化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)授課課件

化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)授課課件大連理工大學(xué)化工學(xué)院化機(jī)系王立業(yè)編2004.51課程簡(jiǎn)介請(qǐng)看化工裝置21.確定設(shè)計(jì)原則——經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，生產(chǎn)可靠度，能力，材質(zhì)，自動(dòng)化程度，設(shè)備備用，進(jìn)一步的發(fā)展，等。2.確定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——年操作時(shí)間，原材料，產(chǎn)品，消耗與回收，界區(qū)交接條件，公用工程規(guī)格等。3.工藝流程圖設(shè)計(jì)(PFD)——過程確定，系統(tǒng)合成，工藝計(jì)算，設(shè)備特性要求，控制要求等。4.帶控制點(diǎn)的管道流程圖（PID)5.工藝設(shè)備設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)溫度，設(shè)計(jì)壓力，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材質(zhì)選擇，壁厚確定等。設(shè)計(jì)內(nèi)容！36.定型設(shè)備選型。7.設(shè)備布置設(shè)計(jì)。8.管道工程設(shè)計(jì)。9.保溫工程設(shè)計(jì)。10.公用工程設(shè)計(jì)。自己具備了哪些基礎(chǔ)知識(shí)和技能？4本課程將學(xué)些什麼？——看看再說5化工設(shè)備——儲(chǔ)罐

固定管板式換熱器膨脹節(jié)式固定管板換熱器塔設(shè)備反應(yīng)釜61.這些設(shè)備要滿足什麼生產(chǎn)工藝要求？結(jié)構(gòu)如何才可以？2.用什麼材料，如何制作出來的？3.抵抗壓力，溫度的能力如何？——安全性如何？7一.主要內(nèi)容：1.化工設(shè)備常用材料——簡(jiǎn)介化工設(shè)備常用材料性能、分類、熱處理方法；2.中、低壓化工容器設(shè)計(jì)——薄膜理論；內(nèi)、外壓容器設(shè)計(jì)方法、容器零部件設(shè)計(jì)；3.典型化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)——列管式換熱器、塔設(shè)備以及反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)及機(jī)械設(shè)計(jì)方法。8二.學(xué)習(xí)本課程的目的與要求：目的：基本掌握化工設(shè)備常用材料的主要性能及選用方法；基本掌握中低壓、外壓容器及典型化工設(shè)備的設(shè)計(jì)方法。

要求：1.重點(diǎn)掌握——設(shè)計(jì)概念及方法；

2.掌握——化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；3.領(lǐng)會(huì)貫通——課堂上講授的內(nèi)容。9三.主要參考書及參考資料：1.《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》(第五版）刁玉瑋王立業(yè)編著；2.《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》1999；3.《鋼制壓力容器》

GB150---1998；4.《管殼式換熱器》GB151---1999；5.《鋼制塔式容器》JB4710---2002；10第一篇化工設(shè)備材料

第一章化工設(shè)備材料及其選擇1.1概述1）.化工設(shè)備的使用環(huán)境：壓力：真空—低壓—中壓—高壓—超高壓溫度：低溫—中溫—高溫介質(zhì)：有毒；易燃；劇毒。111.2金屬材料的性能1.2.1力學(xué)性能——在外力作用下不產(chǎn)生超過允許的變形或不被破壞的能力。如彈性、塑性、強(qiáng)度、硬度和韌性等指標(biāo)。1.強(qiáng)度及其主要指標(biāo).固體材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生塑性變形或斷裂的特性。例如：※容器爆裂；※管道破裂;※地腳螺栓拉斷;※爐管爆裂；…..——強(qiáng)度不夠！12金屬材料的重要強(qiáng)度指標(biāo)金屬材料的“拉—伸圖”13（1）.屈服點(diǎn)屈服現(xiàn)象：金屬材料承受載荷作用，當(dāng)載荷不再增加時(shí)，仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形。屈服點(diǎn)：（s）——材料發(fā)生屈服時(shí)的應(yīng)力。單位：MPa。——一些合金沒有明顯的屈服點(diǎn),規(guī)定發(fā)生0.2%殘余變形時(shí)的應(yīng)力，作為“條件屈服點(diǎn)”。記作σ0.2

。14（2）.抗拉強(qiáng)度(sb)定義：金屬材料在受力過程中，

發(fā)生斷裂所達(dá)到的最大應(yīng)力值，以σb

表示，單位MPa。是壓力容器設(shè)計(jì)常用的性能指標(biāo)。屈強(qiáng)比：s/sb

屈強(qiáng)比小，表明材料具有較大的塑性儲(chǔ)備。15（3）.蠕變強(qiáng)度（sn）“蠕變”現(xiàn)象：高溫高壓的蒸汽管道下?lián)献冃?；高溫高壓下法蘭及螺栓蠕變變形而泄漏；鉛絲在常溫下受重力作用而變長(zhǎng)變細(xì)。

“蠕變強(qiáng)度”：材料在高溫下，抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力，以sn表示，單位MPa。16（4）.持久強(qiáng)度（sD）定義：在一定溫度下，經(jīng)過一定時(shí)間斷裂時(shí)的應(yīng)力，以sD

表示，單位MPa。----是一定溫度和一定載荷下，材料抵抗斷裂的能力。

材料抵抗斷裂的能力越大，在相同的條件下，能支持的時(shí)間越久。規(guī)定：化工設(shè)備設(shè)計(jì)壽命一般為十萬小時(shí)，所以用試件在十萬小時(shí)斷裂時(shí)的應(yīng)力作為持久強(qiáng)度。設(shè)備的17（5）疲勞強(qiáng)度構(gòu)件或零件受到大小和方向變化的交變載荷作用，應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服點(diǎn)就斷裂——疲勞。“疲勞極限”——構(gòu)件或零件在交變載荷作用下不致斷裂的最大應(yīng)力。表示符號(hào)：σ-1(MPa)。例如：

頻繁開、停車——容器內(nèi)壓力或溫度波動(dòng)；

活塞式壓縮機(jī)壓縮氣體——容器及管道內(nèi)壓力波動(dòng)；

離心泵頻繁開停機(jī)或震動(dòng)——泵軸受力成交變式。

182.塑性及其主要指標(biāo)金屬的塑性：外力作用下產(chǎn)生塑性變形，而不破壞的性質(zhì)。因塑性不足引起材料破壞的例子：◎鍛件裂紋;◎卷板裂紋;◎焊縫熱影響區(qū)裂紋19主要指標(biāo)：(1)延伸率（δ）20（2）斷闖面收縮率常（y）如：純鐵的延元伸率為5援0%，20R的d5不小于鋼25%；16MnR的d5不小于2翁1%；1Cr18陡Ni9T留i的d5不小于蛛40%非。21（3）府冷彎性稱能室溫下紗對(duì)試板作以一定夜的內(nèi)半軋徑（R=0.引5～3板茄厚）進(jìn)行彎儉曲，a=1200或18盯00，是否出現(xiàn)倉裂紋或起視層。----份-是鋼材塑躺性指標(biāo)和集冶金質(zhì)量經(jīng)的綜合指破標(biāo)。22塑性指液標(biāo)的實(shí)穿際意義援：便于成型滋加工和焊次接。如彎珍卷、鍛壓傲、冷沖、紋焊接等；使構(gòu)件在排承載后由謠于變形而肅避免發(fā)生今斷裂?！獕毫θ莞移骷捌滹溋慵紨承枰邤n備這個(gè)弟性質(zhì)。233.項(xiàng)硬度的概梳念金屬材料瘋表面抵抗蠟其它硬物扣壓入的能潮力。硬度高材亮料強(qiáng)度也與高，耐磨漿性較好；—綜合性能普指標(biāo)。布氏硬度拜試驗(yàn)示意談圖24常用硬悼度指標(biāo)糕：布氏硬度南（HBS)擾;洛氏硬射度（HRA粘、HR接B、H忍RC)呼;維氏硬度刻（HV)等。硬度和強(qiáng)刊度間有一榮定關(guān)系：如：低碳風(fēng)鋼sb≈36H弦BS;用硬度匪計(jì)測(cè)量偏！254.章沖擊啄韌性及止指標(biāo)（Ak）材料在仿外加動(dòng)黃載荷作倒用下的圈一種吸菜收機(jī)械警能，迅慢速塑性支變形，播抵抗斷占裂的能錄力。包餃子用步面？沖壓成攻型用的淋材料？——變澇形？斷怕裂？26看看沖際擊試驗(yàn)27擺錘沖斷曠試樣所失界去的位能陸為沖擊功（試件獄所吸收裕的功）芬：Ak=G(H刑1-H2萌)焦耳！吸收功矮的高低取竭決于——材料能否桂迅速塑性遲變形的能撓力。沖擊韌性輕值的試驗(yàn)息確定28材料的沖朱擊韌性高蛙，其塑性尤也高；反庫之，材料棍塑性高，冒其沖擊韌霸性不一定白高?！o載初荷下能夠幫緩慢塑性脫變形的材百料，在動(dòng)免載荷下不鉗一定能迅逢速塑性變溫形?！举|(zhì)潛區(qū)別在于材料在習(xí)動(dòng)載荷沸作用下拳是否能偷夠迅速發(fā)生偏塑性變形，吸收沖劃擊能量。沖擊韌莊性與塑責(zé)性區(qū)別眨何在？295缺口敏感楊性——在帶有星一定應(yīng)劇力集中飯的缺口條件下，糊材料抵抗柏裂紋擴(kuò)展予的能力。韌性范喜疇——靜載荷役下抵抗瞧裂紋擴(kuò)屠展的性益能。沖擊韌性罪？——是動(dòng)載修荷作用增下抵抗墓裂紋擴(kuò)軟展的能綠力。301.2拌.2物理性能——密度，鬼熔點(diǎn)，粱線膨脹頂系數(shù)，即導(dǎo)熱系夢(mèng)數(shù)，比明熱容，財(cái)電阻率煌，磁導(dǎo)芹率，彈題性模量旬，泊桑廊比等。化工設(shè)備隱設(shè)計(jì)與制桌造主要考配慮的物理貌性能：1.線膨脹疼系數(shù)異種鋼焊斑接——收縮率梨不同，乒引起變轟形或損鋪壞；復(fù)合鋼板貝（如不銹毀鋼與碳鋼)——熱變性經(jīng)不同,容器殼禍體將會(huì)議？設(shè)備襯尋里（如雪碳鋼殼矩體內(nèi)噴踩涂鋁）——熱變性不羊同時(shí)？固定管測(cè)板式換斑熱器的醫(yī)管子與傻殼體——線膨脹喇量相差服過大，喝將會(huì)？碳鋼表燦面電鍍捧一層銅——升溫后愈會(huì)？312.彈性模宮量E與泊桑比μ彈性模嗚量E：金屬寸材料對(duì)約彈性變練形抗力撇的指標(biāo)掏，是衡量材爭(zhēng)料產(chǎn)生彈囑性變形難紙易程度的確。隨著溫蔥度升高測(cè)而降低。泊桑比μ：拉伸嫌試件的尋單位橫轟向收縮謹(jǐn)與單位膨縱向伸口長(zhǎng)之比倍。各種鋼材霜近乎為μ=0.會(huì)3。321.2掏.3化學(xué)性赴能——金屬材弟料所處宮介質(zhì)中偷的化學(xué)保穩(wěn)定性踐，即是歡否會(huì)與賀介質(zhì)發(fā)齒生化學(xué)割或電化揚(yáng)學(xué)反應(yīng)苦，產(chǎn)生夠腐蝕。主要考行慮的化覆學(xué)性能上：1.耐腐蝕盛性——對(duì)介質(zhì)脫侵蝕的秒抵抗能桶力；2.抗氧化兼性——在熱加工俘的高溫條紗件下抵抗車氧化性介撥質(zhì)氧化的廣能力。氧化性六介質(zhì)如水蒸氣、CO2、SO2等。熱加工——如熱卷，樸鍛造，焊仙接，熱處可理，熱沖掛壓，鑄造孤等等。331.2.4.金屬材料餐的工藝性井能可焊性屋能—母材及靜焊劑熔融膚狀態(tài)的流客動(dòng)性、凝閑固收縮率絮、熱塑性敗等；鑄造性冶能—流動(dòng)仿性、凝激固收縮搜率等；可鍛性瞧能—抗熱盆裂性、件抗氧化秒性、熱蝴塑性等抖；切削加割工性能熱處理雕性能加工性筑能？34看容器葛加工工視藝——制造壓渾力容器纏的材料拖須具備逝什麼性霉能鋼板校平卷筒焊后矯擠圓壓制封辟頭煨制彎管組對(duì)與宜焊接351.3粗金屬材料顯的分類及納牌號(hào)1.3.做1分寄類1.黑色金片屬——1）生鐵2）鋼鋼碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼低合金鋼中合金鋼高合金鋼鋼普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼按化學(xué)成奶分：按質(zhì)量分蠅：36鋼沸騰鋼鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼鋼建筑鋼結(jié)構(gòu)鋼彈簧鋼軸承鋼工具鋼特殊性能鋼按冶煉辭方法分電：按用途猶分：372.有色金屬銅及其合金：純（紫）銅黃銅（銅鋅合金）錫青銅（銅錫合金）鋁青銅（無錫青銅）輕金屬及其合金鋁及鋁合金鈦及鈦合金鎂及鎂合金381.3死.2鋼鐵牌忠號(hào)及表潮示方法1.牌號(hào)的表駁示原則依據(jù)國(guó)家說標(biāo)準(zhǔn)GB2味21-乘200哭0,牌號(hào)中化學(xué)元怨素——化學(xué)符號(hào)訓(xùn)或漢字表刻示；產(chǎn)品用途除、冶煉和圣澆鑄方法——漢字或躁漢語拼獎(jiǎng)音字母疾表示。例如：沸召騰鋼——F或沸灰口鑄鐵——H胡T或灰鐵鑄鋼——Z所G鍋爐鋼——g或鍋容器鋼——R或容392.鋼號(hào)表疼示法例：優(yōu)冰質(zhì)碳素辦鋼——08F觀20鐮R沸騰鋼含碳量戰(zhàn)為0.0當(dāng)8%；容器鋼含碳量放為0.2歐%普通碳電素鋼——Q23莊5-A古,F沸騰鋼類別為A鋼材屈服象點(diǎn)(MP威a)屈服點(diǎn)蒼屈字的鍋拼音首趁位字母40低合金鋼——16Mn尿R架16——含碳量0.16晝%；Mn——合金元素足；R帽——容器鋼。特殊性裙能鋼——1Cr邀18N喪i9獵1——含碳量0.1%（千分遣數(shù)）；Cr,N敘i——主要合金辨元素；18—陡—含鉻量18%；9—荷—含鎳量9%。411.4碳鋼與鑄卡鐵鋼鐵的梨組成=鵲95%己以上鐵+（0禿.05遷～4%申）碳+1揚(yáng)%雜質(zhì)——鐵碳合金含碳量0.02揮~2%為鋼；含碳量＞2%為鑄鐵；含碳量嗓＜0.02敢%為工業(yè)純字鐵；含碳量享＞4.3州%無實(shí)用聲價(jià)值。鐵碳合金直！421.4.1鐵碳合金埋的組織結(jié)您構(gòu)1.金屬的徹組織與要結(jié)構(gòu)在150偵0倍顯微染鏡下觀關(guān)察到的擾顯微組拍織，即誦金屬的穩(wěn)金相組揪織。金相組誤織結(jié)構(gòu)防直接影鼠響金屬母材料的瞎性質(zhì)。如，鑄旅鐵中的慕石墨形難式不同魚，其性糠質(zhì)也不川同。細(xì)片狀萍石墨：細(xì)次之粗片狀石咐墨：差球狀石墨沉：強(qiáng)度最偶好43純鐵在不晴同溫度下首的晶體結(jié)水構(gòu)：44452.純鐵的同述素異構(gòu)轉(zhuǎn)櫻變：γ-Fe喂α月-Fe910刑℃（面心肆立方晶原格）（體心立凳方晶格）固態(tài)下鐵駁原子重新院排列463.鐵與碳的賀相互關(guān)系粒和碳鋼的益基本組織鐵碳關(guān)帆系：固溶態(tài)，梳化合態(tài)，權(quán)混合態(tài)固溶：葡元素于撓固態(tài)下擱相互溶崖解，保室持溶劑饅晶格原逗來形式赤。（1）鐵素幅體（F）體心立政方晶格酸（α-F鞠e）+C鐵素體（固溶撇體）塑性好，鋪強(qiáng)度低。47（2）奧氏體匯（A）面心立方佳晶格+C奧氏體（固溶體件）—韌性好潮，強(qiáng)度諷高。48——鐵碳關(guān)系滿之二：化合態(tài)C+F品e→Fe3窮C評(píng)F錫e3C稱為滲碳體。性能特點(diǎn)鹽:.硬，偶脆；.在一穗定條件緊下可以茅分解（3）滲碳體碼（C）游離石卡墨+鐵遙。滲碳體的祝作用：少量云滲碳體讀散布在怪鐵素鐵扭中（總杯含c量﹤2%起）成為碳素鋼。提高勇了強(qiáng)度虎和硬度襖，可軋勝制成鋼域材。49鐵碳合縫金中含真碳量﹥?nèi)?%時(shí)欄，部分訊碳以石殖墨形式從存在于許其中，蘭即所謂鑄鐵。組織結(jié)俘構(gòu)特點(diǎn)攏——性能特珍點(diǎn)：石墨性候軟、強(qiáng)秧度極低擦，相當(dāng)梯于鑄鐵晚中存在貍許多孔么洞。鐵碳關(guān)柜系之三腹——游離態(tài)501.4當(dāng).2澆鐵碳合濟(jì)金狀態(tài)規(guī)圖略511.4拉.3碳鋼1.碳鋼中雜嚼質(zhì)對(duì)其性酒能的影響1）.錳(Mn)來源——乘在冶煉過窩程中加入砌錳鐵。作用——啊鋼材中錳揚(yáng)含量高于息0.8%舞時(shí)，即為應(yīng)合金元素獎(jiǎng)存在——距提高強(qiáng)度旱。是有益元素。2）.硫(S)來源—毫—礦石滔和焦炭枕。存在形倒式：FeS。作用—懂—FeS的熔點(diǎn)低稿于鋼材熱抹加工開始鎮(zhèn)溫度，它過早熔饒化，導(dǎo)致咐工件開裂善，稱為熱脆性。有害元?jiǎng)t素！523).準(zhǔn)磷(P)來源——礦石。作用——溶于鐵素盤體，使鋼鵲材常溫下斜脆性增加買，塑性、霉韌性下降掃，即所謂理“冷脆性”。有害元素招！4）.氫扭(H)來源——鋼由高餓溫奧氏招體冷至邀常溫時(shí)寒，氫的妥溶解度瓦降低，響來不及螺到鋼的露表面逸墳出而積龍聚，并憶產(chǎn)生高睛壓力，釋在鋼材擦內(nèi)產(chǎn)生血“白點(diǎn)”?！鞍c(diǎn)”閱——裂紋睜源有害元素傳！532.碳鋼的演分類、鐵牌號(hào)（1）調(diào).普通碳伴鋼含P、S等有害雜擴(kuò)質(zhì)較多（S≤0宜.05樹5%海P≤晨0.0堆45%戚)常用有汽：Q215厘-A,打Q23承5-A,膽Q2謝35-A間.F#Q23噸5-B,侮#獄Q235誰-C,文Q2免75焦(參見表坦1-6綿）式中Q—普通碳妨鋼，“膠屈服”搬的拼音民首位字艘母。235意——材料屈服絹點(diǎn)（MPa屈)A,B,薯C,D—鄭—鋼材質(zhì)雀量等級(jí)甲，越后帖越高。F——沸騰鋼#—GB1敵50-9朝8規(guī)定使用及材料54（2）.優(yōu)質(zhì)碳素破鋼特點(diǎn)：含硫、磷等雜榆質(zhì)較少，均≤0.0邁4%，雜質(zhì)少尋，組織萄均勻，涼表面質(zhì)熊量好。常用有：出08,10,15充,20,20g,20R,30M堪n,40惱Mn等。式中數(shù)是字--含c量的萬歸分?jǐn)?shù);g-導(dǎo)-鍋爐鋼鳥；R解--容器鋼；Mn疤---含錳元石素約1嶄%。（3）屋.高級(jí)優(yōu)蛾質(zhì)鋼磷硫雜煎質(zhì)極少P,s含量≤乳0.0擱3%。表示法：昆如20AGB1糖50-貨98規(guī)互定使用底材料！551.4.4.鋼的熱優(yōu)處理熱處理工財(cái)藝實(shí)例：※縫紉候用鋼針柱在火上提燒，再繭慢慢冷主下來后加變軟；※建筑用射鐵線用火肆燒軟；※泵軸調(diào)哪質(zhì)—內(nèi)韌佩外硬；※扁鏟淬舟火—提高蘿硬度和韌散性；※容器焊容后退火—家消除內(nèi)應(yīng)編力；……熱處理千工藝曲三線：金屬材料祖中的金相哈組織發(fā)生字變化！56（1）常枯用熱處理亞工藝緩慢加熱蕉，保溫一言定時(shí)間后※隨爐冷卻扁（曲線記1）典--退火；※空氣肝中冷卻（年曲線2）倍--正火；作用：①倆降低硬度中，增加塑犯性，改善雀機(jī)械性能風(fēng)；②使組復(fù)織均勻譜化，消家除內(nèi)應(yīng)虎力?！咀ⅰ慷讣訜釡嘏醵葹榕R侵界點(diǎn)（墳鋼的內(nèi)疑部組織刷發(fā)生轉(zhuǎn)口變的溫捉度)喪以上筐30～50℃。容器焊牧縫處產(chǎn)牢生內(nèi)應(yīng)準(zhǔn)力嗎？57緩慢加熱支，保溫一雜定時(shí)間淬火劑中冷卻（絕曲線3）槳；淬火劑蠶:水，鹽水肝---用木于碳鋼磨；油--宇-用于萌合金鋼迫。作用：提池高硬度、湯強(qiáng)度和耐壟磨性。淬火58淬火后再衫進(jìn)行一次泛較低溫度替的加熱與概冷卻。作用：村消除內(nèi)飲應(yīng)力，墳穩(wěn)定組摘織，滿莖足技術(shù)加要求。回火又頂分為：低溫回社火（1登50～流250態(tài)℃勤）；中溫回火宅（300頑～450蠶℃）成；高溫回議火（5將00～提680侄℃）?！慊鸾j(luò)+高溫食回火本稱為調(diào)質(zhì)處理枝。效果：強(qiáng)度、混塑性、韌展性均提高污?；鼗?9（2）越化學(xué)熱遮處理--將零四件放在化異學(xué)介質(zhì)中祥進(jìn)行加熱-保嬌溫-冷卻的過程。使零件熊表面改稻性。方式：疑滲碳，飽滲氮，援滲鉻，暗氰化等世。601.4葡.5.鑄鐵鐵+穗(2.戲5～4經(jīng).0%碼)碳+Si、售Mn、趨P、S等雜質(zhì)鑄鐵1）灰鑄鐵如HT1炎50-瓜330枝,佩H柔T20柴0-4嘩00HT-胃--灰鑄鐵第一個(gè)瘋數(shù)字-送--抗振拉強(qiáng)度捕（MPa)第二個(gè)數(shù)貍字---弟抗彎強(qiáng)度盒（MPa尼)特點(diǎn)：斷額口呈灰色揚(yáng)，石墨呈禾片狀；質(zhì)脆，耐圖磨，抗壓鳴不抗拉，畏可鑄性好極，易切削事；吸音減振頭，某些介偷質(zhì)中耐腐遙蝕性好。用來制走作機(jī)床酷的床身販，壓縮嚼機(jī)機(jī)身寶如何？612）球墨鑄鐵如QT4縫50-箏10.QT-歌--球墨鑄多鐵450監(jiān)---抗拉強(qiáng)度雕（MPa)10-絕---延伸率（槍%）特點(diǎn)：剪碳以球判狀石墨湯存在，以可鑄性膊好，易似切削；強(qiáng)度高榴，較好蠶的塑性駛和韌性?？芍谱髦刈屢S類！62性能指標(biāo)材料

sb(MPa)

ss(MPa)

d(%)

ak(N.m/cm2)

HBS(MPa)45(正火）6103601650≤24.1球墨鑄鐵400～900250～6002～1815～3013～36灰鑄鐵150～400——————14～2745號(hào)鋼房誠(chéng)、球墨鑄餡鐵、灰鑄中鐵的機(jī)械柔性能比較633）高婦硅鑄鐵如：STS震i15白R(shí),何ST洲Si1差1Cu奔2Cr梳R,辱ST礙Si1婦7R…式中ST-脈--高硅耐肢蝕鑄鐵遷，Si15揭---含硅15撤%左右，Cu2等---含銅2%翼左右R-艘--混合稀俯土元素憲（≤0虹.1%盛）。特點(diǎn)：螞※耐腐抗蝕性好嬸（見書候表1-1追5）；※質(zhì)硬、蝕脆，較難滔機(jī)加工，鹿一般采用濾鑄造；※導(dǎo)熱性跌能差，膨稀脹系數(shù)大留，受熱易準(zhǔn)裂。用途：制梅造耐腐蝕厚泵、閥門發(fā)、旋塞、堡冷卻排管恥、輔助陽紅極、管道恨配件等。641.5低合金幅鋼及特筍殊性能闊鋼1.5.糊1合金元素示對(duì)鋼的影屯響——為改善秀鋼材性豬能特意音加入合付金元素?fù)?，以改察變鋼材圓性質(zhì)。金例如：鉻：耐腐蝕抗存氧化；提高了州強(qiáng)度硬根度和耐廚磨性；使鋼材的縫韌性和塑謝性降低。錳：提高強(qiáng)悔度和低丈溫沖擊敢韌性。鎳：提高淬丙透性，燃保持良摸好塑性際和韌性走；提高耐警腐蝕性割和低溫菊沖擊韌參性；提高熱析強(qiáng)性能。硅：提高強(qiáng)度茅、高溫疲產(chǎn)勞強(qiáng)度、址耐熱性、紹耐H2S腐蝕；降低了扁塑性和練沖擊韌裝性。651.成分特踢點(diǎn)：※由碳素嬸鋼+Si、Mn、Cu、Ti、V、Nb等元素組蚊成；※含碳泄量均較巨低，≤居0.2掏%；※合金元都素總含量析＜5%。2.相對(duì)于依碳素鋼熄，其性能特點(diǎn)：※強(qiáng)度提稅高；※耐腐蝕唯性能提高切；※低溫性燒能提高。1.5.醬2低合金唯鋼66碳素鋼與嗓低合金鋼哀比較類別品種sb

(MPa)ss(MPa)

σS/σb使用溫度（℃）碳素鋼Q235-A204004002402500.60.630～350-19～475低合金鋼16Mn15MnV5205403604000.690.74-40～475-45～450673.常用材糞料：板責(zé)，管，堵圓鋼等起型材。4.用途：廣泛用軌于造船父，壓力倒容器，卵橋梁，哪高壓鍋泰爐，汽渴車，礦近山機(jī)械臨，農(nóng)業(yè)廢機(jī)械等選。5.常用材余料：16M麻nR，15Mn帖VR,1毒8MnM濃oNbR關(guān),16Mn青DR,1梳5CrM用oR,1遇4Cr1奔MoR…亮.681.5.岡3鍋爐鋼夢(mèng)和容器勒鋼1.工作環(huán)支境：鍋爐：中躬溫或高溫惜；中壓或敵高壓。容器：壓運(yùn)力；溫度亭；介質(zhì)腐煌蝕；操作陳特點(diǎn)。2.對(duì)材質(zhì)橡要求：1）較高槍的強(qiáng)度碧；2）良好律的塑性晶、韌性掠和冷彎躺性能；3）較低尼的缺口醋敏感性專；4）良好扶的焊接轉(zhuǎn)性能和仰其他工版藝性能充；5）良好的次冶金質(zhì)量閉。693.常用的材混料：鍋爐鋼——20g；12Mn粉g,16建Mng,特15Mn傾Vg,1革8MnM故oNbg。容器鋼——（GB15招0-19弟98《鋼制壓力獅容器》推薦）Q235跑-B，Q235膠-C;20R鉗;16M脊nR，15M罰nVR，15M慎nVN宵bR，18M跟nMo厚NbR。4.標(biāo)準(zhǔn)：《壓力容器頭用鋼板》GB6柄654-謎1996《壓力容器恭用碳素鋼宮和低合金聞厚鋼板》YB/侵T40-夜87701.5偉.4不銹耐酸延鋼不銹---耐肥大氣腐蝕愁；耐酸---耐嘴酸及強(qiáng)腐宿蝕性介質(zhì)逃的腐蝕。常用品種槐：1）鉻弓不銹鋼植---擊如1Cr13浩,2C岔r13,斃0C杠r13等。第一個(gè)數(shù)段字---梁含碳量的千分?jǐn)?shù)[見表1-5(下1-4）]；Cr1瘦3--頑-含鉻1熄3%。◎組織饑成分：斬鉻固溶悉于鐵素莊體的晶趕格中形逗成固溶竄體。71◎“不銹百”的原因：在氧化鼓性介質(zhì)倉中，鉻登能生成閘一層穩(wěn)床定而致探密的氧化膜，對(duì)鋼材佛起保護(hù)作株用?！蛐阅荇~特點(diǎn)：碳的作帝用---與鉻生成躺碳化鉻(Cr2事3C6構(gòu))，消耗大量漏的鉻。為畫保證耐腐瘋蝕性能，拒不銹鋼中碳含量悟越低越產(chǎn)好。72鉻的作用店：——能提高耐但腐蝕性能。實(shí)際連鉻不銹譽(yù)鋼的平幕均含鉻泛量≥1端3%。——能提高鋼斯的淬透性伍，顯著提沖高鋼的強(qiáng)鴿度、硬度痰和耐磨性盤，而塑性剝、韌性降晝低。用作受載妻荷大的耐里蝕零件，間如軸類，立活塞桿、進(jìn)螺栓、浮料閥等。732）鉻鎳不踐銹鋼常用鉻鎳局不銹鋼型嫩號(hào):0Cr18鈴Ni90Cr18雞Ni10梢Ti式中0---含碳量蘇的千分?jǐn)?shù)；（見表1-5）Cr1雪8--湯-含鉻量近18%殖左右；Ni9-瓜--含鎳量膚9%左主右。通常以淚鉻鎳平倍均含量打“18厭-8”芬標(biāo)志這案種鋼。組織特征：C、Cr、Ni固溶于奧夾氏體晶格欄中，是單一的奧項(xiàng)氏體組織。74性能特點(diǎn)素:①耐腐蝕性僑好※Cr含量≥惑13%睡，表面純形成氧化膜；※組織湯為單一的奧屬氏體，在電解廣液中不能尤形成微電吵池，避免艱了電化學(xué)屯腐蝕。②力學(xué)性慢能優(yōu)異。[見P29志8附錄五潑]③在40厘0～85北0℃期間貿(mào)，碳生成換碳化鉻在橋晶界析出劫，使晶界挖附近貧鉻到（鉻含量曠低于12偽%）導(dǎo)致晶間腐會(huì)蝕。！不能反復(fù)族施焊，否令則必須進(jìn)堆行熱處理。④不耐氯離脫子腐蝕。751.5.旅5耐熱鋼高溫環(huán)境昏---原笨油加熱、剩裂解、催璃化等。如貢轉(zhuǎn)化爐爐咱管，工作溫乒度為6件50～800℃。碳鋼使枝用溫度狼一般在獸400公℃以下。如20鋼趟500摔℃時(shí)屈服陪點(diǎn)只有5隆0MPa,變得很軟剩，鋼中的Fe3C分解出石浩墨碳（石墨化爬過程）；同爬時(shí)鋼表組面生成拐氧化皮巾，層層救剝落。——碳鋼在高寫溫下強(qiáng)度斃和抗氧化推性均下降。76高溫設(shè)飾備對(duì)材貌料的要篇求：①化學(xué)穩(wěn)定筐性?！侄骺垢邷貧獾w（O2、H2S、S丸O2等)腐蝕躺的能力。臣鋼的表面受能生成致區(qū)密的氧化膜。抗氧化鋼——抗高忘溫氧化，吐強(qiáng)度不高掃。Cr1慕3Si雞Al,著Cr建25T搏i,聰Cr貼25N獨(dú)i12等。②熱強(qiáng)性?！\抗高溫蠕鳳變能力。熱強(qiáng)鋼——抗蠕段變，有一富定抗氧化挪能力。貧1主2CrMo夢(mèng),Cr5思Mo,1稠Cr18襲Ni9T些i,Cr紋25Ni改20等。77元素Cr—提高抗氧化性，強(qiáng)化糕并穩(wěn)定金亭相組織。Mo—提高高溫強(qiáng)蹦度，強(qiáng)化應(yīng)并穩(wěn)定件金相組衛(wèi)織，提渾高再結(jié)浙晶溫度悅。Ni—形成奧氏體組療織，提高虹高溫強(qiáng)極度和耐默腐蝕性倚。Ti—穩(wěn)定金陸相組織術(shù)，不銹陸鋼中能減少鉻與然碳的化合仁。Al,籮Si—提高高溫抗氧航化性，本身生祥成致密的乖氧化膜。各元素的青作用：781.5耀.6低溫用積鋼低溫環(huán)潤(rùn)境——羅天然氣維液化、赤空氣分房誠(chéng)離、潤(rùn)欺滑油脫喘脂、輕紗烴回收宏等。普通碳鋼摧在低溫下猾（-20℃安以下）變脆苦，沖擊顯韌性顯門著下降賴。低溫用爺鋼的組嘗織成分搬特點(diǎn)：※一般低溫雷（-40~晝-20℃)鋼——含碳量很澇低的鐵俱素體組織，再藥加入適量帶的Mn、非Al、考Ti、睬Nb、侍Cu、結(jié)V、N等元素化。如16MnD梅R,0子9Mn盾NiD簽R等?！罾洌?40℃以下)用鋼——含碳量低的偽奧氏體組織。冬如1講5Mn2遠(yuǎn)6Al末4。791.5斑.7鋼材的品星種和規(guī)格1）鋼巾板[P320附錄十巧]2）鋼管倆[P30壯6附錄七臟]※無縫鋼管表示法：如f21予9×1座0其中2唉19-鋼管的外徑銳,mm；10-鋼管名義帳壁厚,mm?！锌p鋼管由板卷販焊接而恒成。用捧于水管枯，蒸汽桃管等。如1吋要,1/4亡吋,3/尾4吋等.803）型銜鋼圓鋼方鋼扁鋼等邊角鋼不等邊對(duì)角鋼工字鋼槽鋼814）鑄鋼占和鍛鋼鋼水鑄桃造成型你---呆鑄鋼。如：ZG20航0-40猶0式中20甚0-屈服頁點(diǎn)400達(dá)-抗拉川強(qiáng)度。精密鑄宏造！鋼坯鍛掃壓成型---援鍛鋼821.6有色金叫屬材料1.6.卵1鋁及其合諷金1.特性：1）密度孩小，體省輕；2）導(dǎo)電沃、導(dǎo)熱剛性好。誓不產(chǎn)生犬火花；3）塑性谷高，強(qiáng)榆度低；4）易冷系加工，死可焊，蝴可鑄；5）耐低聲溫；6）一定奪的耐腐爛蝕性；7）不污染營(yíng)食物。831）純鋁：杯高純鋁——L司01，L02（濃硝忘酸設(shè)備均）；工業(yè)純鋁—L1，L2，L4（換熱器具，塔，儲(chǔ)瓦罐，深冷請(qǐng)?jiān)O(shè)備等）勤。2）鑄造鋁——ZL（泵，鍋閥門，放離心機(jī)疤等）。3）防銹掛鋁——L害F（深冷設(shè)斷備，分離腦塔等）。2.常用鋁描材：841.6.喪2銅及其雀合金1.純銅（紫徑銅）特性：1）塑性惕好，導(dǎo)童電性好覆，導(dǎo)熱壓好；2）低溫眨下保持建較高塑壞性和沖拳擊韌性極；3）耐低碗濃度酸幻玉。用場(chǎng)：霸深冷裝條置；密宴封墊片亦。常用材槐料：T2，T3，T4，TUP（用磷脫親氧的無氧往純銅）。852.黃銅——銅與鋅慮的合金判。特性：碑鑄造性曲能好；酷較高的垮力學(xué)性嬌能；易革切削加按工；可跨焊接；庫耐蝕性幟較好；次有應(yīng)力巨腐蝕開巷裂傾向肅?；こＤ挥貌牧贤ǎ篐80,故H68,治H62等。銅含量%代號(hào)863.青銅常用材馳料：錫慨青銅（拔銅錫合艘金）——鑄造青銅價(jià)用場(chǎng)較多車。特點(diǎn)：逃良好的吉耐腐蝕價(jià)性，耐哭磨性。用場(chǎng)：泵賢殼，軸承愿，渦輪，貿(mào)閥門等。871.6.餅3鈦及其匆合金特點(diǎn)：1）密度挖不大而惹強(qiáng)度高崗；2）耐腐蝕抱性能近乎確或超過不幟銹鋼；3）耐熱。用場(chǎng)：航過空工業(yè)，詞化學(xué)工業(yè)瘡。881.7非金屬上材料1.7.苦1無機(jī)非你金屬材珍料1.化工陶隙瓷特點(diǎn)：1）良好務(wù)的耐腐火蝕性能督；2）足夠的拾不透性、獻(xiàn)耐熱性；3）一定的泉機(jī)械強(qiáng)度悅；4）性脆獅易裂，圍導(dǎo)熱性減差。用場(chǎng)：化刻工陶瓷設(shè)形備及管道茂，管件等屑。892.化工搪瓷——含高硅路的瓷釉爹經(jīng)900位℃煅燒，密窩著在金屬姓胎表面而齊成。特點(diǎn)：1）優(yōu)良的昏耐腐蝕性饅能；2）優(yōu)良的專電絕緣性濟(jì)能；3）易碎裂糖。用場(chǎng)：罵搪瓷設(shè)司備，如遇反應(yīng)釜省、儲(chǔ)罐筑、換熱如器、塔暈、閥門奶等。901.7矮.2有機(jī)非金仇屬材料1.工程塑料高分子合梁成樹脂+填料——提高力土學(xué)性能賠；增塑劑——降低硬度啊和脆性；穩(wěn)定劑——延緩老伴化；固化劑——加快固化蘭速度。特點(diǎn)：1）良好譯的耐腐近蝕性能亦；2）一定里的機(jī)械妄強(qiáng)度；3）密度徹不大；4）價(jià)格較榮低。91常用材訂料：硬聚氯乙紡烯塑料聚乙烯塑吃料耐酸酚住醛塑料聚四氟斬乙烯塑婚料玻璃鋼2.涂料——高分子宋膠體的辰混合物勁溶液。用途：設(shè)福備防腐常用涂弟料：防銹漆；底漆；大漆；環(huán)氧樹脂顫漆；酚醛樹必脂漆。摧等。923.不透性醉石墨——各種樹脂俯侵汲石墨那，消除孔捉隙而成。特點(diǎn)：1）較高磁的化學(xué)畢穩(wěn)定性葛和良好欲的導(dǎo)熱皇性，熱羅膨脹系諸數(shù)小，浴耐溫度娘急變性嶄好；2）不污膛染介質(zhì)庭；3）加工性捷能好，相個(gè)對(duì)密度小焰；4）力學(xué)織性能較交低，性瞞脆。用場(chǎng)：源腐蝕性元強(qiáng)的換懶熱器；寒泵，管首道，機(jī)翠械密封闊環(huán)，爆匙破片等五。931.8化工設(shè)備削的腐蝕及助防腐措施1.8.反1金屬的腐訪蝕1.金屬腐雙蝕的評(píng)猶定方法刪：1）質(zhì)量娘變化評(píng)器定法——試驗(yàn)測(cè)誕定，單糖位表面矮、單位惜時(shí)間腐下蝕引起污的質(zhì)量曠變化量鋸。2）腐蝕叨深度評(píng)則定法——用每年金破屬厚度的談減少量表注示腐蝕速齡度。942.化學(xué)腐凡蝕——金屬遇軋到干燥篇?dú)怏w或沉非電解豈質(zhì)溶液亦發(fā)生的希腐蝕。特點(diǎn)：1）腐蝕產(chǎn)擦物在金屬析表面；2）腐蝕過箏程中無電必流產(chǎn)生。腐蝕產(chǎn)暑物特性望：1）致密學(xué)而穩(wěn)定蝕，與金宣屬結(jié)合獵牢固——鈍化膜——鈍化作際用；2）不穩(wěn)定滔，與金屬園結(jié)合不牢旗固——脫落——活化作呢用。95（1）金屬的逮高溫氧化急及脫碳——金排屬在高妖溫下的束氣體腐告蝕。解決方法躁：冶煉時(shí)營(yíng)加入鉻，窗硅或鋁——不起皮否鋼96脫碳反漁應(yīng)：Fe3C+O2=3Fe耕+CO2Fe3C+C蛋O2=3F腫e+C黑OFe3C+H2O=3F魄e+CO途+H2溫度＞700℃時(shí)——脫碳作尖用。力學(xué)性析能下降攤。97（2）氫腐條蝕鐵碳合金盯發(fā)生氫腐膝蝕的開始量溫度和壓乏力：壓力/MPa溫度/℃壓力/MPa溫度/℃3~10300~28030~40220~21010~20270~24040~60210~20020~30230~22060~80200~190第一階峰段：氫醬脆——以原子狀棗態(tài)侵入鋼貝材內(nèi)部，之聚集，使待鋼變脆。蔬與氫在鋼做中的溶解屠度成正比管。98第二階窮段：氫句侵蝕——發(fā)生化學(xué)碧反應(yīng)：Fe3C+2H2=3Fe杠+CH4危害：1）甲烷在房誠(chéng)晶界聚集膊，成為裂床紋源；2）甲烷布在鋼材漆表面鼓歐泡，降邪低力學(xué)劍性能；3）滲碳湊體還原驚為鐵素翠體，體指積減小卡，產(chǎn)生雞組織應(yīng)帆力，促宿進(jìn)裂紋榨擴(kuò)展?？傆痔峁┍茪浜图酌榫奂簵l件，矮加重氫攻侵蝕——鋼材組譯織成為齊網(wǎng)格。993.電化學(xué)腐拍蝕——金屬與獄電解液繩接觸發(fā)矮生電化呢學(xué)反映暴。三個(gè)環(huán)谷節(jié)：100發(fā)生電化筍學(xué)腐蝕必莊備條件：1）同一金貸屬中有不砌同電位的勤組織成分設(shè)或存在不弄同電位的柜金屬；2）陽極寒和陰極籌互相連拖接；3）陽極投和陰極乳同處在猜連通的滋電解液悟中。1011.8.率2晶間腐蝕扣和應(yīng)力腐正蝕——均屬于電交化學(xué)腐蝕森。1.晶間腐蝕腐蝕性介頂質(zhì)沿晶粒悠間滲入金貝屬深處，存腐蝕破壞帖金屬晶粒命間的結(jié)合欣力，使之躁強(qiáng)度和塑榨性完全喪型失?！皟?nèi)部瓦摔解”作君用。不銹鋼有麻晶間腐蝕座可能：在450~疤850攜℃之間，生拴成(Cr·概Fe)23C6，