用MATLAB求解钢在渗硼过程中的渗层厚度
用MATLAB 求解钢在渗硼过程中的渗层厚度
摘 要：本文介绍了如何用MA TLAB 中的PDE 工具箱求解钢在渗硼过程中的渗层厚度。利用PDE 工具箱，不需编程，直接进入用户图形界面对实际问题求解。对渗层厚度的计算表明，PDE 工具箱求解问题快捷、简单、通用性强。 关键词：MA TLAB ；渗层厚度；渗硼；PDE
1.概述
在材料热处理生产实际中，通常需要确定渗层的厚度、渗入物的浓度分布，因而研究特殊非稳态扩散尤为重要。非稳态扩散问题的控制方程一般为多维非线性方程，不能直接计算出解析解。一般都是将时间、空间坐标划分为许多的网格，然后借助于计算机编程求解。而利用MA TLAB 中的PDE 工具箱，无需编程则可直接对特殊边界条件的非稳态导热问题进行求解。
2.PDE 工具箱简介
MA TLAB 中的偏微分方程(PDE)工具箱是用有限元法求解偏微分方程得到数值近似解，可以求解线性的椭圆型、抛物线型、双曲线型偏微分方程及本征型方程和简单的非线性偏微分方程，具体可处理数学模型形式如下： 椭圆型PDE
()c u au f -???+= (1)
非线性PDE
(())()()c u u a u u f u -???+= (2)
本征型问题
()c u au du ε-???+=?
(3)
抛物线型PDE
()u
d
c au f t
?-???+=? (4)
双曲线型PDE
22()u
d c au f t
?-???+=? (5)
式中： u －域Ω上求解变量
t －时间变量 ε－特征值
c 、a 、f 常数或者变量
上述几种数学模型多在热传导（扩散）、电磁学和声学的波传导等问题求解中应用。
3、扩散问题的MATLAB 解法
对于大多数的扩散问题，求解浓度场时很难得到解析解，只能利用计算机得到数值解来无限接近精确解。数值解方法又分有限元法、有限差分法、混合微分差分法、离散元法、拉格朗日元法等，其中有限元法是利用部分插值把区域连续求解的微分方程离散成求解线性代数方程组。在使用MA TLAB 的PDE 工具箱进行有限元计算前需要有一些预处理的工作，如对所求解模型的几何形状或者形体进行离散化，即用比较简单的形状和形体来逼近和代替实际的形状和形体，这样可以把比较复杂的曲线和曲面问题转化为相对简单的直线或平面问题。
在实际求解扩散问题时，主要有以下五步。第一，建立一个用来描述对应浓度问题的物理模型，第二，根据需要对求解问题赋予边界条件，MA TLAB 指定了如下3种边界条件：①Dirichlet 条件，hu=r; ②Neumann 条件，()n c u qu g ??+=; ③混合边界条件，Dirichlet 条件和Neumann 条件的组合。式中n 为垂直于边界的单位矢量，h 、r 、q 、g 为常量或与u 有关的变量。第三，确定偏微分方程的类型，并结合已知条件设定方程参数。第四，创建初始三角形网格以及细化网格。第五，设定求解参数并求解偏微分方程。
4．用PDE 工具箱求解浓度场
浓度场中用来描述三维非稳态扩散微分方程的一般形式为： 2C
D C t
?=?? (6)
其中，D 为扩散系数，t 为时间。要通过控制方程(6)获得某一具体扩散问题的浓度分布，
需要结合定解条件（初始条件、边界条件）来求解，通过下面的扩散模型来体现。 对一10cm ×10cm ×5cm 的碳含量为ωC ＝0.8长方体钢材进行渗硼，渗硼温度为850℃。已知850℃时硼在T8中的扩散系数D=1.10×10-13 m 2/s ，分析渗层厚度随时间（0～9000s ）变化的情况。
图 1 Fe-B相图
根据图1可知：在1000℃以下渗硼时，随着硼浓度的升高形成铁硼化合物，当含硼量达到8.84％左右时，形成稳定的中间化合物Fe2B；当含硼量达到16.23％左右时，形成含硼量更高的稳定化合物FeB。
硼在铁中的扩散属于反应扩散。只有当表面形成高含硼量的稳定化合物FeB时，硼才会向内部扩散形成FeB或Fe2B。因而假定开始处理时材料表面即达到w B＝16.23％，w B＝8.84％的面距表面的距离即为渗层厚度。
首先建立物理模型。根据实验观察，850℃时，9000s时的渗硼厚度达不到100μm。相对于长宽高的数值，可将模型简化为长宽比为1：10的长方形。设宽为100μm，高为10μm。单击工具，在窗口拉出一个矩形，双击矩形区域，在Object Dialog对话框输入Left为0，Bottom为0，Width为1e-4,Height为1e-5。由于数值过小（默认值为1左右），图形不可见，所以要调整坐标显示比例。方法：选择Options->Axes Limits,把X，Y轴的自动选项打开，并打开axes equal。
物理模型如图2所示：
图 2 扩散的物理模型
等价的偏微分方程组如式（7）：
2
(,,0)0
16.23%,0,0,0,C D t C x y C C C n C n
??=????
=??=?
=??
??=?????=??左边界（y 轴）右边界(x=0.0001)下边界(x 轴)上边界(y=0.00001) (7)
式（7）中，t 为时间，C 为t 时刻时（x ，y ）处硼的浓度，D 为扩散系数，D ＝1.10×10
-13
m 2
/s 。n 为垂直于边界的单位矢量。
然后，设定边界条件。此种条件下，硼在Fe 中主要沿X 单向扩散，在Y 向可认为没有
扩散。单击
，使边界变红色，然后分别双击每段边界，打开Boundary Conditions 对
话框，设置边界条件。上下边界：由于上下边界与外界绝缘，因而选择Neumann 条件，令g 为0，q 为0。左边界：保持定值16.23％，所以选择Dirichlet 条件，令h=1,r=0.1623。右边界：保持定值0，所以选择Dirichlet 条件，令h=1,r=0。
接着，确定方程类型并输入相关参数。由式（7）可以看出，方程属于Parabolic （抛物型）。单击
，打开PDE Specification 对话框，输入c=1.1e-13，a=0,f=0,d=1。
其次创建网格，单击
，网格个数设为5000个左右。
最后设定求解参数并解方程。单击Solve 菜单中Parameters …选项，打开Solve Parameters 对话框，输入Time 为0:60:9000（每分钟一个观察点），u(t0)为0,
其他不变。完成后，单击
，开始解方程。
5.分析处理数据
MA TLAB 只能显示出浓度的分布情况，不能直接求出渗层厚度，因而有必要对MA TLAB 计算的结果进一步处理。
点击Mesh->Export Mesh 输出网格数据，点击Solve->Export Solution 输出按网格序号排列的数值解u 。通过以下语句可将u 整理成按距表面距离（即x ）排列。
u1=[1e6*p']; %将网格坐标的单位由m 化为μm u1=u1(:,1); %只取第一列（即x ）
u1=[u1,100*u];
%将浓度化为百分数并与x 值组合成新矩阵。 u1=sortrows(u1,1);
%按x 升序排列
图3是根据MA TLAB 计算的渗硼进行一小时后硼浓度的分布曲线。根据图1可知，渗层中的硼浓度并不是连续变化的，图4是根据Fe-B 相图修正出的图像。
20
40
60
80
100
024681012
141618w B （％）
深度(μm)
图 3 MATLAB 计算的渗层中硼浓度－渗层深度的变化曲线（850℃×1h ）
20
40
60
80
100
024681012
141618w B (%)
距表面距离（μm）
图 4根据Fe-B 相图修正的渗层硼浓度－渗层深度的变化曲线（850℃×1h ）
为了反映渗层随时间变化的趋势，需求出各个时刻的渗层厚度。如下：
[rows cols]=size(u1); %求出u1的行列数
a=0; %临时存储某一列最接近8.48的x 值 c=0;
%保存每分钟的渗层厚度
for j=2:cols b=1;
for i=1:rows
%找出与8.84最接近的x 值
if abs(u1(i,j)-8.84)
c=c';
c=[(0:60:9000)',c];
%将渗层厚度加上时间标志
图5是根据上述语句计算出的渗层厚度随时间变化的曲线图。从图5可看出，初始阶段扩散速度很快，扩散层的厚度与时间呈直线关系，随扩散时间延长，反应层增厚，扩散层厚度与时间呈抛物线关系，这非常符合反映扩散的特点[1]，且计算出的渗层厚度与实验测得的数据（表1）也非常吻和。
2000
4000
6000
8000
10000
05
10
15
20
25
30
渗层厚度（μm ）
时间（s）
图 5渗层厚度随时间变化的曲线
表 1 实验测得的渗层厚度（850℃）
6.结论
研究浓度场的分布在工程领域中有重要的作用。本文中提及的扩散模型对固体材料中的原子扩散计算具有重要的实际意义。本模型不仅适用于渗硼，对于渗碳、渗氮等问题同样适用。此外，可根据计算来确定达到规定厚度所需的时间，对热处理具有很好的指导意义。
从上述使用PDE工具箱求解扩散模型的结果可以看出使用MA TLAB的快捷灵活。若自己编程，过程复杂麻烦，当步长选取不当会导致求解结果发散或振荡，因而结合PDE工具箱直接调用其中网格划分。求解方程的命令来求解浓度场可以快速得到理想的结果。
在GUI上可以处理复杂几何形状的扩散问题,如多种物性参数材料的叠加或嵌入，这是一般的程序很难用语言描述的，有了网格的精化,使得有限元数值解的精度大大提高，MA TLAB使用灵活,易于修改,这是其它语言无法比拟的。
因而可见，使用MA TLAB的PDE工具箱可以方便快速地解出特殊几何形状和复杂边界条件的导热问题，多种可视化图形使得结果便于理解，也为工程上一些实际扩散问题提供了解决方法。
参考文献
[1] 王掌忠.材料科学基础[材].北京:机械工业出版社,2005,121-141.
[2] 苏金明,张莲花,刘波.MA TLAB工具箱应用[M].北京:电子工业出版社,2004.
[3] 何仁斌.MA TLAB6工程计算及应用[M].重庆:重庆大学出版社,2001.
[4] 苏金明,王永利.MA TLAB7.0实用指南[M].北京:电子工业出版社,2005.
[4] 陆君安.偏微分方程的MA TLAB解法[M].武汉:武汉大学出版社,2001.
渗硼!渗铬和渗钒都是反应扩散,反应扩散的过程
是渗入元素首先溶于被渗金属中,当它超过溶解度时
就形成新相层[2,5]"所谓渗硼!渗铬和渗钒深度都是
指这些新相层厚度"与新相层相邻的为过渡区,即扩
散元素(渗入元素)在C2Fe中的固溶区"如果试样预
先渗碳或N2C共渗,在过渡区内将同时存在碳!氮和
渗入元素的浓度梯度"在高温下,碳!氮原子向心部方
向扩散的瞬间,将会把与其邻接的铁原子推挤至高能
不稳定状态,这无疑有利于铬或钒原子和高能态的铁
原子交换位置,使铬或钒原子向心部方向进行置换扩
散变得容易,也就是说能与奥氏体形成间隙固溶体且
扩散系数较大的碳或氮的扩散,加快了铬和钒在过渡
区的扩散速度"
硼在C2Fe中既以间隙固溶体存在,也以置换固溶
体存在,这是目前已知同一元素可以与铁形成两类固
溶体的唯一元素[14]"但与碳和氮相比,硼的原子半径
较大[14],即使是进行间隙扩散,其扩散激活能也较碳
氮扩散激活能高,所以过渡区碳!氮向心部方向的扩
散,同样有利于硼元素的扩散"
为固体硼法[1.2],然而,固体渗硼剂多以碳化硼为主,一方
,碳化硼在渗硼过程中硼势较高,渗硼层脆性大,
一方面,碳化硼价格昂贵,因此,开发廉价且能满
性能要求的渗硼剂具有一定的现实意义"本文介
一种新研制的廉价固体渗硼剂,并对其渗硼工艺
行了试验"
工件经渗硼后可以显著提高其表面的耐磨性、抗蚀性、红硬性、抗高温氧化性。因而成功地应用在各种工模具及零件上，并取得了明显的经济效果,但常规渗硼需要在较高的温度下进行数小时，能耗很大。章桥新等人[2]实验证实在微波场下能实现快速渗硼，能有克服常规渗硼的不足，提高效率，
不锈钢及镍基堆焊层厚度测量
收稿日期:2001-04-25 作者简介:许遵言(1956-),男,高级工程师,1982年毕业于上海科技大学物理系,长期从事无损检测工作,发表论文10余篇。 文章编号: CN31-1508(2002)03-0017-04 不锈钢及镍基堆焊层厚度测量 许遵言, 张 俭 (上海锅炉厂有限公司, 上海200245) 关键词: 堆焊层;测厚 摘 要: 叙述了运用磁性法或超声法对核电和化工容器中不锈钢及镍基堆焊层厚度进行测量的原理、方法及主要影响因素,比较了这两种方法的测量结果。中图分类号: TG 455 文献标识码: B 0 前言 核电中的压力壳、蒸发器一次侧和稳压器内壁都堆有奥氏体不锈钢或镍基堆焊层,不少化工容器如加氢反应器内壁也堆有奥氏体不锈钢堆焊层,其目的是为了增强容器的抗腐蚀性 能。堆焊层的厚度一般为3～14mm ,因此在容器制造过程中必须对堆焊层厚度进行控制。常用的堆焊层测厚方法有机械测厚、磁性测厚和超声测厚,而适用于容器制造的主要是磁性测厚和超声测厚,由于这两种方法的原理和手段不同,因而其影响因素也不一样。我们在实际测量中发现有些因素会使误差大大超出仪器原有的范围,甚至使测厚无法进行,所以用不同的方法对不同种类的堆焊层测厚,它们的校正方法或最终结果的评定也应有所不同。 1 方法和原理 1.1磁性测厚 磁性测厚是利用磁感应原理对磁性基体上的非磁性涂层进行测厚,设备包括测厚仪和探 头。探头通过初级激励线圈产生一个磁场,并通过次级线圈探测这个磁场。次级线圈将收到的信号转换成电压,然后输送到检测电路。当 探头接近铁磁性物体时,磁场发生变化,次级线圈的输出电压也随之变化,变化的范围取决于探头极的顶部与磁性物体表面之间的距离,也就是说次级线圈产生的信号和涂层厚度是成比例的。最后,仪器通过校正曲线把信号转换成涂层厚度。 校正曲线是储存在测厚仪储存器内的一条反映输入信号与厚度的归一化了的曲线,由于该曲线受基体金属的磁导率、工件曲率以及工件厚度等的影响。因此,在测厚前必须对该曲线进行校正。假定堆焊层厚度为δ,则校正点分别为探头能测定的最小厚度、1/3δ、δ、3δ和无穷大值。校正在试块上进行,试块可采用两种形式:一种是已知厚度并且与工件同材料同堆焊方法的堆焊层试块,另一种是薄片。堆焊层试块的优点是与实际工件较为接近,缺点是由于工件尺寸和材料不同,因而需要制作很多试块。薄片的优点在于只需加工一系列不同厚度的试片,放在工件基体上校正就可适用不同的场合,但其缺点在于薄片与基体存在空隙,如果放置不好会造成测量不准。 影响磁性测厚的因素主要有基体金属的磁性与厚度、工件曲率、表面粗糙度、边缘效应、漏磁场、外来杂质、探头的压力和方向等。 第33卷第3期2002年3月 锅 炉 技 术 BOI LER T ECHNO LOG Y Vol .33,No .3M ar .,2002
金相检验标准汇总表
金相检验标准 GB/T 10561-89 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定方法 GB/T 6394-2002 系列图I（无孪晶晶粒++浅腐蚀100×） GB/T 6394-2002 系列图Ⅱ（有孪晶晶粒++浅腐蚀+100×） GB/T 6394-2002 系列图Ⅲ（有孪晶晶粒+深腐蚀75×） GB/T 6394-2002 系列图Ⅳ（钢中奥氏体晶粒++渗碳法100×） GB 224-1987 钢的脱碳层深度测定法 GB 226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB 2828-1987 逐批检查记数抽样程序及抽样表 GB 4236-1984 钢的硫印检验方法 GB 16840.4-1997 电气火灾原因技术鉴定方法第4部分：金相法 GB/T 9450-2005 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核 GB/T 13298-1991 金属显微组织检验方法 GB/T 18876.1-2002 应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第1部分 GB/T 4340.1-1999 金属维氏硬度第一部分：试验方法 GB/T 14999.4-94 高温合金显微组织试验方法 GB/T 230.1-2004 金属洛氏硬度试验第1 部分: 试验方法( A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T 标尺) GB/T 231.1-2002 金属布氏硬度试验第1 部分: 试验方法 GB/T 3488-1983 硬质合金显微组织的金相测定 GB/T 3489-1983 硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定 GB/T 4194-1984 钨丝蠕变试验,高温处理及金相检查方法 GB/T 5617-1985 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定 GB/T 6401-1986 铁素体奥氏体型双相不锈钢中α-相面积含量金相测定法 GB/T 7216-1987 灰铸铁金相 GB/T 8493-1987 一般工程用铸造碳钢金相 GB/T 8755-1988 钛及钛合金术语金相图谱 GB/T 9441-1988 球墨铸铁金相检验 GB/T 9450-1988 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核 GB/T 9451-1988 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB/T 11809-1998 压水堆核燃料棒焊缝金相检验 GB/T 13305-1991 奥氏体不锈钢中α--相面积含量金相测定法 GB/T 13320-1991 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 GB/T 13925-1992 铸造高锰钠金相 GB/T 17455-1998 无损检测表面检查的金相复制件技术 GB 1814-1979 钢材断口检验方法 GB 2971-1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法 GB/T 7998-2005 铝合金晶间腐蚀测定方法 GB/T 1298-2008 碳素工具钢 GB/T 1299-2000 合金工具钢
堆焊工艺规程
堆焊工艺规程文件编号： 制定: 日期: 审核: 日期: 批准: 日期: 版次：生效日期: 受控： 堆焊工艺规程 文件编号：ROCWI:A/1
1、目的： 为了更好的指导堆焊生产，使现场生产人员能够规范操作,检验员对堆焊产品进行有效检验,特制定本堆焊焊接工艺规程。 2、适用范围 本规范适用于本公司对钢管、法兰、管件、压力容器元件、阀门部件、采油树部件、热交换器部件及其他需要堆焊的产品进行耐腐蚀合金堆焊，以及平焊、横焊、相贯线、锥形等复杂异形焊接服务。 3、引用标准 API SPEC 5LD-2009 API SPEC 5L-2007 ASME V ASME IX ASTM A370 ASTM A388 ASTM A751 ASTM E10 ASTM E165 4、职责 、质检部 a) 制定产品检验测试计划（ITP）， b) 审查并保存焊材和母材的材质证明，并对焊材进行成分复检， 对母材进行成分和性能复验； c) 对焊接过程进行定期抽查以确保焊工按照正确的WPS和WI进行
工作。 d) 对成品进行外观，化学成分，物理性能，耐腐蚀性能进行检验。 、技术部 a) 负责编制焊接工艺指导书（WPS）; b) 绘制加工图纸（客户确认后）; c) 根据实际生产产品特点针对性的做好工艺细则（WI）; d)根据WPS安排制造试件并见证或邀请第三方（如DNV, BV, Moody 等）共同见证工艺评定报告（PQR）。 、生产部 a) 根据焊接工艺指导书制定焊接工艺卡、 b) 编制生产计划单，合理安排进行焊接生产加工。 5、内容 、母材 进入现场的管子、法兰、管件、压力容器元件、阀门部件等母材应符合相应标准和设计文件规定要求，并具有材料质量证明书或材质复验 报告。 、焊接材料（以下简称焊材） 进入现场的焊材应符合相应标准和技术文件规定要求，并具有焊材 质量证明书。施工现场的焊材二级库已建立并正常运行。焊材的管 理按《焊接材料管理规范》规定要求执行。 、主要设备及其工具 堆焊工作站
保温层厚度计算
保温层厚度的计算与校核 1 已知条件 保温棉内侧对流换热系数h1=70w/(m2·k)，温度分别为0℃、-60℃、-138℃。铝片的厚度∝1为5mm，传热系数λ1=236w/(m2·k)。保温棉的传热系数λ2=0.022 w/(m2·k)。保温棉外侧的空气温度为35℃，其表面温度查空气焓湿图，取35℃、65%相对湿度情况下的露点温度。保温棉外侧的对流换热系数h2=8 w/(m2·k)。 2 保温棉厚度计算 2.1 露点温度 空气温度T a=35℃，相对湿度为65%时，查空气焓湿图得到露点温度T d=27.57℃。2.2最大允许冷损失量的计算 根据《工业设备及管道绝热工程设计规范（GB50264-97）》，最大允许冷损失量应按以下公式进行计算： 当T a-T d≤4.5时： [Q]=-(T a-T d)αs; 当T a-T d >4.5时： [Q]=-4.5αs 其中αs绝热层外表面向周围环境的放热系数。 T a-T d=（35-27.57）℃=7.43℃，故最大允许冷损失量 [Q]=-4.5αs=-4.5×8=-36w。 2.3 保温棉厚度的计算 由传热公式知： [Q]= (T i-T a)/ (1 ?1+∝1 λ1 +∝2 λ2 +1 ?2 ) 其中∝2为保温层的厚度。 由此得到∝2=λ2×（T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 ） 1 保温层内侧温度为0℃时 保温层厚度∝2= λ2×T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 =0.022×0?35 ?36 ?1 70 ?1 8 ?0.005 236 =0.018m 2 保温层内侧温度为-60℃时 保温层厚度∝2= λ2×T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 =0.022×?60?35 ?36 ?1 70 ?1 8 ?0.005 236 =0.054m 3 保温层内侧温度为-138℃时 保温层厚度∝2= λ2×T i?T a Q ?1 ?1 ?1 ?2 ?∝1 λ1 =0.022×?138?35 ?36 ?1 70 ?1 8 ?0.005 236 =0.103m 3 保温层厚度的校核 设保温层外侧表面的温度为T f 1 保温层内侧温度为0℃时 取保温层厚度∝2=0.025m 传热量[Q] = (T i-T a)/ (1 ?1+∝1 λ1 +∝2 λ2 +1 ?2 )= (0-35)/ (1 70 +0.005 236 +0.025 0.022 +1 8 )=-27.44w T f=T a+Q ?2=35?27.44 8 =31.57℃>T d=27.57℃故符合要求。
金相试验有关标准
金相试验标准2008-01-03 15:49 分类：默认分类 字号：大中小 金相试验标准 1 GB/T 226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 2 GB/T 1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图 3 GB/T 4236-198 4 钢的硫印检验方法 4 GB/T 1814-1979 钢材断口检验法 5 GB/T 2971-1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法 6 YB/T 731-19870 塔型车削发纹检验法 7 YB/T 4002-1992 连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图 8 YB/T 4003-1991 连铸钢板坯缺陷硫印评级图 9 YB/T 4061-1991 铁路机车、车轴用车轴(含硫印缺陷评级图) 10 CB/T 3380-1991 船用钢材焊接接头宏观组织缺陷酸蚀试验法 (２) 基础标准 1 GB/T/T13298-91 金属显微组织检验方法 2 GB/T224-1987 钢的脱碳层深度测定法 3 GB/T10561-1988 钢中非金属夹杂物显微评定方法 4 GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定方法 5 GB/T/T13299-1991 钢的显微组织(游离渗碳体、带状组织及魏氏组织)评定方法 6 GB/T/T13302-1991 钢中石黑碳显微评定方法 7 GB/T4335-1984 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 8 JB/T/T5074-1991 低、中碳钢球化体评级 9 ZBJ36016-1990 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级 10 DL/T 652-1998 金相复型技术工艺导则 (３) 不锈钢 1 GB/T6401-86 铁素体奥氏体型双相不锈钢α－相面积含量金相测定法 2 GB/T1223-75 不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法 3 GB/T1954-80 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法 4 GB/T/T13305-91 奥氏体不锈钢中α－相面积含量金相测定法 (４) 铸钢 1 GB/T8493-87 一般工程用铸造碳钢金相 2 TB/T/T2451-9 3 铸钢中非金属夹杂物金相检验 3 TB/T/T2450-93 ZG230-450铸钢金相检验 4 GB/T/T13925-92 高锰钢铸件金相 5 GB/T5680-85 高锰钢铸件技术条件(含金相组织检验) 6 YB/T/T036.4-92 冶金设备制造通用技术条件高锰钢铸件(高锰钢金相组织检验) 7 JB/T/GQ0614-88 熔模铸钢ZG310-570正火组织金相检验 (５) 化学热处理及感应淬火 1 GB/T11354-89 钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验 2 GB/T9450-88 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核 3 QCn29018-91 汽车碳氮共渗齿轮金相检验 4 JB/T4154-8 5 25MnTiBXt钢碳氮共渗齿轮金相检验标准
保温层厚度计算(2021新版)
保温层厚度计算(2021新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0646
保温层厚度计算(2021新版) 保温层厚度计算有A种方法，选择介绍四种方法：经济厚度法；直埋管道保温热力法；多层绝热层法；允许降温法。将计算结果经对比分析后选定厚度。 1．保温层经济厚度法 (1)厚度公式 式中δ——保温层厚度，m； Do ——保温层外径，m； Di ——保温层内径，取0．125m； A1
——单位换算系数，A1 =1．9×10-3 ； λ——保温材料制品导热系数，取0．028W／(m·℃)； τ——年运行时间，取5840h； fn ——热价，现取7元／106kJ； t——设备及管道外壁温度，不计玻璃钢管酌保温性能，取介质温度55℃； ta ——保温结构周围环境的空气温度，取极端土壤地温5℃； Pi ——保温结构单位造价， Pl ——保温层单位造价，硬质聚氨酯泡沫塑料造价1700元／m3 ；
P2 ——保护层单位造价，玻璃钢保护层取135元／m2 ； S——保温工程投资贷款年分摊率，按复利率计息， n——计算年限，取15年； i——年利率(复利率)，取7％； a——保温层外表向外散热系数，取11．63W／(cm2 ·℃)。 用试差法，经计算δ=22．5mm。 (2)管道保温层表面散热损失 式中q——单位表面散热损失，W／m。经计算q=42．2W／m，满足国标GB4272—84《设备及管道保温技术通则》要求。 (3)温降计算 式中△t ——卑位长度温降，℃／km； Q——流量，kg／h；
焊接工艺评定(堆焊D507Mo)
焊接工艺评定 执行JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》 项目编号PQR-03 编制 审核 批准 XXXX制造
目录 焊接工艺评定任务书 (1) 焊接工艺指导 (2) 焊接工艺评定报告 (4) 焊接工艺评定结论 (6) 焊接工艺评定施焊记录表 (7) 焊接工艺评定焊缝外观检查表 (8) 无损检测金相检验机械性能母材焊材报告 (9)
焊接工艺评定任务书 母材 牌号 WCB 接 头 示 意 图 规格 Φ60mm 圆管 焊接材料 焊条 牌号 D507Mo 规格 Φ4 焊丝 牌号 规格 焊剂 牌号 规格 焊 接 方 法 焊条电弧焊 其 它 技 术 要 求 焊缝外观质量 射线探伤 √ 其 它 √ 机械性能 拉伸（GB228） 数 量 1件 冲 击 各 项 指 标 弯 曲(GB232) 面弯 弯曲直径 热影响区 背弯 支座间距 焊 缝 区 侧弯 弯曲角度 其 它 金 相 宏观 微观 晶 间 腐 蚀 合 格 标 准 外观质量 不允许存在未熔合、裂缝、气孔、夹渣、弧坑、未焊透 X 射线伤探 机 械 性 能 拉伸 金 相 宏观 对接焊缝不疏松、未熔合和未焊透、热影响区和焊 缝无裂纹T 型接头和管子管板角焊缝，焊缝根部不允许有未熔合，焊缝和热影响区不允许有裂纹 弯曲 冲击 微观 不允许有过绕组织和淬硬性马氏组织,焊缝和热影响区不允许有显微裂纹 硬度 HRC ≥36 其它 金相 晶 间 腐 蚀 编 制 第1页 共8页
表B1 焊接工艺指导书 单位名称XXXX制造 焊接工艺指导书编号WPS-03 日期2010.08.15 焊接工艺评定报告编号PQR-03 焊接方法焊条电弧焊机械化程度（手工、半自动、自动） 焊接接头： 坡口形式 衬垫（材料及规格）无 其他堆焊 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布 置及顺序） 母材： 类别号Ⅰ组别号Ⅰ-1与类别号组别号相焊及标准号GB/T12229 钢号WCB 与标准号钢号相焊 厚度围： 母材：对接焊缝角焊缝不限 管子直径、壁厚围：对接焊缝角焊缝不限 焊缝金属厚度围：对接焊缝角焊缝不限 其他 焊接材料： 焊接类别电焊条 焊材标准 填充金属尺寸Φ4 焊材型号D507Mo 焊材牌号（钢号）EDCr-A2-15 其他 耐蚀堆焊金属化学成份（%） C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb 0.079 ------- ------ ----- 0.015 15.40 0.97 1.12 ----- ---- ----- 其他：2.49 注：对每一种母材与焊接材料的组合均需分别填表。 第2页共8页
金相检测国家标准汇总
金相检测国家标准汇总公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
检验类别 1、金属平均晶粒度【001】金属平均晶粒度测定… GB 6394-2002 【010】铸造铝铜合金晶粒度测定…GB 10852-89 【019】珠光体平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【062】金属的平均晶粒度评级…ASTM E112 【074】黑白相面积及晶粒度评级…BW 2003-01 【149】彩色试样图像平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【304】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法（面积法） 【305】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法（切割线法） 【322】铜及铜合金_平均晶粒度测定方法…YS/T 347-2004 【328】彩色试样图像平均晶粒度测定方法２ 2、非金属夹杂物显微评定【002】非金属夹杂物显微评定…GB 10561-89 【252】钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法…GB/T 10561-2005/ISO 4967:1998 3、贵金属氧化亚铜金相检验【003】贵金属氧化亚铜金相检验…GB 3490-83 4、脱碳层深度测定【004】钢的脱碳层深度测定法…GB/T 224-2008 【130】脱、渗碳层深度测定…GB 224-87 5、铁素体晶粒延伸度测定【005】铁素体晶粒延伸度测定…GB 4335-84 6、工具钢大块碳化物评级【006】工具钢大块碳化物评级…GB 4462-84 7、不锈钢相面积含量测定【007】不锈钢相面积含量测定…GB 6401-86 ８、灰铸铁金相【008】铸铁共晶团数量测定…GB 7216-87 【056】贝氏体含量测定…GB 7216-87 【058】石墨分布形状…GB 7216-87 【059】石墨长度…GB 7216-87 【065】珠光体片间距…GB 7216_87 【066】珠光体数量…GB 7216_87 【067】灰铸铁过冷石墨含量…SS 2002-01 【185】碳化物分布形状…GB 7216-87 【186】碳化物数量…GB 7216-87 【187】磷共晶类型…GB 7216-87 【188】磷共晶分布形状…GB 7216-87 【189】磷共晶数量…GB 7216-87 【190】基本组织特征…GB 7216-87 【235】石墨长度（自动分析）…GB 7216-87 【251】灰铸铁多图多模块评级：石墨分布＆石墨长度＆基体组织＆共晶团【255】灰铸铁金相＿基本组织特征（灰度法） 【256】石墨分布＆石墨长度＆基体组织＆共晶团（灰度法）…GB 7216-87 【316】灰铁金相等级图_石墨类型…SS 2007-6 【317】灰铁金相等级图_石墨尺寸…SS 2007-7 【318】灰铁金相等级图_铁素体的大约百分含量…SS 2007-8 【319】灰铁金相等级图_珠光体的大概间隔…SS 2007-9
各种堆焊对比
1.等离子转移弧堆焊 等离子转移弧堆焊硬面装置是利用电弧电离气体在压缩电弧区形成物质第四态“等离子体”作为热源（负极），合金粉末（堆焊材料）通过等离子弧区输送到工件（正极）表面建立熔池，并快速冷却形成金相组织均一与工件呈冶金结合的合金焊层的先进设备。 等离子转移弧堆焊的优点 （1）弧柱区温度高，电流密度、堆焊线能量大；保证在高堆焊速度条件下，能形成与基体呈冶金结合，金相组织均一的焊层。 （2）热影响区小：基体材料机械强度损失少，对高合金基材，焊后残余应力和焊后开裂倾向小。 （3）焊层晶粒细化，呈树枝状：相同堆焊材料，PTA工艺焊层耐磨性高。 （4）焊层稀释率低：焊层稀释率与氧－乙炔工艺相当，比惰性气体钨极焊TIG(GTA)要低，稀释率的高低对常温硬度、高温硬度和耐磨性都有显著影响。 （5）焊层平整，加工量小（省料、省工） （6）便于自动控制，适于大批量、多品种流水作业。 粉末等离子弧堆焊主要工艺指标 （1）熔敷率：熔敷率是指单位试件内熔焊在工件上的合金粉末重量。计量单位是：kg/h 或g/min。熔敷率越高则生产效率越高。 （2）粉末利用率：粉末利用率是指单位时间内，从焊枪送出的合金粉末量和熔敷金属重量之比，用百分数表示。堆焊时，不可能使焊枪送出的合金粉末全部熔敷在工件上，部分粉末由于飞溅而未落入熔池，或以熔珠的形式而流失，并有少量粉末在堆焊过程中氧化，所以粉末利用率很难达到100％。 （3）冲淡率：冲淡率是指工件（基体金属）熔化后混入堆焊层，对堆焊合金的冲淡程度，即：冲淡率＝焊层中基体金属总量/焊层合金总量，由于堆焊层成形较平整，熔深基本一致，因此，冲淡率还可以按下式表示：冲淡率≈工件熔深/堆焊层厚度。 （4）堆焊层质量：堆焊层质量包括外观质量和内部质量。外观质量指成形好坏，宏观上有无明显弧坑、缩孔、裂纹、缺肉等缺陷。内部质量是指堆焊层内部有无气孔、夹渣、裂纹、未焊透等缺陷，微观组织结构的均匀性。 在冲淡率和堆焊质量符合要求的情况下，堆焊层的物理化学性能，如：硬度、耐磨性、耐蚀性、金相组织等主要取决于粉末合金材料的性能，而工艺规范的控制也会对焊层性能产生一定的影响。 （5）堆焊层的利用率：阀面堆焊后，要经过机加工达到成品尺寸。成品尺寸中的堆焊
保温层厚度计算公式
保温层“经济厚度法”计算公式中有关参数的取用 幺莉，黄素逸 (华中科技大学，湖北武汉430074) 摘要着重介绍了采用保温层“经济厚度法”的计算公式中有关参数的取用和分析，为热力设备和管道保温结构的工程设计，提供一定的参考。 关键词热力设备保温层经济厚度 1前言 保温层“经济厚度”的计算方法，不但考虑了传热基本原理，而且考虑了保温材料的投资费用、能源价格、贷款利率、导热系数等经济因素对保温层厚度的影响。因此，在火力发电厂的设计过程中，通常采用“经济厚度法”对热力设备 和管道的保温层厚度进行计算。 对于火力发电厂的热力设备和管道，可分为平壁和管道两种物理模型。当管道和设备的外径大于1020mm时，可按平壁的公式，来计算保温层厚度。 平壁和管道的保温层经济厚度计算公式如下所示： 式中，δ：保温层的经济厚度，m；P h：热价，元/GJ；λ：保温材料的导热系数，W/(m·K)；h：年运行小时数，h；t：设备和管道的外表面温度，℃；ta：环境温度，℃；P i：保温材料单位造价，元/m3；S：保温工程投资贷款年分摊率；α：保温层外表面向大气的放热系数，W/(m2·K)；d o：保温层外径,m; d i： 保温层内径，m。 由以上列出的保温层“经济厚度法”计算公式可以看出，公式中涉及的参数较多。在保温计算时，这些参数的取值直接会影响到保温层厚度的计算结果。所以，针对不同工程的实际情况，选取适当的参数，对计算结果的精度至关重要。 以下着重对计算公式中的各参数的取值进行讨论和分析。 2参数的取用和分析 2.1设备和管道的外表面温度t 对于无内衬的金属设备和管道，其外表面温度应取介质的设计温度或最高温度；对于有内衬的金属设备和管道，应按有保温层存在进行传热计算确定其外表 面温度。 2.2环境温度t a 保温工程的环境温度，实际上是一个变数，但通常情况下，如果载热介质的温度高而且稳定，环境温度的变化对计算温差的影响有限。因此，一般把工业保温的传热过程视为稳定传热，环境温度通常取用其年平均值来代表，并分为室内、
不锈钢堆焊层测厚方法
实践经验 2008年第30卷第7期 不锈钢堆焊层测厚方法 邓显余,吕学娟,孙绍艳,高凤滨 (哈尔滨锅炉厂有限责任公司,哈尔滨 150046) Thickness Measurement of the Stainless Steel C ladding Layer DENG Xian Yu,LV X ue Juan,SUN Shao Yan,GAO Feng Bin (H ar bin Boiler Co L td,H arbin 150046,China) 中图分类号:T G 115.28 文献标识码:B 文章编号:1000 6656(2008)07 0464 03 随着我国机械工业的飞速发展,在各种大型设备(如核电、加氢反应器、大型化工设备等)生产制造 过程中,采用奥氏体不锈钢和镍基合金堆焊而形成耐腐蚀层的产品越来越多。由于基材厚度的增大和产品几何形状的多样化,很难用卡尺、千分尺等测量工具准确测得堆焊层的厚度。在没有相应标准和具体方法的前提下,如何检测堆焊层的厚度已经是无损检测工作者的当务之急。笔者基于巴基斯坦30万kW 核电蒸汽发生器的测厚经验,总结了两种实际测厚方法,以供同行借鉴和参考。 1 界面波测厚法 1.1 原理 两种不同的钢材焊接后,由于材质声阻抗的不同,在其结合面上存在一定量的反射回波,其遵循反射率r =(Z 2-Z 1)/(Z 1+Z 2)。界面波测厚法是利 用界面反射回波在堆焊层中的传播时间来确定堆焊层厚度的方法。 1.2 仪器、探头和试块的选择1. 2.1 仪器 可使用超声波数字探伤仪或模拟探伤仪。探头选择性能优异(阻尼块对余振杂波吸收好、晶片发射声波能量大)、指向性好(声束轴线不得偏离中心)的单、双晶直探头。依据探头声束指向角公式 =70 /D( 为超声波波长,D 为晶片直径)可得,频率高、波长短则指向性好;晶片尺寸大则指向性好,界 收稿日期:2007 01 27 作者简介:邓显余(1957-),男,技师,从事无损检测工作。面波回波也大。但频率高,波长短,声能衰减大,近场区增大,干扰增多;晶片尺寸大,与工件表面接触增大,耦合也不理想。试验选取频率4~6MH z,晶片尺寸 10~20m m(最好 14mm )的直探头。1.2.2 试块的要求 选择与工件相同的材质、焊接材料、焊接方法以及热处理工艺制作试块。图1试块的材料全部由堆焊材料焊接而成。图2试块平底孔最少三个,孔径可为 2,3和4mm 任选,三个孔深最好以整数倍递增,试块尺寸可视具体情况而定,只要中间阶梯(孔)深度与被检测厚度相近,其它两阶梯(孔)能涵盖堆焊层厚度上下变化,宽度大于所选探头声场直径即 可。两种试块中笔者更倾向于阶梯试块,其原因是奥氏体不锈钢和镍基合金粘度值和硬度值较大,机械加工时很难保证尺寸精确。 464
保温保冷厚度计算举例
保温保冷厚度计算举例 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-
一、蒸汽管道保温厚度计算 计算的已知条件 管道直径：219mm，管道长度：100m管道内介质温度：t0=400℃和150 ℃ 环境温度：平均温度t a=25℃保温表面温度：t s=45℃（温差20℃） CAS铝镁质保温隔热材料的导热方程：0.038+0.00015tcp，导热系数修正系数1.2 复合硅酸盐保温材料的导热方程：0.038+0.00018tcp，导热系数修正系数1.8 120kg/m3管壳的导热方程：0.048+0.00021tcp，导热系数修正系数1.8 注：复合硅酸盐、岩棉管壳的导热方程摘自《保温绝热材料及其制品的生产工艺与质量检验标准规范实用手册》。 1、介质温度为400℃，表面温度为45℃，温差为20℃，材料保温厚度计算 CAS铝镁质保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数 λ=｛0.038+0.00015×（400+45）÷2｝×1.2=0.0857 复合硅酸盐保温隔热材料（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数 λ=｛0.038+0.00018×（400+45）÷2｝×1.8=0.1405 岩棉管壳（热面400℃，冷面45℃）的平均导热系数 λ=｛0.048+0.00021×（400+45）÷2｝×1.8=0.1705 温差为20℃，室内管道表面换热系数 as=5.0+3.4+1.27=9.67w/㎡.k a、用CAS铝镁质保温隔热材料保温 D 1ln(D 1 /D)=2λ(t -t s )/
渗层厚度的测定
金相法渗层厚度的测定 一、实验目的 1)了解渗碳、渗氮工艺及渗碳后热处理的组织特征。 2)掌握金相法测定渗层深度的方法。 二、原理概述 渗碳是将钢件置于渗碳介质中，加热到单相奥氏体区，保温一定时间使碳原子渗入钢件表面层的热处理工艺。渗碳的目的是使钢件获得硬而耐磨的表面，同时又使心部保持一定的韧性和强度。对于进行渗碳的钢材是碳的质量分数一般都小于0．3％的低碳钢和低碳合金钢，渗碳后的工件主要用于受严重磨损和较大冲击载荷的零件，如齿轮、曲轴、凸轮轴等。渗碳温度一般取860～930℃，不仅使钢处于奥氏体状态，而又不使奥氏体晶粒显著长大。近年来，为了提高渗碳速度，也有将渗碳温度提高到1000℃左右的，渗碳层的深度根据钢件的性能要求决定，一般为l mm左右。按照渗碳介质的状态，可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种，常用固体和气体渗碳。 渗氮又称氮化，是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子,不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内, 渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。目前生产中多采用气体渗氮法。 1．渗碳工艺 将渗碳件置入具有活性碳气氛中加热到860～930℃，保温一定时间，再将渗碳后的钢件按照性能要求不同，进行不同的热处理工艺有直接淬火、一次淬火和二次淬火三种。2．渗碳及渗碳淬火后的金相组织 钢在渗碳后因冷却方式不同，可得到平衡状态的组织或非平衡状态的组织。 (1)平衡状态的渗碳组织、 钢渗碳缓冷后的显微组织符合铁一碳平衡相图，表面到中心依次是过共析区、共析区、亚共析区和原始组织(图1是20钢渗碳后的平衡组织)。渗碳的过程是碳原子在γ-Fe中 的扩散过程。
堆焊层超声检测方法
堆焊层超声检测方法 1.1堆焊层晶体结构的特点 当设备既要求具有较高的强度，又要求具有良好的耐腐蚀性时，往往在其表面堆焊一层具有上述性能的材料，如不锈钢或镍基合金等。 奥氏体不锈钢和镍基合金堆焊层在凝固过程中没有奥氏体向铁素体转变的相变，在室温下仍然保留铸态奥氏体晶粒。因此晶粒较粗大，对超声波的衰减较为严重。此外堆焊层金属在冷却时，母材方向散热条件好，因此奥氏体晶粒生长取向基本垂直于母材表面。特别是采用带极堆焊工艺时，柱状晶更为典型，声学性能各向异性明显。对于这种材料采用纵波直探头检测，声波沿柱状晶方向传播衰减较小。而采用横波斜探头检测时，散射衰减就比较严重，显示屏上会出现草状回波，信噪比低。 1.2堆焊层中常见的缺陷 堆焊层中常见的缺陷有如下几种： 1.堆焊层内的缺陷，如气孔、夹杂、层间未熔合等； 2.堆焊层与基体（母材）间的未熔合（未结合缺陷），其取向基本上平行于母材表面； 3.堆焊层以下母材热影响区的再热裂纹，其取向基本上垂直于母材表面且垂直于堆焊方向。
7.4.3超声检测方法及探头的选择 1.3.1超声检测方法 1.采用双晶直探头和纵波双晶斜探头从堆焊层侧对堆焊层进行超声检测。 2.采用单直探头和纵波单斜探头从母材侧对堆焊层进行超声检测。 1.3.2探头的选择 1.单直探头探头面积一般不应超过625mm2，频率为2MHz～5MHz。 2.纵波斜探头探头频率为2MHz～5MHz，K L=tanβL=1的探头。 3.双晶探头双晶探头（直、斜）两声束之间的夹角应能满足有效声场覆盖全部检测区域，使探头对该区域具有最大的检测灵敏度。探头总面积不得超过325 mm2，频率为2.5 MH Z，为了达到所需要的分辨力，也可以采用其他频率。两晶片间隔声效果应保证良好。 纵波双晶斜探头的K=2.75（折射角K=tgβL=2.75，β0），焦点深度应位于堆焊层与母材的结合部位。 L=70 1.4检测堆焊层应用对比试块的要求和型号的选择 1.4.1对比试块的要求 对比试块应采用与被检工件材质相同或声学特性相近的材料，并采用相同的焊接工艺制成。其母材、熔合面和堆
保温层厚度计算圆筒
一、 聚丙烯PP 外壁热损计算： 采用设备上一个筒形作为研究对象。 根据保温层厚度计算公式： 5 .175.135.12.114.3q d w τλδ= （1－1） 式中： δ————保温层厚度，4.6mm; w d ————管道或圆柱设备的外径，此处为水柱外径，40.8mm; λ————保温层的热导率，0.33kJ/(h.m. ℃); τ———未保温的管道或圆柱设备外表面温度，60℃; q —————保温后的允许热损失，kJ/(h.m.); 所以δτλ75.135.12.15.114.3w d q Q == （1－2） ==67.0Q q (δ τ λ75.135.12.114.3w d )0.67 （1－3） 得出：聚丙烯外壁的热损值为：681.152 kJ/(h.m.) 二、聚丙烯外层的表面温度的确定按下式计算 πλ2ln 12 11d d q t t w - = （1－4） 式中：q ———聚丙烯层保温热损失，kJ/(h m.)；. λ———聚丙烯的热导率，kJ/(h.m. ℃); 1w t ———聚丙烯层外表面温度，℃； 1t ———聚丙烯层内表面温度，℃；
2d ———聚丙烯保温层外径，mm; 1d ———聚丙烯保温层内径，mm; 聚苯乙烯内表面温度即为聚丙烯保温层外表面温度。得出聚丙烯层外温度为：52.72℃ 三、聚苯乙烯保温层计算过程如下： 通过式（1－3）计算外层聚苯乙烯保温层的厚度为： 5 .175.135.12.114.3q d w τλδ= 式中： δ————聚苯乙烯保温层厚度， mm; w d ————管道或圆柱设备的外径，40.8mm; λ————保温层的热导率，0.1476kJ/(h.m. ℃); τ———未保温的管道或圆柱设备外表面温度，52.72℃; q —————保温后的允许热损失，104.7kJ/(h.m.); 计算得： 聚苯乙烯保温层厚度为：24.97mm 。 同理： 聚乙烯保温层计算同上。厚度为：30.03 mm 。
堆焊工艺规程
堆焊工艺规程 文件编号： 制定: 日期: 审核: 日期: 批准: 日期: 版次：生效日期: 受控： 修改编号修改页数修改状态修改人审核批准生效日期
堆焊工艺规程 文件编号：ROCWI7.5.5-05 版本:A/1 1、目的： 为了更好的指导堆焊生产，使现场生产人员能够规范操作,检验员对堆焊产品进行有效检验,特制定本堆焊焊接工艺规程。 2、适用范围 本规范适用于本公司对钢管、法兰、管件、压力容器元件、阀门部件、采油树部件、热交换器部件及其他需要堆焊的产品进行耐腐蚀合金堆焊，以及平焊、横焊、相贯线、锥形等复杂异形焊接服务。 3、引用标准 API SPEC 5LD-2009 API SPEC 5L-2007 ASME V ASME IX ASTM A370 ASTM A388 ASTM A751 ASTM E10 ASTM E165 4、职责 4.1、质检部 a) 制定产品检验测试计划（ITP）， b) 审查并保存焊材和母材的材质证明，并对焊材进行成分复检，对母材进行成分和性能复验； c) 对焊接过程进行定期抽查以确保焊工按照正确的WPS和WI进行工作。 d) 对成品进行外观，化学成分，物理性能，耐腐蚀性能进行检验。 4.2、技术部 a) 负责编制焊接工艺指导书（WPS）; b) 绘制加工图纸（客户确认后）; c) 根据实际生产产品特点针对性的做好工艺细则（WI）;
d)根据WPS安排制造试件并见证或邀请第三方（如DNV, BV, Moody等）共同见证工艺评定报告（PQR）。 4.3、生产部 a) 根据焊接工艺指导书制定焊接工艺卡、 b) 编制生产计划单，合理安排进行焊接生产加工。 5、内容 5.1、母材 进入现场的管子、法兰、管件、压力容器元件、阀门部件等母材应符合相应标准和设计文件规定要求，并具有材料质量证明书或材质复验报告。 5.2、焊接材料（以下简称焊材） 进入现场的焊材应符合相应标准和技术文件规定要求，并具有焊材质量证明书。施工现场的焊材二级库已建立并正常运行。焊材的管理按《焊接材料管理规范》规定要求执行。 5.3、主要设备及其工具 5.3.1、堆焊工作站 DHJ001--法兰堆焊工作站-单头单丝； DHJ002--阀门堆焊工作站-单头单丝； DHJ003--6.5米有效堆焊长度，可调头焊12.2米钢管堆焊工作站-双头双丝 DHJ006--12.2米有效堆焊长度钢管堆焊工作站-双头四丝 5.3.2、氩气瓶 氩气瓶额定压力15公斤，使用压力应该保证焊接时保护气体流量12~15L/m，确保气体保护效 果。氩气含量至少为99.99%。采用法国液化空气（Air Liquid）品牌氩气。 5.3.3、工具 焊工按《锅炉压力容器焊工考试规则》或ASME IX 规定要求，经考核具有相应的持证项目。 焊接工艺评定按相应规程、标准规定的要求已完成。 焊接工艺卡已编制。 角向磨光机、钢丝刷、凿子等堆焊合金层清理与修磨工具配备齐全。 5.3.4、焊接环境 施焊环境应符合下列要求： 施焊允许的最低环境温度为-5℃； 风速：气体保护焊小于2m/s； 焊接电弧在1m范围内的相对湿度小于90%。
立磨堆焊要点
堆焊复合制造（立磨堆焊要点） 这种耐磨件制造方法最大的风险就是耐磨层的剥落和工件的断裂。所指剥落一是耐磨层与母材铸钢间的剥离；二是耐磨层之间的剥离。一般耐磨层越厚剥落的可能性越高，要想降 低剥落风险，在堆焊层厚度设计、焊丝的选择、施工工艺和施工操作上都需要严格控制。一、堆焊失效与风险分析 堆焊失效形式包括疲劳、磨损、剥落和断裂，它包括的原因如下： 1、磨辊运行周期过长引起辊身表面的冷作硬化并形成微裂纹后扩展； 2、铸造缺陷：如裂纹、气孔、夹渣、缩孔等在运行和堆焊过程中会不断扩展，特别是在应力 集中部位容易产生裂纹，发生局部掉块、脱落或者断裂现象； 3、断裂失效与铸件在铸造过程中和热处理过程中产生的缺陷有直接关系，如残余的热应力； 4、磨辊在运行过程中局部的接触不良会使磨辊在有配合间隙部位产生应力集中（从磨辊结构 形状看，磨辊与轮毂的配合面是柱面配合。由于磨辊和轮毂的两对配合表面存在加工误差，磨辊与轮毂装配时就很难保证柱体同时接触，这种局部的不良接触会使磨辊在有配合间隙部位产生应力集中）； 5、立磨生产过程中不但存在着粉碎大颗粒物料时的振动，而且在入磨热气体作用下，磨辊在 开停磨时还受到温度变化的作用，使磨辊在热应力、热处理残余应力和粉磨力作用下，易在有铸造缺陷且磨辊与轮毂有配合间隙的部位发生断裂。断裂是从磨辊内侧向外侧扩展的； 6、磨辊安装预紧力过大也是磨辊失效的原因之一； 7、选择的堆焊材料及堆焊工艺不当引起堆焊过程中工件断裂。 二、避免和减少堆焊风险的必要措施 堆焊的磨辊存在使用年龄即寿命的问题。要想磨辊使用寿命长，需要两方面配合，一是 使用者的正确使用，另一方面是堆焊质量的保证。 1、在使用方面 1）、安装过程中，尽可能通过试装配使辊套与轮毂在柱面上能同时接触，当出现接触不良时，应进行修刮保证良好接触。 2）、在开停磨时，要严格按照技术规范控制升降温时间和开磨门时间。 3）、在日常生产中，当出磨成品的水分≤0. 8%且不影响窑磨系统风量平衡的情祝下，尽最降
金相技能大赛理论测试复习大纲
一是非题 1 金属晶体是由原子通过离子键结合而成的。（） 2 合金组织组成物为固溶体、金属化合物和机械混合物。（） 3 马氏体是一种硬而脆的组织。（） 4 莱氏体是由奥氏体渗碳体组成的共析体。（） 5 淬透性随冷却速度的增加而增大。（） 6 原子在面心立方晶格中排列的紧密程度，比在体心立方晶格中大。（） 7 组成合金最基本的、独立的物质称为组元。（） 8 再结晶是一种引起晶格形式改变的生核及长大过程。（） 9 过冷度大小与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度越大。（） 10 多晶体的晶粒越细，则强度、硬度越高，塑性韧性也越大。（） 11 随含碳量的增加，钢的强度、硬度不断提高，而塑性韧性降低。（） 12 响影铸铁石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。（） 13 碳在铸铁中的存在形式有两种，即游离态（石墨）和化合态（Fe3C）。（） 14 D型石墨的特点是短小片状技晶石墨成无方向性分布。（） 15 冷却速度越快，越有利于铸铁的石墨化。（） 16 为改善钢的性能，在碳钢的基础上特意加入一些元素的钢就称为合金钢。（） 17 钢中存在锰，热处理时可有效防止回火脆性产生。（） 18 钢中的合金元素大多数都能溶于铁素体，使铁素体的强度有所提高，但韧性塑性有所降低。（） 19 Cr在钢中的作用是使钢的淬透性降低。（） 20 Mn、Cr、Mo等合金元素是形成碳化物的元素。（） 21 合金钢按用途分，可分为合金结构钢、合金工具钢、特殊用途钢。（） 22 60Si2Mn钢的含碳量大约为60%，硅大约为20%。（） 23 9Mn2V钢的含碳量大约为9%，锰大约为0.2%。（） 24 GCr15钢中的Cr含量大约为1.5%。（） 25 金相显微镜都是由物镜、目镜和照明系统三大主要部分组成。（） 26 显微镜的实际放大倍数M=M物×M目。（） 27 测量显微镜的实际放大倍数一般用测微尺。（） 28采用平行光照明时，经过透镜、物镜后得到一束平行光线射到试样表面。（） 29金相试样磨制有手工磨制与机械磨制两种。（） 30在用光学显微镜观察金相试样时，物镜的选用应从高倍到低倍。（）二填空题 1 金属常见的晶格类型有：、和 2 金属结晶是由和两个基本过程组成的。 3 根据溶质原子在溶剂晶格中的位置，固溶体可分为和两类。 4 在加热过程中，奥氏体的形成过程可分为：、、和等四个步骤。 5 贝氏体组织形态的基本类型有、和。 6 回火的目的是、、和。 7 由于合金钢加热时奥氏体的形成和均匀化过程比碳钢，所以合金钢热处理时的保温时间比碳钢。