工程材料78章作业.docx
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工程材料78章作业
工程材料作业
第七章
1.通过压力容器的工作条件和常见失效情况分析，理解压力容器及其构建对所用材料使用性能要求。
答：
压力容器的工况分析：
其工作环境为高温、高压、易燃、易爆、有毒介质。
其常见失效情况分为三种：
1、韧性断裂：
应力大于许用值，材料因裂纹萌生与扩展引起失效。
如：
应力腐蚀、高温氧化、磨损等2脆性断裂：
脆性破坏失效，韧性高的材料制造，在使用或制造过程中受环境因素及各种条件的影响，材料性能会发生变化，材料脆化使容器使用过程中产生低应力脆裂。
如：
氢脆、碱脆、相脆化、碳化物析出脆化、低温脆化、辐射脆化等。
3疲劳断裂：
交变应力引起。
如：
振动、周期性温度变化等
故压力容器对材料性能的要求为：
（1）压力容器用钢大都为地毯（合金）钢，C≤0.25%，且碳当量
≤0.45%，在此范围内，随含碳量增加，强度、硬度上升，塑性、韧性下降，强度与塑性的配合较好，冲击韧性高，焊接、冷成形性能好。
（2）良好的冶金质量：
成分均匀、杂质（S、P）含量低。
（3）良好的综合力学性能：
强度、塑性和韧性合理配合。
（4）良好的材料组织的组织稳定性：
组织均匀、晶粒细化、尽可能少的组织缺陷，在长期使用时组织稳定，以保证使用寿命。
（5）良好的加工工艺性能和焊接性能：
易加工成型，防止产生裂纹和各种缺陷，不影响材料的使用性能。
2、分析电弧焊过程与炼钢过程不同导致不同焊接接头材料组织与性能的变化，提出焊接时应采取哪些保证材料性能的相应措施。
答：
焊接与炼钢的区别主要在于，以焊条电弧焊为例，与炼钢相比，加热峰值温度高，加热与冷却速度快，熔池受到很大的搅拌作用，反应激烈，结晶速度快！
受到很大的热应力等等。
。
对于不同的材料要采取不同的措施！
如预热，缓冷，或快速冷却！
或采用能量更为集中焊接方法，如激光焊接，离子束焊接等，如防止材料冷速太快而淬硬，防止材料高温停留时间太长而晶粒粗大等等。
3、压力容器承压构件使用的普通碳钢制造为什么要有条件限制？
如使用Q235不同等级的钢材，各有哪些条件限制？
答：
从压力容器设计选用的角度而言，由于对其冲击韧性实验的要求不同，故压力容器承压构件使用普通碳钢结构式有限制的。
Q235-A·F：
不得用于易燃介质及毒性程度为中度、高度或极度危害介质的压力容器。
Q235-A：
不得用于液化石油气介质及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。
Q235-B：
不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。
Q235-C：
——
4、从承压条件考虑压力壳体采用低合金高强度钢，这类钢的合金化有什么特点？
GB150-1998推荐使用的六个钢号为什么都以锰作为主要的合金元素？
各个钢号有哪些性能特点？
宜于制造哪种类型的压力容器？
答：
1、C含量低：
多限制C≤0.20%，其韧性、焊接性能和冷成形性能好。
因为C增加、钢的强度增加，但焊接性能、冷加工性能变坏、韧脆转变温度升高。
2、Mn为主加合金元素：
固溶强化铁素体、提高钢材的强度额韧性、韧脆转变温度降低，是钢有较好的低温韧性，但加入量不能太多，≤1.5%。
3、Si（≤0.4%）：
固溶强化作用显著，但塑性和韧性降低，韧脆转变温度升高。
4、V、Ti、Nb（＜0.1%）等微合金元素：
细小碳化物或碳氮化物，有利于获得细小的铁素体晶粒，起析出沉淀强化的作用，强度和韧性增加，改进焊接性能。
5、Mo：
显著提高强度、高温抗蠕变及抗氢腐蚀能力增强、提高热强性效果显著。
但是，单独加Mo容易发生石墨化倾向，Mo（与Cr同时加），可以防止石墨化倾向。
16MnR是屈服强度350MPa级的普通低合金高强度钢。
具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能、及低温冲击韧性。
16MnR是我国压力容器专用钢板中使用量最大的一个钢号。
主要用于制造-20~400℃的中低压压力同期的壳体及承压构件、液化石油气瓶及中小型球罐。
16MnR的缺口敏感性比低碳钢大、疲劳强度低、焊接时易产生裂纹。
15MnNbR：
屈服强度为370MPa级低合金高强度钢，显微组织为铁素体＋珠光体。
强度与韧性优于16MnR，其焊接性能和抗硫化氢性能与16MnR相似。
15MnNbR为新增钢种，主要取代进口钢板，应用于液化石油气大型储罐，课明显降低钢板的厚度，降低加工费用，保证大型储罐的加工质量。
15MnVR、18MnMoNbR：
强度高，但塑性、韧性较C-Mn钢低，且有较高的缺口敏感性和失效敏感性。
15MnVR主要用于制造承压较高的大型储罐、高压容器内筒级层板、锅炉七宝等。
18MnMoNbR主要用于制造高压容器承压壳体。
时有焊接接头裂纹，目前已较少使用。
13MnNiMoNbR：
C—Mn钢＋Mo、Cr、Ni等，固溶强化铁素体，为目前我国单层卷焊厚壁压力容器的一个综合性能较理想的钢号。
07MnCrMoVR：
用于高参数球形容器的一个力学性能和焊接性能相当理想的钢号，集高强度、高韧性和优良焊接性于一体，已成为我国建造大型球罐的主要钢种。
5、在高温下工作的钢材有什么特点？
解释该文下钢材的特有现象：
蠕变、高温应力松弛、珠光体球化、渗碳体石墨化、合金元素重新分配等。
答：
1、高温下钢会产生蠕变现象。
2、高温下钢的组织结构常会发生转变。
3、高温下钢的力学性能随温度及负荷持续时间而变化。
4、高温腐蚀
蠕变：
金属在长时间的恒温、恒应力作用下，发生缓慢的塑性变形的现象。
高温应力松弛：
装备构件在高温、长期应力作用下，其总变形不变，所受应力随作用时间的增加而自发的逐渐降低的现象。
珠光体球化：
是低合金珠光体耐热钢在高温长期作用下，珠光体组织中片状渗碳体逐渐转变为球状渗碳体，并逐渐聚集长大的现象。
渗碳体石墨化：
是钢材在高温作用下渗碳体自行分解的一种现象，也称为析墨现象。
合金元素重新分配：
钢在高温下长时间工作，发生在合金元素在固溶体和碳化物之间的重新分配。
6、为什么耐热钢倡议铬、钼、钒为主要合金元素？
答：
加入铬可以在钢表面形成一层稳定性高、致密而完整的氧化铬膜，具有良好的保护作用，能阻止铸铁继续氧化和生长，这些元素能提高铸铁的相变温度，促使铸铁得到单相铁素体基体；加入铬钒钼等元素使碳化物稳定，在高温下不发生分解，避免发生石墨化过程。
7、用哪些性能指标衡量耐热钢的耐热性能？
答：
1、蠕变极限：
在一定的工作温度下，在规定的使用时间内，材料的蠕变变形量不差破过某一规定值的最大应力。
表示材料在长期。
高温复合作用下抵抗塑性变形的能力。
2、持久强度：
在给定的温度下，材料受载发生蠕变，当达到给定时间后，材料不发生断裂的最大应力，也是材料产生断裂时的最小破坏应力。
3、松弛稳定性：
装备构件在高温。
长期应力作用下，其总变形不变，所受应力随作用时间的增加而自发的逐渐降低的现象。
材料抵抗应力松弛的性能。
4、高温强韧性：
要求发哦文用钢有高的高温持久强度和蠕变断裂韧性。
5、化学稳定性：
（1）高温抗氧化性：
取决于氧化反应的热力学与动力学条件，表面氧化膜的结构与性能。
8.为什么面心立方结构的铬镍奥氏体钢在低温下不容易发生脆断？
钢材低温脆断有哪些特点？
答：
因为面心立方金属的屈服强度没有显著变化，且不易产生形变孪晶，位错容易运动，局部应力易于松弛，裂纹不易传播，一般没有脆性转变温度。
特点：
（1）低温脆断的名义应力都较低，一般低于材料的屈服强度，往往还低于设计应力，有时也称为低应力脆断。
（2）构件低温脆断之前没有明显的塑性变形，或只有局部少量塑性变形，断裂总是从缺陷处或几何形状突变的盈利或应力集中处开始，有脆性断口的特征。
（3）脆性破坏一旦开始，便以极高的速度发展，一般是声速的1/3左右。
（4）低温下脆性断裂的材料，其原有韧性均较低，尤其是缺口试样，低温缺口敏感性更大，韧性更差。
9.分析影响低温韧性的各种因素，并提出低温用钢对性能的要求。
答：
影响因素：
（1）晶体结构：
不同晶体结构的金属材料，低温对其韧性的影响有很大区别。
如，具有体心立方晶格结构的铁素体钢的脆性转变温度较高，在低温下材料的韧性差，脆性断裂倾向较大；密排六方结构次之；面心立方结构的奥氏体钢基本上没有低温脆性。
（2）化学成分：
化学成分变化对金属材料低温韧性有明显影响。
如钢中碳含量增加使低温韧性下降，锰的添加对钢的韧性有利，镍是降低钢在低温下变脆的最有效的合金元素，铝、硅、钒、钛、铌等元素也能降低韧脆转变温度，钢的洁净度是影响钢的韧性的关键因素，钢中存在微量的磷、硫、砷、锡、铅、锑等元素及氮、氧、氢等气体对钢的韧性起有害作用。
（3）晶粒尺寸是影响钢的低温脆断的重要因素：
细晶粒不仅使金属有较高的断裂强度，而且使脆性转变温度降低。
（4）热处理和显微组织：
当钢的成分相同时，调质处理的低温韧性较好，正火处理的次之，退火处理的较差（热处理的两个作用），在回火组织（回火马氏体）中有一定量的残余奥氏体或铁素体，可有效地阻止裂纹扩展。
淬火时效和应变时效，使钢的T韧脆转变升高，增加低温脆断的敏感性，因此，对时效敏感的沸腾钢不能用作低温钢。
（5）缺口效应和应力集中（6）其他影响金属材料韧性的因素：
厚度、加工硬化、焊接、加载速度、温度、介质等。
低温用钢对性能的要求：
（1）σb/σs比值：
在低温下，可以用钢材的σb/σs比值简单地判断在该温度下材料的脆性行为。
σb/σs比值愈接近1，变脆的可能性愈大。
σb/σs比值是低温构件设计必须考虑的力学性能指标。
（2）低温冲击韧性及韧脆转变温度：
缺口试样系列冲击实验，规定夏比V形缺口冲击吸收功降至20J所对应的温度为韧脆转变温度。
10.以国外的含镍钢及国内的含锰钢为例，分析低温钢提高低温韧性的途径。
答：
（1）锰的添加对钢的韧性有利，随钢中锰含量的增加，夏比缺口冲击值提高，韧脆转变温度降低，锰可以降低碳的作用，细化珠光体组织等，适当选择较高的锰碳比，可以降低低温脆性。
（2）镍是降低钢在低温下变脆的最有效的合金元素，钢中镍含量每增加1%，韧脆转变温度越降低10℃，镍的质量分数为2%的钢在-70℃左右，仍保持良好的韧性;镍的质量分数为3.5%~5%的钢在温度降至-130℃;镍的质量分数为13%的钢在整个低温实验温度范围，几乎保持室温下的韧性值，没有韧脆转变。
所以提高低温钢的低温韧性的途径为适当增加钢中锰和镍的含量。
11.分析耐蚀低合金钢的耐蚀机理。
少量合金元素铜、磷、铬、铝、硅、钒、钛、铌及稀土加入对钢材耐腐蚀性各有什么影响？
答：
通过在低合金钢中加入某种或某几种元素，促使钢表面形成致密的腐蚀产物保护膜；在钢表面富集热力学稳定的元素或组分；使钢表面处于钝化状态等来增强低合金钢的耐蚀性就是其耐蚀机理。
铜:
在弱腐蚀介质中，促使低合金钢产生基体钝化、减弱钢的阳极活性。
促使低合金钢表面生成致密的非晶态腐蚀产物保护膜，加大了腐蚀体系的腐蚀阻力。
钢＋0.1～0.5%Cu，钢耐大气及海水腐蚀的能力增加，钢＋0.1～0.5%Cu+P，这种作用更强。
对于耐大气腐蚀钢，Cu能抵消钢中S的有害作用。
磷：
低合金钢+P与Cu；或P与Cr；或P、Cr、Cu三者同时加入钢中，则耐大气腐蚀性能显著提高。
低合金钢+P与Cu、或P与Si、或P、Si、Cu三者同时加入钢中，耐海水腐蚀性能也提高。
铬：
抗H2S、NH3、CO2、H2O、高温高压H2、N2、NH3及抗海水腐蚀的能力提高。
铝：
抗大气、NH3-CO2-H2O、H2S、弱酸的腐蚀能力提高。
硅：
耐自然环境条件的腐蚀及抗高温氧化性提高。
钒、钛、铌：
可与钢中的C形成弥散的碳化物，使材质均匀，降低钢在腐蚀性介质中的微电池作用，降低局部腐蚀的敏感性。
稀土元素：
可以降低电化学腐蚀速度及应力腐蚀、腐蚀疲劳的敏感性，增强钢的表面腐蚀产物膜与基材的结合力，使保护膜不易脱落。
12．低合金钢耐大气腐蚀及耐海水介质腐蚀的机理有何异同？
答：
耐大气腐蚀机理：
钢＋少量合金元素（如Cu、P、Cr等），以促使阳极钝化或提高阳极相的热力学稳定性以及改善腐蚀产物的保护性能，从而提高钢材在大气中的耐蚀性。
耐海水腐蚀机理：
大多数金属的阳极过程阻力很小，金属难以钝化；活性氯离子的积聚浓缩会导致局部腐蚀（点蚀）；双金属会发生电偶腐蚀（电位较低的金属腐蚀速度较快，电位较高的金属腐蚀速度较慢）。
13.为什么低合金钢耐湿H2S腐蚀开裂的性能与材料强度、组织结构及钢材杂质含量有密切关系，而耐氢腐蚀性能却与低合金钢中含碳量及有否加入强碳化物形成元素有关？
答：
这与两种耐腐蚀机理有关。
耐氢腐蚀机理：
H或H2与钢中的C反应生成CH4，使钢脱C，塑性和强度降低，直至鼓泡和开裂；提高钢的抗氢腐蚀性能主要采用两种方法：
尽量降低钢中的C量，如将碳降到0.015%以下的微碳纯铁在500℃时仍有良好的抗氢腐蚀性能；加入碳化物形成元素（如Cr、Mo、W、V、Ti、Nb等）：
①与C形成稳定的合金碳化物，在基体中弥散分布，提高钢的高温强度，减缓氢腐蚀速度或氢脆裂纹形成及扩展速度；②在钢表面生成致密的保护膜，对氢进入钢中起阻滞作用。
耐湿H2S腐蚀开裂机理：
氢损伤，通过腐蚀反应（Fe+H2S→FeS+2H）生成氢原子，而H2S又作为原子H合成H2分子的毒化剂，使得原子氢进入钢的基体，按氢脆机理造成钢的脆性断裂，硫化物应力腐蚀开裂SSCC。
氢脆机理：
H进入钢材表面或内部，H聚集引起钢材开裂，裂纹沿平行钢材的亚表面、或内部扩展，导致氢脆断裂。
应力导向引起的事故最严重，因为在应力的引导下，H聚集而形成成排的小裂纹（在夹杂物边缘与缺陷处），裂纹沿垂直于应力（即向设备与管道的厚度）方向发展，低合金钢的强度愈高，裂纹扩展速率愈大，产生瞬间的爆裂，引起灾难性的事故。
从两者的耐腐蚀机理不难看出低合金钢耐湿H2S腐蚀开裂的性能与材料强度、组织结构及钢材杂质含量有关，耐氢腐蚀性能与低合金钢的含碳量及有否加入强碳化物形成元素有关。
14、为什么18-8型及18-12-Mo2型奥氏体不锈钢能在强腐蚀环境状况中得到广泛的应用？
这两种类型的奥氏体不锈钢各应用在什么介质条件下有优良的耐腐蚀性能？
答：
1、有优良的耐蚀性能、高低温强度高、韧塑性与加工工艺性能好，综合性能最好，得到广泛的应用。
2、此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。
此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。
高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸具有良好的耐蚀性。
由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
18-8型奥氏体不锈钢在氧化性腐蚀介质、18-12-Mo2型在还原性腐介质条件下有优良的耐腐蚀性能。
15、奥氏体不锈钢常用的固溶处理及稳定化处理的目的是什么？
熟悉两种热处理的工艺规范。
答：
目的：
当C＞0.03%时，C超过奥氏体的溶碳量，钢只有快速从溶解度以上高温冷却到室温（避免在溶解度以下的高温停留），才能得到含过饱和碳的单一奥氏体组织，否则会有高铬碳化物（Cr23C6）在晶界沉淀析出，或有金属间相在晶界析出，大大降低钢的抗晶间腐蚀、点腐蚀及沿晶间型的应力腐蚀开裂，这是奥氏体不锈钢最大的缺点。
稳定化处理和固溶处理就是为了解决这些问题
稳定化处理是为了固定碳：
固定碳加入Ti、Nb等强碳化物形成元素，需进行稳定化处理，但稳定化处理也不能防止奥氏体不锈钢在某些介质中的晶间腐蚀。
固溶处理的影响：
固溶处理后，使奥氏体成份均匀化，抑制高铬碳化物的形成。
处理工艺：
稳定化处理：
把钢加热到850~900℃，保温2~4小时，再通过水冷快速降至室温，因TiC或NbC沉淀的最快速度是在880℃左右，而Cr23C6在晶间最快的沉淀速度是在600~750℃，稳定化处理避免了在晶间腐蚀倾向敏感温度范围内停留，会降低晶间腐蚀倾向。
固溶处理：
把这类钢加热到1050~1150℃，保温2~4小时，使碳化物溶于高温奥氏体中，再通过快速水冷却至室温获得单一的奥氏体组织。
16、与普通铸铁作比较，耐蚀、耐磨、耐热铸铁为什么具有特殊性能？
答：
耐蚀：
添加Si,Cr,Al等，使表面形成致密且附着力强的保护膜；添加Si,Cr,Mo,Cu,Ni等，提高基体电极电位；改变组织，获得奥氏体组织，使石墨球化等。
耐蚀铸铁就是在铸铁中加入Si、Al、Cr、Ni等元素构成的。
常用高硅铸铁Si含量14~16%，依靠表面SiO2膜而抗蚀。
铝铸铁：
含3.5-6%Al的铸铁。
能在铸铁表面形成含Al2O3的保护膜，耐碱腐蚀高铬铸铁：
含14-36%的Cr。
在氧化性介质中铸铁表面能生成一层极薄（约10nm）的而紧密附着在合金表面的含铬氧化膜，大大提高了铸铁的耐蚀性
耐磨：
耐磨铸铁分为减磨铸铁和抗磨铸铁两类。
（1）减磨铸铁
减磨铸铁的组织应是软基体上分布有坚硬的相。
软基体在磨损后形成的沟槽可保持油膜，有利于润滑，而坚硬相可承受摩擦。
细片状珠光体为基德灰铸铁基本上能满足这样的要求。
其中铁素体基体为软基体，渗碳体为坚硬相，同时石墨还有储油和润滑的作用。
为了进一步提高珠光体灰铸铁的耐磨性，可加入适量的Cu、Cr、Mo、P、V、Ti等合金元素。
常用的和金减磨铸铁有高磷铸铁，它含有0.4%~0.7%的磷。
P在主贴中能形成各种Fe3P共晶的坚硬骨架，使铸铁的耐磨性提高。
另一种减磨铸铁是磷铜钛铸铁，这种铸铁中，磷的作用同高磷铸铁，铜能促进第一阶段石墨化并能细化珠光体，钛能促进石墨化，并可形成高硬度的TiC。
含高磷的铬钼铜铸铁也是一种有价值的减磨铸铁。
（2）抗磨铸铁
抗磨铸铁的组织应具有均匀的高硬度。
普通白口铸铁就是一种抗磨性搞的铸铁，但其脆性大，因此常加入适量的Cu、Cr、Mo、W、Ni、Mn等合金元素，增加其韧性，并具有更高的硬度和耐磨性。
近年来，我国试制成功一种具有较好冲击韧性和强度的中猛球墨铸铁，即在稀土镁球墨铸铁中加入5%~9.5%的锰，含硅量控制在3.3%~5.0%范围内，经球化和孕育处理，适当控制冷却速度，使铸铁在浇铸后得到马氏体与大量残余奥氏体加碳化物与球状石墨的组织，具有高耐磨性。
耐热：
高温下能抗“氧化”和“生长”且能承受一定载荷的铸铁。
氧化——铸铁在高温下与周围气氛接触使表层发生化学腐蚀的现象。
生长——铸铁在600℃以上反复加热冷却时产生的不可逆体积长大的现象。
铸铁“生长”的原因：
氧化性气体渗入铸铁内部发生了内氧化；铸件中的渗碳体在高温下“石墨化”以及加热冷却过程中铸铁基体组织发生相变引起体积变化。
“氧化”和“生长”的危害：
铸件在高温和载荷作用下，由于氧化和生长最终导致零件变形、翘曲、萌生裂纹、甚至破裂。
17、将回转件、紧固件、轴承、弹簧等各类零部件的主要工作条件及失效情况作比较，了解各种零部件对材料性能要求的异同。
答：
轴类零件对材料的要求
i）具有高的强度，足够的刚度和良好的韧性，以防止断裂及过量变形；
ii）具有高的疲劳强度，防止疲劳断裂；
iii）具有较高的硬度和耐磨性；
iV）具有一定淬透性，保证轴有（1/2～2/3）R的淬硬层深度。
齿轮类零件对材料的要求
具有高的接触疲劳强度，高的表面硬度和耐磨性，防止齿面损伤；
具有高的抗弯强度，适当的心部强度和韧性，防止疲劳、过载及冲击断裂；
具有良好的切削性能，淬火变形要小，以获得高的加工精度和低的表面粗糙度值，提高齿轮抗磨损能力；
两齿轮啮合，小齿轮硬度应比大齿轮高些。
转子与叶轮对材料性能的要求
转子对材料的要求与轴基本相同。
叶轮对材料的要求比较高。
螺栓连接对材料性能的要求
强度高；塑性韧性好，缺口敏感性小；抗松弛稳定性高；脆断倾向小；有良好的化学稳定性；合理匹配螺栓与螺母材料。
滚动轴承对材料性能的要求
a.高的强度，尤其是高的接触疲劳强度；
b.高而且均匀的硬度和耐磨性；
c.适当的韧性和淬透性，并具有一定的抗蚀能力；
d.各种性能均匀而且稳定。
弹簧对材料性能的要求
a.高的弹性极限、屈服强度和高的屈强比；
b.高的疲劳强度；
c.具有足够的塑性和韧性，大尺寸弹簧有好的淬透性；
d.在高温及腐蚀性条件下的弹簧所用钢材应具有良好的耐热和抗蚀性。
18、列表比较制造轴、齿轮、转子、与叶轮、螺栓连接、轴承、弹簧等零部件常用材料的牌号、热处理状态、主要考核性能指标。
常用材料牌号
热处理状态
主要考核性能指标
轴
普通：
Q235、Q255、Q275
优质：
35、45、5045钢使用最广泛
合金钢：
40Cr、40MnB、20CrMnTi、12CrNi3、GCr15
不需热处理
提高耐磨性、疲劳强度
强度和淬火性比碳素钢好
强度、刚度
齿轮
中碳钢：
Q255、Q275、40、45、50、50Mn
碳钢或中碳低合金钢，如45、50Mn、40Cr、40MnB
合金渗碳钢或碳氮共渗钢，如20Cr、20CrMnTi
氮化钢，如35CrMo、38CrMoAl
碳素铸钢有ZG35、ZG45、ZG55等，合金铸钢有ZG40Cr、ZG35CrMo
正火或调质处理
高频或中频淬火及低温回火
渗碳、淬火、低温回火
调质处理及氮化处理
接触疲劳强度
抗弯强度
切削性能
淬火变形
心部强度和韧性
转子和叶轮
选用轴类常用材料
与轴类相似
转子对材料的要求与轴基本相同。
叶轮对材料的要求比较高
螺栓连接
Q235-A/Q215-A、Q235-A
35/Q235-A、20、25
40MnB、40MnVB、40Cr/35、40Mn、45
30CrMoA/40Mn、45/30CrMnA
35CrMoA/40Mn、45/30CrMoA
35CrMoVA/35CrMoA、35CrMoVA
25Cr2MoVA/30CrMoA、35CrMoA、25Cr2MoVA
40CrNiMoA、1Cr5Mo、2Cr13/
35CrMoA、40CrNiMoA
1Cr5Mo、1Cr13、2Cr13
热轧/热轧
正火/热轧、正火
调质/正火
调质/正火、调质
调质/正火、调质
调质/调质
调质/调质、调质
调质/调质
强度；塑性韧性，缺口敏感性；抗松弛稳定性；脆断倾向；有良好的化学稳定性；是否合理匹配螺栓与螺母材料
轴承
GCr15、GCr15SiMn、GsiMnMoV、GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GSiMnMoV
球化退火、淬火和低温回火。
精密轴承冷处理、低温时效处理
强度、硬度和耐磨性韧性和淬透性抗蚀能力性能均匀而且稳定性
弹簧
典型牌号有：
65Mn、60Si2Mn、50CrVA、55SiMnMoVNb、60Si2MnBRe、70Si3MnA、65Si2MnWA
淬火、中温回火
弹性极限、屈服强度和屈强比；疲劳强度；
塑性和韧性，大尺寸弹簧是否有好的淬透性；在高温及腐蚀性条件下的弹簧所用钢材是否具有良好的耐热和抗蚀性。
19、从管道材料考虑，如何预防压力管道发生断裂和泄漏？
答：
压力管道对材料性能的要求
①足够的强度，良好的塑性和韧性。
②良好的冷热加工成形性能。
尤其是良好的焊接性能。
③与环境条件协调，有适当的耐热性、耐腐蚀性、耐磨性等。
20、分析下列牌号钢铁的种类、含碳量及主要合金元素的含量、常用热处理工艺、使用状态下的金相组织、性能特点及用途举例。
（1）HT200：
灰口铸铁，含碳量2.7～4.0％、含硅量0.5～3％和锰、磷、硫总量不超过2％，抗拉强度为200MPa,较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好，需要进行人工时效处理QT450-5：
球墨铸铁，含碳量3.0～4.0%，含硅量1.8～3.2%，含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素 抗拉强度σb（MPa）：
≥450条件屈服强度σ0.2（MPa）：
≥310伸长率δ（%）：
≥5热处理规范：
铸态金相组织：
石墨+铁素体+珠光体STSi15Re：
高硅铸铁，Wc≤1.00，Wsi14.25~15.75Wmn≤0.50Wp≤0
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