金屬材料能耐低溫主要靠什麼

時間 2021-09-02 01:47:15

1樓:假面

材料在一定的環境下,忍受各種力的起到而展現出出來的特性。在材料學中,力通常稱作載荷。另載入荷(力)有各種形式,剪下、對材料壓一壓稱作傳輸、對材料掰一掰稱作傾斜、對材料擰一擰稱作挽回、抓起打一下稱作衝擊、如此等等。

凡是在這種力的起到下,材料展現出出來的不道德,就稱作該材料的力學效能。少見的力學效能有強度、硬度、塑性、韌性、衝擊韌度、疲憊等等。它們又可細分。

比如強度,如果是剪下,拉斷前忍受的僅次於形變就稱作抗拉強度,同樣的,有抗壓強度、挽回強度、傾斜強度、疲勞強度等等。

除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、***、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等,有色合金的強度和硬度一般比純金屬高,並且電阻大、電阻溫度係數小。

2樓:加百列

加入相應的化學成分(低溫材料)做成合金。

對冷脆金屬在不同溫度下的試驗,可以發現,溫度越低,冷脆現象也愈嚴重。但是,這種變化卻要達到某一溫度才會明顯加劇。無疑,這一「臨界脆性轉變溫度」就成了研究和選擇低溫材料的依據。

例如,為了保證冬季船舶在高緯度海洋航行安全,遠洋輪的最低工作溫度必須高於材料的臨界脆性轉變溫度,這樣可以避免冷脆破壞。

目前,低溫用金屬材料按化學成分不同,可以分為五類:低合金鋼、鎳鋼、鋁合金和鈦合金,在-253℃的超低溫環境下應用最多的是奧氏體不鏽鋼。低合金鋼一般在-100℃左右的溫區內使用,用於製造冷凍裝置、運輸裝置、乙烯貯罐、天然氣裝置等。

3樓:斛安晏

低溫鋼steels for low temperature service 適於在0℃以下應用的合金鋼。能在-196℃以下使用的,稱為深冷鋼或超低溫鋼。低溫鋼主要應具有如下的效能:

①韌性-脆性轉變溫度低於使用溫度;②滿足設計要求的強度;③在使用溫度下組織結構穩定;④良好的焊接性和加工成型性;⑤某些特殊用途還要求極低的磁導率、冷收縮率等。低溫鋼按晶體點陣型別一般可分為體心立方的鐵素體低溫鋼和麵心立方的奧氏體低溫鋼兩大類。

①低碳錳鋼

低碳錳鋼(c0.05~0.28%,mn0.

6~2%)。使mn/c≈10,降低氧、氮、硫、磷等有害雜質,有的還加入少量鋁、鈮、鈦、釩等元素以細化晶粒。這類鋼最低使用溫度為-60℃左右。

②低合金鋼

低合金鋼。主要有低鎳鋼(ni2~4%)、錳鎳鉬鋼(mn0.6~1.

5%,ni0.2~1.0%,mo0.

4~0.6%,c≤0.25%)、鎳鉻鉬鋼 (ni0.

7~3.0%,cr0.4~2.

0%,mo0.2~0.6%,c≤0.

25%)。這些鋼種的強度高於低碳鋼,最低使用溫度可達-110℃左右。中國研製了幾種節鎳的低溫用低合金鋼如09mn2v等。

③中(高)合金鋼

中(高)合金鋼。主要有 6%ni鋼、9%ni鋼、36%ni鋼,其中9%ni鋼是應用較廣的深冷用鋼。這類高鎳鋼的使用溫度可低至-196℃。

編輯本段奧氏體低溫鋼

奧氏體低溫鋼具有較高的低溫韌性,一般沒有韌性-脆性轉變溫度。按合金成分不同,可分為三個系列:

①fe-cr-ni系

fe-cr-ni系。主要為18-8型鉻鎳不鏽耐酸鋼。這種鋼低溫韌性、耐蝕性和工藝性均較好,已不同程度地應用於各種深冷(-150~269℃)技術中。

②fe-cr-ni-mn和fe-cr-ni-mn-n 系

fe-cr-ni-mn和fe-cr-ni-mn-n 系。這類鋼種以錳、氮代替部分鎳來穩定奧氏體。氮還有強化作用,使鋼具有較高的韌性、極低的磁導率和穩定的奧氏體組織,適用於作超低溫無磁鋼(即材料的磁導率很小)。

如0cr21ni6mn9n和0cr16ni22mn9mo2等在-269℃作無磁結構部件。

③fe-mn-al系奧氏體低溫無磁鋼

fe-mn-al系奧氏體低溫無磁鋼。是中國研製的節約鉻、鎳的新鋼種,如15mn26al4等可部分代替鉻鎳奧氏體鋼,用於-196℃以下的極低溫區。如能改善這種鋼的抗化學腐蝕能力,還可擴大其應用範圍。

編輯本段使用範圍

低溫鋼在石油氣深冷分離裝置中,絕大部分的最低使用溫度為-110℃,個別裝置中達-150℃,可分別採用低合金鋼、3~6%鎳鋼或 9%鎳鋼。在空氣分離裝置中,最低工作溫度達-196℃,一般採用9%鎳鋼或奧氏體低溫鋼。工作溫度為-253℃的液氫生產、貯運裝置,工作溫度為-269℃的液氦裝置,均應採用組織結構穩定的奧氏體低溫鋼。

而某些特殊裝置如超導磁體或超導電機,宜採用在工作溫度以下除有穩定的奧氏體組織外,還要能保持極低磁導率(μ)≤1.01或更低)的鋼種。   一些具有較高低溫韌性的鐵鎳基和鎳基高溫合金如a-286、inconel718、inconelx-750 等也常用於需要高強度的低溫裝置上。

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