材料经受无限次载荷而不发生断裂时的最大应力

1、金属材料的疲劳强度和疲劳极限是多少？

在长期交变应力作用下，其所承受的应力虽然远小于材料的屈服极限，但没有明显塑性变形而发生断裂的现象称为

对于金属疲劳。由于金属疲劳而发生的损伤称为疲劳损伤。 疲劳损坏的原因是应力多次交替变化后，应力达到最大或存在缺陷。

凹陷处会产生细小的裂纹，裂纹尖端会产生严重的应力集中。 随着交变应力循环次数的增加，裂纹会逐渐扩大，最终导致破裂。

材料承受无限变载荷而不断裂时的最大应力称为材料的疲劳极限。在工程中，常常根据机器零件的使用寿命要求来规定交变应力。

N 次循环的应力是有限疲劳极限或条件疲劳极限。 例如汽轮机叶片交变应力循环次数为N

锅炉每次启停、工质运行参数每次波动，承压元件都要经历一次应力应变交变的循环，从而影响承压元件的性能。

元件寿命。 为了提高钢材抵抗疲劳损伤的能力，应在保持材料一定强度的同时，尽可能提高钢材的塑性和韧性。

当零件加热或冷却时，如果各零件的温度不一致，变形就会受到限制。温度高的零件会膨胀和伸长，而温度低的零件会限制其膨胀。

结果是高温区域产生压应力。 拉应力发生在低温区。锅炉在启停过程中，锅筒内外壁温差会在锅筒壁产生热应力。

力量。

2、金属结构在高温下可能会发生哪些变化？ 有什么坏处呢？

钢的金相组织在室温下稳定，不随时间变化。 但如果长期在高温下工作，其金相组织会不断发生变化，使其性能变差。

严重时可能会造成破裂、损坏。

1）珠光体球化钢中片状渗碳体逐渐转变为球状并聚集长大的现象称为珠光体球化。珠光体球化使钢的高温性能降低，加速

蠕变过程和剧烈的球化常常引起爆管事故。影响球化过程的因素有温度、时间和化学变化。 在钢中添加铬、钼、钒等合金元素

元素，可以降低球化过程的速度；

2）石墨化石墨化是钢中的渗碳体在长期高温下工作时自行分解的现象，即Fe 3 C→3Fe+C（石墨）石墨化主要发生在低碳钢和

低碳钼钢可降低钢在室温和高温下的力学性能（强度、塑性），特别是冲击韧性，导致钢发生脆性破坏；

3）合金元素的重新分布 当钢长期处于高温和应力作用下时，合金元素会在固溶体和碳化物之间发生重新分布，引起强度极限和

持久强度降低，不利于高温部件的安全运行。合金元素的再分布过程随着温度的升高和时间的推移而加剧，特别是工作温度的升高。

当温度接近或超过钢的允许温度上限时，合金元素的迁移速度会较快。

3、锅炉管的钢材有哪些要求？

锅炉钢管主要用于制造水冷壁、过热器、再热器、集箱、导汽管和主蒸汽管等，这些管道长期暴露在高温、应力和腐蚀性介质中。

在长期运行过程中，会发生蠕变、氧化和腐蚀。 为保证设备安全可靠运行，锅炉管用钢有以下要求：

1）必须具有高的蠕变极限、耐久强度和耐久塑性；

2）具有较高的抗氧化性和耐腐蚀性，一般要求工作温度下的氧化深度应小于1mm/a（毫米/年）；

3）足够的结构稳定性，即金相组织中具有良好的抗球化、石墨化和合金元素再分布的能力；

4）良好的热、冷加工性能，特别是良好的焊接性能；

5）良好的低倍组织，即钢中的分层、非金属夹杂物、气孔等缺陷应尽可能少，并符合有关规定。

4.什么是超温？ 什么是过热？

运行时蒸汽温度超过额定值，称为超温。 当受热面管道或蒸汽管道的壁温超过钢材的最高允许温度时，称为过热。各种钢材都有规定

工作温度范围，或者换句话说，具有最大允许工作温度。 在允许的工作温度范围内，能按其使用寿命安全工作。

运行过程中的超温有时会引起管壁过热，但有时也不一定。如果额定工作温度远低于钢材的最高允许温度，即使发生超温，

不一定是过热。例如12Cr1MoVG最高允许工作温度为580℃，额定蒸汽温度为540℃，运行时达到550℃，习惯上分类为

温度过高，但对于主蒸汽管线来说还不算太热。

当实际壁温超过钢材的最高使用温度时，金属的力学性能和金相组织会发生变化，蠕变速度会加快，最终导致管道破裂。 为此，

运行时，必须对主蒸汽管道、过热器、再热器管道及相应的导汽管道进行超温记录，并统计超温时间和超温程度，以便分析管道的寿命。

加强管道监管，防止管道过热、突发损坏。

5、超温对管道的使用寿命有什么影响？

各种蒸汽、水管道和锅炉受热面管道是根据一定的使用温度和应力来设计使用寿命的。 如果运行时工作温度超过设计温度，

虽然没有过热，但金属结构的稳定性会变差，蠕变速度会加快，最终其工作寿命会缩短。

根据实验研究，材料达到失效的时间与蠕变速度成反比，并且随着温度的升高呈指数缩短。 根据这个原理，在相同的应力和条件下，

不同温度下的使用寿命可以通过拉森-米勒近似方程估算。