压力容器用钢.docx

一、钢材的机械性能
材料在外力作用下表现出来的特性叫作材料的机械性能，也称为力学性能。钢材的重要机械性能指标有:
1.强度—物体在外力作用下，抵抗产生塑性变形和断裂的特性。常用的特性指标有屈服极限(CTs)和强度极限(ab)，系由拉伸试验获得。
(1)屈服极限材料承受载荷时，当载荷不再增加而仍继续发生塑性变形的现象叫做“屈服”。开始发生屈服现象’(即开始出现塑性变形)时的应力叫做“屈服极限”或“屈服点”。工程上取试样发生0.2%残余变形时的应力值作为条件屈服极限，通常称为屈服强度(Uo.z).在拉伸试验中，屈服强度是试样在拉伸过程中标距部分残余伸长达到原标距长度的0.2帕时的负荷除以原横截面积的商，单位为MPa.一般说来，材料是不允许在超过其Idl服点的载荷条件下工作的。
(2)强度极限材料抵抗外力破坏作用的最大能力称为强度极限。钢材的强度极限是试样在拉断前所承受的最大应力即抗拉强度(Sb)，单位为IvIPa,
工程上希望金属材料不仅具有较高的。。，而且具有一定的屈强比(aS(Qb)o屈强比愈小，结构零件的可靠性愈高。但屈强比太小，则材料的有效利用率太低。因此，一般希望屈强比高一些，碳素钢为0.6左右，低合金高强度钢为0.65~0.75，合金结构钢为。.85左右。
2.塑性—指材料在外力作用一下产生塑性变形而不破坏的能力，用延伸率(6)及断面收缩率(冲)来表示，其数值由拉伸试验获得。
延伸率以试样拉断后的总伸长与原始长度的比值百分率来度量，其数值与试样尺寸有关.为了便于比较，必须采用标准试样，规定试样的原始长度与原始直径的比例关系。8。或6,。表示试样计算长度为其直径的5或10倍时的延伸率(b,。小于Ss)。
断面收缩率以试样拉断后断面积的缩小量与原始截面积之比值的百分率来度量。
塑性良好的材料可以顺利地进行某些成型工艺，如冷冲压、冷弯曲等。其次，良好的塑性可使零件在使用过程中万一超载也不致突然断裂。压力容器的主要零部件都是承压的，无论从制造工艺或安全使用来说，都希望有良好的塑性。
3.硬度—指金属材料抵抗压入物压陷的能力，也可以说是材料对局部塑性变形的抗力。一般说来，材料的硬度越高，耐磨性能越好，硬度与强度之间也有一定的关系。生产中常用测定硬度的方法来估算材料的Jx度，也常用测定焊接热影响区硬度的方法来确定其淬硬的程度.常用的硬度指标为布氏硬度(HB)、洛氏C硬度(HRC)和维氏硬度(HV)，其数值可互相换算。
4.冲击韧性—材料受外加冲击负荷.A6.
断裂时所消耗的能量，即冲击试样所消耗的
功除以试件缺口处断面积的商，单位为M7/
m么.
冲击韧性是材料各项机械性能指标中对材料的化学成份、冶金质量、组织状态及内部缺陷等比较敏感的一个质量指标，也是衡
量材料脆性转变和断裂特性的重要指标.所以，对压力容器用钢来说，冲击韧性是一项重要的性能数据。标明含量.钢中的钒、吸、铝、妮、硼、稀

二、国产常用压力容器用钢
压力容器用钢的性能必需与压力容器的使用条件(压力、温度、内装介质的性质等)相适应.另外，在容器制造过程中，钢板必须经受冷热加工成型和焊接。因此，钢材除应具有必要的机械性能外，还应具有良好的工艺性能.由于不同类型压力容器的使用条件差别很大，因此要求有各种不同性能的钢种。例如，在一般条件下使用的碳钢和低合金高强度钢;在高温条件下便用的合金结构钢;在低温条件下使用的低温钢(-201C以下);与氢、氮、氨混合介质接触，温度超过350℃时使用的抗氢氮钢;盛装硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、硝酸、尿素等腐蚀性介质的容器，应采用性能与所装介质适应的不锈耐酸钢。
当前，国产压力容器用钢的品种还相当贫乏。现将儿种常用钢种的性能特点及其应用简介如下。
1.碳钢
碳钢是指含碳量小于2.06%的铁碳合金。由于碳钢的价格低廉，工艺性能良好，因而广泛用于制造压力容器。常用的有ASV,A3,A3R,20g等。
A,F主要用于不承受负荷的内部构件以343MPa(35kgUmm2)级，具有良好的
及设计压力、设计温度较低的压力容器.例综合机械性能和工艺性能，尤其中温(450'C
如，A,F制作的大型容器如年产30万t合成氨以下)及低温(-401C以上)机械性能比低
装置中的二段转化炉水夹套，其直径为4120碳钢好，但缺口敏感性比碳钢大;在有缺口
mm,壁厚8mm，设计压加.098MPa，最存在时，疲劳强度低于AS,易产生裂纹。
高操作温度100C,16Mn和16MnR的应用极为广泛，用16AZnR
A。钢的使用温度为。^-400C，许用压制作的大型容器有:年产30万t合成抓装置
力不超过1.6MPa;ASR的使用温度为一20中的二氧化碳吸收塔、第二氨分离器，冶金
-4761C，许用压力不限.AaR在压力容器工业用贮氧球罐，石化工业用丁烯、丁二烯
制造中应用很广，