冲击试验示意图1一摆锤 2一试样 3一机架 L指针：5；—刻度盘 试验时把标准试样安放在试验机的两支点中间，使试样的缺口背向的冲击方向，然后把摆锤抬到一定高度H ，摆锤由高处落下将试样击断，并自由回升到高度h，根据，摆锤的重量和冲击前后的高度差可以计算出冲断试样消耗的功；计算公式如下:
Αk= G(H- h)/F
式中 H——冲击前摆锤上升高度(米) h——冲断试样后摆锤上升高度(米) G---摆锤重量(公斤力)
F――试样的横截面积
2、 脆性转变温度 冲击韧性与试验温度有关，有些材料在室温20℃左右试验时，并不显示脆性，而在，比较低的温度（低碳钢在－45℃）下可能会发生低温脆性断裂，材料由塑性状态转变为脆性状态的温度叫做?脆性转变温度?。 3、钢材的脆化
⑴.冷脆化；金属材料在低温下呈现的脆性称为冷脆性。
⑵.热脆性；钢材长时间停留在400－500℃后再冷却到室温，冲击韧度值会有明显下降，这种现象称之为钢材的热脆性。
⑶.氢脆；钢中的氢会使材料的力学性能脆化，这种现象称为氢脆。钢中的氢主要来源三个方面：
①.冶炼过程中溶解在钢水中的氢
②.焊接过程中由于水或油污在高温下分解出来的氢溶解在钢材中
③.工作介质中的氢进入钢中。氢致断裂只发生在-100－1500C的温度范围内。 ⑷.苛性脆化；苛性脆化一般都发生在受压元件的铆接和涨接处。
⑸.应力腐蚀脆性断裂；由于拉应力与介质腐蚀联合作用引起的低应力脆性断裂叫做应力腐蚀。应力腐蚀产生的必要条件： ①.元件承受拉应力的作用
②.具有与材料种类相匹配的特定腐蚀介质环境
③.材料对应力腐蚀的敏感程度。对钢材而言应力腐蚀的敏感性与的成分、组织
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及热处理情况有关。 1.1.6 疲劳
在交变载荷的作用下材料发生破裂的现象叫做疲劳。
金属材料在无数次重复的交变载荷作用下，而不致破裂的最大应力，称为疲劳强度，或称疲劳极限。
金属材料的疲劳强度，与其化学成分、表面状态、组织结构、夹杂物多少、分布情况以及应力分布等有一定关系。若零件表面进行热处理、强化处理，或零件表面精细加工和避免断面的急剧改变，都能提高零件的疲劳强度。一般钢铁的弯曲疲劳强度值只有抗拉强度的一半左右。 1.1.7 承压类特种设备的工作压力
对对圆筒形容器来讲，环焊缝受力只是纵焊缝的一半，而对球形容器来讲由于不存在切向应力，只有经向应力。故在相同压力和直径下，球形容器的壁厚比圆筒形容器的壁厚大约可以减少一半。 1.2 金属学与热处理基本知识 1.2.1金属的晶体结构
常见的晶体结构：1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格 1、纯金属的结构
⑴、体心立方晶格：晶胞是一个立方体，立方体的八个顶角和立方体中心各有一
个原子。
⑵、面心立方晶格 ：晶胞是一个立方体，立方体的八个顶角和六个面中心各有一个原子。
⑶、密排六方晶格：晶胞是一个正六棱柱体，在柱体的各个角和上下底面中央各
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有一个原子，在顶面和底面的中间还有三个原子。
2、金属的实际晶体结构 ⑴、晶体结构
①晶体内部的晶格位向（即原子排列方向）完全一致的晶体称为单晶体。 ②由许多小晶体组成的晶体称为多晶体，这些小晶体称为晶粒。 ③晶粒与晶粒之间的界面称为晶界。
⑵、晶粒度：晶粒度可用晶粒的平均面积或平均直径表示。工业生产上采用晶粒度
等级来表示晶粒大小。标准晶粒度共分8级，1-4级为粗晶粒，5-8级为细晶粒。 一般晶粒度越大，也就是越细越好，8级的晶粒直径大约0.02mm
1.2.2 纯金属的结晶
1、纯金属的冷却曲线和过冷现象
金属由液态转变为固态晶体的过程称为结晶。纯金属的结晶是在固定的温度下进行的右图为纯金属的冷却曲线。
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理论结晶温度：t0－实际结晶温度：t1 过冷度：Δt＝t0－t1。过冷是金属结晶的必要条件。
2、结晶过程
1.2.3 铁碳合金的基本组织
通常把钢和铸铁统称为铁碳合金。一般把含碳量0.02﹪－ 2﹪的称为钢，把含碳量大于2﹪的称为铸铁。
含碳量对钢铁的性质有决定性的影响，所以可以通过铁碳合金状态图来研究铁碳的有关特性。
1、 铁碳合金的基本组织 （1）、铁素体（F或α）
铁素体是碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。碳在α-Fe中的溶解度很小，727℃时0.0218%；室温时为0.0008%,几乎为零。其强度和硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的多边形晶粒 （2）、奥氏体（A或γ）
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奥氏体是碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格。碳在γ-Fe中的溶碳量较高，1148℃时2.11%；1148℃时为0.77%。其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。其晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。 （3）、渗碳体（Fe3C）
渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是6.69％，具有复杂的晶体结构。其硬度很高，塑性和韧性很差，δ、Ak接近于零，脆性很大。 （4）、珠光体（P）
奥珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。是奥氏体冷却时，在727℃恒温下发生共析转变的产物。显微组织是铁素体与渗碳体片层状交替排列。性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。 （5）、莱氏体（Ld或Ld'）
莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。是在1148℃恒温下发生共晶转变的产物，平均碳含量4.3%。
含碳量为0.77﹪铁碳合金只发生共析转变，其组织为100﹪的珠光体。称为共析钢。
共析：是指具有共析成分的单一母相在一定条件下分解生成两个或多个结构与成分不同的新相的过程
含碳量大于0.77﹪铁碳合金称为过共析钢。其组织是珠光体P＋渗碳体Fe3C0。
含碳量小于0.77﹪铁碳合金称为亚共析钢。其组织是铁素体F＋珠光体P 2、铁碳合金状态图：铁碳合金状态图是表示在极缓慢加热(或极缓慢冷却)情况下，不同成分的铁碳合金在不同温度时所具有的状态或组织的图形。 一、铁碳合金状态图
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