锅炉压力容器用钢的离温强度指标有 釋些?其 含义如
何?
对于长期在髙温下运行的压力容器,必须考虑温度、 应力和 时间这三个要素对材料性能的影响。一般来说随着温度的升髙, 金属材料的强度降低,塑性增加。随着髙温时间的延长,金属材料的塑性也会显著下降,缺口敏感性增大, 其断裂 往往呈脆性。
金属长期在恒髙温、恒拉伸应力作用下,即使部件承受的应力水平远小于材料在该温度下的屈服点,材料也会发生缓慢面连续的塑性变形,即所谓的蠕变现象。蠕变通常在温度高于 0.3 乙 (乙^以绝对温度表示的材料熔点)时才明显。而且温度愈髙, 嶠变愈严重。许多枸件因嶠变承载截面积减小,使单位面积 应力 提髙,从而导致断裂, 这称 为蠕变断裂。一般, 碳钢在
300^ 以』:., 低合金钢在 4001 以上, 在特定载荷作用下就可能发生蠊变。
此外,使用时间和应力水平对蠕变也有影响。例如,大型氨厂的一段转化炉管在 9001 下工作, 可运行 10 年以上。而壁温提髙到 9501 ,仅能使用 4年多。 不承受任何载荷的髙温部件,就 不会发生 蜣变。
金属蠕变一般有三个阶段, 如图 2-2 所示。 第一阶段 (劢) 为不稳定阶段,此时蜣变速度快、变形量 (^) 大,但其变形速度随时间延长而降低;第二阶段 (&) 的持续时间长,其蠊变速度慢《 &小) 且基本上保持恒定,也称等速或稳定阶段; 第三 阶段 (&) 为蛾变加速阶段,所占的时间很短,变形量(^)很大。
压力容器用钢常用高温强度指标有: 1. 短时髙温强度(^)
包括设计温度下的抗拉强度和屈服点〖或屈脏强度)其强度指标是短时髙温下測定的,分别以 "和" (^.》 表示, 其中 1
为试验温度。
2 ,高温持久强度(^)
试样在一定温度和规定的持续时间内,引起断裂的最大应力 值以"〖单位: "!^) 表示,纟为试验温度,『为持续时间 (!!)。
容器用钢通常取在设计温度下,经 10 万 11 的断裂的强度,如 ^ 170^ ?^ 为… 5 ) 表示在 400^ 持续 10 、的持久强度扱限
值为 170 3 。
3^ 蠊变极限 (^)
试样在一定温度和规定持续时间内产生螨变变形量或第二阶段的嵊变速率等于某规 定值时 最大应 力以^ 或。" ^表示, 8 表 示变形量 (呢),VII 表示 恒定蜣变速率 (先卜)。 压力容器用钢通常取设计温度下经 10 万 1!蠕变变形为 1 免 时的值称螨变极限。
持久强度和蠕变极限都是材料髙温性能的重要指标,一般用于对高温变形有限制的部件或设备的设计。其区别在于持久强度主要考虑材料髙温使用的破坏抗力,而孀变极限主要考虑抗变形 能力。 经验表明,具有较高持久强度的材料,往往也具有良好的蛾变抗力。