Wuxi Physico-chemical Nondestructive Inspection Association
无锡市理化无损检验协会

博学笃行,与时俱进

LEARNED RESOURCEFUL ,TIMES

2019第4期刊版本
来源: | 作者:wxzlxh | 发布时间: 1591天前 | 3457 次浏览 | 分享到:
  目录
●科技论坛
观国庆70周年阅兵式有感---------------------------(01)《关于改革完善技能人才评价制度的意见》--( 03 )
●科技之窗
关于规范压力容器安全技术有关要求的通知--(07)
材料性能知识大汇总---------------------------------(11)●科普教育
职业技能提升行动方案------------------------------(22)常见硬度对照表----------------------------------------(24) ●行业技术交流
不锈钢锻件金相检验试样的制备与侵蚀-------(29)一类、二类、三类、四类钢代表的意思---------(30)钢材出现断裂的原因分析---------------------------(32)
过热、过烧、脱碳以及氢脆的控制--------------(38)
分析及解决淬火时硬度不足的方法---------------(40)
钢铁常见的宏观缺陷----------------------------------(45)
回火裂纹--------------------------------------------------(48)
●动态信息专栏
理化检验人员国家职业技术资格培训取证公告
计量检验人员国家职业技术资格培训公告
无损检测人员国家职业技术资格培训公告
食品安全检验人员国家职业技术资格培训公告
质量检验工程师培训取证公告
化工机械工程师培训取证公告
●行业征询征文
杂志征文通知---------------------------(61)
名优产品推荐介绍--------------------------------------(62)
●行业内外介绍
江苏省惠山中等专业学校简介
无锡城市职业技术学院简介
无锡创想分析仪器有限公司产品介绍
济南普业机电技术有限公司
无锡深深仪器科技有限公司产品介绍


江苏理化无损检验 通讯
江苏·无锡
2019年第4期
主管:江苏省无锡市科学技术协会  
主办:江苏省无锡理化无损检验协会
   中国计量测试学会职业能力评价分中心
协办:无锡国信质量检验技术研究院


编委会成员
主编: 钱华新
副主编: 计建红
编  委:(按姓氏笔画排序)
孔建伟    石秀东     陆明昌    吴世锋    朱焕昌     邵  强    赵 宽     夏国华     贾仁萍
徐宏良    徐年宝     戴  炯


地址 :无锡钱桥钱胡公路510号
邮编 :214151
电话 :0510-83201060   
        0510-83201706
传真 :0510-83201060  
网 站:http//:www.wxzlxh.com
( 行业刊物 . 免费赠阅 )
观国庆70周年阅兵式有感
无锡市理化无损检验协会   计建红
光阴似箭,日历也穿上了“国庆装”。今天——10月1日是我们中华民族盛大的节日,是我们伟大的祖国母亲——中华人民共和国建国70年的喜庆日
我爱你,中国,我要把最美的歌儿献给你,我的母亲,我的祖国……”听着优美柔和的音乐,10月1日,我们全家穿上了五星爱国装早早坐在电视机前,收看国庆70周年阅兵式直播。
从电视机里,我看到天安门城楼上红旗招展,天安门广场上矗立着巨大的“1949,国庆,2019”,这寓意新中国70载风雨历程。坐在广场上的群众,身着节日盛装,满怀激情地随着军乐队的乐曲,挥动手里的小国旗。我们全家也拿着事先准备好的小国旗,跟着一起挥舞。这是我第一次坐在电视机前观看国庆阅兵,心情无比激动。


一、神圣的国旗
上午十点,70响礼炮响彻云霄。随着一声号令,国旗护卫队战士迈着铿锵有力的步伐,走下人民英雄纪念碑台阶。他们身姿挺拔,目光如炬,走百米不差分毫,走百步不差分秒。“起来,不愿做奴隶的人们……”威武雄壮的《义勇军进行曲》在广场上空奏响,鲜艳的五星红旗冉冉升起。我想起香港回归升起的国旗,想起赛场上运动员夺冠升起的国旗,想起珠穆朗玛峰上攀登者升起的国旗,想起今年开学第一课讲述的革命先烈亲手绣红旗,想起1949年毛主席在天安门城楼升起的第一面五星红旗……中国人民站起来了!我激动得一跃而起,大声唱起国歌。我从书上和电视上知道百多年前,中华民族在水深火热中挣扎,无数革命先辈前赴后继,浴血奋战,终于迎来了今天,五星红旗高高飘扬。我们一定要珍惜今天来之不易的幸福生活,继往开来。
二、震撼世人的方阵
“五星红旗迎风飘扬,胜利歌声多么嘹亮。歌唱我们亲爱的祖国,从今走向繁荣富强……”15个徒步方阵,32个装备方阵,12个空中梯队依次登场。
意气风发的徒步方阵首先走来,他们钢枪如林,气势如虹,口号嘹亮,气吞山河。在众多方阵中,有几支方阵格外显眼。文职人员方阵,99%是本科,是唯一一支没有手持钢枪的方阵;院校科研方阵学历最高,71%是硕士;女兵方阵英姿飒爽……。一个个方阵队列整齐,响亮的口号声震长空。看着看着,我也禁不住从座位上站起,学着他们走起了正步。坦克、战车、火炮……,哇,好多高科技国防装备呀!东风-41洲际战略核导弹最后出场。我第一次看到这么长的车,载着这么大的炮弹,好震撼呀!空中梯队也在空蓝天上组成象征共和国70周年的图案,拉出七条彩烟,祝福祖国七十华诞。听妈妈说1949年开国大典时,我们只有17架飞机,飞了两遍才完成阅兵,而且没有一架是中国制造。现在我们的飞机终于呼啸长空,傲世苍穹。看着震撼人心的阅兵式,我仿佛看到了刻苦训练的他们,在烈日炎炎的训练场上挥洒汗水;我仿佛看到了保家卫国的他们,在零下50度的风雪边疆站岗执勤;我仿佛看到了抢险救灾的他们,在地动山摇的废墟上寻找生命;我仿佛看到了攻坚克难的他们,在实验室几十年不求名利默默奉献……他们是国家的中流砥柱!
我决心努力学习,不怕困难,不怕挫折,顽强拼搏,加强体育锻炼,将来为科技进步,祖国建设添砖加瓦,做有担当的人,做民族的脊梁。
三、放飞和平鸽
“今天是你的生日,我的中国,清晨,我放飞一群白鸽,为你衔来一枚橄榄叶………”4名少先队员领唱,唱出了对祖国的祝福,唱出了中国人民热爱和平的心声,唱出了维护世界和平的决心。我也跟着他们大声地学唱。7万只和平鸽被一齐放飞,放飞的不仅是和平的使者,也是我们追求和平的心愿。
在随后群众游行队伍中,我看到2019名少先队员组成的方阵走来。我知道我们是承前启后的一代,是与时俱进的一代,我们是初生的太阳,我们要接过先辈们手中的旗帜,努力建设好我们的国家,让祖国变得更强大,中华民族的伟大复兴必将在我们这一代的手中接力,我们肩负着民族复兴的使命和责任。故今日之责任,不在他人,而全在我少年。少年智则国智,少年富则国富;少年强则国强,少年独立则国独立;少年自由则国自由,少年进步则国进步……
中午,游行方阵还在进行。我们以庆祝共和国70周岁生日的名义,在蛋糕上插上数字70,共同许下愿望,祝愿祖国繁荣昌盛,国泰民安。我们齐声歌唱:“我爱你,中国,我要把最美的歌儿献给你,我的母亲,我的祖国……
《关于改革完善技能人才评价制度的意见》
  为贯彻落实《关于分类推进人才评价机制改革的指导意见》等文件精神,根据国务院推进“放管服”改革要求,近日人力资源社会保障部印发了《关于改革完善技能人才评价制度的意见》(以下简称《意见》)。《意见》明确,健全完善技能人才评价体系,形成科学化、社会化、多元化的技能人才评价机制;坚持深化改革、多元评价、科学公正、以用为本;发挥政府、用人单位、社会组织等多元主体作用,建立健全以职业资格评价、职业技能等级认定和专项职业能力考核等为主要内容的技能人才评价制度,形成有利于技能人才成长和发挥作用的制度环境,促进优秀技能人才脱颖而出。
《意见》要求


  深化技能人员职业资格制度改革,完善职业资格目录。对准入类职业资格,继续保留在目录内。对关系公共利益或涉及国家安全、公共安全、人身健康、生命财产安全的水平评价类职业资格,要依法依规转为准入类职业资格。对与国家安全、公共安全、人身健康、生命财产安全关系不密切的水平评价类职业资格,要逐步调整退出目录,对其中社会通用性强、专业性强、技术技能要求高的职业(工种),可根据经济社会发展需要,实行职业技能等级认定。
《意见》提出


  建立并推行职业技能等级制度,由用人单位和社会培训评价组织按照有关规定开展职业技能等级认定。符合条件的用人单位可结合实际面向本单位职工自主开展,符合条件的用人单位按规定面向本单位以外人员提供职业技能等级认定服务。符合条件的社会培训评价组织可根据市场和就业需要,面向全体劳动者开展。
《意见》强调


  建立健全由国家职业技能标准、行业企业评价规范、专项职业能力考核规范等构成的多层次、相互衔接的职业标准体系,完善职业标准开发机制。
《意见》指出


  要完善评价内容和方式,突出品德、能力和业绩评价,按规定综合运用理论知识考试、技能操作考核、业绩评审、竞赛选拔、企校合作等多种鉴定考评方式,提高评价的针对性和有效性。
《意见》强调


  建立技能人才评价工作目录管理制度并实行动态调整。规范证书发放管理,职业技能等级证书由用人单位和社会培训评价组织颁发。
《意见》要求


  加快政府职能转变,进一步明确政府、市场、用人单位、社会组织等在人才评价中的职能定位,建立权责清晰、管理科学、协调高效的人才评价管理体制。改进政府人才评价宏观管理、政策法规制定、公共服务、监督保障等工作。鼓励支持社会组织、市场机构以及企业、院校等作为社会培训评价组织,提供技能评价服务。
《意见》出台的背景是什么?
  党中央国务院高度重视技能人才评价工作。1994年,我国建立职业资格证书制度,并在全国全面推行。2013年以来,国务院将减少职业资格许可和认定事项作为推进“放管服”改革的重要内容,由人力资源社会保障部牵头组织开展,先后分七批取消434项职业资格,占部门设置职业资格总数的70%以上。2017年9月,经国务院同意,人力资源社会保障部向社会公布国家职业资格目录,实行清单式管理。随着职业资格改革深入,技能人员职业资格大幅减少,作为技能人才评价的主要方式,职业资格评价已难以满足技能劳动者需要,亟需改革完善技能人才评价制度,建立职业技能等级制度,并做好与职业资格制度的衔接。


《意见》包括哪些内容
《意见》主要包括五部分:


  第一部分,总体要求。由指导思想、基本原则和主要目标组成。明确加大“放管服”改革力度,加快政府职能转变,深化职业资格制度改革,建立职业技能等级制度,健全完善技能人才评价体系,形成科学化、社会化、多元化的技能人才评价机制。坚持深化改革、多元评价、科学公正、以用为本的原则,形成有利于技能人才成长和发挥作用的制度环境。


  第二部分,改革技能人才评价制度。提出深化技能人员职业资格制度改革、建立职业技能等级制度、规范专项职业能力考核等内容。其中,职业资格制度改革强调完善职业资格目录并实行动态调整,准入类职业资格保留在目录内,水平评价类职业资格逐步调整退出目录。同时,明确职业技能等级制度实施主体、评价对象等。


  第三部分,健全技能人才评价标准。明确建立由国家职业技能标准、行业企业评价规范、专项职业能力考核规范等构成的多层次职业标准体系,作为开展技能人才评价的依据。同时,就完善标准开发机制、合理确定技能等级提出要求。


  第四部分,完善评价内容和方式。强调突出品德、能力和业绩评价,同时根据不同类型技能人才的工作特点,实行差别化技能评价,灵活运用多种评价方式和手段。


  第五部分,加强监督管理服务。明确技能人才评价工作实行目录管理制度,明确证书发放管理和监督管理措施,明确政府、市场、用人单位、社会组织等在人才评价中的职能定位,推动政府职能转变。


《意见》有哪些改革创新举措?


  一是关于深化技能人员职业资格制度改革。《意见》要求,巩固职业资格改革成果,完善职业资格目录。对准入类职业资格,继续保留在目录内。对关系公共利益或涉及国家安全、公共安全、人身健康、生命财产安全的水平评价类职业资格,要依法依规转为准入类职业资格。对与国家安全、公共安全、人身健康、生命财产安全关系不密切的水平评价类职业资格,要逐步调整退出目录,对其中社会通用性强、专业性强、技术技能要求高的职业(工种),可根据经济社会发展需要,实行职业技能等级认定。


  二是关于建立职业技能等级制度。《意见》提出,建立职业技能等级制度,由用人单位和社会培训评价组织按照有关规定开展职业技能等级认定。符合条件的用人单位可结合实际面向本单位职工自主开展,符合条件的用人单位按规定面向本单位以外人员提供职业技能等级认定服务。符合条件的社会培训评价组织可根据市场和就业需要,面向全体劳动者开展。


  三是关于职业标准开发体系。《意见》强调,建立由国家职业技能标准、行业企业评价规范、专项职业能力考核规范等构成的多层次、相互衔接的职业标准体系。同时提出,完善职业标准开发机制。国家职业技能标准由人力资源社会保障部会同有关行业部门组织制定并颁布;行业企业评价规范由行业组织和用人单位参照《国家职业技能标准编制技术规程》开发;专项职业能力考核规范按照有关规定组织开发。推动成熟的行业企业评价规范和专项职业能力考核规范上升为国家职业技能标准。


  四是关于完善评价内容和方式。《意见》指出,要完善评价内容和方式,突出品德、能力和业绩评价,按规定综合运用理论知识考试、技能操作考核、业绩评审、竞赛选拔、企校合作等多种鉴定考评方式,提高评价的针对性和有效性。


  五是关于转变政府职能。《意见》要求,进一步明确政府、市场、用人单位、社会组织等在人才评价中的职能定位,建立权责清晰、管理科学、协调高效的人才评价管理体制。改进政府人才评价宏观管理、政策法规制定、公共服务、监督保障等工作。推进人力资源社会保障部门所属职业技能鉴定中心职能调整,逐步退出具体认定工作,转向加强质量监督、提供公共服务等工作。鼓励支持社会组织、市场机构以及企业、院校等作为社会培训评价组织,提供技能评价服务。


对于职业资格制度,国家建立了职业资格目录,对职业资格实行清单式管理。那么,对于职业技能等级制度,又是如何考虑的呢?职业技能等级认定机构包括哪些,谁遴选?谁实施,如何实施?如何加强服务监管?


  职业技能等级认定工作实行目录管理,向社会公开。职业技能等级认定机构包括用人单位和社会培训评价组织两类。用人单位中,中央企业由人力资源社会保障部进行遴选,所属子公司、分公司等分支机构由所在地省级人力资源社会保障部门给予工作支持、兑现相应待遇并进行监管;其他用人单位由所在地省级人力资源社会保障部门进行遴选。社会培训评价组织由人力资源社会保障部进行遴选。经遴选的用人单位和社会培训评价组织纳入职业技能等级认定目录,按规定开展职业技能等级认定。


  纳入目录的用人单位和社会培训评价组织参照人力资源社会保障部制定的职业技能等级证书编码规则和样式,制作并颁发职业技能等级证书(或电子证书)。对按规定发放的职业技能等级证书信息可在人力资源社会保障部职业技能鉴定中心全国联网查询系统上查询,取得证书的人员纳入人才统计和认定范围,落实相关政策,兑现相应待遇。


同时,通过现场督查、同行监督和社会监督,采取“双随机、一公开”和“互联网+监管”等方式,加强对用人单位和社会培训评价组织及其评价活动的监督管理。建立职业技能等级认定工作质量监控体系,健全用人单位和社会培训评价组织评估机制,定期组织评估,评估结果向社会公开。






市场监管总局办公厅关于规范压力容器
安全技术有关要求的通知
一、采用应变强化技术制造深冷压力容器
(一)关于产品标准和相关要求。
1.深冷压力容器指用于储存或运输冷冻液化气体的压力容器。采用应变强化技术制造固定式深冷压力容器,应当按照GB/T 18442.7-2017《固定式真空绝热深冷压力容器 第7部分:内容器应变强化技术规定》的要求执行。采用应变强化技术制造移动式深冷压力容器,在相应国家标准颁布前,制造技术要求应不低于标准T/CATSI 05001-2018《移动式真空绝热深冷压力容器内容器应变强化技术要求》
2.制造单位可以自行制定采用应变强化技术制造深冷压力容器的企业标准并自我声明,但其技术要求应当分别不低于GB/T 18442.7-2017和T/CATSI 05001-2018的规定。
3.采用应变强化技术制造的深冷压力容器,其设计文件、出厂文件中应当注明“应变强化容器”,产品铭牌中应有“PS”标识。
4.监督检验机构应当对应变强化过程和结果进行现场监督和确认,并在应变强化处理报告上签字。
(二)关于型式试验。
1.首次采用应变强化技术制造深冷压力容器的单位,应当约请具有资质的型式试验机构进行深冷容器型式试验。型式试验包括内容器应变强化工艺验证性试验和真空绝热罐体低温性能试验两部分内容。
2.采用应变强化技术制造深冷压力容器内容器前,制造企业应当先试制样品容器,并对样品容器进行应变强化工艺验证。型式试验机构应当现场确认应变强化工艺验证的过程,并在报告上签字。试制过程应当约请监督检验机构现场见证。
3.对通过型式试验的,型式试验机构应出具《型式试验证书》并上传公示,《型式试验证书》注明证书覆盖范围以及有效期。
(三)关于型式试验证书转化。
1.对本通知发布之前已经通过应变强化深冷压力容器技术评审且未超过4年的制造单位,应当将原焊接工艺评定、样品容器测试项目及相关技术指标与GB/T 18442.7-2017或T/CATSI 05001-2018进行符合性对比,形成对比报告,并于2019年6月1日前提交给具有相应资质的型式试验机构,型式试验机构审核通过后转化为《型式试验证书》。
2.超过4年的制造单位,应当按照上述要求完成符合性对比、形成对比报告,并约请型式试验机构,由型式试验机构随机抽取产品进行现场应变强化过程见证、低温性能试验,通过后转化为《型式试验证书》,否则应当重新进行型式试验。
(四)关于信息采集。
1.制造单位应按照信息采集程序及要求(下载网址:http://www.cdstc.org.cn)将应变强化处理相关数据通过信息采集终端实时上传到全国应变强化深冷容器信息服务平台(以下简称平台,网址:http://sh.tpvms.org)。监督检验机构对未按规定上传相关数据的设备,不得签发监督检验证书。
2.型式试验机构负责对制造单位上传至平台的应变强化处理数据和结果进行定期分析管理,并将数据分析的结果作为后续型式试验减免项目的依据。
3.型式试验机构还应当对已经取得《型式试验证书》的制造单位的质量管理体系运行情况、质量管理责任人员到岗履职情况、以及应变强化处理相关数据上传情况进行随机抽查,发现严重违反标准规定、不能保证应变强化工艺质量的制造单位,型式试验机构可以收回其签发的《型式试验证书》,并且将违规情况及时上报至市场监管总局特种设备局。
二、关于带卸液泵的移动式深冷压力容器
为防止用户使用带卸液泵的移动式深冷压力容器(以下简称带泵罐车)向车载气瓶或其他移动式压力容器进行违规充装导致事故,带泵罐车的使用应当符合以下规定:
(一)带泵罐车使用单位应当按照《特种设备使用管理规则》(TSG 08-2017)规定,承担本单位移动式压力容器使用安全的主体责任。应当继续执行原质检总局特种设备局发布的《关于在全国推广应用移动式压力容器公共服务信息追溯平台的通知》(质检特函〔2017〕38号)的要求,鼓励带泵罐车使用单位采用物联网技术对本单位的带泵罐车的使用(包括定点卸液)进行运行轨迹监控。使用单位应当确保本单位带泵罐车的合规使用,并将卸液点等相关信息及时上传或共享至“全国移动式压力容器定点卸液信息服务平台”(网址:http://www.tpvms.org,以下简称定点卸液平台),并接受带泵罐车和卸液点压力容器使用单位所在地安全监察机构的监督管理。
(二)对于新购置的带泵罐车,应当在销售合同中注明制造单位负责将带泵罐车产品相关信息上传至定点卸液平台。对于在用带泵罐车但未加装定点卸液监控终端(以下简称监控终端)的,使用单位应当在定期检验有效期届满前联系原制造单位,要求原制造单位逐台加装监控终端;发现存在安全隐患的,由原制造单位通过维修改造等措施消除安全隐患后加装监控终端。
(三)检验机构进行带泵罐车制造监督检验时,应当核查带泵罐车是否加装监控终端并纳入定点卸液平台;在定期检验时应当核查带泵罐车是否纳入定点卸液平台并正常使用、监控终端是否遭到破坏或拆除。凡存在未加装监控终端、未纳入定点卸液平台运行、监控终端遭到破坏或拆除、未设置卸液点或违规未处理等情况的带泵罐车,检验机构不得出具监督检验证书或定期检验合格报告。
(四)各级特种设备安全监察机构应当将带泵罐车列为重点设备加强监督检查。在带泵罐车办理使用登记时,登记机关应当核查该带泵罐车是否已纳入定点卸液平台运行,尚未纳入定点卸液平台运行的带泵罐车不予办理使用登记。
(五)液态二氧化碳带泵罐车的管理按照上述规定执行。
三、关于真空绝热罐体低温性能型式试验
(一)关于型式试验抽取数量和证书要求。
1.固定式深冷压力容器真空绝热罐体型式试验抽取数量、罐体容积间覆盖关系应当满足产品标准和型式试验规则的要求。
2.移动式深冷压力容器真空绝热罐体应当按型号各抽取一台进行试验。
3.《型式试验证书》应注明有效期。
(二)关于移动式深冷压力容器相关型式试验报告及证书转化。
新标准NB/T 47058-2017《冷冻液化气体汽车罐车》、NB/T 47059-2017《冷冻液化气体罐式集装箱》发布实施后,对按照原标准生产的移动式压力容器产品的低温性能型式试验,提出以下要求:
1.制造单位应当依据新标准要求,进行本单位产品低温绝热性能项目和相关技术指标的符合性对比工作。对于不符合新标准要求的,应当主动联系原型式试验机构重新进行试验。对于符合新标准要求或重新试验合格的,由型式试验机构完成型式试验报告及《型式试验证书》的转化。
2.移动式深冷压力容器低温绝热性能型式试验报告及《型式试验证书》的转化工作,应当在2019年10月1日前完成。
四、关于GB/T 5099-2017《钢质无缝气瓶》
(一)关于标准实施的过渡期。
1. GB/T 5099.1-2017《钢质无缝气瓶 第1部分:淬火后回火处理的抗拉强度小于1100MPa的钢瓶》和GB/T 5099.3-2017《钢质无缝气瓶 第3部分:正火处理的钢瓶》的实施日期为2019年1月1日。由于本次标准修订变化较大,考虑气瓶制造单位实施标准中遇到的原材料采购和制造设备安装调试等实际情况,设定标准实施过渡期为一年,过渡期内新旧标准同时有效。在过渡期内,制造单位仍可以采用已鉴定合格的原设计文件进行制造。2020年1月1日前,各制造单位应当按照新标准完成设计文件转化和型式试验。
2. 2020年1月1日起,各生产单位应当全面执行GB/T 5099-2017《钢质无缝气瓶》。
(二)关于水压试验测定残余变形率。
1. 2020年1月1日起,对于按照GB/T 5099.1-2017《钢质无缝气瓶 第1部分:淬火后回火处理的抗拉强度小于1100MPa的钢瓶》生产的气瓶,应当采用外测法逐只进行水压试验测定残余变形率并实现试验数据的实时纪录和可追溯。
2.对于按照GB/T 5099.3-2017《钢质无缝气瓶 第3部分:正火处理的钢瓶》生产的气瓶,可以采用内测法和外测法相结合的方法进行水压试验测定残余变形率(即每批气瓶抽取5%的气瓶进行逐只外测法水压试验,其余逐只进行内测法水压试验),外测法和内测法的残余变形率检测结果均应当满足标准要求。
(三)关于充装混合气体的无缝气瓶。
1.充装混合气体的无缝气瓶应当优先选用按照GB/T 5099.1-2017《钢质无缝气瓶 第1部分:淬火后回火处理的抗拉强度小于1100MPa的钢瓶》生产的钢瓶。
2.如果选用按GB/T 5099.3-2017《钢质无缝气瓶 第3部分:正火处理的钢瓶》生产的正火瓶,应当严格控制混合气体的杂质成分含量。
五、其他事项
(一)关于深冷压力容器的相关技术要求。
1. 为防止罐体过量充装造成事故,设计、制造单位应当提出对罐体最大充装量进行控制的措施并告知使用单位。制造单位应对几何容积小于等于10m3的固定式深冷压力容器配装限充装置。
2.盛装液化天然气(LNG)的移动式压力容器,采用自增压卸液方式时,罐体设计压力不得超过1.0MPa。
3.盛装沸点不高于-182℃介质的深冷压力容器,制造单位应当要求绝热材料生产单位提交具有相应资质的国家质检中心出具的绝热材料与氧相容性的测试合格报告。
4.储存液氧介质的深冷压力容器,应当在结构设计上考虑避免C、H化合物的积聚,以防范罐体爆炸的风险。
5.对深冷压力容器的内容器进行外压计算时,外压计算压力由设计者根据内容器在制造、运输、装卸、检验与试验或者其他工况中可能出现的最大内外压力差确定,可不限定0.1MPa或0.04MPa的外压计算压力下限值。
(二)关于充装应力腐蚀介质的移动式压力容器选材。
1.对于充装含水量低于0.2%的无水氨介质的罐体,不得使用低碳钢和低合金高强度钢。对于充装含水量略高于0.2%的无水氨介质的罐体使用低碳钢和低合金高强度钢时,应当选用标准规定屈服强度小于等于370MPa、实测抗拉强度小于等于630MPa的材料,其使用状态为正火,且不得采用调质钢。
2.除无水氨介质外,其他有应力腐蚀介质的罐体选材应当满足《移动式压力容器安全技术监察规程》及设计所依据的产品标准要求。否则,通过新材料技术评审后方可进行设计制造。
(三)关于环氧乙烷移动式压力容器设计参数方案。
已通过环氧乙烷介质技术评审的汽车罐车、罐式集装箱的设计制造单位,自本通知发布之日起,其产品应当符合《环氧乙烷移动式压力容器的专项技术要求》规定的新设计参数方案,不符合要求的不得制造与通过监督检验。
(四)关于空分装置试生产期间试充装介质的出厂销售。
1.建设空分生产装置申请移动式压力容器试充装的单位,应当取得工程规划相关许可,并获得安全条件审查意见书和安全设施设计审查意见书,同时提供企业可以依法依规进行试生产的文件。充装单位进行试充装(试充装期限与建设项目试生产期限相同)介质的销售范围,由充装许可受理单位根据专家评审意见限定后,可以出厂销售。
2.试充装期满,经鉴定评审合格,在颁发充装许可证书以前,发证机关还应核查充装单位是否取得经营许可(对无需危化品经营许可的项目应取得安全生产许可)。
材料性能知识大汇总
无锡深深仪器有限公司  孔建伟
1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题


低碳钢的应力-应变曲线


a、拉伸过程的变形:
弹性变形,屈服变形,加工硬化(均匀塑性变形),不均匀集中塑性变形。
b、相关公式:
工程应力 σ=F/A0 ;工程应变ε=ΔL/L0;比例极限σP;弹性极限σε;屈服点σS;抗拉强度σb;断裂强度σk。
真应变 e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ;真应力 s=σ(1+ε)= σ*eε 指数e为真应变。
c、相关理论:
真应变总是小于工程应变,且变形量越大,二者差距越大;真应力大于工程应力。
弹性变形阶段,真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合;塑性变形阶段两者出现显著差异。


2、关于弹性变形的问题
a、相关概念
弹性:表征材料弹性变形的能力
刚度:表征材料弹性变形的抗力
弹性模量:反映弹性变形应力和应变关系的常数, E=σ/ε ;工程上也称刚度,表征材料对弹性变形的抗力。
弹性比功:称弹性比能或应变比能,是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力,评价材料弹性的好坏。
包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形,再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
滞弹性:(弹性后效)是指材料在快速加载或卸载后,随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
弹性滞后环:非理想弹性的情况下,由于应力和应变不同步,使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。
金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力,称为金属的循环韧性,也叫内耗
b、相关理论:


弹性变形都是可逆的。
理想弹性变形具有单值性、可逆性,瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷,弹性变形时,并不是完整的。
弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映
单晶体和多晶体金属的弹性模量,主要取决于金属原子本性和晶体类型。
包申格效应;滞弹性;伪弹性;粘弹性。
包申格效应消除方法:预先大塑性变形,回复或再结晶温度下退火。
循环韧性表示材料的消震能力。


3、关于塑形变形的问题
a、相关概念
滑移:滑移系越多,塑性越好;滑移系不是唯一因素(晶格阻力等因素);滑移面——受温度、成分和变形的影响;滑移方向——比较稳定
孪生:fcc、bcc、hcp都能以孪生产生塑性变形;一般在低温、高速条件下发生;变形量小,调整滑移面的方向
屈服现象:退火、正火、调质的中、低碳钢和低合金钢比较常见,分为不连续屈服和连续屈服;
屈服点:材料在拉伸屈服时对应的应力值,σs;
上屈服点:试样发生屈服而力首次下降前的最大应力值,σsu;
下屈服点:试样屈服阶段中最小应力,σsl;
屈服平台(屈服齿):屈服伸长对应的水平线段或者曲折线段;
吕德斯带:不均匀变形;对于冲压件,不容许出现,防止产生褶皱。
屈服强度:表征材料对微量塑性变形的抗力
连续屈服曲线的屈服强度:用规定微量塑性伸长应力表征材料对微量塑性变形的抗力
(1)规定非比例伸长应力σp:
(2)规定残余伸长应力σr:试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力;残余伸长的百分比为0.2%时,记为σr0.2
(3)规定总伸长应力σt:试样标距部分的总伸长(弹性伸长加塑性伸长)达到规定的原始标距百分比时的应力。


晶格阻力(派纳力);位错交互作用阻力


Hollomon公式:S=Ken ,S为真应力,e为真应变;n—硬化指数0.1~0.5,n=1,完全理想弹性体,n=0,没有硬化能力;K——硬化系数
缩颈是:韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象。
抗拉强度:韧性金属试样拉断过程中最大试验力所对应的应力。代表金属材料所能承受的最大拉伸应力,表征金属材料对最大均匀塑性变形的抗力。与应变硬化指数和应变硬化系数有关。等于最大拉应力比上原始横截面积。
塑性是指金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。


b、相关理论
常见的塑性变形方式:滑移,孪生,晶界的滑动,扩散性蠕变。
塑性变形的特点:各晶粒变形的不同时性和不均匀性(取向不同;各晶粒力学性能的差异);各晶粒变形的相互协调性(金属是一个连续的整体,多系滑移;Von Mises 至少5个独立的滑移系)。
硬化指数的测定:①试验方法;②作图法lgS=lgK+nlge
硬化指数的影响因素:与层错能有关,层错能下降,硬化指数升高;对金属材料的冷热变形也十分敏感;与应变硬化速率并不相等。
缩颈的判据(失稳临界条件)拉伸失稳或缩颈的判据应为dF=0
两个塑性指标:断后伸长率δ=(L1-L0)/LO*100%;
断后收缩率:ψ=(A0-A1)/A0*100%
ψ>δ,形成为缩颈
ψ=δ或ψ<δ,不形成缩颈


4、关于金属的韧度断裂问题
a、相关概念
韧性:断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力
韧度:单位体积材料断裂前所吸收的功
韧性断裂:裂纹缓慢扩展过程中消耗能量;断裂最先发生在纤维区,然后快速扩展形成放射最后断裂形成剪切唇,放射区在裂纹快速扩展过程中形成,一般放射区汇聚方向指向裂纹源。
脆性断裂:基本不产生塑性变形,危害性大。低应力脆断,工作应力很低,一般低于屈服极限;脆断裂纹总是从内部的宏观缺陷处开始;温度降低,应变速度增加,脆断倾向增加。


穿晶断裂:裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂,断口明亮。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,都是脆性断裂,由晶界处的脆性第二相等造成,断口相对灰暗。穿晶断裂和沿晶断裂可混合发生。高温下,多由穿晶断裂转为沿晶韧性断裂。
沿晶断裂断口:断口冰糖状;若晶粒细小,断口呈晶粒状。
剪切断裂:材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。(滑断、微孔聚集型断裂)
解理断裂:材料在正应力作用下,由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
金属的强度就是指金属材料原子间结合力的大小,一般说金属熔点高,弹性模量大,热膨胀系数小则其原子间结合力大,断裂强度高。断裂的实质就是外力作用下材料沿某个原子面分开的过程。
格里菲思理论:从热力学观点看,凡是使能量减低的过程都将自发进行,凡使能量升高的过程必将停止,除非外界提供能量。Griffth指出,由于裂纹存在,系统弹性能降低,与因存在裂纹而增加的表面能平衡。如弹性能降低足以满足表面能增加,裂纹就会失稳扩展,引起脆性破坏。


b、相关理论
断裂三种主要的失效形式:磨损、腐蚀、断裂
多数金属的断裂包括裂纹的形成和扩展两个阶段。
按断裂的形态:韧性断裂和脆性断裂;按裂纹扩展路径:穿晶断裂和沿晶断裂;按断裂机制:解理断裂和剪切断裂
韧性断裂和脆性断裂:根据材料断裂前产生的宏观塑性变形量的大小来确定。通常脆性断裂也会发生微量的塑性变形,一般规定断面收缩率小于5%则为脆性断裂。反之大于5%的为韧性断裂。
脆性断口平齐而光亮,与正应力垂直,断口常呈人字纹或放射花样。
解理断裂是沿特定的晶面发生的脆性穿晶断裂,通常总沿一定的晶面分离。
解理断裂总是脆性断裂,但脆性断裂不一定是解理断裂。
常见的裂纹形成理论:①位错塞积理论 ②位错反应理论
解理与准解理
共同点:穿晶断裂;有小解理刻面;台阶及河流花样
不同点:①准解理小刻面不是晶体学解理面②解理裂纹常源于晶界,准解理裂纹常源于晶内硬质点。准解理不是一种独立的断裂机理,而是解理断裂的变种。


格雷菲斯理论是根据热力学原理得出的断裂发生的必要条件,但并不意味着事实上一定断裂。裂纹自动扩展的充分条件是尖端应力等于或大于理论断裂强度。
5、关于硬度的问题


a、硬度概念
硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。


b、硬度试验方法:
划痕法——表征金属切断强度
回跳法——表征金属弹性变形功
压入法——表征塑性变形抗力及应变硬化能力


布氏硬度
压头:淬火钢球(HBS),硬质合金球(HBW)
载荷:3000Kg 硬质合金,500Kg 软质材料
保载时间:10-15s 黑色金属,30s 有色金属


压痕相似原理
只用一种标准的载荷和钢球直径,不能同时适应硬的材料或者软的材料。为保证不同载荷和直径测量的 硬度值之间可比,压痕必须满足几何相似。


布氏硬度表示方法:600HBW1/30/20
①度值,②符号HBW,③球直径,④试验力(1kgf=9.80665N),⑤试验力保持时间


布氏硬度试验的优缺点:
优点:压头直径较大→压痕面积较大→硬度值可反映金属在较大范围内各组成相的平均性能,不受个别组成 相及微小不均匀性的影响。
缺点:对不同材料需更换压头直径和改变试验力,压痕测量麻烦,自动检测受到限制;压痕较大时不宜在成品上试验


洛氏硬度


以测量压痕深度表示材料硬度值。
压头有两种:α=120°的金刚石圆锥体,一定直径的淬火钢球。
洛氏硬度试验优缺点:
优点:操作简便、迅速,硬度可直接读出;压痕较小,可在工件上试验;用不同标尺可测定软硬不同和厚薄不一的试样。
缺点:压痕较小,代表性差;材料若有偏析及组织不均匀等缺陷,测试值重复性差,分散度大;用不同标尺测得的硬度值没有联系,不能直接比较。


维氏硬度
原理与布氏硬度试验相同,根据单位面积所承受的试验力计算硬度值。不同的是维氏硬度的压头是两个相对面夹角α为136°的金刚石四棱锥体。


努氏硬度
与维氏硬度的区别1)压头形状不同;2)硬度值不是试验力除以压痕表面积,而是除以压痕投影面积


肖氏硬度
一种动载荷试验法,原理是将一定质量的带有金刚石圆头或钢球的重锤,从一定高度落于金属试样表面,根据重锤回跳的高度来表征金属硬度值大小,也称回跳硬度。用HS表示。


里氏硬度
动载荷试验法,用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定的速度冲击试样表面,用冲头的回弹速度表征金属的硬度值。用HL表示。


6、关于金属在冲击载荷下的力学性能
a、相关概念
冲击韧性:指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,常用标准试样的冲击吸收功AK表示。


冲击测量参数:测量冲击脆断后的冲击吸收功(AkU或AKV),冲击吸收功并不能真正反映材料的韧脆程度(冲击吸收功 并非完全用于试样变形和破坏)
低温脆性:体心立方或某些密排六方晶体金属及合金,当试验温度低于某一温度tk或温度区间时,材料由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理,断口特征由纤维状变为结晶状。tk或温度区间称为韧脆转变温度,又称冷脆转变温度。


b、相关理论
韧脆的评价方法:材料的缺口冲击弯曲试验,材料的冲击韧性


韧脆的影响因素:温度(低温脆性);应力状态(三向拉应力状态);变形速度的影响(冲击脆断)


低温脆性的本质:低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果。屈服强度σs的随温度降低而升高,而断裂强度σc随温度变化很小。


t>tk ,σc>σs ,先屈服再断裂;t<tk ,σc<σs ,脆性断裂


韧脆转变温度是金属材料的韧性指标,它反映了温度对韧脆性的影响。


影响韧脆转变温度的冶金因素:


晶体结构:体心立方金属及其合金存在低温脆性。普通中、低强度钢的基体是体心立方点阵的铁素体,故这类钢 有明显的低温脆性。


化学成分:间隙溶质元素溶入铁素体基体中,偏聚于 位错线附近,阻碍位 错运动,致σs升高, 钢的韧脆转变温度提高。
显微组织:晶粒大小,细化晶粒使材料韧性增加;减小亚晶和胞状结构尺寸也能提高韧性。


细化晶粒提高韧性的原因:晶界是裂纹扩展的阻力;晶界前塞积的位错数减少,有利于降低应力集中;晶界总面积 增加,使晶界上杂质浓度减少,避免产生沿晶脆性断裂。


7、关于金属疲劳的问题


a、金属疲劳现象
疲劳:金属机件在变动应力和应变长期作用下,由于积累损伤而引起的断裂现象。
疲劳的破坏过程是材料内部薄弱区域的组织在变动应力作用下,逐渐发生变化和损伤累积、开裂,当裂纹扩展达到一定程度后发生突然断裂的过程,是一个从局部区域开始的损伤累积,最终引起整体破坏的过程。
循环应力的波形:正弦波、矩形波和三角波等。
表征应力循环特征的参量有:
最大循环应力σmax,最小循环应力σmin;平均应力:σm=(σmax+σmin)/2;应力幅或应力范围:σa=(σmax-σmin)/2;应力比:r=σmin/σmax


疲劳按应力状态分:弯曲疲劳、扭转疲劳、拉压疲劳、接触疲劳及复合疲劳;
疲劳按环境和接触情况分:大气疲劳、腐蚀疲劳、高温疲劳、热疲劳及接触疲劳等。
疲劳按应力高低和断裂寿命分:高周疲劳和低周疲劳。


b、金属疲劳特点
疲劳的特点:该破坏是一种潜藏的突发性破坏,在静载下显示韧性或脆性破坏的材料在疲劳破坏前均不会发生明显的塑性变形,呈脆性断裂。
疲劳对缺口、裂纹及组织等缺陷十分敏感,即对缺陷具有高度的选择性。因为缺口或裂纹会引起应力集中,加大对材料的损伤作用;组织缺陷(夹杂、疏松、白点、脱碳等),将降低材料的局部强度,二者综合更加速疲劳破坏的起始与发展。


c、金属疲劳宏观断口


疲劳宏观断口的特征:疲劳断裂经历了裂纹萌生和扩展过程。由于应力水平较低,因此具有较明显的裂纹萌生和稳态扩展阶段,相应的断口上也显示出疲劳源、疲劳裂纹扩展区与瞬时断裂区的特征。


疲劳源:是疲劳裂纹萌生的策源地。


位置:多出现在机件表面,常和缺口、裂纹、刀痕、蚀坑等缺陷相连。但若材料内部存在严重冶金缺陷(夹杂、缩孔、偏析、白点等),也会因局部材料强度降低而在机件内部引发出疲劳源。
特点:因疲劳源区裂纹表面受反复挤压,摩擦次数多,疲劳源区比较光亮,而且因加工硬化,该区表面硬度会有所提高。


数量:机件疲劳破坏的疲劳源可以是一个,也可以是多个,它与机件的应力状态及过载程度有关。如单向弯曲疲劳仅产生一个源区,双向反复弯曲可出现两个疲劳源。过载程度愈高,名义应力越大,出现疲劳源的数目就越多。


产生顺序:若断口中同时存在几个疲劳源,可根据每个疲劳区大小、源区的光亮程度确定各疲劳源产生的先后,源区越光亮,相连的疲劳区越大,就越先产生;反之,产生的就晚。


疲劳区是疲劳裂纹亚稳扩展形成的区域。


宏观特征:断口较光滑并分布有贝纹线(或海滩花样),有时还有裂纹扩展台阶。


断口光滑是疲劳源区的延续,其程度随裂纹向前扩展逐渐减弱,反映裂纹扩展快慢、挤压摩擦程度上的差异。


贝纹线——疲劳区的最典型特征:产生原因:一般认为是因载荷变动引起的,因为机器运转时常有启动、停歇、偶然过载等,均要在裂纹扩展前沿线留下弧状贝纹线痕迹。


形貌特点:疲劳区的每组贝纹线好像一簇以疲劳源为圆心的平行弧线,凹侧指向疲劳源,凸侧指向裂纹扩展方向。近疲劳源区贝纹线较细密,表明裂纹扩展较慢;远离疲劳源区贝纹线较稀疏、粗糙,表明此段裂纹扩展较快。


影响因素:贝纹区的总范围与过载程度及材料的性质有关。若机件名义应力较高或材料韧性较差,则疲劳区范围较小,贝纹线不明显;反之,低名义应力或高韧性材料,疲劳区范围较大,贝纹线粗且明显。贝纹线的形状则由裂纹前沿线各点的扩展速度、载荷类型、过载程度及应力集中等决定。


瞬断区是裂纹失稳扩展形成的区域。在疲劳亚临界扩展阶段,随应力循环增加,裂纹不断增长,当增加到临界尺寸ac时,裂纹尖端的应力场强度因子KI达到材料断裂韧性KIc(Kc)时。裂纹就失稳快速扩展,导致机件瞬时断裂。


瞬断区的断口比疲劳区粗糙,宏观特征如同静载,随材料性质而变。


脆性材料断口呈结晶状;


韧性材料断口,在心部平面应变区呈放射状或人字纹状,边缘平面应力区则有剪切唇区存在。


位置:瞬断区一般应在疲劳源对侧。但对旋转弯曲来说,低名义应力时,瞬断区位置逆旋转方向偏转一角度;高名义应力时,多个疲劳源同时从表面向内扩展,使瞬断区移向中心位置。


大小:瞬断区大小与机件承受名义应力及材料性质有关,高名义应力或低韧性材料,瞬断区大;反之。瞬断区则小。


d、疲劳曲线及基本疲劳力学性能


疲劳曲线:疲劳应力与疲劳寿命的关系曲线,即S-N曲线。


用途:它是确定疲劳极限、建立疲劳应力判据的基础。


有水平段(碳钢、合金结构钢、球铁等):经过无限次应力循环也不发生疲劳断裂,将对应的应力称为疲劳极限,记为σ-1(对称循环)


无水平段(铝合金、不锈钢、高强度钢等):只是随应力降低,循环周次不断增大。此时,根据材料的使用要求规定某一循环周次下不发生断裂的应力作为条件疲劳极限。


疲劳曲线的测定——升降法测定疲劳极限


d、疲劳过程及机理


疲劳过程:裂纹萌生、亚稳扩展、失稳扩展三个过程。


疲劳寿命Nf=萌生期N0+亚稳扩展期Np


金属材料的疲劳过程也是裂纹萌生到扩展的过程。


裂纹萌生往往在材料薄弱区或高应力区,通过不均匀滑移、微裂纹形成及长大而完成。


疲劳微裂纹常由不均匀滑移和显微开裂引起。主要方式有:表面滑移带开裂;第二相、夹杂物与基体界面或夹杂物本身开裂;晶界或亚晶界处开裂。


e、如何提高疲劳强度 
如何提高疲劳强度——滑移带开裂产生裂纹角度
从滑移开裂产生疲劳裂纹形成机理看,只要能提高材料滑移抗力(固溶强化、细晶强化等),均可阻止疲劳裂纹萌生,提高疲劳强度。


如何提高疲劳强度——相界面开裂产生裂纹角度


从第二相或夹杂物可引发疲劳裂纹的机理来看,只要能降低第二相或夹杂物脆性,提高相界面强度,控制第二相或夹杂物的数量、形态、大小和分布、使之“少、圆、小、匀”,均可抑制或延缓疲劳裂纹在第二相或夹杂物附近萌生,提高疲劳强度。


如何提高疲劳强度——晶界开裂产生裂纹


从晶界萌生裂纹来看,凡使晶界弱化和晶粒粗化的因素,如晶界有低熔点夹杂物等有害元素和成分偏析、回火脆、晶界析氢及晶粒粗化等,均易产生晶界裂纹、降低疲劳强度;反之,凡使晶界强化、净化和细化晶粒的因素,均能抑制晶界裂纹形成,提高疲劳强度。


f、影响疲劳强度的主要因素


表面状态的影响:应力集中——机件表面缺口因应力集中往往是疲劳策源地,引起疲劳断裂,可用Kf与qf表征缺口应力集中对材料疲劳强度的影响。Kf与qf越大,材料的疲劳强度就降得越低。且这种影响随材料强度的增高,更加显著。


表面粗糙度——表面粗糙度越低,材料的疲劳极限越高;表面粗糙度越高,疲劳极限越低。材料强度越高,表面粗糙度对疲劳极限的影响越显著。


残余应力及表面强化的影响:残余压应力提高疲劳强度;残余拉应力降低疲劳强度。残余压应力的影响与外加应力的应力状态有关,不同应力状态,机件表面层的应力梯度不同。弯曲疲劳时,效果比扭转疲劳大;拉压疲劳时,影响较小。残余压应力显著提高有缺口机件的疲劳强度,残余应力可在缺口处集中,能有效地降低缺口根部的拉应力峰值。残余压应力的大小、深度、分布以及是否发生松弛都会影响疲劳强度。


表面强化的影响——表面强化可在机件表面产生残余压应力,同时提高强度和硬度。两方面的作用都会提高疲劳强度。(方法:喷丸、滚压、表面淬火、表面化学热处理)硬度由高到低的顺序:渗氮→渗碳→感应加热淬火;强化层深度由高到低顺序:表面淬火→渗碳→渗氮。


材料成分及组织的影响:疲劳强度是对材料组织结构敏感的力学性能。合金成分、显微组织、非金属夹杂物及冶金缺陷


g、低周疲劳


低周疲劳:金属在循环载荷作用下,疲劳寿命为102~105次的疲劳断裂。


循环硬化和循环软化现象与位错循环运动有关。


在一些退火软金属中,在恒应变幅的循环载荷下,由于位错往复运动和交互作用,产生了阻碍位错继续运动的阻力,从而产生循环硬化。


在冷加工后的金属中,充满位错缠结和障碍,这些障碍在循环加载中被破坏;或在一些沉淀强化不稳定的合金中。由于沉淀结构在循环加载中被破坏均可导致循环软化。


热疲劳:机件在由温度循环变化时产生的循环热应力及热应变作用下发生的疲劳。


热机械疲劳:温度循环和机械应力循环叠加所引起的疲劳。


产生热应力的两个条件:①温度变化②机械约束


冲击疲劳:冲击次数N>105次时,破坏后具有典型的疲劳断口,即为冲击疲劳。




《职业技能提升行动方案(2019—2021年)》


产业转型升级急需高技能人才,经济高质量发展呼唤高技能人才。近日,国务院办公厅发布《职业技能提升行动方案(2019—2021年)》(以下简称《方案》),大力推行终身职业技能培训制度。《方案》的出台具有怎样的重要意义?将面向哪些群体?培训什么?有哪些补贴?围绕相关问题,记者采访了业内专家。


3年培训5000万人次


高技能人才短缺,已成为我国产业转型升级的一大瓶颈。近年来,尽管我国技能人才队伍不断发展壮大,但技术工人特别是高技能人才占就业人员总量的比例仍不足6%。从市场供需来看,最近几年技术工人的求人倍率(即岗位需求数与求职人数之比)一直在1.5以上,高级技工的求人倍率甚至达到2以上水平,全国高级技工缺口达1000万人。


“当前就业市场中,企业用人需求和人才供给结构不相适应的问题日益凸显。一方面,劳动密集型岗位、中小企业岗位和生产一线岗位的劳动力供给不足;另一方面,新技术、新业态发展所产生的用人需求也与现有人才供给规模及水平不匹配。伴随我国产业转型升级的不断深化,加快建设一支新型劳动者大军迫在眉睫。”北京大学中国职业研究所副所长陈李翔指出。


因此,《方案》提出,面向职工、就业重点群体、建档立卡贫困劳动力等城乡各类劳动者,大规模开展职业技能培训,加快建设知识型、技能型、创新型劳动者大军。不仅要在3年里开展各类补贴性职业技能培训5000万人次以上,同时还要在全国各类企业全面推行企业新型学徒制、现代学徒制培训,力争用3年时间培训100万新型学徒,实现到2021年底,我国技能劳动者占就业人员总量的比例达到25%以上,高技能人才占技能劳动者的比例达到30%以上的目标。


“开展大规模职业技能培训,对全面提升劳动者就业创业能力、缓解技能人才短缺的结构性矛盾、提高就业质量将起到重要作用,对适应经济高质量发展、培育经济发展新动能、推进供给侧结构性改革内在要求,推动大众创业万众创新、推进制造强国建设、提高全要素生产率、推动经济迈上中高端具有重要意义。”人社部职业能力建设智库技工教育专家荀凤元表示。


确保培训针对性


餐桌摆放、桌布整理、铺床单、上被套……近日,在贵州省遵义市职业技术学校返乡农民工技能培训基地,学校教师正在向前来参加培训的农民工详细讲解中餐服务和客房服务知识,并进行示范教学。


明确“培训什么”“如何培训”,是提高职业技能培训针对性和有效性的重点。


在培训内容上,此次《方案》提出,要围绕市场急需紧缺职业以及先进制造业、战略性新兴产业等新产业开展培训,尤其要加大人工智能、云计算、大数据等新职业新技能培训力度。同时围绕促进创业,开展经营管理、品牌建设、市场拓展、风险防控等创业指导培训,从而使培训行动更加贴近经济社会发展,真正做到人岗匹配。


在培训形式上,采取岗前培训、在岗培训、脱产培训,开展岗位练兵、技能竞赛、在线学习等活动,短中长相结合,线上线下相结合,学制教育与非学制培训相结合,灵活多样,适合各类劳动者。


为了进一步提高职业技能培训基础能力,此次《方案》还要求加强实训设施、实训基地、职业训练院等建设。“职业训练院具有高技能人才培养、就业培训、竞赛评价等多种功能,是区域和行业开展综合职业培训的重要载体,对于整合培训资源,提高职业培训的整体水平具有重要意义。”原山东劳动技师学院党委书记崔秋立认为。


增强补贴实效性


《方案》特别强调,要完善职业培训补贴政策,加强政府引导激励,并将从失业保险基金结余中拿出1000亿元,结合其他就业补助资金等,统筹用于职业技能提升行动。


“为了鼓励支持劳动者参加培训,变‘要我学’为‘我要学’,《方案》还明确企业要为职工培训创造条件,与参训职工协商一致灵活调整工作时间,保障职工参训期间应有的工资福利待遇。同时,多项培训均由政府直接给被培训者发放资金补助,符合条件的劳动者都可以参加培训并获得补贴。”崔秋立说。


为了让参训者更加方便地申领到补贴,《方案》还提出建立培训补贴网上经办服务平台,有条件的地区可对项目制培训探索培训服务和补贴申领告知承诺制,简化流程,减少证明材料,提高服务效率。


“利用失业保险基金结余开展职业技能培训,目的是推动用人单位自主开展员工发展培训,实现就业稳定。”对此,陈李翔建议,进一步完善职业培训补贴机制,提升培训资金的使用效率。一是对企业职工培训进行专项补贴,包括在岗培训补贴、带薪培训假补贴、企业内职业技能鉴定补贴;二是针对企业职工参加培训的补贴,包括参加职业技能培训课程的学费补贴、参加职业技能鉴定的补贴等;三是下岗失业人员再就业培训的补贴,包括课程、教材、鉴定的补贴和一定程度的生活补贴。




常见硬度对照表
无锡市第二标准件制造有限公司   邵强


常见黑色金属硬度对照表(强度近似换算)
硬度分类 抗拉强度
N/mm2
洛氏 维氏 布氏
HRC HRA HV HB
17 211 211 710
17.5 214 214 715
18 216 216 725
18.5 218 218 730
19 221 220 735
19.5 223 222 745
20 226 225 750
20.5 229 227 760
21 231 229 765
21.5 234 232 775
22 237 234 785
22.5 240 237 790
23 243 240 800
23.5 246 242 810
24 249 245 820
24.5 252 248 830
25 255 251 835
25.5 258 254 850
26 261 257 860
26.5 264 260 870
27 268 263 880
27.5 271 266 890
28 274 269 900
28.5 278 273 910
29 281 276 920
29.5 285 280 935
30 289 283 950
30.5 292 287 960
31 296 291 970
31.5 300 294 980
32 304 298 995
32.5 308 302 1010
33 312 306 1020
33.5 316 310 1035
34 320 314 1050
34.5 324 318 1065
35 329 323 1080
35.5 333 327 1095
36 338 332 1110
36.5 342 336 1125
37 347 341 1140
37.5 352 345 1160
38 357 350 1175

39 70 367 360 1210
39.5 70.3 372 365 1225
40 70.8 382 375 1260
40.5 70.5 377 370 1245
41 71.1 388 380 1280
41.5 71.3 393 385 1300
42 71.6 399 391 1320
42.5 71.8 405 396 1340
43 72.1 411 401 1360
43.5 72.4 417 407 1385
44 72.6 423 413 1405
44.5 72.9 429 418 1430
45 73.2 436 424 1450
45.5 73.4 443 430 1475
46 73.7 449 436 1500
46.5 73.9 456 442 1525
47 74.2 463 449 1550
47.5 74.5 470 455 1575
48 74.7 478 461 1605
48.5 75 485 468 1630
49 75.3 493 474 1660
49.5 75.5 501 481 1690
50 75.8 509 488 1720
50.5 76.1 517 494 1750
51 76.3 525 501 1780
51.5 76.6 534 1815
52 76.9 543 1850
52.5 77.1 551 1885
53 77.4 561 1920
53.5 77.7 570 1955
54 77.9 579 1995
54.5 78.2 589 2035
55 78.5 599 2075
55.5 78.7 609 2115
56 79 620 2160
56.5 79.3 631 2205
57 79.5 642 2250
57.5 79.8 653 2295
58 80.1 664 2345
58.5 80.3 676 2395
59 80.6 688 2450
59.5 80.9 700 2500
60 81.2 713 2555
60.5 81.4 726
61 81.7 739
61.5 82 752
62 82.2 766
62.5 82.5 780
63 82.8 795
63.5 83.1 810
64 83.3 825
64.5 83.6 840
65 83.9 856
65.5 84.1 872
66 84.4 889
66.5 84.7 906
67 85 923
67.5 85.2 941
68 85.5 959
68.5 85.8 978
69 86.1 997
69.5 86.3 1017
70 86.6 1037
HRC/HB近似换算小窍门
硬度高于20HRC ,1HRC≈10HB,
硬度低于20HRC,1HRC≈11.5HB。
备注:对于切削加工,基本可统一换算1HRC≈10HB(工件材料硬度有波动范围)


不锈钢锻件金相检验试样的制备与侵蚀
无锡大秦校准检验有限公司    夏国华


根据金相组织的不同,不锈钢划分为5类,即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢等。


1.不锈钢金相检验试样制备。不锈钢金相试样的制备和一般的高合金钢基本相同。其中奥氏体型不锈钢基体组织较软,韧性较高,易加工硬化,试样制备的难度较大,易产生机械滑移和扰乱金属层等组织假象而影响正常的金相组织分析和检验。奥氏体和马氏体钢如果制样不当,奥氏体会变成马氏体。因此,试样的制备应以不引起组织变化为原则,磨制试样应仔细,在进行砂轮磨平时,不要使不锈钢锻件试样产生高热。砂纸磨光时,用力不宜过大,尽量采用新砂纸,以减少磨制时间。在进行机械抛光时,应采用长毛绒织物和磨削能力大的金刚石研磨資,抛光时间不宜过长,施加压力不宜过大。不锈钢的理想抛光方法是电解抛光,这样可以得到高质量的试样,并能避免产生假象组织。


2.不锈钢金相试样的侵蚀。不锈钢具有较高的耐蚀性,所以显示其显微组织的侵蚀剂必须有强烈的侵蚀性,才能使组织清晰地显示。常用的侵蚀剂有:①氯化高铁5g+盐酸50mL+水lOOmL;
②盐酸10mL+硝酸10mL+酒100mL;
③苦味酸48mL+盐酸5mL+酒精lOOmL 
此外,不锈钢锻件中可能还会同时出现铁素体、奥氏体、碳化物、铁素体、相等,可以通过化学或电解侵蚀等方法予以区别。在形态上,奥氏体有孪晶组织,铁素体常呈带状或枝晶状;用赤血盐氢氧化钾溶液侵蚀后,铁素体呈玫瑰色,奥氏体呈光亮色。


一类钢,二类钢,三类钢,四类钢代表的意思
江苏容大材料腐蚀检验有限公司      贾任萍
一类钢
I代表一类钢 :属于碳素钢
FeⅠ类(碳素钢):Q235、20#、20g、20R、L210、S205、HP265等。


含碳量小于1.35%(0.1%-1.2%),除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。
含碳量增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比,碳素钢使用最早,成本低,性能范围宽,用量最大。适用于公称压力PN≤32.0MPa,温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn
二类钢


Ⅱ代表二类钢:属于低合金钢
FeⅡ类(低合金钢):16MnR、12Cr1MoV、20MnMoD、S240、L245、HP295等。
合金元素总量小于5%的合金钢叫做低合金钢。低合金钢是相对于碳钢而言的,是在碳钢的基础上,为了改善钢的一种或几种性能,而有意向钢中加入一种或几种合金元素.加入的合金量超过碳钢正常生产方法所具有的一般含量时,称这种钢为合金钢。
当合金总量低于5%时称为低合金钢。合金含量在5-10%之间称为中合金钢;大于10%的称为高合金钢。
三类钢
Ⅲ代表三类钢:属于马氏体不锈钢,铁素体不锈钢,铬钼钢
FeⅢ类(马氏体、铁素体不锈钢): 1Cr5Mo、0Cr13、1Cr17、1Cr9Mo等
标准的马氏体不锈钢是:403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C型,有磁性;这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”,其范围是从11.5至18%,铬含量愈高的钢材需碳含量愈高,以确保在热处理期间马氏体的形成,上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用,且440型成份的熔填金属不易取得。
铁素体不锈钢(400系)含铬量在15%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,这类钢具有导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
铁素体不锈钢价格不仅相对低且稳定,并且具有许多独特的特点和优势,业已证明,在许多原先认为只能采用奥氏体不锈钢(300系)的应用领域,铁素体不锈钢是一种极为优异的替代材料,铁素体不锈钢不含镍,主要元素为铬(>10%)和铁,铬是是不锈钢特别耐腐蚀的元素,其价格相对稳定。
四类钢
Ⅳ代表四类钢:奥氏体不锈钢,双相不锈钢
FeⅣ类(奥氏体、双相不锈钢)
奥氏体不锈钢,是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化,如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。
双相不锈钢(Duplex Stainless Steel,简称DSS),指铁素体与奥氏体各约占50%,一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
钢材出现断裂的原因分析
    无锡市国信质量检验技术研究院有限公司    钱华新
用于各行业的钢材品种达数千种之多。每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量而具有不同的商品名称。虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择,然而这些参数很难适用于所有钢材。主要原因有:第一,因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素,成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织,从而改变了钢的原有性能;第二,因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷,特别是集中缺陷(如气孔、夹杂等)在轧制时极其敏感,并且在同一化学成分钢的不同炉次之间,甚至在同一钢坯的不同部位发生不同的改变,从而影响钢材的质量。由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散(严防集中缺陷)度,而不是化学成分。所以,经热处理后韧性会发生很大变化。要深入探究钢材性能及其断裂原因,还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。




1. 铁素体-珠光体钢断裂




铁素体-珠光体钢占钢总产量的绝大多数。它们通常是含碳量在0.05%~0.20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。


铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁(铁素体)、0.01%C、可溶合金和Fe3C组成。在碳含量很低的碳钢中,渗碳体颗粒(碳化物)停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。但当碳含量高于0.02%时,绝大多数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构,而称为珠光体,同时趋向于作为“晶粒”和球结(晶界析出物)分散在铁素体基体中。含碳量在0.10%~0.20%的低碳钢显微组织中,珠光体含量占10%~25%。


尽管珠光体颗粒很坚硬,但却能非常广泛地分散在铁素体基体上,并且围绕铁素体轻松地变形。通常,铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。因此,珠光体会通过升高d-1/2(d为晶粒平均直径)而间接升高拉伸屈服应力δy。


从断裂分析的观点看,在低碳钢中有两种含碳量范围的钢,其性能令人关注。一是,含碳量在0.03%以下,碳以珠光体球结的形式存在,对钢的韧性影响较小;二是,含碳量较高时,以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。


2. 处理工艺的影响


实践得知,水淬火钢的冲击性能优于退火或正火钢的冲击性能,原因在于快冷阻止了渗碳体在晶界形成,并促使铁素体晶粒变细。


许多钢材是在热轧状态下销售,轧制条件对冲击性能有很大影响。较低的终轧温度会降低冲击转变温度,增大冷却速度和促使铁素体晶粒变细,从而提高钢材韧性。厚板因冷却速度比薄板慢,铁素体晶粒比薄板粗大。所以,在同样的热处理条件下厚板比薄板更脆性。因此,热轧后常用正火处理以改善钢板性能。


热轧也可生产各向异性钢和各种混合组织、珠光体带、夹杂晶界与轧制方向一致的定向韧性钢。珠光体带和拉长后的夹杂粗大分散成鳞片状,对夏比转变温度范围低温处的缺口韧性有很大影响。


3. 铁素体-可溶合金元素的影响


绝大多数合金元素加入低碳钢,是为了生产在某些环境温度下的固溶体硬化钢,提高晶格摩擦应力δi。但目前还不能仅用公式预测较低屈服应力,除非已知晶粒尺寸。虽然屈服应力的决定因素是正火温度和冷却速度,然而这种研究方法仍很重要,因为可以通过提高δi预测单个合金元素可降低韧性的范围。


铁素体钢的无塑性转变(NDT)温度和夏比转变温度的回归分析至今尚无报导,然而这些也仅限于加入单个合金元素对韧性影响的定性讨论。以下就几种合金元素对钢性能的影响作简要介绍。


1)锰。绝大多数的锰含量约为0.5%。作为脱氧剂或固硫剂加入可防止钢的热裂。在低碳钢中还有以下作用。


◆ 含碳量0.05%钢,空冷或炉冷后有降低晶粒边界渗碳体薄膜形成的趋势。


◆ 可稍减小铁素体晶粒尺寸。


◆ 可产生大量而细小的珠光体颗粒。


前两种作用说明NDT温度随着锰量的增加而降低,后两种作用会引起夏比曲线峰值更尖。


钢含碳量较高时,锰能显著降低约50%转变温度。其原因可能是因珠光体量多,而不是渗碳体在边界的分布。必须注意的是,如果钢的含碳量高于0.15%,高锰含量对正火钢的冲击性能影响起到了决定性作用。因为钢的高淬透性引起奥氏体转变成脆性的上贝氏体,而不是铁素体或珠光体。


2)镍。加入钢中的作用似锰,可改善铁-碳合金韧性。其作用大小取决于含碳量和热处理。在含碳量(约0.02%)很低的钢中,加入量达到2%就能防止热轧态和正火钢晶界渗碳体的形成,同时实质降低开始转变温度TS,升高夏比冲击曲线峰值。


进一步增加镍含量,改善冲击韧性效果则降低。如果这时含碳量低至正火后无碳化物出现时,镍对转变温度的影响将变得很有限。在含碳约0.10%的正火钢中加入镍,最大的好处是细化晶粒和降低游离氮含量,但其机理目前尚不清楚。可能是由于镍作为奥氏体的稳定剂从而降低了奥氏体分解的温度。


3)磷。在纯净的铁-磷合金中,由于铁素体晶界会发生磷偏析降低了抗拉强度Rm而使晶粒之间脆化。此外,由于磷还是铁素体的稳定剂。所以,加入钢中将大大增加δi值和铁素体晶粒尺寸。这些作用的综合将使磷成为极其有害的脆化剂,发生穿晶断裂。


4)硅。钢中加硅是为了脱氧,同时有益于提高冲击性能。如果钢中同时存在锰和铝,大部分硅在铁素体中溶解,同时通过固溶化硬化作用提高δi。这种作用与加入硅提高冲击性能综合的结果是,在稳定晶粒尺寸的铁-碳合金中按重量百分比加入硅,使50%转变温度升高约44℃。此外,硅与磷相似,是铁素铁的稳定剂,能促进铁素体晶粒长大。按重量百分数计,硅加入正火钢中将提高平均能量转换温度约60℃。


5)铝。以合金和脱氧剂的作用加入钢中有以下两方面的原因:第一,与溶体中的氮生成AlN,去除游离氮;第二,AlN的形成细化了铁素体晶粒。这两种作用的结果是,每增加0.1%的铝,将使转变温度降低约40℃。然而,当铝的加入量超过了需要,“固化”游离氮的作用将变弱。


6)氧。钢中的氧会在晶界产生偏析导致铁合金晶间断裂。钢中氧含量高至0.01%,断裂就会沿着脆化晶粒的晶界产生的连续通道发生。即使钢中含氧量很低,也会使裂纹在晶界集中成核,然后穿晶扩散。解决氧脆化问题的方法是,可加入脱氧剂碳、锰、硅、铝和锆,使其和氧结合生成氧化物颗粒,而将氧从晶界去除。氧化物颗粒也是延迟铁素体生长和提高d-/2的有利物质。


4. 含碳量在0.3%~0.8%的影响


亚共析钢的含碳量在0.3%~0.8%,先共析铁素体是连续相并首先在奥氏体晶界形成。珠光体在奥氏体晶粒内形成,同时占显微组织的35%~100%。此外,还有多种聚集组织在每一个奥氏体晶粒内形成,使珠光体成为多晶体。


由于珠光体强度比先共析铁素体高,所以限制了铁素体的流动,从而使钢的屈服强度和应变硬化率随着珠光体含碳量的增加而增加。限制作用随硬化块数量增加,珠光体对先共析晶粒尺寸的细化而增强。


钢中有大量珠光体时,形变过程中会在低温和/或高应变率时形成微型解理裂纹。虽然也有某些内部聚集组织断面,但断裂通道最初还是沿着解理面穿行。所以,在铁素体片之间、相邻聚集组织中的铁素体晶粒内有某些择优取向。


5. 贝氏体钢断裂


在含碳量为0.10%的低碳钢中加入0.05%钼和硼可优化通常发生在700~850℃奥氏体-铁素体转变,且不影响其后在450℃和675℃时奥氏体-贝氏体转变的动力学条件。


在大约525~675℃之间形成的贝氏体,通常称为“上贝氏体”;在450~525℃之间形成的称为“下贝氏体”。两种组织均由针状铁素体和分散的碳化物组成。当转变温度从675℃降至450℃时,未回火贝氏体的抗拉强度会从585MPa升高至1170MPa。


因为转变温度由合金元素含量决定,并间接影响屈服和抗拉强度。这些钢获得的高强度是以下两种作用的结果:


1) 当转变温度降低时,贝氏体铁素体片尺寸不断细化。


2) 在下贝氏体内精细的碳化物不断分散。这些钢的断口特征在很大程度上取决于抗拉强度和转变温度。


有两种作用要注意:第一,一定的抗拉强度级别,回火下贝氏体的夏比冲击性能远远优于未回火的上贝氏体。原因是在上贝氏体中,球光体内的解理小平面切割了若干贝氏体晶粒,决定断裂的主要尺寸是奥氏体晶粒尺寸。


在下贝氏体中,针状铁素体内的解理面未排成一直线,因此决定准解理断裂面是否断裂的主要特征是针状铁素体晶粒尺寸。因为这里的针状铁素体晶粒尺寸仅为上贝氏体中的奥氏体晶粒尺寸的1/2。所以,在同一强度级别,下贝氏体转变温度比上贝氏体低许多。


除了上面的原因之外是碳化物分布。在上贝氏体中碳化物位于晶界沿线,并通过降低抗拉强度Rm增加脆性。在回火的下贝氏体中,碳化物非常均匀地分布的铁素体中,同时通过限制解理裂纹以提高抗拉强度并促进球化珠光体细化。


第二,要注意的是未回火合金中转变温度与抗拉强度的变化。在上贝氏体中,转变温度的降低会使针状铁素体尺寸细化同时升高延伸强度Rp0.2。


在下贝氏体中,为获得830MPa或更高的抗拉强度,也可通过降低转变温度提高强度的方法实现。然而,因为上贝氏体的断口应力取决于奥氏体晶粒尺寸,而此时的碳化物颗粒尺寸已经很大,因此通过回火提高抗拉强度的作用很小。


6. 马氏体钢断裂


碳或其它元素加入钢中可延迟奥氏体转变成铁素体和珠光体或贝氏体,同时奥氏体化后如果冷却速度足够快,通过剪切工艺奥氏体会变成马氏体而不需进行原子扩散。


理想的马氏体断裂应具有以下特征。


◆ 因为转变温度很低(200℃或更低),四面体铁素体或针状马氏体非常细。


◆ 因为通过剪切发生转变,奥氏体中的碳原子来不及扩散出晶体,使铁素体中的碳原子饱和从而使马氏体晶粒拉长导致晶格膨胀。


◆ 发生马氏体转变要超过一定的温度范围,因为初始生成的马氏体片给以后的奥氏体转变成马氏体增加阻力。所以,转变后的结构是马氏体和残余奥氏体的混合结构。


为了保证钢的性能稳定,必须进行回火。高碳(0.3%以上)马氏体,在以下范围内回火约1h,经历以下三个阶段。


1) 温度达到约100℃时,马氏体某些过饱和碳沉淀并形成非常细小的ε-碳化物颗粒,分散于马氏体中而降低碳含量。


2) 温度在100~300℃之间,任何残余奥氏体都可能转变成贝氏体和ε-碳化物。


3) 在第3阶段回火中,大约200℃起取决于碳含量和合金成分。当回火温度升至共析温度,碳化物沉淀变粗同时Rp0.2降低。


7. 中强度钢断裂


除了消除应力提高冲击韧性之外,回火还有以下两种作用:第一,转变残余奥氏体。残留奥氏体将在低温约30℃转变成韧性针状下贝氏体。在较高的温度如600℃,残余奥氏体会转变成脆性的珠光体。因此,钢在550~600℃进行第一次回火,在300℃进行第二次回火,以避免形成脆性珠光体,称这种回火制度为“二次回火”。


第二,增加弥散性碳化物含量(抗拉强度Rm增加),降低屈服强度。如果升高回火温度,两者都将会引起冲击,转变回火范围降低。因为显微组织变精细,在同样强度级别,将提高抗拉塑性。


回火脆性是可逆的。如果回火温度高到超过了临界范围而降低了转变温度,可将材料再加热后在临界范围处理,回火温度才可以再升高。如果出现微量元素,表明脆性将得到改善。最重要的微量元素是锑、磷、锡、砷,加上锰和硅都有去脆作用。如果其它合金元素存在,钼也能降低回火脆性,同时镍和铬也有一定的作用。


8. 高强度钢(Rp0.2>1240MPa)断裂


高强钢可通过以下方法进行生产:淬火和回火;淬火和回火前奥氏体变形;退火和时效生产沉淀硬化钢。此外,还可通过应变和再回火或回火期应变,都可进一步提高钢的强度。


9. 不锈钢断裂


不锈钢主要由铁-铬、铁-铬-镍合金和其它改善力学性能与抗蚀能力的元素组成。不锈钢防蚀是因为在金属表面生成了可防止进一步氧化的铬氧化物—不可渗透层。


因此,不锈钢在氧化气氛中能防止腐蚀并使铬氧化物层得到强化。但在还原气氛中,铬氧化层受到损害。抗蚀性随着铬、镍含量增加而增加。镍可全面提升铁的钝化性。


增加碳是为了改善力学性能和保证奥氏体不锈钢性能的稳定。一般说来,不锈钢利用显微组织进行分类。


◆ 马氏体不锈钢。属于铁-铬合金,可进行奥氏体化和后序热处理生成马氏体。通常含铬12%,含碳0.15%。


◆ 铁素体不锈钢。含铬约14%~18%,碳0.12%。因为铬是铁素体的稳定剂,奥氏体相被超过13%的铬彻底抑制,因而是完全的铁素体相。


◆ 奥氏体不锈钢。镍是奥氏体的强稳定剂,因此,在室温、低于室温或高温状态下,镍含量为8%,铬含量为18%(300型)能使奥氏体相非常稳定。奥氏体不锈钢类似于铁素体型,不能通过马氏体转变而硬化。


铁素体和马氏体不锈钢特征,如晶粒尺寸等与同级别的其它铁素体钢和马氏体钢相似。


奥氏体不锈系FCC结构,在冷冻温度下都不可能解理断裂。大型件冷轧80%后,310型不锈钢有极高的屈服强度和缺口敏感性,甚至在温度低至-253℃还具有1.0的缺口敏感性比。因此,可用于导弹系统的液氢贮存箱。相似的301型不锈钢可用于温度低至183℃的液氧贮存箱。但在这些温度以下是不稳定的,如发生任何塑性变形,不稳定的奥氏体都会变成脆性的非回火马氏体。绝大多数奥氏体钢用于防腐环境,被加热至500~900℃温度范围,铬碳化物会沉淀在奥氏体晶界,结果使晶界附近范围内的铬层被完全耗尽。该部位非常容易受到腐蚀和局部腐蚀,如果存在应力,还可导致晶脆性断裂。


为了减轻上述危害,可加入少量性能强于铬碳化物的元素,例如钛或铌,与碳形成合金碳化物,防止铬被耗尽和随之而致的应力腐蚀裂纹。常称这种处理为“稳定化处理”。


奥氏体不锈钢也常用于高温,如压力容器,防止和满足抗腐蚀和抗蠕变。某些钢种因为在焊后热处理和高温环境下对热影响区及其附近的裂纹十分敏感。所以,当焊接再加热时,受高温作用,铌或钛碳化物会在晶粒内和晶界沉淀,导致裂纹产生而影响使用寿命,这必须给予高度重视。






过热、过烧、脱碳以及氢脆的控制
常州市运柯热处理有限公司 张彬 王一生
一、过热
      过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大,使零件的机械性能下降。
      1.一般过热:加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升高,增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料(常为不懂工艺发生的)。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后,在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
     2.断口遗传:有过热组织的钢材,重新加热淬火后,虽能使奥氏体晶粒细化,但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多,一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界,而冷却时这些夹杂物又会沿晶界析出,受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。
    3.粗大组织的遗传:有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时,以慢速加热到常规的淬火温度,甚至再低一些,其奥氏体晶粒仍然是粗大的,这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性,可采用中间退火或多次高温回火处理。


二、过烧
     过烧现象加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复,只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。




上图为硬铝合金2A12的过烧
三、脱碳
     氧化钢在加热时,表层的碳与介质(或气氛)中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应,降低了表层碳浓度称为脱碳,脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低,而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。 加热时,钢表层的铁及合金与元素或介质(或气氛)中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温(一般570度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化,具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。为了防止氧化和减少脱碳的措施有:工件表面涂料,用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热(如净化后的惰性气体、控制炉内碳势)、火焰燃烧炉(使炉气呈还原性)


上图标注位置为脱碳层


四、氢脆
氢脆现象高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理(如回火、时效等)也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。


分析及解决淬火时硬度不足的方法
扬州五亭桥缸套有限公司   王川  钱晨
扬州


在生产中, 有时会出现淬火后硬度不足情况, 这是热处理淬火过程中常见的缺陷。”硬度不足”有两种表现, 一种表现为整个工件硬度值低, 另一种表现为局部硬度不够或出现软点。当出现硬度不足的现象时, 要用硬度试验或金相分析等方法分析是哪种”硬度不足”, 然后从原材料、加热工艺、冷却介质、冷却方法以及回火温度等方面找原因, 从而找出解决办法。
      1 原材料方面
      1. 1 原材料选择不当或发错料
      应该用中碳钢或高碳钢制造的零件而错用低碳钢, 应该用合金工具钢制造的零件而错用普通高碳钢都会造成硬度不足或出现软点。例一: 应当采用45#钢制造的齿轮, 其淬火硬度应为 60HRC 左右, 而错误地选择为 25#钢, 结果是硬度 380HBS左右; 例2: 应该用 9M n2V 制造的模具, 而错用成 T 8钢, 由于9M n2V 与 T 8 钢 的 火花 较难 分 辨, 淬 火时 误 按9M n2V 的淬火工艺淬火, 采用油冷, 结果硬度只有50HRC左右。以上两种情况属于整体硬度不足, 可以用硬度试验或金相试验来判定。
      解决办法: 1 设计时应选择合适的材料; o加强材料管理, 材料进库前先进行化学分析, 然后分类作标记, 可以有效避免发错料;  热处理操作者应当在操作前进行火花分析, 以粗略鉴别零件材料是否符合图纸要求;   当工件截面较大或工件截面厚薄悬殊时, 若采用工具钢, 由于其淬透性不好, 会造成大截面处内部硬度偏低现象, 此时应改用淬透性好的合金钢。
      1. 2 原材料显微组织不均匀造成局部硬度不足或出现软点


      显微组织出现如下情况之一: 碳化物偏析或聚集现象, 如铁素体聚集、出现石墨、严重魏氏体组织等都会出现硬度不足或软点。
      解决办法: 在淬火前进行反复锻打或预备热处理 (如正火或均匀化退火 )使组织均匀化。
      2 加热工艺方面
      2. 1 淬火加热温度低, 保温时间不足
      如亚共析钢, 当加热温度在 Ac3与 Ac1之间(例如 25#钢淬火加热温度低于 860e) 时, 因铁素体未完全溶入奥氏体, 淬火后不能得到均匀一致的马氏体, 得到的是铁素体和马氏体, 影响工件硬度。从金相分析可见未溶铁素体 (如图 3所示 )。对于高碳钢, 特别是高合金钢, 如果加热或保温时间不足会造成珠光体不能向奥氏体转变, 而得不到马氏体。在实际生产中, 上述情况常常是由于仪表指示出现偏差 (指示温度偏高 )或炉温不均匀, 使工件实际温度偏低; 对工件厚度估计错误, 引起保温时间过短。
      解决办法: 1 控制好加热速度, 避免加热速度过快, 造成炉温不均匀, 同时会造成过早保温计时, 使保温时间不足; o经常检查温度指示仪表是否完好准确, 避免出现指示仪表显示到达温度, 而实际温度不足的现象;  严格按材料手册确定淬火加热速度、加热温度, 防止淬火温度偏低或偏高;   正确估算材料厚度, 特别是异形件。
      2. 2 淬火加热温度过高, 保温时间过长
      对于工具钢 (例如 T8钢 ), 当其淬火加热温度在780e 时得到的是奥氏体和碳化物( Fe3C ), 此时奥氏体溶碳量稍高于 0. 77%, 冷却后奥氏体转变为马氏体。如果加热温度过高或保温时间过长, 会造成碳化物 ( Fe3C )中的碳大量溶入奥氏体, 造成奥氏体溶碳量偏高, 同时大大增加其稳定性, 使奥氏体向马氏体 ( AyM ) 转变, 温度开始下降, 因而淬火后工件中保留了大量的残余奥氏体 (Ac), 得到的组织为 M +Ac, 由于残余奥氏体具有奥氏体性能, 即硬度低, 因此造成淬火后硬度下降。加热温度及回火温度对残余奥氏体含量的影响 (见图 4所示 )。
 
      解决办法: 1 严格控制淬火加热温度及保温时间, 防止过多的碳溶入奥氏体 ( A), 控制加热温度更为重要; o降低淬火冷却速度, 或采用分级淬火, 使过冷奥氏体充分向马氏体转变;  采用冷处理, 使残余奥氏体向马氏体转变;   采用高温回火, 减少残余奥氏体, 硬度反而会增加。
      2. 3 淬火加热时, 工件表面脱碳
      45#钢淬火后, 通过金相分析, 其表面为铁素体和低碳马氏体, 而磨除表面脱碳层后, 硬度符合要求, 这种情况经常出现在箱式炉中未加保护或保护不良, 或在脱氧不良的盐浴中加热, 造成氧与工件中的碳原子反应生成 CO, 使工件表面含碳量下降, 至使其表面硬度不足。
      解决办法: 1 采用有保护气氛的无氧化加热炉,如用酒精、甲醇裂解的保护气氛等方法; o采用真空加热淬火;  对于一般箱式炉可应用生铁屑或木炭装箱密封; 工件表面涂防氧化涂料; 炉内放木炭; 工件涂硼酸、酒精溶液后再加热。
      3 冷却工艺问题
      3. 1 淬火介质选择不当
      该用水淬或盐浴的工件而采用油冷, 则因冷却能力不够, 冷却速度过慢, 在冷却过程中奥氏体发生向珠光体类型组织转变 ( AyP ) , 而得不到马氏体( M ) ( 特别是在工件芯部 ) , 致使工件的硬度偏低, 如T 10制作的手锤在油中淬火, 硬度只有 45HRC 左右,通过金相分析, 可见得到的是托氏体组织而不是马氏体。
      解决办法: 必须根据工件材料、形状大小来选择恰当的冷却介质。
      3. 2 淬火介质温度的影响
      在水淬时, 大批零件连续淬火, 如果没有循环冷却系统, 则造成水温上升, 冷却能力下降。会出现淬不硬的现象。在油冷时, 开始淬火时由于油的温度低、流动性差, 因而冷却能力不强, 造成淬不硬。
      解决办法: 水淬时应采用循环冷却系统, 保持水温在 20e 左右为宜; 油冷时, 特别是开始时应对其适当加热, 使其温度达到 80e 以上为宜, 这就是淬火时常说的” 冷水热油 ”的道理。
      3. 3 淬火时介质过于陈旧
      当含有较多杂质的碱 (盐 )浴或水分过少时, 易产生淬火软点。
      解决办法: 应及时更换淬火介质及控制碱 (盐 )浴中的水分。
      3. 4 冷却时间控制不当
      当用碳钢制造开关复杂或截面较大零件时, 为防止其变形开裂, 采用水淬))) 油冷。零件在水中停留时间过短或从水中取出后在空气中停留时间过长再转入油中, 由于零件自身温度较高, 特别是芯部冷却速度慢, 而不能得到均匀完全的马氏体。
      解决方法: 恰当控制水冷时间, 若用钳子夹持工件时, 当手感觉不到振动时, 立即转入油中; 对于型腔较大模具应将废料先排除, 减小工件厚度, 然后再淬火。分级淬火时, 在盐浴中停留时间过长发生贝氏体转变造成硬度不足。
      总之, 淬火不足现象经常发生, 操作者应根据不同情况, 具体分析, 找出原因加以可以克服的。






钢铁常见宏观缺陷
无锡锡能锅炉有限公司   刘敏
钢在冶炼或热加工过程中,由于某些因素(例如非金属夹杂物、气体以及工艺选择或操作不当等)造成的影响,致使钢的内部或表面产生缺陷,从而严重地影响材料或产品的质量,有时还将导致材料或产品报废。


钢材中疏松、气泡、缩孔残余、非金属夹杂物、偏析、白点、裂纹以及各种不正常的断口缺陷等,均可以通过宏观检验来发现。宏观检验的方法分酸浸检验及断口检验两种方法。用酸浸法显示的常见宏观缺陷简介如下:


偏析 形成原因
浇注凝固过程中,由于选择结晶和扩散作用引起某些元素的聚集,造成化学成分不均匀。根据分布的不同位置可分为锭型、中心和点状偏析等。


 宏观特征
在酸浸试样上,当偏析是易蚀物质或气体夹杂聚集时,呈颜色深暗、形状不规则,略行凹陷、底部平坦并有很多密集微孔斑点。如为抗蚀元素聚集,则呈颜色浅淡、形状不规则、比较光滑的微凸斑点。


疏松 形成原因
钢在凝固过程中由于低熔点物质最后凝固收缩和放出气体产生空隙,而在热加工过程中未能焊合。根据其分布情况,可分为中心和一般疏松两类。


 宏观特征
在横向热酸浸面上,孔隙呈不规则的多边形、底部尖窄的凹坑,这种凹坑通常多出现在偏析斑点之内。严重时,有连成海绵状的趋势。


夹杂 形成原因
① 外来金属夹杂
在浇注过程中,金属条、块、片落入锭模中或冶炼末期加入的铁合金未熔化。
 宏观特征
在浸蚀片上,多呈边缘清晰、颜色与周围显著不同的几何形状。


 形成原因
② 外来非金属夹杂
在浇注过程中,没有来得及浮出的熔渣或剥落到钢液中的炉衬和浇注系统内壁的耐火材料。
 宏观特征
较大的非金属夹杂物很好辨认,而较小的夹杂腐蚀后剥落,留下细小的呈圆形的小孔。


 形成原因
③ 翻皮
底注钢锭浇注过程中的表面上半凝固的薄膜卷入钢液中去。
 宏观特征
在酸浸试样上,颜色与周围不同,形状不规则的弯曲狭长条带,周边常有氧化物夹杂和气孔存在。


缩孔 形成原因
钢锭或铸件浇注时,心部的液体由于最后冷凝时体积收缩未能得到补充,在铸锭头部或铸件中形成宏观孔穴。


 宏观特征
在横向酸浸试样上缩孔位于中心部位,其周围常是偏析、夹杂或疏松密集的地方。有时在浸蚀前就可看到洞穴或缝隙,浸蚀后孔穴部分变暗,呈不规则折皱的孔洞。


气泡 形成原因
钢锭浇注过程中所产生和放出的气体造成的缺陷。


 宏观特征
在横向试样上,呈与表面大致垂直的裂缝,附近略有氧化和脱碳现象。在表面以下的位置存在称为皮下气泡,较深的皮下气泡称为针孔。在锻轧过程中,这些未氧化也未焊合的气孔被延伸成细管状,横截面上呈孤立的小针孔。在横截面上类似于排列规律的点状偏析,但颜色较深者为内部蜂窝气泡。


白点 形成原因
一般认为是氢和组织应力的作用,钢中的偏析和夹杂也有一定的影响,属于裂缝的一种。


 宏观特征
在横向热酸浸试样上,呈细短裂缝。在纵向断口上则是粗晶状的银亮白点。


裂缝 形成原因
轴心晶间裂缝:当枝状组织较严重时,大尺寸钢坯沿枝状组织主、枝干间产生裂缝。
内裂:由于锻轧工艺不当而产生的开裂。


 宏观特征
在横截面上,轴心位置沿晶间开裂,呈蛛网状,严重时呈放射状开裂。


折叠 形成原因
钢材或钢锭的表面斑疤凹凸不平及尖端的棱角,在锻轧中叠附在钢材上,或由于孔型设计或操作不当生成耳子,在继续轧制时叠合而成。


 宏观特征
在横向热酸浸试样上,与钢的表面呈斜交的裂缝,附近有较严重的脱碳,缝内常夹有氧化物鳞屑。






回火裂纹
无锡雪桃导热设备有限公司  周文恺1
---定义


书中给出关于回火裂纹的定义,淬过火的钢铁进行回火时,因快速加热、快速冷却或金相组织变化而产生的裂纹。回火裂纹有两种,一种是快速回火加热引起的裂纹;另一种是回火时温度快速冷却产生裂纹。淬火零件由于快速回火加热,如火焰加热和高频加热所产生的裂纹与磨削产生的裂纹相似。普通回火中,不经常发生回火裂纹。回火裂纹是指从回火温度快速冷却引起组织变化而引起的裂纹。






2
---回火快速加热引起的裂纹


淬火后钢的组织是马氏体,期本体处于膨胀状态,按此种组织回火,会在100°最右发生收缩,然后在300°左右引起第二次收缩,所以淬火零件在快速加热时,基体表面产生收缩,而内部组织仍然处于膨胀状态,就会导致表层基体收到张力而产生裂纹。这种裂纹的变形形式基本上是以平行直线或曲线出现但是与淬火裂纹有区别。回火裂纹若高于300°,就不会发生收缩所以也不用担心回火裂纹了。因此淬火的零件,必须缓慢加热到到300°,这是防止裂纹的工艺方法,过了300°,则可以快速加热。
3
---回火温度快速冷却引起的裂纹




 由回火温度快速冷却引起的裂纹,已高合金钢较多,并且回火时还伴随着二次回火硬化现象。例如高速钢、高铬模具钢从回火温度(500-600)快速冷却时引起发生的裂纹。


如上图,是以高速钢(SKHS)淬火和回火的热膨胀和收缩曲线,图中展示了淬火中的一次马氏体化和回火时的二次马氏体化,回火时的二次马氏体化是由于淬火中发生的残奥的的马氏体化所致,因此出现了二次回火硬化。虽然说是回火但是与淬火有相同的内容,因此称作二次淬火或者叫做调整处理。如从回火温度快速冷却,就成为了残奥的淬火。发生与淬火裂纹一样的裂纹,即回火裂纹,虽叫做回火裂纹,但实质上和淬火裂纹相同。因此为了防止回火裂纹,最好从回火温度缓慢(空冷)冷却。如下图回火裂纹示意图:




高速工具钢是否发生二次马氏体化,主要取决于含碳量,研究表明,含碳量0.6-0.9%的高速工具钢发生二次马氏体化相变,含碳量低于0.3%则没有发生。如下图所示含量0.2%高速工具钢的回火膨胀曲线。


再看下图:


图为含碳量0.3%所示的高速工具钢和含碳量为0的高速工具钢的膨胀收缩曲线。正常含碳量的高速工具钢有二次马氏体化相变膨胀,而含碳量为0的高速钢则没有金相膨胀。因此若高速钢零件的外层上有含碳量低于0.3%部分,如有脱碳层,则内外层相变膨胀量只差便会引起回火裂纹。即使回火缓慢冷却下来也会产生回火裂纹。所以为了防止回火裂纹,回火前必须把脱层去掉,防止淬火时发生脱碳是先决条件。


01
哪些钢材会发生回火裂纹


淬过火的钢回火时容易发生挥霍裂纹,所以说所有淬火零件都有发生回火裂纹的可能。特别是发生回火硬化的高合金钢。
02
回火裂纹什么时候发生


(1)淬过火的零件回火时进行快速加热回火时发生回火裂纹,其原因与磨削裂纹的原因相同。
(2)二次回火硬化的高合金钢从回火温度较快冷却时,发生回火裂纹的原因与淬火裂纹相同。
(3)零件表面上有脱碳层,回火裂纹出现更明显。
03
回火裂纹的形状


回火由低温快速加热所致的回火裂纹与纵向成直角(与热流成直角)时,裂纹的深度浅,形状与磨削裂纹相似。回火温度快速冷却(高合金钢)所发生的的回火裂纹,其形状与淬火裂纹相似。

















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