E2,F1，F(xiàn)2，M1等級不銹鋼無磁砝碼材料性能的評估

E2,F1，F(xiàn)2，M1等級不銹鋼無磁砝碼材料性能的評估

 不銹鋼砝碼材料的評估包括材料的性能和冶金方面的試驗，含金屬連接在內(nèi)的加工性的檢測以及在實驗室和現(xiàn)場試驗中材料的適用性。材料的耐蝕性評估將進一步討論。

(1)不銹鋼砝碼材料試驗

    除了用化學(xué)分析檢查材料的成分以外，通常對所選定試樣進行表觀檢查和力學(xué)試驗以及確定原材料是否滿足每個規(guī)定的要求。另外需要對焊接試樣進行試驗以評定焊接質(zhì)量。其中力學(xué)試驗有拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗等。材料截面試樣的金相檢查提供含夾

雜物材料與純凈度相關(guān)的信息，并提供金相結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸。對于焊接部位，類似的檢查可以檢驗出焊接缺陷，如夾雜物、孔隙度、裂紋及不符合要求的焊接技術(shù)等。這些試驗對材料本身是典型的破壞性試驗。

(2)不銹鋼砝碼材料耐蝕性的評估和選擇

    材料的選用，愈來愈習(xí)慣用模擬環(huán)境試驗的數(shù)據(jù)作為依據(jù)來選擇材料以防止腐蝕，包括高溫腐蝕。這些試驗包括：腐蝕掛片試驗；熱質(zhì)量分析(TGA)；動態(tài)燃燒室的研究；熱循環(huán)；實驗室玻璃器皿的試驗；現(xiàn)場試驗。

(3)不銹鋼砝碼材料的功能要求

    ①強度。強度包括多個力學(xué)性能，zui常用來指拉伸強度和屈服強度。可以利用應(yīng)力一應(yīng)變曲線來理解它們。其他相關(guān)的強度還包括壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)強度。在條件許可情況下使用高強度的材料以減少零件的厚度。

    ②疲勞強度。疲勞是指由循環(huán)應(yīng)力造成金屬斷裂的失效。常見的例子包括遠低于拉伸強度的速變應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力增大時，引起失效所需要的循環(huán)次數(shù)就減少。習(xí)慣上繪制金屬應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)曲線( S-N)，如圖4-3所示。曲線由應(yīng)力相對于循環(huán)次數(shù)的對數(shù)來描繪。對于一個給定的較大循環(huán)次數(shù)，通常在低于某應(yīng)力值的情況下不發(fā)生失效，這個應(yīng)力值就稱為疲勞極限。因為以保持正常的應(yīng)力不高于疲勞極限的應(yīng)力防止變形和斷裂，所以疲勞失效幾乎總是伴隨著突變、缺口、沖擊、殘余應(yīng)力的存在而發(fā)生。

    疲勞失效常常發(fā)生在焊接接頭，因為采用焊接接頭，這樣的設(shè)計會出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中效應(yīng)。有利于耐疲勞的材料特性和設(shè)計特性有，利用合金化或熱處理來提高拉伸強度；減少工件的厚度，使用拋光表面，降低設(shè)計應(yīng)力，細化材料的晶粒尺寸，消除材料的冶金缺陷和殘余應(yīng)力，減輕表面存在壓應(yīng)力，減少助長腐蝕和疲勞的環(huán)境，并且采用金屬覆蓋層，如Cr、Ni或Cd（鎘）鍍層，這是因為鍍層中的微裂紋有可能會降低疲勞強度。

    脆性斷裂。脆性斷裂是在低于屈服強度的正常應(yīng)力下，由裂紋的快速擴展而造成的失效。絕大多數(shù)的脆性斷裂發(fā)生在具有體心立方(bCC)品格結(jié)構(gòu)的金屬中，特別是鐵素體不銹鋼，不僅在低于臨界拉伸強度，甚至低于屈服強度的情況下就會發(fā)生*的斷裂。鋼發(fā)生脆性斷裂的條件如下：本身存在缺陷；缺陷處存在殘余拉伸應(yīng)力與工作載荷引起的拉伸應(yīng)力的交匯，如果應(yīng)力是三維向就更為嚴(yán)重；足夠低的溫度；還原處理、成分、軋制操作和后續(xù)的熱處理等冶金因素；韌性；蠕變；耐熱性；熱和腐蝕；耐蝕性；氫腐蝕；加工性。

    ④韌性。材料的韌性就是指材料斷裂之前吸收能量和塑性變形的能力，韌性是用材料成形和斷裂期間吸收的能量來衡量的。它是zui重要的低溫力學(xué)性能而不是強度。缺口的韌性受化學(xué)成分、微觀組織、晶粒尺寸、晶粒生長的模式、截面尺寸、冷熱加工的溫度、加工方法和表面狀況如滲碳和脫碳等影響。

    基本試驗：zui普通的韌性試驗是采用帶缺口的試樣，通常通過沖擊試驗測量缺口韌性，或在相對較低的應(yīng)變速率下測量斷裂韌性。沖擊試驗可揭示材料的低溫強度、韌性不足和脆性，這些試驗特別適合鐵素體材料，可以顯示韌性向脆性的轉(zhuǎn)變。

    ⑤耐蝕性。金屬和合金的破壞大多是由腐蝕造成的。實際上對于所有包含一系列基本操作的工藝過程來說，設(shè)備、換熱器、管道構(gòu)件或其他系統(tǒng)構(gòu)件的失效就意味著停工、昂貴的維修和更換構(gòu)件，因此壓力容器和換熱器的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該在使用環(huán)境中具有合適的腐蝕速率。另外注意由周圍氣氛引起的腐蝕。

(4)不銹鋼砝碼根據(jù)耐蝕性的條件來選擇材料

    良好的搭配。在選擇材料時有幾種金屬與環(huán)境的搭配是非常恰當(dāng)和合適的。這些搭配通常表現(xiàn)為，在zui低的成本下獲得zui高的耐蝕性，應(yīng)該給予考慮。這些搭配有：碳鋼一濃H2 S04；不銹鋼一HN03；Cu-Ni-Mo鋼一海水或鹽水；超級鐵素體鋼一海水的搭配。