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无损检测相关知识无损检测相关知识王宝军王宝军1第一部分第一部分 法规和标准法规和标准一、《特种设备无损检测人员考核与监督管一、《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》理规则》1 1、发布时间：、发布时间： 2003 2003年年8 8月月8 8日国质检锅日国质检锅[2003]248[2003]248号文发布执号文发布执行2 2、适用方法：、适用方法：RTRT、、UTUT、、MTMT、、PTPT、、ETET、、AEAE、、TIRTIR七种七种3 3、人员分级：、人员分级：ⅠⅠ（低）、（低）、ⅡⅡ（中）、（中）、Ⅲ Ⅲ （高）（高）4 4、发证机构：国家质检总局、发证机构：国家质检总局5 5、考核机构：全国考委会（、考核机构：全国考委会（ⅢⅢ）级；各省级考委会）级；各省级考委会（（ⅠⅠ、、ⅡⅡ级）级）6 6、报考条件：、报考条件：2 ① ①、年龄和身体：、年龄和身体：1818～～6060岁，视力满足要求岁，视力满足要求 ② ②、学历：、学历：ⅠⅠ级：初中（含）以上学历级：初中（含）以上学历 Ⅱ Ⅱ级：高中（含）以上学历级：高中（含）以上学历 ③ ③、持低一级证时间：、持低一级证时间： Ⅱ Ⅱ级：一般大专：级：一般大专：3 3个月；个月； 高中专、职高（机电类）：高中专、职高（机电类）：1 1年；年； 无损检测大专、理工本科：零。

无损检测大专、理工本科：零 Ⅲ Ⅲ级：无损检测大专：级：无损检测大专：3 3年；年； 理工本科：理工本科：4 4年；一般大专：年；一般大专：6 6年；年； 高中专、职高（机电类）高中专、职高（机电类） ：：8 8年 ④ ④、特殊要求：报考、特殊要求：报考ⅢⅢ级，有级，有2 2个个ⅡⅡ级证 报考报考RTⅢRTⅢ、、UTⅢ UTⅢ ，有，有1 1个个MTⅡMTⅡ或或PTⅡPTⅡ；； 报考报考MTⅢMTⅢ、、PTⅢPTⅢ、、ETⅢETⅢ、、AEⅢAEⅢ，有，有1 1个个RTⅡRTⅡ或或UTⅡ UTⅡ 37 7、考核项目：、考核项目： Ⅰ Ⅰ、、ⅡⅡ级：笔试和实际操作级：笔试和实际操作 Ⅲ Ⅲ级：笔试、口试、实际操作级：笔试、口试、实际操作8 8、合格标准：、合格标准：7070分分9 9、证件有效期：、证件有效期：4 4年年1010、复试、复试 ①. ①.在有效期满当年的在有效期满当年的2 2月底前向相应考委月底前向相应考委会提出复试申请。

会提出复试申请 ②. ②.年满年满6565周岁以上者不再受理周岁以上者不再受理 ③. ③.特殊情况无法按时复试，于当年特殊情况无法按时复试，于当年2 2月底月底前提出延期复试申请，经同意办理证件延期手前提出延期复试申请，经同意办理证件延期手续复试延期最长续复试延期最长1 1年 ④.Ⅰ④.Ⅰ级人员经指定培训后直接换发证件级人员经指定培训后直接换发证件 Ⅱ Ⅱ、、ⅢⅢ级人员参加复试考核级人员参加复试考核 4 ⑤. ⑤.一次复试未合格者，可再参加复试考一次复试未合格者，可再参加复试考核，期间可从事低一级工作二次不合格，可核，期间可从事低一级工作二次不合格，可通过省质监局申请直接取低一级的证件通过省质监局申请直接取低一级的证件1010、人员职责：、人员职责： ⅠⅠ级人员在级人员在ⅡⅡ、、ⅢⅢ级人员指导下进行无损级人员指导下进行无损检测操作、记录检测数据、整理检测资料检测操作、记录检测数据、整理检测资料 Ⅱ Ⅱ级人员可编制一般无损检测程序，按照级人员可编制一般无损检测程序，按照无损检测工艺规程或在无损检测工艺规程或在ⅢⅢ级人员指导下编写工级人员指导下编写工艺卡，并按检测工艺独立进行检测操作，评定艺卡，并按检测工艺独立进行检测操作，评定检测结果，签发检测报告。

检测结果，签发检测报告 Ⅲ Ⅲ级人员可根据标准编制无损检测工艺、级人员可根据标准编制无损检测工艺、审核或签发检测报告，协调审核或签发检测报告，协调ⅡⅡ级人员对检测结级人员对检测结论的技术争议论的技术争议5 1111、违规行为：、违规行为： ①. ①. 伪造检验检测人员证或超项目检测；伪造检验检测人员证或超项目检测； ② . ② .弄虚作假，检测伪造检测数据，出具弄虚作假，检测伪造检测数据，出具虚伪检测结果或鉴定结论；虚伪检测结果或鉴定结论； ③. ③.违反检测程序、工艺，造成检测结果违反检测程序、工艺，造成检测结果或鉴定结论严重失实或鉴定结论严重失实 ④. ④.玩忽职守，因检测失误造成重大责任玩忽职守，因检测失误造成重大责任事故；事故； ⑤. ⑤.从事特种设备生产、销售、监售、监从事特种设备生产、销售、监售、监制、监销等违规活动；制、监销等违规活动； ⑥. ⑥.同时在同时在2 2个以上单位执业个以上单位执业 12 12、违规处罚：、违规处罚：6 ①.①.情节严重的吊销检测证。

情节严重的吊销检测证 ②. ②.涉嫌犯罪的移交司法机关追究法律责任涉嫌犯罪的移交司法机关追究法律责任 ③.③.被吊销资格者，被吊销资格者，3 3年内不再受理报考申请年内不再受理报考申请1313、受聘单位变更、受聘单位变更 ①.Ⅰ ①.Ⅰ、、ⅡⅡ级人员：提交新单位劳动合同或受级人员：提交新单位劳动合同或受聘证明文件及原证件，经原单位所在地省级质监聘证明文件及原证件，经原单位所在地省级质监局签章，报新单位所在地省质监局审核，报国家局签章，报新单位所在地省质监局审核，报国家质监局核准后换发新证质监局核准后换发新证 ②.Ⅲ ②.Ⅲ级人员：提交新单位劳动合同或受聘证级人员：提交新单位劳动合同或受聘证明文件及原证件，经原单位所在地质监局签章，明文件及原证件，经原单位所在地质监局签章，向全国考委会申请，报国家质监局核准换发证件向全国考委会申请，报国家质监局核准换发证件1414、证件遗失补办：、证件遗失补办： 本人提书面申请，原证件注明的聘用单位确本人提书面申请，原证件注明的聘用单位确认签章，发证机关核准补发。

认签章，发证机关核准补发7二、《压力容器安全技术监察规程》二、《压力容器安全技术监察规程》 1 1、壳体主体焊缝检测比例与合格标准（、壳体主体焊缝检测比例与合格标准（8888条）条） 压压力力容容器器对对接接接接头头射射线线检检测测或或超超声声波波检检测测的的比比例例，，按按台台计计分分为为全全部部（（100%100%））和和局局部部（（20%20%））两两种种按按JB4730JB4730标标准准，，全全部部检检测测射射线线ⅡⅡ级级合合格格，，超超声声波波I I级级合合格格；；局局部部检检测测射射线线ⅢⅢ级级合合格格，，超超声声波波ⅡⅡ级级合合格格铁铁素素体体钢钢制制低低温温容容器器，，局部无损检测比例应不小于局部无损检测比例应不小于50%50% 2 2、接管对接接头检测比例与合格标准（、接管对接接头检测比例与合格标准（8888条）条） 公公称称直直径径大大于于等等于于250mm250mm（（或或公公称称直直径径小小于于250mm250mm，，其其壁壁厚厚大大于于28mm28mm））的的接接管管对对接接接接头头的的无无损损检检测测比比例例及及合合格格级级别别与与壳壳体体主主体体焊焊缝缝相相同同；；公公称称直直径径小小于于250mm250mm、、壁壁厚厚小小于于等等于于28mm28mm时时仅仅做做表面无损检测，合格标准为表面无损检测，合格标准为JB4730ⅠJB4730Ⅰ级。

级8 3 3、其它焊接接头检测比例与合格标准（、其它焊接接头检测比例与合格标准（8787条）条）： ⑴、交交叉叉部部位位、、开开孔孔区区被被覆覆盖盖的的焊焊缝缝100%RT100%RT；； ⑵ ⑵、拼接封头、管板对接接头：、拼接封头、管板对接接头：100%RT100%RT；； ⑶ ⑶、拼接补强圈对接接头：、拼接补强圈对接接头：100%UT100%UT或或RTRT ⑷⑷、、搪搪玻玻璃璃设设备备上上下下接接环环与与夹夹套套组组装装接接头头、、DnDn＜＜250mm250mm的接管焊接接头可免做无损检测的接管焊接接头可免做无损检测 ⑸ ⑸、合格级别与容器壳体对接接头一致合格级别与容器壳体对接接头一致 4 4、拼接封头检测要求（、拼接封头检测要求（8787条）条）： 应应在在成成形形后后进进行行无无损损检检测测，，若若成成形形前前进进行行检检测测，，则则成成形形后后应应在在圆圆满满弧弧过过渡渡区区再再做做无无损损检检测 95 5、探伤方法的选择（、探伤方法的选择（8686条）：条）： ⑴ ⑴、、T≤38mmT≤38mm，射线检测。

不能进行射线检测时，，射线检测不能进行射线检测时，采用可记录的超声检测采用可记录的超声检测 ⑵ ⑵、、T T＞＞38mm38mm（或（或 20 20 ＜＜ T ≤ 38mm T ≤ 38mm且且 σ σb b下限下限＞＞540MP a540MP a的材料），射线检测的材料），射线检测+ +局部超声检测，局部超声检测，或超声检测或超声检测+ +局部射线检测不能进行射线或超声检测局部射线检测不能进行射线或超声检测时，采用其它局部无损检测时，采用其它局部无损检测 Ⅱ Ⅱ 复验原因：复验原因： ( (射射线线检检测测具具有有一一定定的的局局限限性性，，它它对对于于细细微微的的裂裂纹纹类类缺缺陷陷和和与与表表面面平平行行的的未未熔熔合合类类缺缺陷陷容容易易漏漏检检，，特特别别是是工工件件厚厚度度增增加加时时，，射射线线检检测测灵灵敏敏度度也也随随之之下下降降为为了了提提高高此此类类缺缺陷陷的的检检出出率率，，所所以以《《压压力力容容器器安安全全技技术术监监察察规规程程》》规规定定，，对对于于母母材材厚厚度度大大于于38mm38mm的的焊焊缝缝，，如如选选用用射射线线检检测测，，还应用超声波检测方法进行复验。

还应用超声波检测方法进行复验) ) 10 ⑶ ⑶、有无损检测要求的角接接头、、有无损检测要求的角接接头、T T型接头，不能型接头，不能进行射线或超声检测时，应进行射线或超声检测时，应100%100%表面检测表面检测 ⑷ ⑷、铁磁性材料表面检测优先用磁粉检测铁磁性材料表面检测优先用磁粉检测 ⑸ ⑸、有色金属容器对接接头尽量采用射线检测有色金属容器对接接头尽量采用射线检测6 6、压力容器表面无损检测要求（、压力容器表面无损检测要求（9191条）条） ⑴ ⑴、压力容器材料、压力容器材料σσb b下限下限＞＞540MPa540MPa时，容器坡口表时，容器坡口表面、对接接头、角接接头、面、对接接头、角接接头、T T形接头、临时吊耳、拉筋形接头、临时吊耳、拉筋垫板割除后的焊疤打磨部位应进行磁粉或渗透检测合垫板割除后的焊疤打磨部位应进行磁粉或渗透检测合格标准为格标准为JB4730 IJB4730 I级 ⑵ ⑵、现场组焊的压力容器，现场焊接的焊接接头耐、现场组焊的压力容器，现场焊接的焊接接头耐压试验前进行表面检测，耐压试验后进行局部表面检测，压试验前进行表面检测，耐压试验后进行局部表面检测，发现超标缺陷，进行补充检测，仍不合格，则发现超标缺陷，进行补充检测，仍不合格，则100%100%表面表面检测。

检测7 7、、扩探要求（扩探要求（8787条）：条）： 局部局部RTRT或或UTUT的焊接接头，若发现超标缺陷，则应进的焊接接头，若发现超标缺陷，则应进行不少于该条焊缝长度行不少于该条焊缝长度10%10%的补充检测，如仍不合格，的补充检测，如仍不合格，应对该条焊接接头进行全部检测应对该条焊接接头进行全部检测 118 8、采用两种方法时检测结果的判定（、采用两种方法时检测结果的判定（8989条）：条）： 压力容器对接接头采用射线和超声波两种压力容器对接接头采用射线和超声波两种方法检测时，均应合格其质量要求和合格级方法检测时，均应合格其质量要求和合格级别应按各自标准确定别应按各自标准确定9 9、、 检测时机规定（检测时机规定（8282条）：条）： 压力容器焊接接头应在外观和形状尺子寸压力容器焊接接头应在外观和形状尺子寸检查合格后才能进行无损检测检查合格后才能进行无损检测有延迟裂纹倾有延迟裂纹倾向的材料在焊后向的材料在焊后2424小时后进行，有再热裂纹倾小时后进行，有再热裂纹倾向的材料在热处理后再进行一次无损检测向的材料在热处理后再进行一次无损检测。

1010、对接接头必须进行、对接接头必须进行100%100%检测的情况（检测的情况（8585条）条） ⑴⑴、、GB150GB150、、GB151GB151规定进行规定进行100%100%检测的容器；检测的容器； ⑵ ⑵、第三类压力容器；、第三类压力容器；12 ⑶⑶、第二类容器中易燃介质反应容器和储存容器；、第二类容器中易燃介质反应容器和储存容器； ⑷ ⑷、、P P设设＞＞50MPa50MPa的压力容器；的压力容器； ⑸ ⑸、、 P P设设＞＞0.6 MPa0.6 MPa的管壳式余热锅炉；的管壳式余热锅炉； ⑹ ⑹、焊缝系数为、焊缝系数为1 1的压力容器；的压力容器； ⑺ ⑺、疲劳分析设计的压力容器；、疲劳分析设计的压力容器； ⑻ ⑻、采用电渣焊的容器；、采用电渣焊的容器； ⑼ ⑼使用后无法进行内外部检验或耐压试验的容器；使用后无法进行内外部检验或耐压试验的容器； ⑽ ⑽、铝、铜、镍、钛及其合金制容器中：、铝、铜、镍、钛及其合金制容器中： ① ①、介质为易燃或毒性为极度、高度、中度危害的；、介质为易燃或毒性为极度、高度、中度危害的； ② ②、采用气压试验的；、采用气压试验的； ③ ③、、 P P设设≥1.6 Mpa≥1.6 Mpa的。

的131111、钢板超声波检测要求（、钢板超声波检测要求（1414条）：条）： 用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢，需逐张进行钢，需逐张进行UTUT检测的：检测的： ⑴ ⑴、介质毒性程度为极度、高度危害的；、介质毒性程度为极度、高度危害的； ⑵ ⑵、介质为液化石油气且、介质为液化石油气且H2SH2S含量含量100mg/L100mg/L；； ⑶ ⑶、最高工作压力、最高工作压力≥10MPa≥10MPa的；的； ⑷ ⑷、、GB150GB150、、GB151GB151、、GB12337GB12337规定的；规定的； ⑸ ⑸、移动式压力容器移动式压力容器 合格标准：合格标准：1 1、、2 2、、5-JB4730Ⅱ5-JB4730Ⅱ级，级， 3- JB4730Ⅲ 3- JB4730Ⅲ级；级； 4- 4-按按GB150GB150、、GB151GB151、、GB12337GB12337规定规定14三、三、GB150-1998GB150-1998《钢制压力容器》《钢制压力容器》1 1、焊接接头的分类：、焊接接头的分类：A A、、B B、、C C、、D D四类：四类：15 ⑴⑴、、A A类：筒体纵向接头、球形封头与筒类：筒体纵向接头、球形封头与筒体连接的环向接头、凸形封头拼接接头嵌入体连接的环向接头、凸形封头拼接接头嵌入式接管与筒体和封头连接的接头。

式接管与筒体和封头连接的接头 ⑵ ⑵、、B B类：筒体环向接头、锥形封头小类：筒体环向接头、锥形封头小端接管连接的接头、长径法兰与接管连接的端接管连接的接头、长径法兰与接管连接的接头 ⑶ ⑶、、C C类：平盖、管板与筒体非对接连类：平盖、管板与筒体非对接连接的接头、法兰与接管、壳体连接接头、内接的接头、法兰与接管、壳体连接接头、内封头与筒体的搭接接头、多层包扎容器层板封头与筒体的搭接接头、多层包扎容器层板纵向接头纵向接头 ⑷ ⑷、、D D类：接管、人孔、凸缘、补强圈类：接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接接头、等与壳体连接接头、16 2 2、、A A、、B B类接头规定类接头规定100%RT100%RT或或UTUT检测的容器：检测的容器： ⑴ ⑴、、δnδn＞＞30mm30mm的碳素钢、的碳素钢、16MnR;16MnR; ⑵ ⑵、、δnδn＞＞25mm25mm的的15MnVR15MnVR、、15MnV15MnV、、 20MnMo 20MnMo、奥氏体不锈钢；、奥氏体不锈钢； ⑶ ⑶、、σbσb下限＞下限＞540MPa540MPa的材料的材料 ⑷ ⑷、、δnδn＞＞15mm15mm的的12CrMo12CrMo、、15CrMoR15CrMoR、、15CrMo15CrMo、、 其它任意厚度的其它任意厚度的Cr-MoCr-Mo低合金钢；低合金钢； ⑸ ⑸ 、进行气压试验的容器；、进行气压试验的容器； ⑹ ⑹ 、介质毒性为极度、高度危害的容器；、介质毒性为极度、高度危害的容器； ⑺ ⑺ 、图样规定、图样规定100%100%检测的容器；检测的容器； ⑻ ⑻ 、多层包扎容器内筒、多层包扎容器内筒A A类接头；类接头； ⑼ ⑼、热套容器单层圆筒、热套容器单层圆筒A A类接头。

类接头173 3、局部检测的容器，每条焊缝检测长度不少于、局部检测的容器，每条焊缝检测长度不少于该条焊缝长度的该条焊缝长度的20%20%，且不少于，且不少于250mm.250mm.其下列其下列部位应全部检测（可计入比例）：部位应全部检测（可计入比例）： ⑴ ⑴、焊缝交叉部位；、焊缝交叉部位； ⑵ ⑵、先拼焊后成形的凸形封头拼接接头；、先拼焊后成形的凸形封头拼接接头； ⑶ ⑶、被补强圈、支柱、垫板、内件覆盖的、被补强圈、支柱、垫板、内件覆盖的接头；接头； ⑷ ⑷、以开孔中心为圆心，倍开口直径为半、以开孔中心为圆心，倍开口直径为半径的圆所包容的焊接接头；径的圆所包容的焊接接头； ⑸ ⑸、嵌入式接管与筒体或封头连接的焊接、嵌入式接管与筒体或封头连接的焊接接头；接头； ⑹ ⑹、公称直径不小于、公称直径不小于250mm250mm接管与长颈法接管与长颈法兰、接管与接管连接的焊接接头；兰、接管与接管连接的焊接接头；18 Ⅱ例题：右图为一局部探伤的压力右图为一局部探伤的压力容器的一部分，筒体规格为容器的一部分，筒体规格为Dn2000×20，人孔规格为，人孔规格为Dn500×20.（（1）请注明图示各条）请注明图示各条焊缝的检测方法、检测比例，焊缝的检测方法、检测比例，检测部位和合格级别。

检测部位和合格级别2））若若采采用用L1=600mm单单壁壁外外透透B1焊焊缝缝，，试试计计算其一次透照长度和算其一次透照长度和B1的实际检测比例的实际检测比例 19解：（解：（1）焊缝）焊缝A1：：RT ≥20% ⅢⅢ级合格级合格 任意任意部位部位焊缝焊缝F1：：RT 100% ⅢⅢ级合格级合格 全长全长焊焊缝缝B1：：RT ≥20% ⅢⅢ级级合合格格 丁丁字字口口（（B1与与F1 2处处，，B1与与A1 1处处））、、以以人人孔孔中中心心为为圆圆心心，，位人孔直径为半径的圆所包含的部分位人孔直径为半径的圆所包含的部分焊缝焊缝G1：：RT 100% ⅢⅢ级合格级合格 全长全长焊缝焊缝G2：：MT 100% ⅠⅠ级合格级合格 全长全长（（2））B1焊焊缝缝上上倍倍人人孔孔直直径径为为半半径径的的圆圆包包含含的的焊焊缝长度为：缝长度为：204 4、可免除检测的焊接接头：、可免除检测的焊接接头： 直径不超过直径不超过800mm800mm的容器圆筒与封头的最的容器圆筒与封头的最后一道环向封闭焊缝，采用不带垫板单面焊对后一道环向封闭焊缝，采用不带垫板单面焊对接接头，如无法进行接接头，如无法进行RTRT或或UTUT检测，可不进行检检测，可不进行检测，但需采用气体保护焊封底。

测，但需采用气体保护焊封底5 5、需进行表面检测的容器：、需进行表面检测的容器： ⑴ ⑴、、σbσb下限＞下限＞540MPa540MPa的材料和的材料和Cr-MoCr-Mo钢容钢容器焊接接头器焊接接头C C、、D D类焊接接头；类焊接接头； ⑵ ⑵、材料、材料σbσb下限＞下限＞540MPa540MPa多层包扎容器多层包扎容器层板层板C C类焊接接头；类焊接接头； ⑶ ⑶、堆焊层表面；、堆焊层表面； ⑷ ⑷、复合钢板复合层焊接接头；、复合钢板复合层焊接接头；21 ⑸、 σbσb下限＞下限＞540MPa540MPa的材料和的材料和Cr-MoCr-Mo钢钢RTRT和和UTUT火火焰切割坡口表面、缺陷修复或返修后的打磨表面、焰切割坡口表面、缺陷修复或返修后的打磨表面、卡具和拉筋拆除后的焊痕表面；卡具和拉筋拆除后的焊痕表面； ⑹ ⑹、、公称直径小于公称直径小于250mm250mm的接管与长径法兰、接管的接管与长径法兰、接管与接管连接的焊接接头与接管连接的焊接接头6 6、检测标准与合格级别：、检测标准与合格级别： 检测标准检测标准JB4730JB4730 合格级别：合格级别：RTRT：：100%Ⅱ100%Ⅱ级，级，20%Ⅲ20%Ⅲ级。

级 UT UT：：100%Ⅰ100%Ⅰ级，级，20%Ⅱ20%Ⅱ级 MT MT和和PTPT：：ⅠⅠ级级7 7、、RTRT和和UTUT检测扩探要求：检测扩探要求： 发现不允许缺陷，在缺陷两端延长部位增加发现不允许缺陷，在缺陷两端延长部位增加检测长度，不少于该条焊缝长度检测长度，不少于该条焊缝长度10%10%且不少于且不少于250mm250mm若仍有不允许缺陷，对该条焊缝若仍有不允许缺陷，对该条焊缝100%100%检测 22四、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》四、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1 1、锅筒（锅壳）纵、环焊缝、封头（管板）、、锅筒（锅壳）纵、环焊缝、封头（管板）、下脚圈拼接焊缝、集箱纵焊缝检测方法和比下脚圈拼接焊缝、集箱纵焊缝检测方法和比 例（例（8282条）：条）： ⑴ ⑴、、P P额定额定≤≤：：10%RT10%RT；； ⑵ ⑵、＜、＜ P P额定额定≤≤：：25%RT25%RT；； ⑶ ⑶、＜、＜ P P额定额定＜＜ ：：100%RT100%RT；； ⑷ ⑷、、2.5 ≤ P2.5 ≤ P额定额定＜：＜： 100%UT+25%RT 100%UT+25%RT，或，或100%RT100%RT；； ⑸ ⑸、、P P额定额定＞：＞：100%UT+25%RT100%UT+25%RT。

（局部探伤必须包含焊缝交叉部位）（局部探伤必须包含焊缝交叉部位）232 2、炉胆纵、环焊缝、回燃室对接焊缝、炉胆顶、炉胆纵、环焊缝、回燃室对接焊缝、炉胆顶拼接焊缝检测方法和比例（拼接焊缝检测方法和比例（8383条）：条）： ⑴ ⑴、、 P P额定额定≤≤：：10%RT10%RT；； ⑵ ⑵、、 P P额定额定＞：＞：25%RT25%RT （必须包含焊缝交叉部位）（必须包含焊缝交叉部位）3 3、、 P P额定额定≤≤的内燃锅壳锅炉，管板与炉胆、锅壳的内燃锅壳锅炉，管板与炉胆、锅壳的角焊缝探伤方法和比例（的角焊缝探伤方法和比例（8484条）：条）： ⑴ ⑴、管板与锅壳的、管板与锅壳的T T形焊缝：形焊缝：100%UT100%UT；； ⑵ ⑵、管板与炉胆、回燃室的、管板与炉胆、回燃室的T T形焊缝：形焊缝：50%UT50%UT244 4、集箱、管子、管道和其他管件环焊缝，、集箱、管子、管道和其他管件环焊缝，RTRT或或UTUT探伤比例（探伤比例（8585条）：条）： ⑴ ⑴、、D D0 0＞＞159mm159mm，或，或t≥20mmt≥20mm时，时，100%100%；； ⑵ ⑵、、 D D0 0≤159mm≤159mm的集箱，每条环缝的集箱，每条环缝25%25%，或，或每台锅炉集箱环缝条数的每台锅炉集箱环缝条数的25%25%；； ⑶ ⑶、、P P工作工作≥≥的管子，的管子， D D0 0≤159mm≤159mm，制造厂，制造厂内接头数内接头数100%100%，安装工地，安装工地25%25%；； ⑷ ⑷、、 3.8≤P 3.8≤P工作工作＜的管子，＜的管子， D D0 0≤159mm≤159mm时，时，制造厂内接头数制造厂内接头数50%50%，安装工地，安装工地25%25%；； ⑸ ⑸、、0.1≤P0.1≤P工作工作＜的管子，＜的管子， D D0 0≤159mm≤159mm时，时，制造厂和安装工地制造厂和安装工地10%10%。

255 5、集中下降管和其他接管角焊缝（、集中下降管和其他接管角焊缝（8686条）：条）： P P额定额定≥≥的锅炉：的锅炉： ⑴ ⑴、集中下降管角焊缝：、集中下降管角焊缝：100%RT100%RT或或UTUT；； ⑵ ⑵、锅筒和集箱上的其他接管角接头：、锅筒和集箱上的其他接管角接头：10%10%探伤抽查探伤抽查6 6、探伤标准和合格级别（、探伤标准和合格级别（87-8987-89条）：条）： ⑴ ⑴、对接接头、对接接头RTRT：：GB3323GB3323，， P P额定额定＞，＞，ⅡⅡ级合格级合格 P P额定额定≤≤，，ⅢⅢ级合格级合格 ⑵ ⑵、对接接头、对接接头UTUT：：t≤120mmt≤120mm，，JB1152JB1152 t t＞＞120mm120mm，，GB11345GB11345 ⑶ ⑶、管子和管道对接接头、管子和管道对接接头UTUT：： SD167 SD167，超出，超出SD167SD167范围，按企业标准。

范围，按企业标准26 ⑷ ⑷、集中下降管角焊缝、集中下降管角焊缝UTUT：：JB3144JB3144 ⑸ ⑸、卧式内燃锅壳锅炉、卧式内燃锅壳锅炉T T形焊缝形焊缝UTUT：： 国家质监局锅炉局国家质监局锅炉局19981998年年1212月文件《工月文件《工业锅炉业锅炉T T型接头对接焊缝超声波探伤规定》型接头对接焊缝超声波探伤规定》 UT UT合格级别：合格级别：I I级级7 7、扩探规定（、扩探规定（9191条）：条）： RT RT或或UTUT在探伤部位任一端发现缺陷有延伸时，在探伤部位任一端发现缺陷有延伸时，在缺陷延长端做补充探伤，补充探伤有不合格缺在缺陷延长端做补充探伤，补充探伤有不合格缺陷时，做抽查数量双倍数目补充探伤检查如仍有陷时，做抽查数量双倍数目补充探伤检查如仍有不合格时，该条焊缝全部进行探伤不合格时，该条焊缝全部进行探伤 管子和管道探伤抽查时如发现有不合格缺陷，管子和管道探伤抽查时如发现有不合格缺陷，做抽查数量双倍数目的补充探伤检查，如仍有不做抽查数量双倍数目的补充探伤检查，如仍有不合格，则该焊工焊接的全部对接接头做探伤检查。

合格，则该焊工焊接的全部对接接头做探伤检查27五、《热水锅炉安全技术监察规程》五、《热水锅炉安全技术监察规程》1 1、锅筒纵、环焊缝、封头（管板）拼接焊缝、集、锅筒纵、环焊缝、封头（管板）拼接焊缝、集箱纵焊缝（箱纵焊缝（6161条）：条）： ⑴ ⑴、额定出水温度、额定出水温度≥120≥120o oC ,100%RTC ,100%RT；； ⑵ ⑵、额定出水温度＜、额定出水温度＜120120o oC ,25%RTC ,25%RT （必须包括焊缝交叉部位）（必须包括焊缝交叉部位）2 2、炉胆纵、环焊缝、炉胆顶拼接焊缝（、炉胆纵、环焊缝、炉胆顶拼接焊缝（6262条）：条）： 25%RT 25%RT （必须包括焊缝交叉部位）（必须包括焊缝交叉部位）3 3、集箱、管子、管道和其他管件环焊缝（、集箱、管子、管道和其他管件环焊缝（6363条）：条）： ⑴⑴ 、D0＞159mm 额定出水温度额定出水温度≥120≥120o oC ,C ,全部全部100%RT100%RT；； 28 ⑵⑵、、 D D0 0≤159mm≤159mm 额定出水温度额定出水温度≥120≥120o oC C：集箱：集箱25%RT25%RT，其他，其他2%2% 额定出水温度＜额定出水温度＜120120o oC C：集箱：集箱10%RT10%RT，其他，其他0%0%4 4、合格级别（、合格级别（6464条）：条）： 额定出水温度额定出水温度≥120≥120o oC C：：ⅡⅡ级级 额定出水温度＜额定出水温度＜120120o oC C：：I I级级5 5、扩探规定（、扩探规定（6565条）：条）： 在探伤部位两端发现有不允许的缺陷量，在在探伤部位两端发现有不允许的缺陷量，在缺陷延伸方向做补充探伤检查，如仍有怀疑，该缺陷延伸方向做补充探伤检查，如仍有怀疑，该焊缝全部进行探伤；焊缝全部进行探伤； 管道和管子如发现有不允许的缺陷，做双倍管道和管子如发现有不允许的缺陷，做双倍数目的补充探伤检查，如仍不合格，对该焊工焊数目的补充探伤检查，如仍不合格，对该焊工焊接的所有对接接头做探伤检查。

接的所有对接接头做探伤检查29第二部分第二部分 锅炉压力容器基础知识锅炉压力容器基础知识一、一、 锅炉基础知识锅炉基础知识1 1、锅炉定义：、锅炉定义： 锅炉是利用燃料燃烧放出的热或利用工业锅炉是利用燃料燃烧放出的热或利用工业余热来生产蒸汽或热水的热力设备余热来生产蒸汽或热水的热力设备2 2、锅炉分类：、锅炉分类： a a、、按按用用途途分分：：电电站站锅锅炉炉、、工工业业锅锅炉炉、、采采暖锅炉、机车锅炉和船舶锅炉五种；暖锅炉、机车锅炉和船舶锅炉五种； b b、、按按出出口口介介质质状状态态分分：：蒸蒸汽汽锅锅炉炉、、热热水水锅炉、汽水两用锅炉；锅炉、汽水两用锅炉； c c、、按按燃燃料料种种类类分分：：燃燃煤煤锅锅炉炉、、燃燃油油锅锅炉炉、、燃气锅炉、原子能锅炉燃气锅炉、原子能锅炉30 d d、按压力分类：、按压力分类： 低压锅炉：额定工作压力低压锅炉：额定工作压力≤≤ 中压锅炉：额定工作压力中压锅炉：额定工作压力 高压锅炉：额定工作压力高压锅炉：额定工作压力≥≥ 超高压锅炉：额定工作压力超高压锅炉：额定工作压力≥≥ 亚临界锅炉：额定工作压力亚临界锅炉：额定工作压力 超临界锅炉：额定工作压力超临界锅炉：额定工作压力 e e、按结构分类：火管锅炉、水管锅炉、水、按结构分类：火管锅炉、水管锅炉、水火管锅炉。

火管锅炉 f f、按燃烧方式分类：层燃炉（手烧炉、链、按燃烧方式分类：层燃炉（手烧炉、链条断排炉、双层炉排炉、振动炉排炉、抛煤机炉）条断排炉、双层炉排炉、振动炉排炉、抛煤机炉）、沸腾炉和室燃炉沸腾炉和室燃炉 g g、按循环方式分类：自然循环炉、多次强、按循环方式分类：自然循环炉、多次强制循环炉、直流锅炉制循环炉、直流锅炉313 3、锅炉的组成和工作过程：、锅炉的组成和工作过程： 锅炉由水汽系统、燃料灰渣系统和风烟系统锅炉由水汽系统、燃料灰渣系统和风烟系统组成 锅炉运行时同时进行三个过程：燃料的燃烧锅炉运行时同时进行三个过程：燃料的燃烧过程、火焰和烟气向水和蒸汽的传热过程、水的过程、火焰和烟气向水和蒸汽的传热过程、水的加热、汽化、分离和蒸汽的过热即锅内过程加热、汽化、分离和蒸汽的过热即锅内过程4 4、锅炉的水循环、锅炉的水循环 （（1 1）锅炉水循环：）锅炉水循环： 蒸汽锅炉运行时，锅水总是沿一定的路线不蒸汽锅炉运行时，锅水总是沿一定的路线不断地流动，该路线往往是一个回路，叫循环回路。

断地流动，该路线往往是一个回路，叫循环回路水在循环回路中的流动叫锅炉水循环水在循环回路中的流动叫锅炉水循环32 （（2 2）、水循环的作用：）、水循环的作用： ① ①、使锅水沿受热面连续不断地流动，及、使锅水沿受热面连续不断地流动，及时吸收受热面传递的热量，同时冷却金属壁时吸收受热面传递的热量，同时冷却金属壁 ② ②、减少和防止水中泥渣沉积使受热面结、减少和防止水中泥渣沉积使受热面结垢，影响锅水的吸热垢，影响锅水的吸热 （（3 3）、水循环的分类）、水循环的分类 ① ①、自然循环：、自然循环： 炉膛内的水冷壁管受高温热辐射，部分水炉膛内的水冷壁管受高温热辐射，部分水汽化，形成汽水混合物，比重小于炉膛外下降汽化，形成汽水混合物，比重小于炉膛外下降管中水的比重，形成流动压头管中水的比重，形成流动压头ΔPΔP，使下降管，使下降管中的水向下流动，水冷壁管中的汽水混合物向中的水向下流动，水冷壁管中的汽水混合物向上流动而形成循环对流管束中也是如此上流动而形成循环对流管束中也是如此33 为了保证锅炉良为了保证锅炉良 好的水循环，一方面好的水循环，一方面 要增加循环流动压头，要增加循环流动压头， 另一方面要减小循环另一方面要减小循环 回路的阻力。

回路的阻力 ②②、强制循环：、强制循环： 利用水泵的推动利用水泵的推动 作用强迫锅水流动作用强迫锅水流动 5、锅炉的结构、锅炉的结构 （（1）、对锅炉结构的要求：）、对锅炉结构的要求： 总要求：安全可靠，高效低耗具体是：总要求：安全可靠，高效低耗具体是： 34 ①①、选材合理；、选材合理；②②、结构有弹性，保证动、结构有弹性，保证动行时自由伸缩；行时自由伸缩；③③、水循环合理可靠；、水循环合理可靠；④④、安、安全附件齐全灵敏；全附件齐全灵敏；⑤⑤、有必要的门孔、平台扶、有必要的门孔、平台扶梯；梯；⑥⑥、合理布置受热面；、合理布置受热面；⑦⑦、尽量降低钢汽、尽量降低钢汽比，缩小外形尺寸；比，缩小外形尺寸；⑧⑧、采用正确的燃烧设备，、采用正确的燃烧设备，适应正常供应煤种；适应正常供应煤种；⑨⑨、合理选用辅机，降低、合理选用辅机，降低电耗 （（2 2）、锅炉主要受压元件）、锅炉主要受压元件 ①. ①.锅筒（汽包）：汇集、贮存、分离和锅筒（汽包）：汇集、贮存、分离和补充给水。

补充给水 ②. ②.锅壳：锅壳式锅炉中包围汽水、风烟、锅壳：锅壳式锅炉中包围汽水、风烟、煤燃烧系统的外壳煤燃烧系统的外壳35 ③.③.封头：立式锅炉中又叫炉顶，卧式锅封头：立式锅炉中又叫炉顶，卧式锅炉中叫管板用于联接锅壳、炉胆和烟管炉中叫管板用于联接锅壳、炉胆和烟管 ④. ④.炉胆（火筒）：立式锅炉和卧式内燃炉胆（火筒）：立式锅炉和卧式内燃锅炉中燃料燃烧的地方锅炉中燃料燃烧的地方 ⑤. ⑤.炉胆顶（炉胆封头）：连接炉胆炉胆顶（炉胆封头）：连接炉胆 ⑥. ⑥.联箱（集箱）联箱（集箱）: :汇集和分配汽水及排污汇集和分配汽水及排污 ⑦. ⑦.下降管：把锅筒内的水引到下联箱下降管：把锅筒内的水引到下联箱 ⑧. ⑧.水管和烟管：管内走汽水（水管）或水管和烟管：管内走汽水（水管）或烟气（烟管）烟气（烟管） ⑨. ⑨.冲天管：立式横水管锅炉上联接炉胆冲天管：立式横水管锅炉上联接炉胆顶和封头，走烟气顶和封头，走烟气 ⑩. ⑩.过热器：把饱和蒸汽加热为过热蒸汽。

过热器：把饱和蒸汽加热为过热蒸汽 ⑪⑪. .省煤器：予热给水省煤器：予热给水36 （（3 3）、几种典型锅炉受压部件：）、几种典型锅炉受压部件： ① ①、立式弯水管锅炉：、立式弯水管锅炉： 锅壳、封头、炉胆、炉胆顶、内外弯水管锅壳、封头、炉胆、炉胆顶、内外弯水管 ② ②、卧式快装锅炉主要受压部件：、卧式快装锅炉主要受压部件： 锅壳、前后管板、烟管、水冷壁管、下降锅壳、前后管板、烟管、水冷壁管、下降管、联箱、管、联箱、 ③ ③、水管锅炉主要受压部件：、水管锅炉主要受压部件： 锅筒、集箱、对流管、过热器、省煤器等锅筒、集箱、对流管、过热器、省煤器等6 6、锅炉的特性参数、锅炉的特性参数 （（1 1）蒸汽锅炉：）蒸汽锅炉：37 ①①、额定蒸发量：、额定蒸发量： 锅炉每小时产生的蒸汽量（锅炉每小时产生的蒸汽量（T/hT/h） ② ②、额定蒸汽压力：、额定蒸汽压力： 有过热器的锅炉指过热器出口处蒸汽压力；有过热器的锅炉指过热器出口处蒸汽压力；无过热器的指锅筒内的蒸汽压力。

无过热器的指锅筒内的蒸汽压力 ③ ③、额定蒸汽温度：、额定蒸汽温度： 有过热器的锅炉指过热器出口处蒸汽最高有过热器的锅炉指过热器出口处蒸汽最高温度；无过热器的指锅筒内额定压力下的饱和温度；无过热器的指锅筒内额定压力下的饱和蒸汽温度蒸汽温度 （（2 2）、热水锅炉：）、热水锅炉： ① ①、额定热功率：锅炉每小时送入系统的、额定热功率：锅炉每小时送入系统的热量38 ②②、额定出水压力、额定出水压力 ③ ③、额定出口、额定出口/ /进口水温进口水温7 7、锅炉的安全附件：、锅炉的安全附件： 安全阀、压力表、水位计、水位报警安全阀、压力表、水位计、水位报警器、（温度计）测温仪表、排污阀、安全联器、（温度计）测温仪表、排污阀、安全联锁装置8 8、锅炉定期检验、锅炉定期检验 外部检验（每年）外部检验（每年） 内部检验（每二年）内部检验（每二年） 水压试验（每六年）水压试验（每六年）39二、压力容器基础知识二、压力容器基础知识1 1、压力容器定义：、压力容器定义： 凡承受流体介质压力的密闭设备称压力凡承受流体介质压力的密闭设备称压力容器。

容器2 2、压力容器的分类：、压力容器的分类： （（1 1）、按压力等级分类：）、按压力等级分类： ① ①、低压容器：、低压容器：0.1MPa≤Pw0.1MPa≤Pw＜＜ ② ②、中压容器：、中压容器：1.6MPa≤Pw1.6MPa≤Pw＜＜10MPa10MPa ③ ③、高压容器：、高压容器： 10MPa≤Pw 10MPa≤Pw＜＜100MPa100MPa ④ ④、超高压容器：、超高压容器：Pw≥100MPaPw≥100MPa （（2 2）、按工艺作用原理分类：）、按工艺作用原理分类： ① ①、反应压力容器（、反应压力容器（R R）：完成介质物理、）：完成介质物理、化学反应的容器化学反应的容器40 ②②、换热压力容器（、换热压力容器（E E）：完成介质热量）：完成介质热量交换的容器交换的容器 ③ ③、分离压力容器（、分离压力容器（S S）：完成介质的流）：完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的容器体压力平衡缓冲和气体净化分离的容器。

④ ④、储存压力容器（、储存压力容器（C C）：用于储存、盛）：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的容器装气体、液体、液化气体等介质的容器 （（3 3）、按管理分类：）、按管理分类： ① ①、第三类压力容器：、第三类压力容器： a. a.高压容器；高压容器； b. b.中压容器（介质毒性极度和高度危害）；中压容器（介质毒性极度和高度危害）； c. c.中压储存容器（易燃、毒性中度危害、中压储存容器（易燃、毒性中度危害、P×V≥10MPa·mP×V≥10MPa·m3 3););41 d. d.中压反应容器（易燃、毒性中度危害、中压反应容器（易燃、毒性中度危害、P×V≥0.5MPa·mP×V≥0.5MPa·m3 3);); e. e.低压容器（毒性极度和高度危害、低压容器（毒性极度和高度危害、P×V≥0.2MPa·mP×V≥0.2MPa·m3 3);); f. f.高、中压管壳式余热锅炉；高、中压管壳式余热锅炉； g. g.中压搪玻璃压力容器；中压搪玻璃压力容器； b b下限下限≥540MPa≥540MPa材料容器；材料容器； i. i.移动式压力容器；移动式压力容器； j. j.球形储罐（球形储罐（V≥50mV≥50m3 3);); k. k.低温液体储存容器。

低温液体储存容器 ②②、第二类压力容器、第二类压力容器 a. a.中压容器；中压容器； 42 b.b.低压容器（毒性极度和高度危害）；低压容器（毒性极度和高度危害）； c. c.低压反应容器和低压换热容器（易燃、低压反应容器和低压换热容器（易燃、毒性中度危害）；毒性中度危害）； d. d.低压管壳式余热锅炉；低压管壳式余热锅炉； e. e.低压搪玻璃压力容器低压搪玻璃压力容器 ③③、第一类压力容器：、第一类压力容器： 低压容器低压容器 （（4 4）、按制造方法分类：）、按制造方法分类： 焊接容器、锻造容器、铆接容器、铸造焊接容器、锻造容器、铆接容器、铸造容器、组合式容器容器、组合式容器 （（5 5）、按制造材料分类：）、按制造材料分类： 钢制容器、有色金属容器、非金属容器钢制容器、有色金属容器、非金属容器。

43 （（6 6）、按壁温分类：）、按壁温分类： 高温容器（高温容器（t≥450t≥4500 0C C）；）； 常温容器（常温容器（-20-200 0C C＜＜ t t ＜＜4504500 0C C）；）； 低温容器（低温容器（ t ≤ -20 t ≤ -200 0C C） （（7 7）、按形状分类：）、按形状分类： 球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器、球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器、矩形容器、组合形容器矩形容器、组合形容器 （（8 8）、按壁厚分类：）、按壁厚分类： 薄壁容器、厚壁容器薄壁容器、厚壁容器 （（9 9）、按承压方式分类：）、按承压方式分类： 内压容器、外压容器内压容器、外压容器 （（1010）、按使用方式分类：）、按使用方式分类： 固定式容器、移动式容器固定式容器、移动式容器443 3、压力容器的结构：、压力容器的结构： （（1 1）、容器结构的基本要求：）、容器结构的基本要求： ① ①、足够的强度；、足够的强度； ② ②、足够的刚度；、足够的刚度； ③ ③、一定的耐久性；、一定的耐久性； ④ ④、可靠的密封性；、可靠的密封性； ⑤ ⑤、制造、运输和操作的便利性。

制造、运输和操作的便利性 （（2 2）、压力容器的基本组成：）、压力容器的基本组成： ① ①、筒体：构成主要的压力空间筒体：构成主要的压力空间 ② ②、封头：与筒体相连，一起构成压力空、封头：与筒体相连，一起构成压力空间45 ③③、法兰：连接外部管道法兰：连接外部管道 ④ ④、密封元件：保证介质不泄漏密封元件：保证介质不泄漏 ⑤ ⑤、开孔接管：满足工艺和检修要求开孔接管：满足工艺和检修要求 ⑥ ⑥：支座：支承容器支座：支承容器464 4、压力容器主要受压元件：、压力容器主要受压元件： 筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球罐球壳板；换热器管板和换热管；罐球壳板；换热器管板和换热管；M36M36以上的设以上的设备主螺栓；公称直径备主螺栓；公称直径≥250mm≥250mm的接管和管法兰的接管和管法兰5 5、压力容器的安全附件：、压力容器的安全附件： 安全阀、爆破片、压力表、液面计、测温仪安全阀、爆破片、压力表、液面计、测温仪表、紧急切断装置、快开门容器的安全联锁装置。

表、紧急切断装置、快开门容器的安全联锁装置6 6、压力容器定期检验：、压力容器定期检验： (1). (1).外部检查（每年）外部检查（每年） (2). (2).内外部检验（安全状况等级内外部检验（安全状况等级1 1、、2 2级每六级每六年，安全状况等级年，安全状况等级3 3级每三年）级每三年） (3). (3).耐压试验（每六年）耐压试验（每六年） 47第三部分第三部分 金属材料和热处理金属材料和热处理一一 、金属材料的力学性能、金属材料的力学性能 1 1、力学性能：、力学性能： 金属材料的力学性能是指金属材料在一定金属材料的力学性能是指金属材料在一定的温度条件和受外力（载荷）作用下抵抗变形的温度条件和受外力（载荷）作用下抵抗变形和破坏的能力，也称机械性能和破坏的能力，也称机械性能2 2、金属材料常规力学性能指标：、金属材料常规力学性能指标： 强度（强度（σσb b、、σσs s）、塑性（）、塑性（δδ、、ψψ）、硬）、硬度（度（HBHB、、HRc)HRc)、韧性（、韧性（akak、、AkAk）、弯曲性能）、弯曲性能（（αα）等。

等3 3、金属材料拉伸试验：、金属材料拉伸试验： 48 （（1 1）、试验目的：测定材料的强度和塑性）、试验目的：测定材料的强度和塑性指标 （（2 2）、试验标准：）、试验标准：GB228-87GB228-87《金属拉伸试《金属拉伸试验法》验法》 （（3 3）、拉伸试样：按）、拉伸试样：按GB2975-95GB2975-95《钢产品《钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》力学性能试验取样位置及试样制备》 ① ①、试样分类和应用：、试样分类和应用： a. a.试样形状和参数：试样形状和参数：49 b.b.试样分类：试样分类： a). a).比例试样：比例试样： b). b).非比例试样：非比例试样：L L0 0、、L L根据制品尺寸和材质给以规定根据制品尺寸和材质给以规定 （（3 3）、取样：）、取样： a. a.纵向试样纵向试样- -试样中心线油沿轧制或锻造流线方向；试样中心线油沿轧制或锻造流线方向； b. b.横向试样横向试样- -试样中心线直于轧制或锻造流线方向。

试样中心线直于轧制或锻造流线方向50 （（4 4）、拉伸曲线（应力）、拉伸曲线（应力- -应变曲线）应变曲线） 拉伸过程分四个阶段：拉伸过程分四个阶段： ① ①、弹性变形阶段：、弹性变形阶段： 截荷低于截荷低于PePe时，呈直线，时，呈直线， 试样变形是弹性的，卸截后试试样变形是弹性的，卸截后试 样恢复到原始长度样恢复到原始长度L L0 0 ② ②、屈服阶段：截荷超过、屈服阶段：截荷超过PePe 后，卸除截荷后，卸除截荷 ，试样留有不可，试样留有不可 恢复的残余变形若截荷继续恢复的残余变形若截荷继续 增大到增大到PsPs，此时曲线呈水平段，说明材料失去抗力此时曲线呈水平段，说明材料失去抗力此时截荷变化很小，试样长度急剧增加我们说这时此时截荷变化很小，试样长度急剧增加我们说这时材料屈服了卸截后，少量的变形被保留下来，称塑材料屈服了卸截后，少量的变形被保留下来，称塑性变形51 ③③、强化阶段：截荷、强化阶段：截荷 继续增加，曲线上升，继续增加，曲线上升，说明材料恢复了抗力，称材料强化。

直到说明材料恢复了抗力，称材料强化直到b b点，点，截荷达到最大值试样变形主要是塑性变形截荷达到最大值试样变形主要是塑性变形 ④ ④、局部变形阶段：当截荷达到最大值后，、局部变形阶段：当截荷达到最大值后，试样出现缩颈，局部变细，截面急剧减小，最试样出现缩颈，局部变细，截面急剧减小，最后在低于后在低于PbPb的截荷下被拉断的截荷下被拉断 （（5 5）、强度）、强度——材料在外力作用下抵抗变形材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力和破坏的能力 ① ①、抗拉强度（强度极限）、抗拉强度（强度极限）σσb b ：： 材料抵抗拉力破坏的最大能力材料抵抗拉力破坏的最大能力 Pb- Pb-试样承受的最大截荷试样承受的最大截荷 F F0 0- -试样横截面积试样横截面积 52 ②②、屈服强度（屈服级限）、屈服强度（屈服级限）σs:σs: 材料承受截荷不再增加而仍继续发生塑性材料承受截荷不再增加而仍继续发生塑性变形的应力，也叫屈服点。

变形的应力，也叫屈服点 Ps- Ps-材料屈服时的截荷材料屈服时的截荷 F F0 0- -试样横截面积试样横截面积 （（2 2）、塑性）、塑性——材料在外力作用下产生最大材料在外力作用下产生最大塑性变形而不破坏的能力塑性变形而不破坏的能力 ① ①、延伸率（、延伸率（δδ）：试样拉断后，标距增）：试样拉断后，标距增长量长量L-LL-L0 0与原始标距长度与原始标距长度L L0 0之比的百分率之比的百分率 53 ②②、断面收缩率（、断面收缩率（ψψ）：试样断口面积缩）：试样断口面积缩减量减量F0-F1F0-F1，与原始截面积，与原始截面积F0F0之比的百分率之比的百分率锻件用）（锻件用） 4 4、硬度试验、硬度试验 (1). (1).硬度硬度——材料抵抗硬材料抵抗硬 物压入其表面的能力。

表示物压入其表面的能力表示 金属材料的坚强程度金属材料的坚强程度 (2). (2).布氏硬度（布氏硬度（HBHB）：）： 将直径为将直径为D D的淬火钢球的淬火钢球 施加压力施加压力P P压入被测金属表面，截荷压入被测金属表面，截荷P P与压痕表与压痕表面积之比称为布氏硬度面积之比称为布氏硬度54 布氏硬度与抗拉强度之间有一定比例关系：布氏硬度与抗拉强度之间有一定比例关系： 由于要求钢球硬度大于被测材料的倍，故由于要求钢球硬度大于被测材料的倍，故布氏硬度法只能测定硬度小于布氏硬度法只能测定硬度小于450HB450HB的材料 试验标准：试验标准：GB231-84GB231-84《金属布氏硬度试验《金属布氏硬度试验方法》方法》55 （（2 2）洛氏硬度（）洛氏硬度（HRHR）：用一定的截荷）：用一定的截荷 将将1201200 0金刚石圆锥压头压入金属表面，以压痕深金刚石圆锥压头压入金属表面，以压痕深度表示材料的硬度。

压痕越深，硬度越低度表示材料的硬度压痕越深，硬度越低 洛氏硬度可测定从洛氏硬度可测定从 极软到极硬的金属极软到极硬的金属 或合金的硬度由或合金的硬度由 于压痕小，不损伤于压痕小，不损伤 零件表面，可测量半零件表面，可测量半 成品或成品件的硬度成品或成品件的硬度 但材料组织不均匀时，测量值不十分准确但材料组织不均匀时，测量值不十分准确 试验标准：试验标准：GB230-83GB230-83《金属洛氏硬度试验《金属洛氏硬度试验方法》方法》565 5、冲击试验、冲击试验 （（1 1）、目的：测定材料的韧性目的：测定材料的韧性 （（2 2）、韧性）、韧性——指金属材料在冲击截荷作用下指金属材料在冲击截荷作用下抵抗破坏的能力抵抗破坏的能力 （（3 3）、试验标准：）、试验标准： GB229 GB229《金属夏比（《金属夏比（U U）型缺口冲击试验法》）型缺口冲击试验法》 GB2106 GB2106《金属夏比（《金属夏比（V V）型缺口冲击试验法）型缺口冲击试验法》》 （（4 4）、试样类型）、试样类型 57 （（5 5）、摆锤试验机原理：）、摆锤试验机原理： 586 6、弯曲试验：、弯曲试验： （（1 1）、目的：检查金属材料承受规定弯曲）、目的：检查金属材料承受规定弯曲程度的弯曲变形能，并显示缺陷。

程度的弯曲变形能，并显示缺陷 （（2 2）、试验标准：）、试验标准：GB232GB232《金属材料弯曲《金属材料弯曲试验方法》试验方法》 （（3 3）、试样尺寸）、试样尺寸材料尺寸材料尺寸试样厚度试样厚度a试样宽度试样宽度b 长度长度L各种尺寸板材、各种尺寸板材、型材、宽度型材、宽度≥100带材带材等于原材料厚等于原材料厚度（保留表面度（保留表面层）层）2a±2mm，，但但≮ ≮10mmL≈5a+150mm宽度＜宽度＜100带材带材横截面等于原横截面等于原材料横截面材料横截面L≈5a+150mm（（a为厚度或直径）为厚度或直径）59 厚度＞厚度＞30mm30mm的板材及厚度＞的板材及厚度＞35mm35mm的型材，的型材，采用厚度为采用厚度为20mm20mm、宽度不小于、宽度不小于30mm30mm的板材试样；的板材试样；直径＞直径＞35mm35mm的条材，加工成直径的条材，加工成直径25mm25mm的圆形试的圆形试样，加工时，外弯曲面应保留原扎制面样，加工时，外弯曲面应保留原扎制面 （（4 4）、试验方法：在拉力试验机上进行。

试验方法：在拉力试验机上进行 弯轴直径、弯轴直径、 支座间距、支座间距、 弯曲角度按弯曲角度按 相关标准规定相关标准规定60二、金属材料化学分析二、金属材料化学分析1 1、化学分析的目的：、化学分析的目的： 复验或验证材料元素含量是否符合材料技复验或验证材料元素含量是否符合材料技术标准要求术标准要求2 2、化学分析的分类：、化学分析的分类： （（1 1）、熔炼分析）、熔炼分析——在钢液浇注过程中采取在钢液浇注过程中采取样锭，然后进一步制成试样对其进行化学分析样锭，然后进一步制成试样对其进行化学分析分析结果表示同一炉或同一罐钢液的平均化学分析结果表示同一炉或同一罐钢液的平均化学成份 （（2 2）、成品分析）、成品分析——是指在经过加工的成品是指在经过加工的成品钢材（包括钢坯）上采取试样，然后对其进行钢材（包括钢坯）上采取试样，然后对其进行化学分析成品分析主要用于验证化学成份，化学分析成品分析主要用于验证化学成份，又称验让分析又称验让分析613 3、化学分析方法：、化学分析方法： （（1 1）、）、取样取样——采用采用““钻屑法钻屑法””。

按按GB/T222GB/T222《钢的化学分析用试样取样法及《钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差》标准进行成品化学成分允许偏差》标准进行 如碳素钢：如碳素钢：C C、、MnMn、、SiSi、、S S、、P P共取共取20g20g左右 合金钢视其元素略高一些合金钢视其元素略高一些 （（2 2）、分析方法）、分析方法 GB/T223 GB/T223《钢铁及其合金化学分析方法》规《钢铁及其合金化学分析方法》规定了各种化学元素的试验分析方法如：定了各种化学元素的试验分析方法如： GB/T223.69— GB/T223.69—管式炉内燃烧后气体容量法管式炉内燃烧后气体容量法测定碳含量测定碳含量62 GB/T223.68— GB/T223.68—管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量测定硫含量 GB/T223.67— GB/T223.67—还原蒸馏一次甲基蓝光法测定还原蒸馏一次甲基蓝光法测定硫含量硫含量 GB/T223.59— GB/T223.59—锑磷钼蓝光度法测定磷含量锑磷钼蓝光度法测定磷含量 GB/T223.60— GB/T223.60—高氯酸脱水重量法测定硅含量高氯酸脱水重量法测定硅含量 GB/T223.58— GB/T223.58—亚砷酸钠亚砷酸钠- -亚硝酸钠滴定法测亚硝酸钠滴定法测定锰含量定锰含量4 4、光谱分析（光谱仪）、光谱分析（光谱仪） 定性和半定量分析。

在被检工件和电极之间定性和半定量分析在被检工件和电极之间产生电弧工火花来确定工件材料中所含元素种类产生电弧工火花来确定工件材料中所含元素种类及大概含量及大概含量63三、金属的结构及铁碳合金三、金属的结构及铁碳合金1 1、铁碳合金的基本组织、铁碳合金的基本组织 ⑴⑴、钢和铁、钢和铁 ① ①、含碳量小于的铁碳合金叫钢含碳量小于的铁碳合金叫钢 ② ②、含碳量大于的铁碳合金叫铁（铸铁或、含碳量大于的铁碳合金叫铁（铸铁或生铁） ⑵ ⑵、钢材的性能不仅取决于钢材的化学成份，、钢材的性能不仅取决于钢材的化学成份，而且与钢材组织有关而且与钢材组织有关 ⑶ ⑶、纯铁的晶体结构、纯铁的晶体结构 ①.1538 ①.15380 0C C～～139413940 0C—α-Fe(C—α-Fe(体心立方晶体体心立方晶体) ) ②.1394 ②.13940 0C C～～9129120 0C—γ-Fe(C—γ-Fe(面心立方晶体面心立方晶体 ③. ③.9129120 0C C以下以下—α-Fe(—α-Fe(体心立方晶体体心立方晶体) )64 ⑶⑶、铁碳合金的基本组织、铁碳合金的基本组织 ① ①、铁素体（、铁素体（F F））——铁素体是碳溶解于铁素体是碳溶解于α-α-FeFe中的固溶体。

铁素体含碳量低（室温下溶解中的固溶体铁素体含碳量低（室温下溶解度为度为0.006%0.006%），塑性、韧性好，强度、硬度低塑性、韧性好，强度、硬度低 ②②、渗碳体（、渗碳体（FeFe3 3C)—C)—铁和碳的化合物其铁和碳的化合物其性能是熔点高，硬而脆钢中含碳量增加，渗性能是熔点高，硬而脆钢中含碳量增加，渗碳体增加，硬度强度提高，塑性韧性下降碳体增加，硬度强度提高，塑性韧性下降 ③ ③、珠光体（、珠光体（P P））——铁素体和渗碳体体的铁素体和渗碳体体的机械混合物强度较高，硬度适中，有一定的机械混合物强度较高，硬度适中，有一定的塑性 ④ ④、奥氏体（、奥氏体（A A））——奥氏体是碳在奥氏体是碳在γ-Feγ-Fe中中形成的间隙固溶体碳钢加热到形成的间隙固溶体碳钢加热到7237230 0C C以上组织以上组织发生转变时才有奥氏体组织产生强度硬度较发生转变时才有奥氏体组织产生强度硬度较铁素体高，塑性良好铁素体高，塑性良好652 2、铁碳合金状态图、铁碳合金状态图 66 ⑴⑴、铁碳合金状态图、铁碳合金状态图——表示在平衡状态下不表示在平衡状态下不同含碳量的铁碳合金在不同温度下所处的状态、同含碳量的铁碳合金在不同温度下所处的状态、晶体结构和显微组织特征的图。

晶体结构和显微组织特征的图 ⑵ ⑵、图中的主要特征线、图中的主要特征线 ① ①、、ACDACD线线——液相线此线以上全部为液体此线以上全部为液体钢加热到此线全部转化为液体，冷却到此线开钢加热到此线全部转化为液体，冷却到此线开始结晶 ② ②、、AECFAECF线线——固相线钢冷却到到此线以固相线钢冷却到到此线以下全部结晶为固体，加热到此线开始出现液体下全部结晶为固体，加热到此线开始出现液体 ⑶ ⑶、两点（、两点（E E、、S S）、三线（）、三线（GSGS、、ESES、、PSKPSK）） ①.PSK ①.PSK线（线（A1A1线）线）——表示钢在缓慢冷却时，表示钢在缓慢冷却时，奥氏体开始转变为珠光体或钢在缓慢加热时珠奥氏体开始转变为珠光体或钢在缓慢加热时珠光体转变为奥氏体的温度线（光体转变为奥氏体的温度线（7237230 0C C）67 ②.GS ②.GS线（线（A3A3线）线）——表示钢在缓慢冷却时，表示钢在缓慢冷却时，奥氏体开始析出铁素体的温度线或钢在缓慢加奥氏体开始析出铁素体的温度线或钢在缓慢加热时铁素体转变为奥氏体的终止温度线。

热时铁素体转变为奥氏体的终止温度线 ③.ES ③.ES线（线（AcmAcm线）线）——表示钢在缓慢冷却时表示钢在缓慢冷却时由奥氏体开始析出渗碳体的温度线，即含碳量由奥氏体开始析出渗碳体的温度线，即含碳量大于大于0.8%0.8%的钢冷却时析出二次渗碳体的起始线的钢冷却时析出二次渗碳体的起始线 ④.S ④.S点（共析点）：对应于含碳量点（共析点）：对应于含碳量=0.8%=0.8%的的钢在S S点以上为单一的奥氏体，低于点以上为单一的奥氏体，低于S S点为珠点为珠光体 ⑤.E ⑤.E点：钢和铸铁的分界点（含碳量点：钢和铸铁的分界点（含碳量2.06%)2.06%)68 ⑷ ⑷、共析、共析 ①. ①.共析反应：钢冷却到共析反应：钢冷却到7237230 0C C时，从奥氏时，从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体，此反应称共析体中同时析出铁素体和渗碳体，此反应称共析反应，产物为珠光体反应，产物为珠光体 ②. ②.共析钢：含碳量等于共析钢：含碳量等于0.8%0.8%的钢称为共的钢称为共析钢。

共析钢在析钢共析钢在7237230 0C C以上为单一的奥氏体；以上为单一的奥氏体； 7237230 0C C以下为单一的珠光体以下为单一的珠光体 ③. ③.亚共析钢：含碳量小于亚共析钢：含碳量小于0.8%0.8%的钢称为的钢称为亚共析钢共析钢在亚共析钢共析钢在7237230 0C C以上为铁素体以上为铁素体+ +奥氏奥氏体；体； 723 7230 0C C以下为铁素体以下为铁素体+ +珠光体 ④. ④.过共析钢：含碳量大于过共析钢：含碳量大于0.8%0.8%的钢称为的钢称为过共析钢共析钢在过共析钢共析钢在7237230 0C C以上为奥氏体以上为奥氏体+ +二次二次渗碳体；渗碳体； 723 7230 0C C以下为珠光体以下为珠光体+ +二次渗碳体二次渗碳体69 四、钢的热处理四、钢的热处理 1 1、基本概念、基本概念 （（1 1）、定义：钢的热处理是指对钢在固态）、定义：钢的热处理是指对钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的内部组织结下加热、保温和冷却，以改变钢的内部组织结构从而改变钢的性能的一种工艺方法构从而改变钢的性能的一种工艺方法。

（（2 2）、主要的热处理方法：）、主要的热处理方法： a. a.普通热处理：普通热处理： 淬火、正火、回火、退火、调质淬火、正火、回火、退火、调质 b. b.表面热处理：表面热处理： 表面淬火、化学热处理表面淬火、化学热处理 （（3 3）、热处理工艺）、热处理工艺 三大工艺参数：三大工艺参数： 加热、保温和冷却加热、保温和冷却70 （（4 4）、钢的加热和冷却状态图）、钢的加热和冷却状态图 712 2、钢在加热和冷却时的组织转变、钢在加热和冷却时的组织转变 ⑴ ⑴、钢在加热时的转变过程（以共析钢为、钢在加热时的转变过程（以共析钢为例）：例）： ①. ①.奥氏体晶核产生（铁素体与渗碳体交奥氏体晶核产生（铁素体与渗碳体交界处）；界处）； ②. ②.奥氏体晶粒长大（碳的扩散）；奥氏体晶粒长大（碳的扩散）； ③. ③.殘殘余渗碳体溶解；余渗碳体溶解； ④. ④.奥氏体成份均匀化。

奥氏体成份均匀化72 ⑵⑵、钢在冷却时的转变、钢在冷却时的转变 ①. ①.高温转变区：高温转变区： 723-550 723-5500 0C C之间，依转变温度高，转变产物之间，依转变温度高，转变产物低依次为粗珠光体、索氏体（细珠光体，低依次为粗珠光体、索氏体（细珠光体，6506500 0C C）和屈氏体（极细珠光体，）和屈氏体（极细珠光体，5405400 0C C）；）； ②. ②. 中温转变区：中温转变区： 550 5500 0C-MsC-Ms（（2402400 0C C）之间，转变产物为上贝氏）之间，转变产物为上贝氏体（体（500-350500-3500 0C C，塑性差）、下贝氏体（，塑性差）、下贝氏体（350-350-3203200 0C C，硬度高、韧性较好）；，硬度高、韧性较好）； ③. ③.低温转变区：低温转变区： Ms Ms（（2402400 0C C））-Mf-Mf之间，转变产物为马氏体之间，转变产物为马氏体（脆性大、韧性低、延伸率低）脆性大、韧性低、延伸率低）。

733 3、钢的热处理工艺、钢的热处理工艺 ⑴⑴、退火：将钢加热到、退火：将钢加热到AC1AC1或或AC3AC3以上某一以上某一温度，保温一定时间，然后随炉冷却，从而得温度，保温一定时间，然后随炉冷却，从而得到近似平衡组织的热处理方法到近似平衡组织的热处理方法 目的：降低钢的硬度，细化晶粒，提高强目的：降低钢的硬度，细化晶粒，提高强度、塑性和韧性，消除内应力等度、塑性和韧性，消除内应力等 ①. ①.完全退火（重结晶退火）：加热到完全退火（重结晶退火）：加热到AC3AC3上上20-4020-400 0C C细化晶粒、均匀组织、降低硬度细化晶粒、均匀组织、降低硬度 ②. ②.消除应力退火（低温退火）：加热到消除应力退火（低温退火）：加热到A1A1以下，一般为以下，一般为500-600500-6000 0C C，保温缓冷到，保温缓冷到3003000 0C C空冷消除焊接件、热轧件、冷挤压件等内应空冷消除焊接件、热轧件、冷挤压件等内应力钢无组织变化，力钢无组织变化，殘殘余应力通过塑性变形或余应力通过塑性变形或蠕变变形产生松弛而消除的。

蠕变变形产生松弛而消除的74 ⑵⑵、正火：将钢加热到、正火：将钢加热到Ac3Ac3或或AccmAccm以上以上40-40-60600 0C C，保温后从炉中取出空冷的热处理方法保温后从炉中取出空冷的热处理方法 目的：对低碳钢：细化晶粒，均匀组织，目的：对低碳钢：细化晶粒，均匀组织，改善性能对中碳钢：提高强度、硬度对高改善性能对中碳钢：提高强度、硬度对高碳钢：消除网状渗碳体碳钢：消除网状渗碳体 ⑶ ⑶、淬火：将钢加热到临界点以上（、淬火：将钢加热到临界点以上（Ac3Ac3或或Ac1+30-50Ac1+30-500 0C C），经过保温使钢的组织全部转），经过保温使钢的组织全部转变为奥氏体，然后快速冷却（淬水或油）得到变为奥氏体，然后快速冷却（淬水或油）得到马氏体组织的热处理方法马氏体组织的热处理方法 目的：提高强度和硬度，增加耐磨性或为目的：提高强度和硬度，增加耐磨性或为其后的回火作准备其后的回火作准备75 ⑷⑷、回火：将淬火后的钢材加热到、回火：将淬火后的钢材加热到A1A1（（7237230 0C C）以）以下某一温度，保温一段时间，然后在空气中或油中冷却下某一温度，保温一段时间，然后在空气中或油中冷却的热处理方法。

的热处理方法 目的：降低钢的脆性，消除内应力，稳定工件尺寸目的：降低钢的脆性，消除内应力，稳定工件尺寸和获得所要求的机械性能和获得所要求的机械性能 ①. ①.低温回火：低温回火：150-250150-2500 0C C，得到回火马氏体组织得到回火马氏体组织降低淬火钢的内应力和脆性，保持高硬度和耐磨性降低淬火钢的内应力和脆性，保持高硬度和耐磨性 ②. ②.中温回火：中温回火：350-450350-4500 0C C，得到回火屈氏体组织得到回火屈氏体组织具有高弹性极限和屈服极限，有较好的韧性具有高弹性极限和屈服极限，有较好的韧性 ③. ③.高温回火（调质）：高温回火（调质）：500-650500-6500 0C C，得到回火索氏，得到回火索氏体组织使钢具有一定的强度、硬度又有较好的塑性和体组织使钢具有一定的强度、硬度又有较好的塑性和韧性 ④. ④.回火脆性：有些结构钢在回火脆性：有些结构钢在250-400250-4000 0C C回火后冲击回火后冲击韧性反而降低，称第一回火脆性；有些合金钢在韧性反而降低，称第一回火脆性；有些合金钢在450-450-5755750 0C C回火后冲击韧性反而降低，称第二次回火脆性。

回火后冲击韧性反而降低，称第二次回火脆性76 五、钢的分类及应用五、钢的分类及应用1 1、钢的分类和命名方法、钢的分类和命名方法 ⑴ ⑴、钢的分类：、钢的分类： 77 按品质分类：按品质分类： ① ①普通钢（普通钢（P≤0.045%P≤0.045%，，≤0.055%)≤0.055%) ② ②优质钢（优质钢（P P、、S≤0.040%)S≤0.040%) ③ ③高级优质钢高级优质钢(A)(P ≤0.045% (A)(P ≤0.045% 、、S≤0.030%)S≤0.030%) 按用途分类：按用途分类： ① ①低碳钢、低合金高强度钢低碳钢、低合金高强度钢 ② ②耐热钢耐热钢 ③ ③低温钢低温钢 ④ ④不锈钢不锈钢78 ⑵⑵、钢牌号表示方法、钢牌号表示方法 ①①碳素结构钢碳素结构钢 Q（屈服强度）（屈服强度）+屈服强度值屈服强度值+质量等级质量等级（（A、、B、、C、、D））+脱氧方法（脱氧方法（F、、b、、Z、、TZ）） 如：如：Q235-A·F Q235-B ②②优质碳素结构钢优质碳素结构钢 碳含量碳含量+脱氧方法脱氧方法+用途代号用途代号 如：如：20、、20R、、20g “20” —碳含量碳含量0.20%; “R” —压力容器用钢；压力容器用钢； “g” —锅炉用钢。

锅炉用钢 ③③低合金钢低合金钢 碳含量碳含量+合金元素符号合金元素符号+用途代号用途代号79 如：如：16Mn16Mn、、15MnV15MnV、、16MnR16MnR、、15Mng15Mng、、16MnDR16MnDR、、16MnHP 16MnHP 、、15CrMoR15CrMoR、、16MnHC16MnHC、、09Mn2NiR09Mn2NiR等 “16” — “16” —碳含量碳含量0.16%0.16%；； “DR” — “DR” —低温容器用钢；低温容器用钢； “HC” — “HC” —高压多层压力容器用钢；高压多层压力容器用钢； “HP” — “HP” —焊接钢瓶用钢焊接钢瓶用钢 ④ ④高合金钢高合金钢 碳含量碳含量+ +合金元素符号合金元素符号+ +合金元素含量合金元素含量 如：如：1Cr131Cr13、、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti、、0Cr19Ni110Cr19Ni11、、00Cr17Ni12Mo200Cr17Ni12Mo2等。

等 含碳量含碳量 “0” —“ “0” —“低碳低碳””，，C C＜＜1‰;1‰; “00” —“ “00” —“超低碳超低碳””，，C C＜＜0.03%;0.03%;80 “1” —“1” —平均碳含量平均碳含量1‰1‰ 元素含量：元素含量： “13” — “13” —元素平均含量元素平均含量(12.5-13.49%)(12.5-13.49%)；； 不标不标——元素平均含量＜元素平均含量＜1.5% 1.5% 2 2、锅炉压力容器常用钢材、锅炉压力容器常用钢材 ⑴ ⑴、锅炉压力容器用钢的要求、锅炉压力容器用钢的要求 ① ①具有良好的加工艺性能和焊接性能；具有良好的加工艺性能和焊接性能； ② ②满足使用条件下的力学性能要求满足使用条件下的力学性能要求 ⑵ ⑵、碳素钢的合金元素及对性能的影响、碳素钢的合金元素及对性能的影响 ① ①碳（碳（C C）：碳是碳钢的基本元素，起强）：碳是碳钢的基本元素，起强化作用。

化作用 碳含量增加，强度和硬度提高，但塑性、碳含量增加，强度和硬度提高，但塑性、韧性降低，可焊性变坏韧性降低，可焊性变坏81 ②②锰（锰（MnMn）：锰是有益元素，有一定脱氧）：锰是有益元素，有一定脱氧能力，能清除钢中的能力，能清除钢中的FeOFeO，能与硫化合生成，能与硫化合生成MnSMnS减轻硫的有害作用含量适当，能提高钢的强减轻硫的有害作用含量适当，能提高钢的强度的硬度，增加耐磨性，提高焊缝的抗热裂性度的硬度，增加耐磨性，提高焊缝的抗热裂性0.35-0.65%) 0.35-0.65%) ③ ③硅（硅（ Si) Si)：硅是脱氧剂，消除：硅是脱氧剂，消除FeOFeO对钢对钢的不良影响，提高钢的强度，使焊缝致密均匀，的不良影响，提高钢的强度，使焊缝致密均匀，但含量过大易使焊缝形成夹渣，降低抗弯角度但含量过大易使焊缝形成夹渣，降低抗弯角度和冲击韧性和冲击韧性0.15-0.30%)0.15-0.30%) ④ ④硫（硫（S S）：有害元素能在晶界处形成）：有害元素能在晶界处形成低熔共晶，使钢材产生热脆性，热加工时产生低熔共晶，使钢材产生热脆性，热加工时产生热裂纹。

＜热裂纹＜0.045%0.045%） ⑤ ⑤磷（磷（P P）：有害元素能与碳化合析出）：有害元素能与碳化合析出脆性化合物脆性化合物Fe3P ,Fe3P ,使钢材产生冷脆性，使钢材使钢材产生冷脆性，使钢材塑性韧性降低，可焊性变坏塑性韧性降低，可焊性变坏 ＜＜0.045%0.045%）82 ⑶⑶、低合金高强度钢合金元素及对性能的、低合金高强度钢合金元素及对性能的影响影响 ① ①锰（锰（Mn)Mn)：提高钢的强度过高便钢的：提高钢的强度过高便钢的塑性、韧性下降，焊接性变坏，耐蚀性降低塑性、韧性下降，焊接性变坏，耐蚀性降低1.10-1.65%)1.10-1.65%) ② ②硅（硅（Si)Si)：提高钢的抗腐蚀和抗氧化能：提高钢的抗腐蚀和抗氧化能力，冷加工硬化程度作用极强会使焊接性变力，冷加工硬化程度作用极强会使焊接性变差作为合金元素一般差作为合金元素一般≮0.4%.≮0.4%. ③ ③铬（铬（Cr)Cr)：提高钢的淬透性和强度，具：提高钢的淬透性和强度，具有良好的抗氧化性和耐腐蚀能力。

但超过有良好的抗氧化性和耐腐蚀能力但超过10%10%会使塑性和可焊性明显降低会使塑性和可焊性明显降低 ④ ④钼（钼（Mo)Mo)：提高钢的淬透性和热强性，：提高钢的淬透性和热强性，消除或降低钢的热脆性和回火脆性，改善钢在消除或降低钢的热脆性和回火脆性，改善钢在高温高压下的抗氢腐蚀能力高温高压下的抗氢腐蚀能力 83 ⑤⑤钒（钒（V)V)：有较好的细化晶粒的作用，使：有较好的细化晶粒的作用，使钢的强度和韧性同时得到改善，提高钢的耐磨钢的强度和韧性同时得到改善，提高钢的耐磨性及回火稳定性，改善钢的焊接性性及回火稳定性，改善钢的焊接性 ⑷ ⑷、不锈钢、不锈钢 ① ①不锈钢分类不锈钢分类 按抗腐蚀性能分类：按抗腐蚀性能分类： 不锈钢不锈钢——在空气中能抗腐蚀的钢在空气中能抗腐蚀的钢 耐酸钢耐酸钢——在化学浸蚀中能抵抗腐蚀的钢在化学浸蚀中能抵抗腐蚀的钢 按化学成份分类：按化学成份分类： 铬不锈钢铬不锈钢——马氏体不锈钢马氏体不锈钢 铁素体不锈钢铁素体不锈钢 铬镍奥氏体不锈钢铬镍奥氏体不锈钢 铬锰氮不锈钢铬锰氮不锈钢84 ②②不锈钢的晶间腐蚀不锈钢的晶间腐蚀 沿金属晶界发生的腐蚀称之为晶间腐蚀。

沿金属晶界发生的腐蚀称之为晶间腐蚀 其特点是：金属外形尺寸几乎不变，大多其特点是：金属外形尺寸几乎不变，大多仍保留原有金属光泽，但金属强度和延伸性下仍保留原有金属光泽，但金属强度和延伸性下降，冷变后表面出现鱼鳞状裂纹，敲击时失去降，冷变后表面出现鱼鳞状裂纹，敲击时失去金属声断面金相检查可发现晶界或相邻区域金属声断面金相检查可发现晶界或相邻区域发生局部腐蚀，腐蚀的晶界发展堆进较为均匀发生局部腐蚀，腐蚀的晶界发展堆进较为均匀 晶间腐蚀倾向试验方法：晶间腐蚀倾向试验方法：GB1223GB1223规定五种规定五种方法：草酸法（方法：草酸法（C C法）、硫酸、硫酸铜和铜屑法法）、硫酸、硫酸铜和铜屑法（（T T）法、硫酸铜法（）法、硫酸铜法（L L法）、氟化钠法（法）、氟化钠法（F F）法、）法、硫酸法（硫酸法（X X）法 奥氏体不锈钢常要求用（奥氏体不锈钢常要求用（T T）法检验85 ③③常用不锈钢常用不锈钢 a. a.铁素体不锈钢：铁素体不锈钢： Cr17 Cr17、、Cr17TiCr17Ti、、 Cr28 Cr28。

特点：在氧化性酸类、有机酸和有机盐水特点：在氧化性酸类、有机酸和有机盐水溶液中有良好的耐腐蚀性溶液中有良好的耐腐蚀性 在退火状态使用焊接时有产生脆化和冷在退火状态使用焊接时有产生脆化和冷裂倾向 b. b.马氏体不锈钢：马氏体不锈钢： 1Cr13 1Cr13、、2Cr132Cr13 特点：在温度不超过特点：在温度不超过30300 0C C的弱腐蚀介质中的弱腐蚀介质中有良好的耐腐蚀性，对淡水、海水、蒸汽和空有良好的耐腐蚀性，对淡水、海水、蒸汽和空气也有足够的耐腐蚀性气也有足够的耐腐蚀性 在淬火在淬火+ +回火状态下使用具有强烈的淬回火状态下使用具有强烈的淬硬倾向和冷裂倾向硬倾向和冷裂倾向 86 c.c.奥氏体不锈钢：奥氏体不锈钢： 0Cr19Ni9 0Cr19Ni9、、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti等 在固溶处理后使用特点是塑性、韧性和工在固溶处理后使用特点是塑性、韧性和工艺性能好，并具有优良的耐腐蚀性能。

艺性能好，并具有优良的耐腐蚀性能 ④ ④几种锅炉容器常用钢材几种锅炉容器常用钢材 a.a.碳素钢：碳素钢： 20 20、、20R20R、、20g20g b. b.低合金钢：低合金钢：16Mn16Mn、、16MnR16MnR、、15Mng15Mng c. c.低温钢：低温钢：16MnDR16MnDR、、09Mn2VR09Mn2VR d. d.耐热钢：耐热钢：15MnVR15MnVR、、18MnMoNbR18MnMoNbR、、18MnMoNbg18MnMoNbg、、 12Cr1MoV 12Cr1MoV、、 12CrMo 12CrMo、、15CrMoR15CrMoR87第四部分第四部分 焊接基本知识焊接基本知识 一、焊接方法简介一、焊接方法简介1 1、焊接：焊接是利用加热、加压或两者兼施，、焊接：焊接是利用加热、加压或两者兼施，使两个分离的物体达到原子间的结合而成为一使两个分离的物体达到原子间的结合而成为一个整体的过程。

个整体的过程2 2、焊接方法分类：、焊接方法分类： 88 ⑴⑴、熔化焊、熔化焊——利用热源将两个构件局部加利用热源将两个构件局部加热到熔化状态，再冷凝成一个整体的工艺过程热到熔化状态，再冷凝成一个整体的工艺过程叫熔化焊叫熔化焊 ⑵ ⑵、压力焊、压力焊——利用热源使构件局部受热到利用热源使构件局部受热到塑性状态或表面局部熔化状态，同时施加压力，塑性状态或表面局部熔化状态，同时施加压力，冷凝后达到永结合的方法摩擦焊、点焊、滚冷凝后达到永结合的方法摩擦焊、点焊、滚焊、超声焊、爆炸焊等焊、超声焊、爆炸焊等 ⑶ ⑶、钎焊、钎焊——利用热源将构件和钎料一起加利用热源将构件和钎料一起加热，使钎料熔化而达到永久结合的方法热，使钎料熔化而达到永久结合的方法3 3、承压设备常用焊接方法及其特点、承压设备常用焊接方法及其特点 ⑴ ⑴、手工电弧焊：采用电焊条的电弧焊手工电弧焊：采用电焊条的电弧焊利用电焊条与工件之间产生的电弧热量将焊条利用电焊条与工件之间产生的电弧热量将焊条和母材熔化来实现焊接的工艺方法和母材熔化来实现焊接的工艺方法。

89 手工电弧焊的特点：手工电弧焊的特点： 设备简单、工艺灵活、设备简单、工艺灵活、适应性强，易通过工艺调整适应性强，易通过工艺调整来减小变形和改善应力分布来减小变形和改善应力分布 缺点是劳动强度大，生缺点是劳动强度大，生产效率低，焊接质量受焊工水平影响产效率低，焊接质量受焊工水平影响 承压设备制造中主要用于内件、接管、补强承压设备制造中主要用于内件、接管、补强圈、支座等焊接和设备的现场组装焊接以及压力圈、支座等焊接和设备的现场组装焊接以及压力管道的安装焊接管道的安装焊接90 ⑵⑵、埋弧自动焊：即焊剂层下进行的电、埋弧自动焊：即焊剂层下进行的电弧焊利用焊丝和工件之间在焊剂层下产生的弧焊利用焊丝和工件之间在焊剂层下产生的电弧使焊丝、焊剂和母材局部熔化进行焊接的电弧使焊丝、焊剂和母材局部熔化进行焊接的工艺方法工艺方法 埋弧自动焊的特点：埋弧自动焊的特点： 焊接速度快，生产焊接速度快，生产 效率高；焊接过程稳定，效率高；焊接过程稳定， 焊缝质量好；节省焊材焊缝质量好；节省焊材 和电能；焊接变形小；和电能；焊接变形小； 减轻了劳动强度，改善减轻了劳动强度，改善 了劳动条件。

了劳动条件 主要用于锅炉压力容器主体焊缝的焊接主要用于锅炉压力容器主体焊缝的焊接91 ⑶⑶、气体保护焊：气体保护焊是采用气体将、气体保护焊：气体保护焊是采用气体将电弧和熔池与空气隔开的电弧焊依所用气体电弧和熔池与空气隔开的电弧焊依所用气体分为氩弧焊和二氧化碳气保焊分为氩弧焊和二氧化碳气保焊 ① ①氩弧焊：用氩气作保护气体的电弧焊，氩弧焊：用氩气作保护气体的电弧焊，分熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊主要用于分熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊主要用于管子环焊缝封底焊、换热器管子和管板焊接以管子环焊缝封底焊、换热器管子和管板焊接以及薄件、不锈钢和有色金属焊接及薄件、不锈钢和有色金属焊接92 ②②二氧化碳气体保护焊：采用二氧化碳气二氧化碳气体保护焊：采用二氧化碳气体保护电弧和熔池的电弧焊多用于低碳钢和体保护电弧和熔池的电弧焊多用于低碳钢和低合金钢薄伯焊接低合金钢薄伯焊接 ③③气体保护焊的特点：气体保护焊的特点： 明弧焊，电弧和熔池可见，便于调整焊接明弧焊，电弧和熔池可见，便于调整焊接参数；参数； 电弧热量集中，熔池小、结晶快，利于空电弧热量集中，熔池小、结晶快，利于空间位置和薄件焊接；间位置和薄件焊接； 无熔渣，节省辅助劳动力，提高工效；无熔渣，节省辅助劳动力，提高工效； 焊接质量好。

焊接质量好 93 ⑷⑷、电渣焊：利用电流通过熔渣产生的电、电渣焊：利用电流通过熔渣产生的电阻热熔化母材和填充金属进行焊接的方法分阻热熔化母材和填充金属进行焊接的方法分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔咀电渣焊三种为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔咀电渣焊三种 电渣焊生产效率高，焊接厚度大，用于厚电渣焊生产效率高，焊接厚度大，用于厚大工件的焊接焊缝晶粒粗大，需进行焊后正大工件的焊接焊缝晶粒粗大，需进行焊后正火处理 94二、焊接接头的组织和性能二、焊接接头的组织和性能1 1、焊接冶金过程及特点、焊接冶金过程及特点 ⑴ ⑴、焊接电弧的产生：、焊接电弧的产生： 焊条（或焊丝）与工件加电压并瞬间接触焊条（或焊丝）与工件加电压并瞬间接触造成短路，接触点产生的高密度短路电流使接造成短路，接触点产生的高密度短路电流使接触点熔化产生金属蒸气当焊条（或焊丝）离触点熔化产生金属蒸气当焊条（或焊丝）离开工件而保持较小距离时，在电压作用下，两开工件而保持较小距离时，在电压作用下，两极间气体电离，正负离子分别奔向两极，即产极间气体电离，正负离子分别奔向两极，即产生了电弧。

生了电弧 95 ⑵⑵、焊接冶金过程及其特点、焊接冶金过程及其特点 电弧稳定燃烧后形成了熔池，熔池上部充电弧稳定燃烧后形成了熔池，熔池上部充满大量保护气体，熔池中存在着熔渣熔渣与满大量保护气体，熔池中存在着熔渣熔渣与气体和液体金属之间不断进行了着剧烈而又复气体和液体金属之间不断进行了着剧烈而又复杂的冶金反应，这就是所谓焊接冶金过程炼杂的冶金反应，这就是所谓焊接冶金过程炼钢称钢称““大冶金大冶金””，焊接称为，焊接称为““小冶金小冶金”” 其特点是：其特点是：①①熔池温度高，温度梯度大，熔池温度高，温度梯度大，易产生应力和变形；易产生应力和变形；②②熔池体积小，加热和冷熔池体积小，加热和冷却速度快，易形成偏析；却速度快，易形成偏析；③③熔池金属不断更新，熔池金属不断更新，铁水以滴状进入熔池，对气体熔渣接触面积大，铁水以滴状进入熔池，对气体熔渣接触面积大，反应速度快，同时增加了气体侵入的机会；反应速度快，同时增加了气体侵入的机会；④④熔池温度经常用变化，焊接热循环很难达到一熔池温度经常用变化，焊接热循环很难达到一致，冶金反应很难达到平衡。

致，冶金反应很难达到平衡962 2、焊接接头的组织和性能、焊接接头的组织和性能 ⑴ ⑴、焊缝的结晶过程、焊缝的结晶过程 ① ①焊缝金属的一次结晶（从液态至固态）焊缝金属的一次结晶（从液态至固态） 熔化焊接时，电弧一离去，熔池的液体金属温度便熔化焊接时，电弧一离去，熔池的液体金属温度便降低，降到凝固温度时，液体金属便开始结晶降低，降到凝固温度时，液体金属便开始结晶 结晶从熔合线开始，熔合线上的半熔化晶粒成为晶结晶从熔合线开始，熔合线上的半熔化晶粒成为晶核，沿散热相反方向长大，指向熔池中心，形成柱状晶核，沿散热相反方向长大，指向熔池中心，形成柱状晶粒当柱状晶粒生长至相互接触时，焊缝断面的结晶过粒当柱状晶粒生长至相互接触时，焊缝断面的结晶过程即告结束程即告结束 焊接速度快，结晶速度就快，焊接速度慢，结晶速焊接速度快，结晶速度就快，焊接速度慢，结晶速度慢，晶粒粗大，焊缝金属塑性韧性差度慢，晶粒粗大，焊缝金属塑性韧性差97 ②焊缝金属的二次结晶（相变）焊缝金属的二次结晶（相变） 凝固的焊缝金属从高温降低到室温的过程凝固的焊缝金属从高温降低到室温的过程中发生相变，得到实际的焊缝组织。

中发生相变，得到实际的焊缝组织 如低碳钢，一次结晶形成奥氏体组织，当如低碳钢，一次结晶形成奥氏体组织，当冷却到低于相变温度时，奥氏体分解为铁素体冷却到低于相变温度时，奥氏体分解为铁素体和珠光体，二次结晶后形成的实际组织大部分和珠光体，二次结晶后形成的实际组织大部分为铁素体加少量的珠光体为铁素体加少量的珠光体 冷却速度快，珠光体含量大，碳含量在冷却速度快，珠光体含量大，碳含量在珠光体中减少，在铁素体中增大，强化了铁素珠光体中减少，在铁素体中增大，强化了铁素体，导致焊缝强度硬度提高而塑性韧性下降体，导致焊缝强度硬度提高而塑性韧性下降 ⑵⑵、焊接接头的显微组织、焊接接头的显微组织 ① ①焊接热影响区和焊接接头：焊接热影响区和焊接接头： 98 焊接时，熔池周围的母材金属被加热到较焊接时，熔池周围的母材金属被加热到较高的温度，随后又冷却，经受了一次不均匀的高的温度，随后又冷却，经受了一次不均匀的热处理过程，其组织和性能都发生了一定的变热处理过程，其组织和性能都发生了一定的变化。

这部分金属通常称为热影响区这部分金属通常称为热影响区 焊缝和热影响区总称为焊接接头焊缝和热影响区总称为焊接接头 99 ②②熔合区构成及特征熔合区构成及特征 熔合区由半熔化区和焊缝的富母材部分组熔合区由半熔化区和焊缝的富母材部分组成其特点是具有明显的化学不均匀性，从而成其特点是具有明显的化学不均匀性，从而引起组织的不均匀性，是焊接接头的薄弱环节，引起组织的不均匀性，是焊接接头的薄弱环节，易发生脆性断裂和焊接裂纹易发生脆性断裂和焊接裂纹 熔合区中，半熔化区和焊缝区的交界犯法熔合区中，半熔化区和焊缝区的交界犯法为熔合线为熔合线100 ③③热影响区的组织和性能（低碳钢或不易淬热影响区的组织和性能（低碳钢或不易淬火钢）火钢） a. a.半熔化区：半熔化区： 温度介于固液相线之间，冷却后为过过热温度介于固液相线之间，冷却后为过过热组织，晶粒粗大。

组织，晶粒粗大 101 b.b.过热区：温度介于固相线到过热区：温度介于固相线到110011000 0C C之间，之间，晶粒粗大，冲击韧性明显下降晶粒粗大，冲击韧性明显下降 c. c.正火区：温度介于正火区：温度介于AC3AC3到到110011000 0C C之间，奥之间，奥氏体晶粒小，冷却后为细小的铁素体氏体晶粒小，冷却后为细小的铁素体+ +珠光体组珠光体组织，机械性能良好织，机械性能良好 d. d.部分相变区：温度介于部分相变区：温度介于AC1AC1到到AC3AC3之间，之间， 为铁素体、高碳马氏体和为铁素体、高碳马氏体和殘殘余奥氏体混合组织，余奥氏体混合组织，组织不均匀，韧性降低组织不均匀，韧性降低 e. e.再结晶区：再结晶区：4504500 0C C到到AC1AC1之间，对热轧、之间，对热轧、正火或退火钢不存在该区域；热处理强化钢和正火或退火钢不存在该区域；热处理强化钢和焊前冷作硬化钢产生再结晶软化焊前冷作硬化钢产生再结晶软化 f. f.兰脆区：兰脆区： 200 2000 0C C到到4504500 0C C之间从铁素体中之间从铁素体中分解出细小三次渗碳体，强度提高，塑性韧必分解出细小三次渗碳体，强度提高，塑性韧必下降。

下降102 ④④焊接接头性能的改善焊接接头性能的改善 a. a.选择合适的焊接材料选择合适的焊接材料 b. b.采用合理的焊接规范，控制焊接热输入采用合理的焊接规范，控制焊接热输入量、予热温度和层间温度；量、予热温度和层间温度； c. c.焊后热处理焊后热处理三、焊接材料三、焊接材料1 1、电焊条：、电焊条： ⑴ ⑴、焊条的分类：、焊条的分类： ① ①结构钢焊条（结构钢焊条（J J）；）；②②铬和铬钼耐热钢焊铬和铬钼耐热钢焊条（条（R R）；）；③③低温钢焊条（低温钢焊条（W W）；）； ④ ④不锈钢焊条不锈钢焊条（铬钢（铬钢G G、奥氏体钢、奥氏体钢A A）；）；⑤⑤堆焊焊条（堆焊焊条（D D）；）；⑥⑥铸铁焊条（铸铁焊条（Z Z）；）；⑦⑦镍及镍合金焊条（镍及镍合金焊条（Ni)Ni)；；⑧⑧铜铜及铜合金焊条（及铜合金焊条（T T）；）； ⑨ ⑨铝及铝合金焊条（铝及铝合金焊条（AlAl）；）； ⑩⑩特殊用途焊条（特殊用途焊条（TSTS）103 ⑵⑵、焊条的组成：、焊条的组成： ① ①焊芯焊芯——作用：与工件间产生电弧并作填作用：与工件间产生电弧并作填充金属。

充金属 用用GB1300GB1300《焊接用钢丝》制成，碳、硫、《焊接用钢丝》制成，碳、硫、磷含量低磷含量低 ② ②药皮药皮 a. a.作用：提高焊接电弧的稳定性；保护熔作用：提高焊接电弧的稳定性；保护熔池不使空气侵入，对焊缝金属进行脱氧还原作池不使空气侵入，对焊缝金属进行脱氧还原作用；对焊缝金属渗合金用；对焊缝金属渗合金 104 b. b.药皮的成份：稳弧剂（碳酸钙、大硬石、药皮的成份：稳弧剂（碳酸钙、大硬石、长石）、造渣剂（大理石、莹石、钛白粉）、长石）、造渣剂（大理石、莹石、钛白粉）、造气剂（纤维素、白云石）、脱氧剂（锰铁、造气剂（纤维素、白云石）、脱氧剂（锰铁、硅铁、钛铁）、合金剂（钼、钨、铬及脱氧剂硅铁、钛铁）、合金剂（钼、钨、铬及脱氧剂的铁合金）、粘合剂（水玻璃）的铁合金）、粘合剂（水玻璃） c. c.药皮的类型：氧化钙型、氧化钛钙型、药皮的类型：氧化钙型、氧化钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型、石钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型、石墨型、盐碱基型。

墨型、盐碱基型 ⑶ ⑶、酸性焊条和碱性焊条、酸性焊条和碱性焊条 ① ①酸性焊条：药皮成份以酸性氧化物为主酸性焊条：药皮成份以酸性氧化物为主的焊条特点是对铁锈、油污的敏感性较小，的焊条特点是对铁锈、油污的敏感性较小，抗气孔性好，稳弧性好、可交直流两用抗气孔性好，稳弧性好、可交直流两用 ② ②碱性焊条：药皮成份以碱性氧化物为主碱性焊条：药皮成份以碱性氧化物为主的焊条特点是脱氧充分，脱硫作用好，焊缝的焊条特点是脱氧充分，脱硫作用好，焊缝冲击韧性好，但抗氧孔能力差冲击韧性好，但抗氧孔能力差105⑷⑷、焊条选用原则：、焊条选用原则： ① ①低碳钢和低合金钢：等强度选用原则低碳钢和低合金钢：等强度选用原则焊缝与母材强度等级相当，不必过高，以免影焊缝与母材强度等级相当，不必过高，以免影响焊缝的塑性和韧性响焊缝的塑性和韧性 ② ②耐酸钢和不锈钢：化学成份相近原则，耐酸钢和不锈钢：化学成份相近原则，以保证焊缝的特殊性能以保证焊缝的特殊性能 ③ ③承受压力、动截、形状复杂、刚性大、承受压力、动截、形状复杂、刚性大、焊后焊后殘殘余应力大等构件采用碱性焊条。

余应力大等构件采用碱性焊条⑸⑸、焊条牌号：、焊条牌号： ① ①结构钢焊条结构钢焊条 J J ×××× ×× J J- -结构钢焊条结构钢焊条 ××××- -熔敷金属的最低抗拉强度（熔敷金属的最低抗拉强度（kgf/mmkgf/mm2 2) )106 ××- -药皮类型和电流种类（药皮类型和电流种类（1-51-5酸性、酸性、6-76-7碱性；碱性；1-61-6交直流、交直流、7-7-直流）直流） 如：如：J422J422：酸性、交直流：酸性、交直流 J427 J427：碱性、直流反接：碱性、直流反接 J506 J506：碱性、交直流：碱性、交直流 J507 J507：碱性、直流反接：碱性、直流反接 ② ②钼和铬钼耐热钢焊条钼和铬钼耐热钢焊条 R R ×× ×× ×× R R- -钼和铬钼耐热钢钼和铬钼耐热钢钢焊条钢焊条 ××- -焊缝金属主要化学成份等级（焊缝金属主要化学成份等级（CrCr、、MoMo含量）含量） ××- -产品编号产品编号 ××- -药皮类型和电流种类药皮类型和电流种类 如：如：R307R307107 ③③不锈钢焊条不锈钢焊条 A A ×× ×× ×× A A- -不锈钢焊条不锈钢焊条 ××- -焊缝金属主要化学成份等级（焊缝金属主要化学成份等级（CrCr、、NiNi含含量）量） ××- -产品编号产品编号 ××- -药皮类型和电流种类药皮类型和电流种类 如：如：A102A102、、A302A302 焊条型号：焊条型号： 如：碳钢焊条：如：碳钢焊条：108 E E ×××× ×× ×× E E- -焊条焊条 ××××- -熔敷金属的最低抗拉强度（熔敷金属的最低抗拉强度（kgf/mmkgf/mm2 2) ) ××- -焊接位置焊接位置 ××- -药皮类型和电流种类药皮类型和电流种类 如：如：E4303E4303全位置（钛钙型）交直流全位置（钛钙型）交直流 E4315 E4315全位置（低氢钠型）直流反接全位置（低氢钠型）直流反接 E5015 E5015全位置（低氢钠型）直流反接全位置（低氢钠型）直流反接 E5016 E5016全位置（低氢钾型）交直流全位置（低氢钾型）交直流 1092 2、焊丝和焊剂、焊丝和焊剂 ⑴ ⑴、焊丝：用于埋弧自动焊和气体保护焊。

焊丝：用于埋弧自动焊和气体保护焊GB1300GB1300《焊接用钢丝》，含碳、硫、磷较低如《焊接用钢丝》，含碳、硫、磷较低如H08MnH08Mn、、H08Mn2SiH08Mn2Si等 ⑵ ⑵、焊剂、焊剂 用于埋弧焊和电渣焊，其作用类似于焊条的药皮用于埋弧焊和电渣焊，其作用类似于焊条的药皮按化学成份分为酸性焊剂和碱性焊剂按化学成份分为酸性焊剂和碱性焊剂 牌号表示方法：牌号表示方法： 焊剂焊剂 ×× ×× ×× ××- -氧化锰平均匀含量氧化锰平均匀含量 ××- -二氧化硅和氟化钙平均含量二氧化硅和氟化钙平均含量 ××- -同一类型焊剂的不同牌号同一类型焊剂的不同牌号 如：酸性焊剂：焊剂如：酸性焊剂：焊剂431431 碱性焊剂：焊剂碱性焊剂：焊剂250250110四、焊接接头的型式及焊接位置四、焊接接头的型式及焊接位置1 1、焊接接头的型式及坡口形式、焊接接头的型式及坡口形式 ⑴⑴、焊接接头的基本型式、焊接接头的基本型式 111 ①①对接接头对接接头 两钢板的边缘相对配置，并且表面成一直两钢板的边缘相对配置，并且表面成一直线而结合的接头。

线而结合的接头 ②T ②T型接头型接头 两个构件相互垂直或倾斜一定角度而形成两个构件相互垂直或倾斜一定角度而形成的接头 ③ ③角接接头角接接头 两块钢板成直角或某一角度放置，而在板两块钢板成直角或某一角度放置，而在板的顶端边缘上焊接的接头的顶端边缘上焊接的接头 ④ ④搭接接头搭接接头 两块钢板相叠而在顶端边缘以及采用塞焊、两块钢板相叠而在顶端边缘以及采用塞焊、开槽焊的接头开槽焊的接头112 ⑵⑵、坡口形式、坡口形式 ① ①、对接接头坡口形式、对接接头坡口形式 ② ②角接接头坡口形式角接接头坡口形式 113 ③T③T型接头坡口形式型接头坡口形式 ⑶⑶V V型坡口的主要参数型坡口的主要参数1143 3、焊接位置、焊接位置 ⑴ ⑴、、平板对接接头焊接位置平板对接接头焊接位置 ⑵⑵、、T型（角接）接头焊接位置型（角接）接头焊接位置115 ⑶⑶、、管子环向对接接头焊接位置管子环向对接接头焊接位置 ⑷⑷、管板角接接头焊接位置、管板角接接头焊接位置116五、焊接应力和变形五、焊接应力和变形1 1、焊接应力和变形的分类、焊接应力和变形的分类 ⑴ ⑴焊接应力分类焊接应力分类 ① ①按引起应力的原因：按引起应力的原因： 热应力：焊接时温度分布不均所引起的应力。

热应力：焊接时温度分布不均所引起的应力 组织应力：由于温度变化引起组织变化而产组织应力：由于温度变化引起组织变化而产生的应力生的应力 ② ②按应力存在时间分类：按应力存在时间分类： 瞬时应力：在一定温度和刚性条件下存在瞬时应力：在一定温度和刚性条件下存在的应力 残余应力：灶接结束后和完全冷却后仍存残余应力：灶接结束后和完全冷却后仍存在的内应力在的内应力 117 ③③按作用方向分类：按作用方向分类： 纵向应力：与焊缝轴线平行的应力纵向应力：与焊缝轴线平行的应力 横向应力：与焊缝轴线垂直的应力横向应力：与焊缝轴线垂直的应力 ④ ④按空间方向分类：按空间方向分类： 单向应力：在焊件中沿一个方向存在单向应力：在焊件中沿一个方向存在 两向应力：应力作用在一平面内不同方各上两向应力：应力作用在一平面内不同方各上 三向应力：沿空间所有方各存在三向应力：沿空间所有方各存在 ⑵⑵、焊接变形分类、焊接变形分类 纵向变形、横向变形、弯曲变形、角变形、纵向变形、横向变形、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。

波浪变形、扭曲变形等118119 2 2、焊接应力和变形的形成原因、焊接应力和变形的形成原因 ⑴ ⑴、焊件上温度分布不均；、焊件上温度分布不均； ⑵ ⑵、熔敷金属的收缩；、熔敷金属的收缩； ⑶ ⑶、金属组织的相变；、金属组织的相变； ⑷ ⑷、焊件的刚性拘束焊件的刚性拘束3 3、焊接应力的控制措施、焊接应力的控制措施 要点：使焊件上的热量尽量均匀；尽量减要点：使焊件上的热量尽量均匀；尽量减小对焊缝自由收缩的限制小对焊缝自由收缩的限制 ⑴ ⑴、合理的装配次序和焊接次序；、合理的装配次序和焊接次序； ⑵ ⑵、焊前予热；、焊前予热； ⑶ ⑶、减应法（加热阻止焊接接头自由伸缩、减应法（加热阻止焊接接头自由伸缩的部件）；的部件）； ⑷ ⑷、焊后消除应力热处理、焊后消除应力热处理1204 4、焊接变形控制措施、焊接变形控制措施 ⑴ ⑴、结构措施、结构措施 尽量减小焊缝长度，尽量减小熔敷金属体积；尽量减小焊缝长度，尽量减小熔敷金属体积； 焊缝尽量靠近焊件中心线；焊缝尽量靠近焊件中心线； 焊缝布置尽量对称于焊件中心线。

焊缝布置尽量对称于焊件中心线 ⑵ ⑵、工艺措施、工艺措施 合理的装配焊接顺序；合理的装配焊接顺序； 分段倒退焊法；分段倒退焊法； 反变形法；反变形法； 控制焊接热输入量；控制焊接热输入量； 刚性固定法；刚性固定法； 锤击焊缝法锤击焊缝法121六六 焊接缺陷及成因焊接缺陷及成因1 1、、外部缺陷外部缺陷 ⑴ ⑴、焊缝低于母材或余高过高、焊缝低于母材或余高过高 成因：电流过大或过小；运条速度不当；成因：电流过大或过小；运条速度不当；焊条角度选择不当等焊条角度选择不当等 ⑵ ⑵、焊缝宽度不均匀：、焊缝宽度不均匀： 成因：坡口角度不好；成因：坡口角度不好； 装配间隙不均匀；焊接电装配间隙不均匀；焊接电 流忽大忽小；运条速度不流忽大忽小；运条速度不 均匀等122 ⑶、咬边：电弧将焊缝边缘熔化的没有得咬边：电弧将焊缝边缘熔化的没有得到填充金属补充而留下的缺口。

到填充金属补充而留下的缺口 成因是电流过大，运条速度不当；角焊时，成因是电流过大，运条速度不当；角焊时，焊条角度或电弧长度不当，埋弧焊时焊速过快焊条角度或电弧长度不当，埋弧焊时焊速过快 123 ⑷⑷、满溢：熔化金属流到未熔化的母材上，、满溢：熔化金属流到未熔化的母材上，覆盖在焊缝两侧覆盖在焊缝两侧 成因：坡口边缘污物未清理干净；电流过成因：坡口边缘污物未清理干净；电流过大124 ⑸⑸、焊瘤：、焊瘤： 成因：工件装配间隙过大，电流过大或焊成因：工件装配间隙过大，电流过大或焊速过慢等速过慢等 ⑹⑹、内凹：电流未达直接伸入根部内凹：电流未达直接伸入根部1252 2、、内部缺陷内部缺陷 ⑴ ⑴、裂纹：在焊接过程中或焊后在焊缝或、裂纹：在焊接过程中或焊后在焊缝或热影响区产生的局部破裂的缝隙分为热裂纹、热影响区产生的局部破裂的缝隙分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂 126 ①①热裂纹：热裂纹是焊缝金属由结晶开始热裂纹：热裂纹是焊缝金属由结晶开始一直到一直到72507250以前所产生的裂纹，为晶间裂纹。

以前所产生的裂纹，为晶间裂纹 热裂纹成因：焊接时熔池冷却速度很快，热裂纹成因：焊接时熔池冷却速度很快，容易造成偏析偏析物大多为低熔点共晶和杂容易造成偏析偏析物大多为低熔点共晶和杂质，它们的熔点比焊缝质，它们的熔点比焊缝 金属低，以金属低，以““液态间层液态间层”” 存在当焊缝金属冷却存在当焊缝金属冷却 时，体积要收缩，受周时，体积要收缩，受周 围金属的限制，必然产围金属的限制，必然产 生拉应力，当生拉应力，当““液态间层液态间层”” 存在时，被拉开而形成热裂纹存在时，被拉开而形成热裂纹127 热裂纹预防措施：热裂纹预防措施： a. a.限制母材和焊材中易偏析元素和有害元限制母材和焊材中易偏析元素和有害元素的含量，主要是限制硫含量，提高锰含量素的含量，主要是限制硫含量，提高锰含量 b. b.的高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含的高焊条或焊剂的碱度，以降低杂质含量，改善偏析程度量，改善偏析程度 c. c.改进焊接结构形式采用合理的焊接顺序，改进焊接结构形式采用合理的焊接顺序，提高焊缝的收缩自由度。

提高焊缝的收缩自由度 ② ②再热裂纹：再热裂纹是焊接接头在焊后再热裂纹：再热裂纹是焊接接头在焊后热处理或高温使用条件下产生的裂纹其特征热处理或高温使用条件下产生的裂纹其特征是产生在热影响区粗晶部分，常沿晶开裂是产生在热影响区粗晶部分，常沿晶开裂 产生原因：在焊接热影响区，焊接高温时，产生原因：在焊接热影响区，焊接高温时， CrCr、、MoMo、、V V、、NbNb等元素熔入固熔体焊后冷却等元素熔入固熔体焊后冷却速度快，它们来不及析出，使固熔体呈过饱和速度快，它们来不及析出，使固熔体呈过饱和状态当再次处理于高温时，这些元素以形式状态当再次处理于高温时，这些元素以形式在固熔体内呈弥散状析出，使晶粒内部强度在固熔体内呈弥散状析出，使晶粒内部强度128 高于晶界，高温蠕变主要由晶界承担，当晶界高于晶界，高温蠕变主要由晶界承担，当晶界塑性小于变形时，就产生了沿晶界的开裂塑性小于变形时，就产生了沿晶界的开裂 预防措施：预防措施： a. a.焊前预热和焊后热处理，以关于小焊接焊前预热和焊后热处理，以关于小焊接殘殘余应力；余应力； b. b.选用低匹配焊接材料，适当降低焊缝金选用低匹配焊接材料，适当降低焊缝金属的抗拉强度，提高塑性变形能力；属的抗拉强度，提高塑性变形能力； c. c.降低沓接降低沓接殘殘余应力，避免应力集中。

余应力，避免应力集中 ③ ③层状撕裂：层状撕裂： 在角接接头、在角接接头、T T型型 接头母材热影响区接头母材热影响区 产生的裂缝，属低产生的裂缝，属低 温开裂 产生原因：产生原因： 129 钢材轧制造成钢材厚度方向塑性下降较明钢材轧制造成钢材厚度方向塑性下降较明显同时由于夹渣的存在降低了金属基体的结显同时由于夹渣的存在降低了金属基体的结合力 焊接时产生钢材厚度方向的拉应力，使钢焊接时产生钢材厚度方向的拉应力，使钢材夹渣物与基体结合面失粘而生成裂纹材夹渣物与基体结合面失粘而生成裂纹 预防措施：预防措施： 选用层状撕裂敏感性低的钢材；选用层状撕裂敏感性低的钢材； 尽量减小钢板厚度方向承受过大的拉应力；尽量减小钢板厚度方向承受过大的拉应力； 对层状撕裂较敏感的钢板选用强度等级较对层状撕裂较敏感的钢板选用强度等级较低而塑性较好的焊接材料，降低钢板厚度方向低而塑性较好的焊接材料，降低钢板厚度方向的应力值。

的应力值 130 Ⅱ④④冷裂纹：冷裂纹是焊后冷却到冷裂纹：冷裂纹是焊后冷却到3003000 0C C以下以下直到室温产生的裂纹直到室温产生的裂纹 常产生于热影响区熔合线附近的过热区中，常产生于热影响区熔合线附近的过热区中，平行于熔合线，穿晶扩展平行于熔合线，穿晶扩展 冷裂纹成因：焊接接头热影响区淬硬组织冷裂纹成因：焊接接头热影响区淬硬组织的存在、氢的扩散和积聚、焊接应力是产生冷裂的存在、氢的扩散和积聚、焊接应力是产生冷裂纹的三个因素纹的三个因素 a. a.淬硬组织的存在：当材料淬透性较大时，淬硬组织的存在：当材料淬透性较大时，在冷却过程中，热影响区将产生马氏体组织转变，在冷却过程中，热影响区将产生马氏体组织转变，而引起体积膨胀，金属的塑性下降，脆性增加；而引起体积膨胀，金属的塑性下降，脆性增加；131 b.b.氢的扩散和积聚：焊接高温下，氢以原氢的扩散和积聚：焊接高温下，氢以原子状态进入焊接熔池中，随熔池温度降低，氢子状态进入焊接熔池中，随熔池温度降低，氢的溶解度急剧下降，从熔池中析出。

由于冷却的溶解度急剧下降，从熔池中析出由于冷却速度速度 很快，氢来不及逸出而很快，氢来不及逸出而殘殘留在焊缝中，留在焊缝中，过饱和的氢向热影响区扩散，聚集在熔合线附过饱和的氢向热影响区扩散，聚集在熔合线附近，氢原子结合成氢分子，以气体状态进入金近，氢原子结合成氢分子，以气体状态进入金属的细微孔隙中并造成很大的压力，使局部金属的细微孔隙中并造成很大的压力，使局部金属产和很大的应力属产和很大的应力 c. c.焊接应力的作用：不均匀加热和冷却造焊接应力的作用：不均匀加热和冷却造成的热应力、金相组织变化引起的组织应力、成的热应力、金相组织变化引起的组织应力、结构自身拘束造成的拘束应力当这些应力为结构自身拘束造成的拘束应力当这些应力为拉应力并与氢的积聚和淬硬组织同时发生时便拉应力并与氢的积聚和淬硬组织同时发生时便产生冷裂纹产生冷裂纹132 冷裂纹预防措施：冷裂纹预防措施： a. a.焊前预热，焊后缓冷；焊前预热，焊后缓冷； b. b.焊后消除应力热处理；焊后消除应力热处理； c. c.选用低氢型焊条、焊剂；选用低氢型焊条、焊剂； d. d.加强焊接时保护和焊接处表面清理；加强焊接时保护和焊接处表面清理； e. e.选用合理的焊接规范，采用合理的装选用合理的焊接规范，采用合理的装配焊接顺序改善焊件的应力状态。

配焊接顺序改善焊件的应力状态 ⑵ ⑵、未熔合：焊接时，焊材与母材或焊、未熔合：焊接时，焊材与母材或焊材与焊材之间未完全熔化结合的的部分材与焊材之间未完全熔化结合的的部分 分根部未熔合、坡口未熔合、层间未熔分根部未熔合、坡口未熔合、层间未熔合 产生原因：坡口清理不干净、焊速太快；产生原因：坡口清理不干净、焊速太快；电流过小；焊条角度不对；电弧偏吹等电流过小；焊条角度不对；电弧偏吹等133 预防措施：正确选择坡口和焊接电流；坡预防措施：正确选择坡口和焊接电流；坡口清理干净；正确操作防止焊偏口清理干净；正确操作防止焊偏 ⑶⑶、未焊透：焊接时，母材与母材之间未、未焊透：焊接时，母材与母材之间未完全熔化结合的部分完全熔化结合的部分 134 产生原因：对口间隙过小；钝边太大；产生原因：对口间隙过小；钝边太大；焊接电流过小；焊接速度太快；坡口角度太小；焊接电流过小；焊接速度太快；坡口角度太小；电弧偏吹等电弧偏吹等 预防措施：合理选用坡口型式、钝边大小、预防措施：合理选用坡口型式、钝边大小、坡口角度、装配间隙；采用正确的焊接规范。

坡口角度、装配间隙；采用正确的焊接规范 ⑷ ⑷、夹渣：焊后、夹渣：焊后殘殘留在焊缝中的熔渣和非留在焊缝中的熔渣和非金属夹杂物有点状、块状和条状的金属夹杂物有点状、块状和条状的 焊接电流过小、焊接电流过小、 焊速过快、坡口角度焊速过快、坡口角度 过小、坡口及层间清过小、坡口及层间清 理不干净、母材和焊理不干净、母材和焊 材含硫磷等杂质较高等材含硫磷等杂质较高等135 预防措施：采用合适的坡口角度、焊接电预防措施：采用合适的坡口角度、焊接电流、焊接速度流、焊接速度 ；坡口和层间清理干净坡口和层间清理干净 ⑸ ⑸气孔：焊接过程中，焊缝内部和外界侵气孔：焊接过程中，焊缝内部和外界侵入的气体，在熔池金属凝固前来不及逸出而入的气体，在熔池金属凝固前来不及逸出而殘殘留在焊缝中形成的孔穴有单个气孔、链状气留在焊缝中形成的孔穴有单个气孔、链状气孔和密集气孔孔和密集气孔 成因：焊条没按规定烘干、焊接电流过大、成因：焊条没按规定烘干、焊接电流过大、电弧过长、坡口没清理干净电弧过长、坡口没清理干净。

预防措施：按规定预防措施：按规定 烘干焊条；坡口清理干净；烘干焊条；坡口清理干净； 焊丝除锈；采用合理的焊焊丝除锈；采用合理的焊 接电流、焊接速度和焊接接电流、焊接速度和焊接 电压等1363 3、几种承压设备常用钢材的焊接缺陷特点、几种承压设备常用钢材的焊接缺陷特点 ⑴ ⑴、碳素钢、碳素钢 碳素钢可焊性良好，裂纹倾向小碳素钢可焊性良好，裂纹倾向小 ⑵ ⑵、低合金钢、低合金钢 ① ①普通低合金钢可焊性良好，裂纹倾向小普通低合金钢可焊性良好，裂纹倾向小 ②②低合金高强度钢淬硬倾向大，焊接时易低合金高强度钢淬硬倾向大，焊接时易产生冷裂纹产生冷裂纹 ⑶ ⑶、耐热钢、耐热钢 耐热钢淬硬倾向大，焊接时易产生冷裂纹耐热钢淬硬倾向大，焊接时易产生冷裂纹 ⑷ ⑷、奥氏体不锈钢、奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢焊接时易产生热裂纹和晶间腐奥氏体不锈钢焊接时易产生热裂纹和晶间腐蚀137第五部分第五部分 无损检测概论无损检测概论138一、无损检测概念一、无损检测概念 1、什么是无损检测？ 无损检测是在不破坏或损伤被检物体的条件下检查被被检测物体的状态的一种检测工艺方法。

2、无损检测的目的 ①、改进制造工艺 ②、降低制造成本 ③、保证产品质量 ④、确保设备安全运行1393、常规无损检测方法及代号 ①、射线检测（RT） ②、超声波检测（UT） ③、磁粉检测（MT） ④、渗透检测（PT） ⑤、电磁（涡流）检测（ET） 除此之外，《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》还规定了以下两种方法的考核要求： ⑥、声发射（AE） ⑦、热像/红外（TIR） 140 4、无损检测方法的应用特点 ①选择合理的检测方法 工件材质 加工工艺和缺陷类型 质量要求 ②选择合理的检测时机 缺陷出现时机 工件表面状态 ③综合运用无损检测方法 缺陷类型和特征 检测方法的特点和适用性141二、无损检测方法及应用1、射线检测（RT） 1）射线检测用的射线 X射线 γ射线 中子射线142 2） X射线和γ射线的性质 X射线和γ射线与可见光一样属于电磁波。

主要性质： · 不可见，以光速沿直线传播 · 能穿透可见光不能穿透的物质 · 穿透物质时能被物质吸收和散射而发生衰减 · 能使气体电离 · 光化学效应，能使胶片感光 · 荧光效应，能使某些荧光物质发荧光 · 生物效应，能杀死有生命的细胞143 3）射线检测方法 按记录方式不同分为 －射线照相法 －荧光屏成像法 －气体电离法 －电视成像法 按射线源不同分为 －X射线探伤法 －高能X射线探伤法 － γ射线探伤法144 4）射线照相法原理 射线穿透物质时，其强度会由于物质的吸收和散射而发生衰减，衰减的程度取决于物质厚度和密度当物体中存在缺陷时，由于缺陷部位的厚度和密度发生变化，穿过无缺陷完好部位和有缺陷 部位的射线强度不同， 因而使胶片的感光程度 不同，胶片处理后，就 形成了黑白不同的影像。

145 5）射线检测主要设备器材 射线源： X射线机 高能X射线机 γ射线机 X射线胶片 增感屏 象质计 铅标记 胶片处理设备146 6）射线照相法适用范围 适用于检查各种金属和非金属材料和工件的内部缺陷，常用于铸件和焊缝 7）射线照相法的特点和局限性 优点： －不受材料及表面状态限制，适用广泛 －检测结果直观 －定性定量容易 －底片可永久性保存 局限性 －检测成本高，检测速度慢 －检测灵敏度与材料厚度相关 －对细微的密闭性裂纹和未熔合类面状缺陷可能漏检 －射线对人体有害，需安全防护 1472、超声波检测（UT） 1）声波、超声波和次声波 机机械振动在弹性介质中的传播叫机械波，机械波按振动频率分为声波、超声波和次声波。

次声波：频率≤20Hz，人耳听不到 声波：频率＞20—20000Hz，人耳能听到 超声波：频率＞20000Hz，人耳听不到 2）超声波的主要特性 —具有良好的方向性，可定向发射 —传播过程中会因扩散和介质吸收和散射而发生衰减 —在异质界面上能产生反射、折射和波型转换 —频率高能量高，在大多介质中传播能量损失小，穿透厚度大148 3）超声波的类型 按介质质点振动方向分类： ①、纵波：介质质点振动方向与传播方向平行的波在固、液、气中传播； ②、横波：介质质点振动方向与传播方向垂直的波只在固体中传播； ③、表面波：沿固体表面传播的波（靠表面的质点椭圆振动） ④、板波：在板厚与波长相当的薄板中传播的波（两表面质点椭圆振动，中间层平行或垂直振动）149 4）超声波检测方法 按原理分类： 穿透法 共振法 脉冲反射法150 按波形分类 纵波法（垂直法） 横波法（斜角法） 表面波法（瑞利波法） 板波法（兰姆波法）151 按接触方式分类 直接接触法 液浸法 152 5）超声波检测主要设备器材 超声波探伤仪 超声波探头 各种试块 6）超声波检测的适用范围 适用于检测各种金属材料、工件的内部缺陷，常用于管、板、棒材和焊缝。

7）超声波检测方法的特点和局限性 优点： —检测速度快，检测成本低 —检测厚度大，灵敏度高 —缺陷定位较准确153 —对细微的密闭裂纹类缺陷灵敏度高 局限性： —适用性受工件材质和表面状态限制 —检测结果不直观，定性困难 —定量有偏差 —对人员的操作技能和经验要求较高 —无永久性记录1543、磁粉检测（MT） 1）磁铁的磁极和磁场 把一根磁铁棒在中心支持或悬挂起来，磁铁棒的两端总是指向南北方向，指向南方的一端称为南极（S），指向北方的一端称为北极（N） 如果把磁铁棒投入铁屑中，取出之后，发现其两极上吸引的铁屑特别多，即磁性特别强155 磁铁之所以能吸引铁屑，是因为磁铁在它周围一定区域的空间产生一种称为磁场的特殊物质，磁铁就是通过磁场对其周围的铁磁质发生吸引或排斥作用的。

磁场的方向是由N到S，在磁铁的内外部都是这样 如果把一个条形磁铁折断成两段，则每一段磁铁都有两个磁极N和S156 2）铁磁质的磁化 任何物质都是由分子和原子组成的，而原子又是由原子核和绕核旋转的电子组成的电子除了绕核旋转，同时还进行自旋，因此原子都有磁矩由Fe、Co、Ni及其组成的合金和化合物、Cr及Mn的一些合金等，它们的原子磁矩在一个个小区域内是按同一方向排列的，这些小区域称为磁畴，由于磁畴的无序排列，磁性相互抵消，整个物体对外不显磁性当铁磁体加上外加磁场时，磁畴通过磁矩转动和畴壁位移使磁矩方向与外加磁场一致，从而变成磁体，呈现出磁性157 3）磁粉和磁悬液及其特性 磁粉：磁粉是由具有高磁导率和低矫顽力的细微的铁磁性材料粉末组成的正常情况下不显磁性，在微小的磁场作用下容易被磁化而被吸引 一般使用的磁粉有： 黑磁粉：Fe3O4 红磁粉：Fe2O3 白磁粉：包敷白染料 荧光磁粉：包敷荧光染料 磁悬液：磁粉悬浮于载液中形成磁悬液。

一般使用的载液有： 轻质变压器油、煤油、水158 4）磁粉检测原理 被检工件被磁化后，在工件表面均匀喷洒磁粉（磁悬液），若工件不存在缺陷，工件表面上磁粉均匀分布；若工件表面或近表面存在缺陷时，由于缺陷处磁阻变化，在缺陷处产生漏磁场，形成一对小的N、S磁极，磁粉被小磁极磁化并吸引，在缺陷处形成磁粉堆积，显示出肉眼可见的缺陷图像 5）磁化方法分类 按磁化方向分类： 周向磁化法—检测纵向缺陷 直接通电法 中心导体法 偏置芯棒法 触头法 感应电流法 159 纵向磁化法—检测横向缺陷 线圈法 磁轭法 永久磁铁法 按电流类型分类： 交流电 单相半波整流电 三相全波整流电 直流电 按通电时间分类： 剩磁法 连续法160 6）磁粉检测设备和器材 磁粉探伤机（仪） 灵敏度试片（A、B、C、D型） 磁场指示器（八角试片） 紫外灯 磁强计 照度计 磁粉 磁粉载液（变压器油、煤油、水） 磁性称量仪 梨形管（浓度测定）161 7）磁粉检测适用范围 适用于检测各种铁磁性材料、工件的表面和近表面缺陷，常用于各种铁磁性材料工件半成品和成品的表面检测。

8）磁粉检测的特点和局限性 优点： —工艺简单，检测速度快，成本低 —检测灵敏度高 —检测结果直观，可显示缺陷形状、位置和尺寸 局限性： —只能检测表面及近表面缺陷 —只适用于铁磁性材料 —易产生不相关显示 —通电法可能灼伤工件表面 162 4、渗透检测（PT） 1）渗透检测的原理 在工件表面施加含有固体染料的渗透液，在毛细管原理的作用下，渗透液渗入表面开口的缺陷中；去除表面多余的渗透液，在表面施加一层白色的显象剂；同样在毛细管原理作用下，缺陷中的渗透液被吸出，使显像剂染色，从而使缺陷显现出来 163 2）渗透检测方法的分类 按渗透液中染料类型分类： 着色法 荧光法 按渗透液去除方法分类： 水洗型 后乳化型 溶剂去除型 按显象剂类型分类： 干式显象法 湿式显象法164 3）渗透检测操作程序 水洗型渗透法 预清洗 施加渗透剂 水洗 干燥 水基湿式显象 干粉显象 干燥 观察 观察 后清洗 后清洗165 溶剂去除型渗透法 预清洗 施加渗透剂 溶剂去除 干粉显象 非水基湿式显象（快干） 观察 观察 后清洗 后清洗166 后乳化型渗透法 预清洗 施加渗透剂 乳化 水洗 干燥 水基式湿显象 干粉显象 干燥 观察 观察 后清洗 后清洗167 3）渗透探伤材料 渗透液—由染料、溶剂、乳化剂及多种改善渗透液性能的附加成份组成。

染料： 红色染料：苏丹（IV）红、128号烛红、223号烛红、荧光桃红、刚果红、丙基红等； 荧光染料：YJP-15、YJP-1、YJN-68、YJN-43 溶剂：煤油、苯、二甲苯等； 乳化剂（表面活性剂）Oп-7、OP-10、TX-10、乳百灵、MOA等； 附加成份：邻苯二甲酸二丁酯、乙二醉单丁醚、二乙二酸丁醚等168 清洗剂（溶剂去除剂）： 丙酮、乙醇、汽油、三氯乙烯等 显象剂： 干式显象剂： 氧化镁、氧化锌、氧化钛、碳酸钠等粉末 湿式显象剂： 水悬浮湿式显象剂：干粉显象剂、水、 润湿剂、分散剂、防锈剂 水溶性湿式显象剂：显象剂结晶、水、润湿剂、分散剂、防锈剂、限制剂。

溶剂悬浮湿式显象剂：显象剂粉末、有机溶剂（丙酮、苯、二甲苯），喷罐用 169 4）渗透检测设备器材 渗透探伤剂（渗透剂、清洗剂、显象剂） 预清洗装置 渗透液施加装置 后乳化装置 水洗装置 干燥装置 显象剂施加装置 后清洗装置 照明装置（白光灯、紫外灯） 照度计 黑光强度检测仪 铝合金试块 镀铬试块170 4）渗透检测的适用范围 适用于检测各种非多孔性材料和工件的表面开口缺陷，常用于各种非铁磁性材料工件成品的表面缺陷检测 5）渗透检测特点和局限性 优点： —操作简便，检测成本较低； —适用范围广，不受工件材质和结构限制； — 检测灵敏度较高，检测结果直观； 局限性： —只能检测表面开口的缺陷； —对表面状态和预清洗要求较高； —有毒，有污染。

171 5、涡流检测（ET） 1）涡流检测原理 当一个线圈通交变电时，该线圈将产生一个垂直于电流方向（即平行于线圈轴线方向）的交变磁场，把这个线圈靠近导电体时，线圈产生的交变磁场会在导电体中感应出涡电流（简称涡流），其方向垂直于磁场并与线圈电流方向相反导电体中的涡流本身也要产生交变磁场，该磁场与线圈的磁场发生作用，使通过线圈的磁通发生变化，这将使线圈的阻抗发生变化，从而使线圈中的电流发生变化通过监测线圈中电流的变化（激励电流为恒定值），即可探知涡流的变化，从而获得有关试件材质、缺陷、几何尺寸、形状等变化的信息172 2）涡流检测的基本方式 涡流检测的方式分为三种类型： （1）穿过式线圈法：检测线圈套在试件上，其内径与试件外径接近，用于检测如棒材、管材、丝材等 （2）探头式线圈法：平面检测线圈直接置于试件平表面上进行局部检测扫查，为了提高检测的灵敏度，通常圈中加有磁芯以提高线圈的品质因数 （3）插入式（内探头）线圈法：将螺管式线圈插入管材或试件的孔内作内壁检测，线圈中也多装有磁芯以提高检测灵敏度173 3）适用范围 涡流检测适用于钢铁、有色金属、石墨等各种导电材料的制品，如管材、丝材、棒材、轴承、锻件等等，它能用于检测这些材料的表面和近表面的缺陷，根据电导率与合金成分及合金的显微组织相关的特点对金属材料进行分选，对热处理质量进行监控（例如时效质量、硬度、过热或过烧等），涡流检测还可用于工件壁厚或涂镀层厚度的测量，以及用于一些其他无损检测方法难以进行的特殊场合下的检测，例如深内孔表面与近表面缺陷的检测。

174 4）涡流检测的特点和局限性 优点： —检测速度高，检测成本低，操作简便； —探头与被检工件可以不接触，不需要耦合介质； —检测时可以同时得到电信号直接输出指示的结果，也可以实现屏幕显示； —能实现高速自动化检测，并可实现永久性记录 局限性： —只适用于导电材料，难以用于形状复杂的试件 —只能检测材料或工件的表面、近表面缺陷； —检测结果不直观，还难以判别缺陷的种类、性质以及形状、尺寸等 —检测时受干扰影响的因素较多，易产生伪显示175。