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! 第八篇
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! 锅炉制造工艺
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第一章锅炉用金属材料
第一章锅炉用金属材料
第一节化学元素对钢材性能的影响
锅炉制造行业每年需要大量的钢材,锅炉容量越大,耗钢越多。例如,配一台!" 万
千瓦机组的锅炉本体耗钢约三千到三千五百吨,若加上附属设备(磨煤机、给煤机、给粉
设备,风机、除尘及除灰设备等),耗钢可达五千吨以上。随着锅炉设计、制造、运行技术
的提高,锅炉工作压力、工作温度不断提高,对钢材的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐蚀性以
及其它各种物理化学性能的要求也愈来愈高,碳钢已不能完全满足这些要求,因此,出现
了满足各种特殊性能要求的合金钢。锅炉内贮存的是具有一定压力的介质,一旦发生破
坏,就会造成严重的后果,因此,选择合适的原材料及加强原材料的检验是保证锅炉安全
运行的一个重要因素。
一、碳钢中的元素及对性能的影响
碳钢为含碳量小于!# 的铁碳合金,除碳以外,还含有少量的锰、硅、硫、磷及以氧、
氮、氢等元素。碳钢价格便宜,来源方便并具有一定的机械性能及良好的工艺性能,因而
在锅炉制造中被广泛采用。
(一)碳的影响
碳是碳钢中的主要合金元素,对碳钢的性能起着决定性的作用。含碳量增加,会使
强度及硬度明显提高,含碳量增加" $ %#,抗拉强度约提高&"(’( ))! ),屈服限约提高
!"’( ))! 。但含碳量增加,会使塑性及韧性明显下降,韧性下降得尤甚;可焊性随着含碳
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第八篇锅炉制造工艺
量的增加也明显恶化,因此,锅炉钢材对含碳量有一定的限制,碳钢应限制在! " #$以下,
合金钢应更少。另一方面,含碳量下降,除强度降低外,还会使时效敏感性增加。因而,
在锅炉制造业中一般也不采用含碳量约小于! " %$的碳钢。
(二)锰和硅的影响
锰和硅是炼钢时为了脱氧而加入并部分残留在钢中的,在一定范围内,随锰含量的
增加,钢材强度提高,另外锰能与硫形成硫化锰(&’()清除有害的硫,改善钢的热加工性
能;因此,要求钢中必须保证一定的含锰量。一般我国锅炉用碳钢中含锰量在! " #) *
! " +)$范围内,含硅量在! " %) * ! " #,$范围内。
(三)硫和磷的影响
硫、磷是在冶炼时由铁矿石和燃料带入,而后又不能完全去除残留钢中的。硫在钢
中以硫化铁(-.()形态存在于晶粒之间,熔点较低,加热到/!!0以上锻造、轧制时,可能
导致晶间裂开(红脆性),硫侦冲击韧性降低,故对硫的含量有严格要求,应控制在! " !1 *
! " !1)$以下。
磷在钢中具有严重的偏析倾向,磷多的地方成为脆裂的起点,使钢在室温或更低的
温度下冲击值明显下降(冷脆性),因此,磷的含量也是越低越好,一般规定其含量要低于
! " !1$。
(四)氧的影响
炼钢是一种氧化过程,在钢水中含有相当数量-.2,注锭前用锰铁、硅铁、铝等除氧,
其产物、、或、等大部分浮入渣中加以去除。
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若钢水中含氧太多或冶炼及脱氧操作不良,可能遗留下部分氧化物,夹杂于钢中,能
剧烈降低