抗拉强度，表示材料在拉断前所能承受的最大应力，单位为MPa；
②Rel 表示屈服强度，是指材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力值。对于在σ－ε曲线上没有屈服平台的材料，把使试样产生0.2%的残余塑性变形量的应力值规定为该材料的条件屈服强度，用R0．2表示，单位为MPa；
③R-1表示疲劳强度，是指材料在无限次交变应力作用下而不发生疲劳断裂的最大应力，单位为MPa；
④A表示断后伸长率，是指试样拉断后标距的伸长量与原始标距长度的百分比，无量纲，%；
⑤Z表示指断面收缩率，是指试样拉断后缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，无量纲，%；
⑥aK表示冲击韧度，是指材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力，单位为J/cm2；
⑦K I表示应力场强度因子，它反映裂纹尖端应力场的强弱，单位为MPaｍ1/2；
钢材在低温、中温、高温下,性能不同
钢材在低温、中温、⾼温下,性能不同
3.3.1 温度
不同⽤途的压⼒容器的⼯作温度不同。
钢材在低温、中温、⾼温下，性能不同。⾼温下，钢材性能往往与作⽤时间有关。
介绍⼏种情况的影响:
⼀、短期静载下温度对钢材⼒学性能的影响1、⾼温下
在温度较⾼时，仅仅根据常温下材料抗拉强度和屈服点
来决定许⽤应⼒是不够的，⼀般还应考虑设计温度下材
料的屈服点。2、低温下
随着温度降低，碳素钢和低合⾦钢的强度提⾼，⽽韧性
降低。当温度低于20℃时，钢材可采⽤20℃时的许⽤应
⼒。
韧脆性转变温度——（或脆性转变温度）
当温度低于某⼀界限时，钢的冲击吸收功⼤幅度地下
降，从韧性状态变为脆性状态。这⼀温度常被称为韧脆性转变温度或脆性转变温度。
图3-3 温度对低碳钢⼒学性能
的影响(图3-4 低碳钢冲击吸收功和温度的关系曲线)
低温变脆的⾦属：具有体⼼⽴⽅晶格的⾦属如碳素钢和低合⾦钢。
低温仍有很⾼韧性的⾦属：⾯⼼⽴⽅晶格材料如铜、铝和奥⽒体不锈钢，冲击吸收功随温度的变化很⼩，在很低的温度下仍具有⾼的韧性。
⼆、⾼温、长期静载下钢材性能
蠕变现象：在⾼温和恒定载荷的作⽤下，⾦属材料会产⽣随时间⽽发展的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象。
⼀定的应⼒作⽤下，碳素钢（>420度）合⾦钢(>400-500度)时发⽣蠕变。
蠕变的危害:蠕变的结果是使压⼒容器材料产⽣蠕变脆化、应⼒松弛、蠕变变形和蠕变断裂。因此,⾼温压⼒容器设计时应采取措施防⽌蠕变破坏发⽣。1、蠕变曲线蠕变曲线三阶段：减速蠕变，恒速蠕变，
加速蠕变。oa线段——试样加载后的瞬时应变。
a点以后的线段——从a点开始随时间增
长⽽产⽣的应变才属于蠕变。蠕变曲线上
任⼀点的斜率表⽰该点的蠕变速率。ab为蠕变的第⼀阶段:
即蠕变的不稳定阶段，蠕变速率随时间的
增长⽽逐渐降低，因此也称为蠕变的减速
阶段。bc为蠕变的第⼆阶段: 图3-5 蠕变应变与时间的关系
在此阶段，材料以接近恒定蠕变速率进⾏
变形，故也称为蠕变的恒速阶段。cd为蠕变的第三阶段:在这阶段⾥蠕变速度不断增加，直⾄断
金属力学性能之韧性指标
金属力学性能之韧性指标 韧性：金属在断裂前吸收变形能量的能力称为韧性指标。 ①冲击韧性：
金属材料在冲击载荷作用下，抵抗破坏的能力或者说断裂时吸收冲击功的能量大小，它表
示材料对冲击负荷的抗力。
目前均采用冲击吸收功AKV表示，单位J
试样：U型缺口—时效冲击时用
V型缺口 AKV表示，V型缺口在锅炉压力容器的检验中应用较多。
时效冲击将试件拉伸残余变形10%（低碳钢），5%（低合金钢）后加热250° 10℃保温
一小时后再作冲击，试验采用U型缺口，得出akus时效冲击值。
（1）脆性转变温度：Tk
我们把使材料的冲击韧性显著降低的温度叫做脆性转变温度。
因为冲击韧性与试验温度有关，材料在低温下会出现由塑料状态转变为脆性状态，冷脆性
转变温度的高低是金属材料质量指标之一。冷脆转变温度越低的材料其材料的低温冲击性能
越好，北方寒冷地区必须具有更低的冷脆转变温度才能保证安全，所以在-20℃以下的地区
所有焊件都要求低温冲击韧性。
冷脆温度的测定目前可使用三种方法：
①能量准则法 ②断口形貌准则法 ③落锤试验法
所测试样发生脆性断裂的最高温度称为无塑性转变温度NDT。钢材的最低允许工作温度
应高于无塑性转变温度。（注意与NDT无损探伤试验相区别）试样在冲击断裂过程中是一
个裂纹发生和发展的过程，如果塑变能够发生在断裂的前面，阻止裂纹的扩展而裂纹的继续
发展就需要消耗更多的能量。因此冲击韧性的高低取决于材料有无迅速塑性变形的能力。
ak值对材料内部组织及缺陷较其他方法更为敏感，能够灵敏地反映出材料品质、宏观缺
陷和显微组织方面的变化。此外冲击实验迅速、方便，所以是质量检验的有效方法。例如：
对白点、温度敏感（时效冲击）。
②断裂韧度
由于在高强度材料中时常发生低应力脆性断裂。实际上材料远非是均匀的、连续的各向同
性的其组织中存在微裂纹、夹杂、气孔等缺陷可看作是裂纹，在外力作用下，在裂纹尖端附
近便出现应力集中，根据断裂力学对裂纹尖端应力场的分析，应力场的强弱主要取决与一个
冲击韧性实验
第三章 材料的冲击韧性及低温脆性
• 生产中很多机件和工具、摸具受冲击载荷的作
用，如火箭的发射、飞机的起飞和降落、行驶的汽车通过道路上的凹坑，及材料的 压力加工（锻造、冲裁、模锻）等。为了评定材料承受冲击载荷的能力，
揭示材料在冲击载荷下的力学行为，就需要进行相应的力学性能试验吧。
• 本章主要介绍材料在冲击载荷下的力学行为和性能特点以及金属材料的低温脆性。
§3.1 冲击弯曲试验与冲击韧性
一、冲击弯曲试验
1. 试验原理
摆锤冲断试样失去的位能为GH1－GH2此即为试样变形和断裂所吸收的
功，称为冲击吸收功，以
AK表示，单位为 J 。
AK=GH1－GH2 2. 标准试样
• 国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为:
夏比（Charpy）U型缺口试样和夏比V型缺口试样， 冲击
吸收功分别记为AKU 和AKV。几何尺寸为：
3.工程意义
（1）获得冲击韧度或冲击值aKV (aku) ，
aKV (aku) = AKU（AKV）/ FN (J/cm2）
过去常以aKV (aku) 作为衡量材料韧脆的力学性能指标，
进一步的研究表明，其物理意义不明确，近年来已不大使用，衡量材料韧脆多直接用冲击值AKU（AKV）。它能反映出原始材料的冶金质量和热加工产品的质量。通过测量AK
值和对冲断试样的断口分析，可揭示原材料中的气孔、夹杂、偏析、严重分层和夹杂物超标等冶金缺陷；还可检查过热、过烧、回火脆性等锻造或热处理缺陷。
• （2）测定材料的韧脆性转变温度。根据系列
冲击试验（低温冲击试验）可获得AK与温度的
关系曲线，据此确定材料的韧脆转变温度，以供选材参考或抗脆断设计。
• （3）对σs大致相同的材料,根据AK值可以评定材料对大能量冲击破坏的缺口敏感性.
二、多次冲击
1. 试验原理
模拟实际零件工作状态，用落锤式多冲试验机，以450
次/分—600/分的频率，对试样进行小能量多次冲击，观察样品的破坏情况，考核冲
金属材料的强度和韧性
金属材料的强度和韧性
1. 定义：强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
（1）抗拉强度：金属材料在拉伸过程中所能承受的最大拉力。
（2）抗压强度：金属材料在压缩过程中所能承受的最大压力。
（3）抗弯强度：金属材料在弯曲过程中所能承受的最大力矩。
（4）抗剪强度：金属材料在剪切过程中所能承受的最大剪力。
3. 影响因素：
（1）材料的化学成分：合金元素的加入可以提高金属材料的强度。
（2）材料的微观结构：晶粒大小、晶界、位错等微观缺陷会影响金属材料的强度。
（3）温度：金属材料在高温下的强度会降低。
（4）应变速率：应变速率越快，金属材料的强度越高。
1. 定义：韧性是指金属材料在断裂前吸收塑性变形能量的能力。
（1）冲击韧性：金属材料在冲击载荷作用下的韧性。
（2）断裂韧性：金属材料在拉伸载荷作用下的韧性。
3. 影响因素：
（1）材料的化学成分：合金元素的加入可以提高金属材料的韧性。
（2）材料的微观结构：晶粒大小、晶界、位错等微观缺陷会影响金属材料的韧性。
（3）温度：金属材料在低温下的韧性会降低。
（4）应力状态：三向应力状态下，金属材料的韧性优于单向应力状态。
三、强度和韧性的关系
1. 强度和韧性往往存在一定的矛盾：强度高的材料，韧性往往较低；韧性好的材料，强度往往较低。
2. 衡量强度和韧性的指标：韧脆转变温度（DBTT），即材料由韧性断裂转变为脆性断裂的温度。
3. 如何在保证强度的同时提高韧性： （1）合金化：通过加入适当的合金元素，提高金属材料的强度和韧性。
（2）热处理：通过改变材料的微观结构，提高金属材料的强度和韧性。
（3）微观缺陷控制：通过控制晶粒大小、晶界和位错等微观缺陷，提高金属材料的强度和韧性。
四、应用实例
1. 航空领域：高性能铝合金、钛合金等材料在航空器结构件中的应用，要求材料具有高强度和良好韧性。
2. 汽车领域：钢铁、铝合金等材料在汽车零部件中的应用，要求材料具有适当的强度和韧性。
大型核电锻件用16MND5钢韧脆转变温度的确定
《大型铸锻件》 ＨＥＡＶＹ ＣＡＳＴＩＮＧ ＡＮＤ Ｆ０ＲＧＩＮＧ Ｎｏ．６ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１ ｌ
大型核电锻件用１６ＭＮＤ５钢
韧脆转变温度的确定
白 晶 梁宝乙赵长春张俊彦
（中冶京诚（营口）装备技术有限公司，辽宁１１５００４）
摘要：以百万千瓦级核反应堆压力容器（ＲＰＶ）大型简体锻件用１６ＭＮＤ５钢为研究对象，通过对其化学成 分、非金属夹杂物、晶粒度及组织的有效控制，获得了优异的冲击性能。采用冲击吸收功法和脆性断面率法，并
结合断口形貌观察最终确定其韧脆转变温度低于一２６℃。 关键词：１６ＭＮＤ５；冲击试验；韧脆转变温度；断Ｅｌ形貌
中图分类号：ＴＧ１５７ 文献标识码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｄｕｃｔｉｌｅ．．ｔｏ．．Ｂｒｉｔｔｌｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ Ｈｅａｖｙ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｆｏｒｇｉｎｇｓ １ ６ ＭＮＤ５
Ｂａｉ Ｊｉｎｇ，Ｌｉａｎｇ Ｂａｏｙｉ，Ｚｈａｏ Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｚｈａｎｇ Ｊｕｎｙａｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ １６ＭＮＤ５ ｆｏｒｇｉｎｇｓ ｆｏｒ ｎｕｃｌｅａｒ ｒｅａｃｔｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｄｕｃｔｉｌｅ－ｔｏ—ｂｒｉｔｔｌｅ ｔｒａｎｓｉ・
ｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ａｓ ｂｅｌｏｗ一２６￣Ｃ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｉｍｐａｃｔ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ，ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｂｒｉｔｔｌｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：１ ６ＭＮＤ５；ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔ；ｄｕｃｔｉｌｅ－ｔｏ—ｂｒｉｔｔｌｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｆｒａｃｔｕｒｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ
低冷脆转变温度
低冷脆转变温度
一、低冷脆转变温度的定义
低冷脆转变温度是指材料在低温下变得脆性的临界温度。在低于该温度时，材料的韧性和抗冲击性大幅下降，容易发生断裂和破坏。低冷脆转变温度是材料力学性能中的一个重要参数，对于一些应用于低温环境的材料尤为关键。
二、低冷脆转变温度的影响因素
2.1 材料成分
材料的成分是影响低冷脆转变温度的主要因素之一。通常来说，含碳量较高的钢材具有较低的低冷脆转变温度。这是因为碳元素可以形成碳化物，增加了材料的强度和韧性，提高了其抗冲击性能。
2.2 冷却速率
冷却速率也是影响低冷脆转变温度的重要因素。较快的冷却速率可以提高材料的韧性和抗冲击性能，降低低冷脆转变温度。这是因为快速冷却可以抑制晶粒的生长和形成，减少了晶界的强化效应，提高了材料的塑性。
2.3 加工工艺
加工工艺也会对低冷脆转变温度产生影响。一些热处理工艺，如淬火和回火，可以改善材料的力学性能，降低低冷脆转变温度。这是因为热处理可以调整材料的组织结构，消除内部应力，提高材料的韧性。
2.4 环境条件
环境条件也会对低冷脆转变温度产生影响。在低温环境中，材料的韧性和抗冲击性能会降低，低冷脆转变温度会相应降低。因此，在低温环境中使用材料时，需要考虑其低冷脆转变温度以确保其性能。
三、低冷脆转变温度的测试方法
3.1 断裂韧性测试
断裂韧性测试是评估材料低冷脆转变温度的一种常用方法。常用的测试方法有冲击试验和拉伸试验。冲击试验通过对材料施加冲击载荷来评估其抗冲击性能，从而间接推测出低冷脆转变温度。拉伸试验则通过测量材料在低温下的应变-应力曲线来评估其断裂韧性。 3.2 金相显微镜观察
金相显微镜观察是一种直接观察材料组织结构的方法。通过对材料进行金相制样和腐蚀处理，可以清晰地观察到晶粒的形态、尺寸和分布情况。在低温下观察材料的金相组织，可以判断材料是否存在低冷脆转变温度。
四、低冷脆转变温度的应用
4.1 钢铁行业
在钢铁行业中，低冷脆转变温度是一个关键参数。钢材在低温环境中需要保持良好的韧性和抗冲击性能，以确保其安全可靠地运输和使用。因此，钢铁企业需要选择具有较低低冷脆转变温度的钢材，并采取适当的热处理工艺来提高其性能。
冷脆转变温度
冷脆转变温度
1. 引言
冷脆转变温度是指某些材料在低温下变得脆性，并且在一定温度范围内经历了由塑性到脆性的相变过程。这种相变会对材料的力学性能和工程应用产生重要影响。了解冷脆转变温度对于材料选择、制造和使用非常关键。
本文将介绍冷脆转变温度的概念，探讨其影响因素以及对材料性能的影响，并介绍一些常用的测试方法和预防措施。
2. 冷脆转变温度的概念
冷脆转变温度是指某些金属材料在低温下由塑性向脆性相变时所需达到的最低温度。在这个温度以下，材料会失去塑性，呈现出明显的脆性断裂特征。而在高于该温度时，材料仍然具有良好的塑性。
3. 影响因素
3.1 化学成分
化学成分是影响冷脆转变温度的重要因素之一。通常来说，含有大量碳、硫、磷等元素的金属材料更容易发生冷脆转变。这些元素会使晶界变得脆弱，导致材料在低温下易于断裂。
3.2 结晶结构
材料的结晶结构也对冷脆转变温度有一定影响。例如，在体心立方结构中，晶界容易发生断裂，因此体心立方结构的金属材料通常具有较低的冷脆转变温度。而面心立方结构和密排六方结构的金属材料则相对较高。
3.3 缺陷和应力
缺陷和应力是导致冷脆转变的主要原因之一。当材料存在内部缺陷或应力集中时，在低温下这些缺陷和应力将更容易导致断裂。
4. 冷脆转变对材料性能的影响
冷脆转变会显著影响材料的力学性能和工程应用。
4.1 强度和韧性
在低温下，材料失去塑性后，其强度会明显增加，但韧性却急剧下降。这意味着材料在冷脆转变温度以下容易发生断裂，而且断裂形式通常是脆性断裂。 4.2 压力容器和管道
冷脆转变对于压力容器和管道的安全性有重要影响。在低温下，如果材料发生冷脆转变，容器或管道可能会因为突然的断裂而引发事故。因此，在设计和使用压力容器和管道时，需要考虑冷脆转变温度以及采取相应的防护措施。
5. 测试方法
为了确定材料的冷脆转变温度，常用的测试方法包括：
• Charpy V型缺口冲击试验：通过测量材料在低温下受到冲击时的断裂能量来评估其韧性。
2.25Cr1Mo钢韧脆转变温度影响因素分析
第３４卷第６期 ２０１１年１２月 武汉科技大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．３４。Ｎｏ．６ ＤＰＣ．２０１ｌ
２．２ ５ Ｃｒｌ Ｍｏ钢韧脆转变温度影响因素分析
沈冬冬，袁泽喜
（武汉科技大学材料与冶金学院，湖北武汉，４３００８１）
摘要：采用不同的时效工艺，运用冲击试验、俄歇能谱、扫描电镜等分析方法，研究２．２５ＣｒｌＭｏ钢的韧脆转变 温度变化规律及其影响因素。结果表明，２．２５ＣｒｌＭｏ试验钢６５Ｏ Ｃ时效２ ｈ后的韧脆转变温度为～５５＿（， ５６０℃时效１００ ｈ后的韧脆转变温度为一２５℃，４８０℃时效１ ２００ ｈ后的韧脆转变温度升高至一１０℃；Ｐ在晶 界处的偏聚行为是导致试验钢韧脆转变温度变化的主要因素。 关键词：２．２５ＣｒｌＭｏ钢；韧脆转变温度；晶界偏聚 中图分类号：ＴＧ１４２．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：ｌ ６７４—３６４４（２Ｏｌ１）０６ ０４１Ｏ—Ｏ４
ＣｒＭｏ类钢作为石化等行业常用的大型压力 容器材料，由于长期工作于高温高压临氢环境会 产生明显的第二类回火脆性，其主要表现为室温 冲击韧性迅速下降以及韧脆转变温度升高 ］。有 关研究认为，造成材料韧脆转变温度变化的主要 因素有材料的组织、硬度及杂质原子的晶界偏聚 等 。。 ］。为进一步弄清ＣｒＭｏ类钢韧脆转变温度 的变化规律，本文对２．２５Ｃｒ１Ｍｏ钢这种典型的压 力容器材料在时效过程中韧脆转变温度的变化及 其影响因素进行了研究。 １ 试验方法
１．１ 试验 材料为实验室真空感应炉熔炼的２．２５Ｃｒ一 １Ｍｏ钢，其主要化学成分如表ｌ所示。将熔炼后 的钢样于１ ２００℃热处理炉中均热２．５ ｈ后轧 制，开轧温度为１ １００ Ｃ，终轧温度为９００。Ｃ，轧 制成１６ ｍｒｒｌ×２００ ｍｍ×Ｌ ｍｍ的钢板，再加工成 １６ ｍｍ×ｌ６ ｍｍ×ｌ５０ ｍｍ的试样，对试样进行 正火（９２０℃保温５０ ｍｉｎ，空冷）、淬火（９８０℃保 温３０ ｍｉｎ，油冷）处理，然后在三种不同条件下进 行时效处理，１ 试样为６５０℃时效处理２ ｈ，水 冷；２ 试样为５６０℃时效处理ｉ００ ｈ，水冷；３ 试 样为４８０℃时效处理１ ２００ ｈ，水冷。 表１ ２．２５ＣｒｌＭｏ钢主要化学成分１ｗ ／％） Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｃｒ Ｍｏ Ｎ ０ ０８２ ０ ２３０ ０ ４１ ０ ０ ０５】０ Ｏ０５ ２ ２３０ ０．９５５ ０．００３ １．２分析检测 将时效处理后的３组试样分别取出少量加工 成标准俄歇试样，用ＰＥＲＫＩＮ—ＥＬＥＭＥＲ ＰＨＩ ５９５俄歇能谱仪进行俄歇能谱分析，其余加工成 标准的１０ １Ｔｉｍ×１０ Ｉｎｍ×５５ ｍｌＴｌ夏比Ｖ型缺口 冲击试样，在ＪＢＧ ３００型冲击试验机上进行系列 冲击试验。用ＨＲ一１５０Ａ型洛氏硬度计对３组试 样进行硬度测试，用Ａｘｉｏｐｌａｎ ２型多功能ＺＥＩＳＳ 金相显微镜结合ＱＵＡＮＴＡ ４００型扫描电 显微 镜（ｓＥＭ）对３组试样进行显微组织观察和断口 表面形貌分析。 ２结果与讨论 ２．１ 不同时效处理条件下韧脆转变温度比较 ２．２５ＣｒｌＭｏ钢的Ａｋ （冲击吸收功）Ｔ曲线 如图１所示，由图１中试验结果，按能量法，取试 样低阶能和高阶能均值对应的温度，即冲击吸收 功上下平台均值对应的温度为２．２５ＣｒｌＭｏ钢的 韧脆转变温度。１ 试样６５０ Ｃ时效２ ｈ后韧脆转 变温度为一５５℃；２ 试样５６０ Ｃ时效１００ ｈ后韧 脆转变温度为～２５ Ｃ；３ 试样４８０ 时效１ ２００ ｈ后韧脆转变温度为一１０ Ｃ。由此可见，不同的 时效工艺下，试验钢的韧脆转变温度明显不同，其 中，１ 试样６５０。Ｃ时效２ ｈ后的韧脆转变温度最 低，３。试样４８０ Ｃ时效１ ２００ ｈ后韧脆转变温度 最高。 ２．２金相组织与硬度对韧脆转变温度的影响 ３组２．２５ＣｒｌＭｏ钢显微组织照片如图２所
燃气高压场站典型管材的韧脆转变温度及其影响因素
燃气高压场站典型管材的韧脆转变温度及其影响因素
吴波;高光艳;孙明烨;李夏喜;王修云
【摘 要】通过对北京丰台南次高压站A3钢管和王四营桥高压站20钢管两种管材进行不同温度下的系列冲击试验,对两种管材的韧脆转变温度进行了测定和分析,并结合化学成分及显微组织分析了影响材料低温韧性的因素.结果表明:A3钢管在不同温度下的冲击吸收能量及剪切断面率均小于20钢管的;前者的韧脆转变温度为3.7℃,后者为-17.2℃;管材的韧脆转变温度受化学成分和显微组织的影响,化学成分中碳、硅、硫、磷元素的含量越低,其韧脆转变温度也越低;铁素体-珠光体钢在晶粒度相同的情况下,钢中铁素体含量越高,其韧脆转变温度则越低.
【期刊名称】《理化检验-物理分册》
【年(卷),期】2016(052)006
【总页数】5页(P379-383)
【关键词】高压站场;冲击吸收能量;韧脆转变温度;化学成分;显微组织
【作 者】吴波;高光艳;孙明烨;李夏喜;王修云
【作者单位】北京燃气集团有限责任公司,北京100035;北京建筑大学,北京100044;北京燃气集团有限责任公司,北京100035;北京市煤气热力工程设计院有限公司,北京100032;北京燃气集团高压分公司,北京100011;安科工程技术研究院,北京100083
【正文语种】中 文
【中图分类】TG142.51 北京市自引进陕甘宁天然气以来，供应规模不断扩大[1]，六环沿线各高、中压调压站压力也随之增加。天然气经过分输站的分输调压装置后，在节流处快速膨胀，产生急剧压降，而气体在极短时间内来不及与外界进行热交换，就会导致温度大幅降低，输气管道压力每降低1 MPa，温度大约降低4～5 ℃，造成分输管线一直在0 ℃以下的低温运行，从而发生冻胀[2-4]。北京市通州区燃气高压A调压站管道长期以来因节流效应经常发生管道冻胀问题，由此导致的一系列后果给管道的完整性和安全运行带来巨大隐患。该调压站接受来自通州门站的管道来气，进气端压力3.4 MPa，经调压设备的调压后，压力分别降低到0.18 MPa及0.75 MPa。进气端管径500 mm，出气端管径500 mm。2012年3月在现场检测时发现，该调压站在运行状态时，调压器进气端压力3.5 MPa，管道表面温度-1 ℃；出气端压力0.75 MPa，管道表面温度-18 ℃。因出气端温度过低，导致管道表面被厚度高达10 cm的冰层覆盖;调压器出气端入地部分管道已经发生严重的隆起，最大抬升位移达到50 mm；管道穿行的路面有200 mm厚的混凝土路面出现断裂裂纹；另外阀门错离阀座支撑墩。该调压站曾于2012年1月因管道隆起发生连接调压器法兰泄漏事件，发生泄漏的法兰管道目前仍处于停运状态。