金属材料基础知识

1.1金属的微观结构

1.2金属材料的基本性能

1.3温度对金属材料的影响

1.4常见元素对金属材料性能的影响

2  常用金属材料

2.1铸铁

2.2碳素钢

2.3合金钢

3  压力管道常用金属材料的基本限制条件

3.1一般限制条件

3.2 常用材料的应用限制

3.3其它方面对材料的限制

4  应用标准体系

4.1国际上常用的标准体系

4.2国内常用的标准体系

5  管道压力等级

6  管道器材选用

7  表面处理、防腐、涂层

8  管道施工及验收规范

1 金属材料基础知识

金属材料的基本知识仅介绍金属材料的微观结构、基本性能、常见元素对性能的影响以及金属材料的分类及牌号标识等内容。

1.1 金属的微观结构

1.1.1碳钢与铸铁

由95％以上Fe＋（0.05－4％）C组成的Fe、C合金。

    1）铁的内部结构

将铁水缓冷到其凝固点1534℃以下，铁水就开始结晶，直到全部结晶成固态铁为止，温度才又继续下降。所结晶成的固体是由许多小颗粒组成，每个小颗粒具有不规则的外形，叫晶粒。

每个晶粒内部都是由无数个原子按一定的规律排列而成。若将各个原子的中心用线条连接起来，组成一个空间格子，可用来说明原子排列的规律性，这种空间格子叫“晶格”。

    常见的金属晶格形式：    面心立方晶格   体心立方晶格

　 ◆ Fe 的晶格形式

1534℃～1390℃   体心立方排列叫δ铁

1390℃～910℃   面心立方排列叫γ铁

910℃以下   体心立方排列叫α铁

α铁     γ铁      δ铁

这种在固态下晶体结构随温度发生改变的现象叫“同素异构转变”。它是钢铁能够进行多种热处理而改变其性能的重要依据。

    2）碳的存在形式

◆固溶体：就是由两种或两种以上的化学元素，在固态下互相溶解构成的单一均相物质。

◆铁素体  碳溶解在体心立方晶格Fe原子之间形成的固溶体。是低碳钢在常温时的主体相。

◆奥氏体 碳溶解在面心立方晶格Fe原子之间形成的固溶体。是碳钢在高温时的组织。

◆渗碳体：铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体、奥氏体中时， “剩余”的碳与铁形成的铁碳化合物（Fe3C）的晶体组织。

◆石 墨：铸铁中的C>2.06% ，奥氏体最大溶碳量2.06％，剩余的C以石墨形式存在。

1.1.2铁碳合金相图（相图略）

铁碳合金相图  是表示不同成分的铁碳合金在不同温度下所具有的状态或组织的关系图。

相图的作用  通过铁碳合金相图能掌握钢的组织随成分和温度变化的规律,以便能够正确制定热处理和热加工的工艺，是改变其组织，获得所需要的性能的依据。

相图中有：

    两个组元： 铁（Fe） 性能表现为强度和硬度较低，塑性和韧性较好

渗碳体（Fe3C） 性能表现为硬而脆

四个基本相：液相（L）、铁素体（а）、奥氏体（γ）和渗碳体（Fe3C）

  两个次生相：珠光体（铁素体＋渗碳体的两相机械混合物）具有良好的强度和硬度又具有良好的塑性和韧性，属常温稳定组织

                莱氏体（奥氏体＋渗碳体的两相机械混合物）

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