钢材主要性能指标.ppt

1 1 强度2 韧性3 可焊性 1 3钢材主要性能指标 2 定义 在外力作用系 材料抵抗变形和断裂的能力称为强度为减少钢材的消耗和节省投资 就要求管材强度提高 1 强度 1 3钢材主要性能指标 强度的测试方法 拉伸试验 弯曲试验等拉伸试验 钢材受拉时 在产生应力的同时 相应的产生应变 应力 应变的关系反映出钢材的主要力学特性 3 拉伸试验 应力 应变关系曲线 微机控制电子万能试验机 1 弹性阶段OA 一条通过原点的直线 应力与应变成正比 弹性弹性模量E值的大小反映了钢材抵抗弹性变形的能力 弹性极限A点对应的应力 O A 低碳钢受拉的应力 应变图 E1 E2 图形特点 试件特点 计算指标 抗拉性能 低碳钢 2 屈服阶段AB一条波动的曲线 应力增加很小 而应变增加很大 所能承受的拉力增加很小 而塑性变形迅速增加 似乎钢材不能承受外力 屈服强度 也叫屈服点 点对应的应力 图形特点 试件特点 计算指标 O A A C D B 屈服 弹塑性 塑性阶段 3 强化阶段BC一段上升的曲线 抵抗塑性变形的能力又重新提高 抗拉强度 图形特点 试件特点 计算指标 O A 低碳钢受拉的应力 应变图 A C D B C点对应的应力 强化 4 颈缩阶段CD一段下降的曲线 变形迅速发展 在有杂质或缺陷处 断面急剧缩小 直到断裂 伸长率 图形特点 试件特点 计算指标 颈缩 8 钢管产品的 公称最低屈服强度 SMYS 输气管道屈服强度为420 500MPa 工作压力7 0 14 0MPa 输油管道屈服强度为360 450MPa 工作压力5 0 9 0MPa 屈服强度与抗拉强度的差值和比值规定为小于100MPa和0 85 0 90 1 强度 1 3钢材主要性能指标 9 2 韧性 1 3钢材主要性能指标 定义 指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量 是钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力 船体钢板材料缺陷 造船工程师只考虑到要增加钢的强度 没有想到要增加其韧性 在 泰坦尼克号 沉没地点的水温中 发现了钢材的冷脆性 即在 40 0 的温度下 钢材的力学行为由韧性变成脆性 从而导致灾难性的脆性断裂 10 定义 是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量 吸收较多能量才断裂的管材 是韧性好的管材 对高强度薄壁管道 为防止断裂事故发生 则要求管材有较好的韧性 韧性的测试方法 夏比 v型缺口 冲击试验及落锤撕裂试验等 2 韧性 1 3钢材主要性能指标 11 当试验机的重摆从一定高度自由落下时 在试样中间开V型缺口 试样吸收的能量等于重摆所作的功W 冲击韧性的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示 韧性冲击试验 1 3钢材主要性能指标 Ak mgH mgh J 冲击试验机 冲击试样和冲击试验示意图 韧性冲击试验 13 韧性冲击试验 1 3钢材主要性能指标 k值影响因素 试验温度有些材料在常温时冲击韧性并不低 但当试验温度低于某值时 k突然大幅度下降 材料无明显塑性变形而发生脆性断裂 这种性质称为钢材的冷脆性 14 定义 可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下 进行焊接和获得优质焊缝的难易程度 良好的可焊性是保证管道制管和焊接质量的基本条件 钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响 碳含量在0 12 0 20 范围内的碳素钢 可焊性最好 碳含量再高可使焊缝和热影响区变脆 提高钢材强度的合金元素大多也对可焊性有不利影响 可焊性的判断指标 影响可焊性的多种化学元素