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鍋爐管的力學(xué)性能
抗拉強(qiáng)度
試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的力(Fb),出以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ),稱為抗拉強(qiáng)度(σb),單位為N/mm(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。計算公式為:
式中:Fb--試樣拉斷時所承受的力,N(牛頓); So--試樣原始橫截面積,mm。
屈服點
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力,稱屈服點。若力發(fā)生下降時,則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm(MPa)。
上屈服點(σsu):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應(yīng)力; 下屈服點(σsl):當(dāng)不計初始瞬時效應(yīng)時,屈服階段中的小應(yīng)力。
屈服點的計算公式為:
式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm。
斷后伸長率
在拉伸試驗中,試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計算公式為:式中:L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長度,mm; L0--試樣原始標(biāo)距長度,mm。
斷面收縮率
在拉伸試驗中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比,稱為斷面收縮率。以ψ表示,單位為%。計算公式如下:式中:S0--試樣原始橫截面積,mm; S1--試樣拉斷后縮徑處的少橫截面積,mm。
硬度指標(biāo)
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力,稱為硬度。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同,硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度(HB)
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,以規(guī)定的試驗力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS(鋼球)表示,單位為N/mm(MPa)。
鍋爐管的用途分類
用于低中壓鍋爐(工作壓力一般不大于5.88Mpa,工作溫度在450℃以下)的受熱面管子;用于高壓鍋爐(工作壓力一般在9.8Mpa以上,工作溫度在450℃~650℃之間)的受熱面管子、省煤器、過熱器、再熱器、石化工業(yè)用管等。
按照組成材料分類可分為20G高壓鍋爐管、12Cr1MoVG高壓鍋爐管、鋼研102高壓鍋爐管、15CrMoG高壓鍋爐管、5310高壓鍋爐管、3087低中壓鍋爐管、40Cr高壓鍋爐管、1Cr5Mo高壓鍋爐管、42CrMo高壓鍋爐管。
制造及用途(1)生產(chǎn)制造方法:
①一般鍋爐管使用溫度在450℃以下,國產(chǎn)管主要用10號、20號碳結(jié)鋼熱軋管或冷拔管制造。
②高壓鍋爐管使用時經(jīng)常處于高溫和高壓條件管子在高溫?zé)煔夂退魵獾淖饔孟拢瑫l(fā)生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強(qiáng)度,高的抗氧化腐蝕性能,并有良好的組織穩(wěn)定性。
(2)用途:
①一般鍋爐管主要用來制造水冷壁管、沸水管、過熱蒸汽管、機(jī)車鍋爐用的過熱蒸汽管,大、小煙管及拱磚管等。
②高壓鍋爐管主要用來制造高壓和超高壓鍋爐的過熱器管、再熱器管、導(dǎo)氣管、主蒸汽管等。
高壓鍋爐管的生產(chǎn)工藝隨鋼種的不同各有差異。以珠光體型鉻鉬釩鋼為例,鍋爐管的生產(chǎn)工藝特點是:(1)管坯應(yīng)剝皮,剝皮量通常為5mm;(2) 由于鋼質(zhì)較硬,管坯多用氧氣切割或鋸切;(3)由于鉻鉬釩鋼的導(dǎo)熱性比碳鋼低,加熱速度宜稍慢,加熱溫度為1120~1180℃,穿孔溫度為1100~1160℃; (4)這類鋼在1000~1100℃區(qū)間有良好的塑性和低的變形抗力,因而穿孔性能較好,變形參數(shù)可照中碳鋼或合金鋼(例如30CrMnSiA)選??;(5)軋后鋼管要正火和回火,正火溫度為950~980℃,回火溫度為730~750℃,保溫時間為2~3h;(6)鋼管尺寸公差較嚴(yán),以保證對口焊接;管子長度盡可能長,以利于減少焊口數(shù)量。
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