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管道金属材料简介 CIN 陈滨 内容 管道金属材料分类及标识 核电站和火电厂对管道材料的要求 钢中合金元素的影响 核电站管道用材料 管道金属材料分类及标识 铁基金属材料的两大分类 铸铁（一般C%在2.5%~4%） 钢（C%低于2.11% ） 分界点在于C%（2.11%） 同时，铸铁的Si%、S%、P%也较高 碳在铸铁中的存在形式：渗碳体和石墨 根据存在形式，铸铁可细分为三大类：白口铸铁、灰铸铁、麻口铸铁 管道金属材料分类及标识 白口铸铁 C主要以渗碳体形式存在 断口呈银白色，命名原因在于此 脆性大，难切削 硬度高、耐磨性好 一般不用做机械零件 常用于炼钢原料、可锻件的坯料 管道金属材料分类及标识 麻口铸铁 C一部分为石墨形式，一部分为渗碳体形式 断口呈黑白相间，故称麻口铸铁 加工性能较差 由于脆性很大，故应用很少 管道金属材料分类及标识 灰口铸铁 C主要以石墨形式存在 断口呈灰色 铸铁中性能较高的一种形式 应用最广 根据石墨的存在形式不同，可细分为四类：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁 添加合金元素后可制成合金铸铁（如耐磨、耐蚀、耐热铸铁等） 管道金属材料分类及标识 铸铁的石墨化 铸铁中C以石墨形式析出的过程为石墨化过程 石墨化若能充分或大部分进行，则形成灰口铸铁；若不能，则成为白口铸铁 Fe-C合金中，C倾向于形成渗碳体 石墨化的条件为足够的扩散时间（缓慢冷却或铸件厚、导热差）或渗碳体高温分解 渗碳体为亚稳相，石墨为稳定相 C、Si含量为石墨化的决定性因素；S、Mn阻碍石墨化，但Mn又可与S形成MnS，降低S的不利影响；P可微弱促进石墨化，但又会增加铸铁的冷裂倾向 管道金属材料分类及标识 灰铸铁（标识为HTσb）：等同于碳钢基体加片状石墨的组织。其铸造性、减振性、耐磨性、切削性好，缺口敏感性低，但抗拉强度、塑性、韧性远低于钢，常用作受压性、减震性要求较高的机床床身、机架、箱体、耐磨缸体、导轨等。（注：σb为最小抗拉强度。） 球墨铸铁（QTσb）：碳钢加球状石墨的组织。力学性能远远超过灰铸铁，且同时具有灰铸铁的一系列优点。缺点是凝固收缩较大。容易形成缩孔、缩松等铸造缺陷。其应用较广。 管道金属材料分类及标识 可锻铸铁（KTHσb -黑心可锻铸铁或KTZσb –珠光体可锻铸铁）：团絮状石墨组织。其塑性、韧性较高。虽命名为可锻铸铁，实际并不可锻。生产工艺性及质量稳定性较球墨铸铁好，可流水线生产。主要用于汽车、拖拉机行业。 蠕墨铸铁（ RuTσb ）：蠕虫状石墨组织，介于片状及球状之间。因此性能也介于灰铸铁和球墨铸铁之间。常用于承受热循环载荷、结构复杂要求组织致密且强度高的铸件，如大马力柴油机的气缸盖、气缸套、气管、阀体等。 管道金属材料分类及标识 钢 钢是含碳量在0.04%-2.11%之间的铁碳合金。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。 钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：按品质分类、按化学成份分类、按成形方法分类、按金相组织分类、按用途分类、综合分类、按冶炼方法分类。 管道金属材料分类及标识 按品质分类 (1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%） 按化学成份分类 (1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。 (2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。 按成形方法分类(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。 管道金属材料分类及标识 按金相组织分类 (1) 退火：a.亚共析钢（铁素体+珠光体）；b.共析钢（珠光体）；c.过共析钢（珠光体+渗碳体）；d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。 (2) 正火：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。 (3) 无相变或部分发生相变的 按冶炼方法分类 (1) 按炉种分 a.平炉钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。 b.转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。 c. 电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。 (2)按脱氧程度和浇注制度分 a.沸腾钢（脱氧不完全）；b.半镇静钢；c.镇静钢（合金钢一般都是镇静钢） ；d.特殊镇静钢。 管道金属材料分类及标识 按用途分类 (1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低