水工藝設(shè)備(第1章)

1、水工藝設(shè)備基礎(chǔ) 第1章 水工藝設(shè)備常用材料 1.1 概 述1、合理選用設(shè)備材料重要性Ø 水工藝設(shè)備種類、操作條件不同，對(duì)材料要求不同，常見有壓力、溫度和腐蝕性等方面；Ø 如就管子承受壓力來說，有真空管，中、低壓管；對(duì)溫度要求有高、中、低溫；傳送介質(zhì)有液、氣、腐蝕性物質(zhì)等差異。所以不同工作條件，其材料選用大不相同。Ø 就管材來說，有鋼管、鑄鐵、有色金屬、塑料和混凝土。2、選擇材料時(shí)考慮因素（適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性）Ø 適用性：有良好的制造加工工藝性（切削加工、焊接、熱處理、鑄造工藝）；滿足工藝需要和要求Ø 安全性：要求材質(zhì)可靠，化學(xué)性穩(wěn)定，有足夠

2、的強(qiáng)度，一定的塑性和韌性，能耐腐蝕性介質(zhì)，能保證使用設(shè)計(jì)壽命；Ø 經(jīng)濟(jì)性：材料盡可能符合我國資源情況，市場供應(yīng)量充裕，品種規(guī)格齊全，價(jià)格便宜。 1.2 材料的主要性能 材料的主要性能包括機(jī)械性能（力學(xué)性能）、物理性能、化學(xué)性能、工藝性能（加工性能）Ø 機(jī)械性能（力學(xué)性能）：衡量材料抵抗外力導(dǎo)致的變形或不被破壞的能力;（抗壓、抗拉、抗變形）Ø 物理性能：材料本身自有的特性;Ø 化學(xué)性能：衡量其在適用環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性；（耐腐蝕性、抗氧化性）Ø 工藝性能：衡量材料的加工的難易程度；（鑄造、焊接、切削加工、熱處理、冷沖壓）1.2.1 材料機(jī)械性能u

3、材料機(jī)械性能主要是指材料的強(qiáng)度、彈性、塑性和韌性。Ø 強(qiáng)度：抗塑性變形、抗斷裂的能力；屈服強(qiáng)度（產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力）、抗拉強(qiáng)度（拉斷前所能承受的最大應(yīng)力）、持久強(qiáng)度（某一溫度下承受恒定荷載時(shí)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)引起斷裂的應(yīng)力）、蠕（rú）變強(qiáng)度（在高溫和應(yīng)力作用，不可恢復(fù)變形）、疲勞強(qiáng)度（受到大小方向反復(fù)變化應(yīng)力的作用，在遠(yuǎn)小于疲勞強(qiáng)度下突然脆性斷裂）、硬度；Ø 韌性：韌性是材料對(duì)缺口或裂紋敏感程度的反應(yīng)，用來衡量材料的抗裂紋擴(kuò)展能力。描述韌性的指標(biāo)有沖擊韌性、斷裂韌性和無塑性轉(zhuǎn)變溫度。Ø 彈性：變形能恢復(fù)；Ø 塑性：變形不可恢復(fù)；常用延伸率和斷面收

4、縮率來衡量；Ø 溫度對(duì)材料機(jī)械性能的影響Ø 高溫時(shí)，材料的抗蠕變性能是關(guān)鍵性指標(biāo)，蠕變形隨時(shí)間變小，導(dǎo)致應(yīng)力減小，稱“應(yīng)力松弛”，蒸汽管道法蘭漏氣；Ø 低溫時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度升高，但沖擊韌性值陡降，由塑性變?yōu)榇嘈?，稱“冷脆性”，溫度過低材料產(chǎn)生脆性破裂。1.2.2 材料物理性能 金屬材料的物理性能有密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、磁性、彈性模量、膨脹系數(shù)。Ø 彈性模量：應(yīng)力與應(yīng)變的比例系數(shù)，隨溫度升高而降低；Ø 線膨脹系數(shù)：材料在溫度變化1時(shí)單位長度的伸縮變化值；Ø 導(dǎo)熱系數(shù)：是指當(dāng)溫度梯度（溫度差與器壁厚度的比值）為1K/m，在1小時(shí)內(nèi)，通過

5、每平方米傳熱面積的熱量；1.2.3 材料化學(xué)性能 金屬材料的化學(xué)性能主要有耐腐蝕性和抗氧化性。Ø 耐腐蝕性：金屬抵抗介質(zhì)環(huán)境腐蝕能力（見p9，表1.1）；Ø 抗氧化能性：高溫條件下，金屬表面所接觸的自由氧和介質(zhì)中的氧化物（水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫）都對(duì)其產(chǎn)生氧化腐蝕作用，金屬抵抗環(huán)境介質(zhì)氧化腐蝕能力；如加入Cr、Al、Si等合金元素的耐熱鋼，表面形成致密氧化膜，防止被氧化損害。1.2.4 材料工藝性能 金屬材料的加工工藝性能主要包括鑄造性、可鍛性、焊接性、切削加工性能、熱處理和冷沖壓性能等；Ø 灰鑄鐵，鑄造性能好；Ø 強(qiáng)度愈高的鋼，其加工性能都比較低；

6、Ø 合金鋼的熱處理性能比一般碳鋼好；Ø 選擇材料除掉考慮用途外，還要根據(jù)不同加工工藝選擇合適的材料。1.2.5 材料化學(xué)成分對(duì)性能影響 材料化學(xué)成分主要指材料中所含碳、硫、磷、錳、硅等化學(xué)元素的比例。Ø 碳：含量增加，強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低；若含量超過0.9%，含量增加，強(qiáng)度反而降低；含量偏高，降低鋼的焊接性能，出現(xiàn)裂紋。Ø 硫：有害元素；“熱脆”；含量高，斷裂韌性降低；Ø 磷：有害元素；“冷脆”；Ø 錳：有益元素；脫氧劑和合金元素，提高強(qiáng)度；Ø 硅：有益元素；脫氧劑和合金元素，提高強(qiáng)度、耐熱、耐腐蝕，但過量會(huì)惡化鋼

7、的熱加工性能。1.3 金屬材料 水工藝設(shè)備常用的金屬材料主要有碳鋼、鑄鐵、合金鋼、不銹鋼以及部分有色金屬材料等。Ø 金屬材料分類：黑色金屬（碳鋼和鑄鐵）和有色金屬（銅、鋁、鈦、鉛、鎳等），機(jī)械設(shè)備中黑色金屬用得最多。Ø 碳鋼：含碳小于2%的鐵碳合金；分為普通碳素鋼、合金鋼（普通低合金鋼、容器鋼、不銹鋼）；Ø 鑄鐵：含碳量為2.5%4%；灰鑄鐵、球墨鑄鐵；1.3.1 碳 鋼（鋼）1、鋼的分類（1）按化學(xué)成分分類Ø 可分為碳鋼和合金鋼；Ø（2）按照鋼中硫和磷的含量分類Ø 可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼；u 普通鋼 S0.055%；P0.

8、045%；u 優(yōu)質(zhì)鋼 S、P均應(yīng)0.04%；u 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 S0.03%；P0.035%（3）按用途分類Ø 可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。u 結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種工程構(gòu)件和機(jī)器零件。這類鋼一般屬于低碳或中碳的碳素鋼或合金鋼。u 工具鋼：主要用于制造各種刀具、量具、模具。這類鋼一般屬于高碳鋼或高碳合金鋼。u 特殊性能鋼：是具有特殊物理性能或化學(xué)元素性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等，這類鋼一般屬于高合金鋼。2、鋼的編號(hào)（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Ø 編號(hào)用“Q+數(shù)字”表示，其中“Q”為“屈”字的漢語拼音字頭，數(shù)字表示屈服強(qiáng)度值，例如Q275表示屈服強(qiáng)度為275MPa的碳素結(jié)

9、構(gòu)鋼。Ø 若牌號(hào)后面標(biāo)注A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同，其中A級(jí)最低，D級(jí)最高。Ø 若在牌號(hào)后標(biāo)注字母¡°F¡±則為沸騰鋼，未加標(biāo)注的為鎮(zhèn)靜鋼（完全脫氧）。例如Q235-A·F表示屈服強(qiáng)度為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼Ø 編號(hào)方法是采用兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量為萬分之幾；例如含碳為0.45%（萬分之四十五）左右的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼編號(hào)為45鋼；含碳0.08%左右的低碳鋼稱為08鋼等。Ø 若鋼中含錳較高則在鋼號(hào)后面附以錳的元素符號(hào)Mn如15Mn、45Mn等。（3）碳素工具鋼Ø

10、; 碳素工具鋼的編號(hào)是以“T”（碳的漢語拼音字頭）開頭，后面標(biāo)以數(shù)字表示含碳量的千分之幾。例如T8就是代表平均含碳量為0.8%的碳素工具鋼；T13則代表平均含碳量為1.3%的碳素工具鋼。Ø 若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在編號(hào)最后加以“A”，例如T8A、T13A等。（4）合金結(jié)構(gòu)鋼Ø 編號(hào)是利用“兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字”來表示。Ø 前面的兩位數(shù)字代表鋼中平均含碳量的萬分之幾，元素符號(hào)表示鋼中所含的合金元素。Ø 元素后面的數(shù)字表示該元素的平均含量的百分之幾。如果平均含量低于1.5%，則不標(biāo)明含量。Ø 如果平均含量大于1.5%、2.5%、3.5%，則

11、相應(yīng)地以2、3、4等表示。Ø 例如12CrNi3鋼，其平均含碳量為0.12%，平均含鉻量小于1.5%，平均含鎳量為3%。又如30CrMnSi鋼，其平均含碳量為0.3%，鉻、錳、硅三種合金元素的含量均小于1.5%。Ø 若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，則在鋼號(hào)的最后加"A"字，例如20Cr12Ni14WA。（5）合金工具鋼Ø 編號(hào)與合金結(jié)構(gòu)鋼相似，僅含碳量的表示方法有所不同；Ø 當(dāng)合金工具鋼的平均含碳量大于或等于1.00%時(shí)，其含碳量不予標(biāo)出；平均含碳量小于1.00%時(shí)，以千分之幾表示；Ø 例如：9SiCr鋼，其平均含碳量為0.9%，硅

12、和鉻的平均含量小于1.5%。3、普通碳素鋼Ø 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：供應(yīng)時(shí)，產(chǎn)品保證其標(biāo)定的力學(xué)性能，而不能嚴(yán)格保證其化學(xué)成分；用于受力不大，以承受靜荷為主設(shè)備和零件（容器、閥門、管子、螺栓、螺母等），不能熱處理。Ø 優(yōu)質(zhì)碳素鋼：能同時(shí)保證機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)成分，可進(jìn)行熱處理，常用于受力較大，受變載荷和沖擊載荷作用的零件；水工藝設(shè)備中常用低碳的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。Ø 碳素工具鋼：含碳較高，經(jīng)熱處理后具有高強(qiáng)度、高硬度、韌性好且有耐磨、耐沖擊特點(diǎn)。4、合金鋼Ø 合金鋼：在碳素鋼中有控制加入一些合金元素；其綜合力學(xué)性能、熱處理的淬透性能、高溫工作性能、特殊物理化學(xué)性能均比碳素

13、鋼優(yōu)越。Ø 普通低合金鋼：良好塑性，加入合金元素（Si、Mn、Cu、Ti、Cr等），提高其強(qiáng)度，改善材料耐腐蝕和低溫性能；水工藝設(shè)備中常用于制造容器和鍋爐；Ø 容器鋼：主要用于操作條件比較復(fù)雜（壓力、溫度、介質(zhì)等）、制造技術(shù)比較嚴(yán)格；Ø 不銹耐酸鋼：也稱“不銹鋼”，不銹（耐大氣腐蝕）和耐腐蝕（耐酸和其他強(qiáng)腐蝕介質(zhì)腐蝕）；Ø 不銹鋼按照化學(xué)成分分為：以鉻為主的鉻不銹鋼和含鎳的鉻鎳不銹鋼；Ø 鉻不銹鋼：含碳越少，含鉻越多，耐腐蝕能力越強(qiáng)；當(dāng)鉻含量大于11.7%時(shí)，耐腐蝕性能顯著提高；實(shí)際應(yīng)用中鉻含量都在13%以上，如1Cr13和2Cr13；對(duì)弱腐蝕

14、介質(zhì)（濃度不高弱酸、淡水、海水、蒸氣、潮濕大氣）條件下具有足夠的耐腐蝕性。Ø 鉻鎳不銹鋼：含碳低，有較高的含鉻量，同時(shí)具有一定的含鎳量；如1Cr18Ni9，碳不大于0.14%，鉻為17%19%，鎳為8%11%；Ø 經(jīng)熱處理后較高的強(qiáng)度、極好的塑性和韌性、焊接性能和冷加工沖壓性也很好，如容器、閥門等；Ø 1Cr18Ni9耐強(qiáng)氧化介質(zhì)中腐蝕，但在還原性介質(zhì)（鹽酸、硫酸）中則不耐腐蝕；Ø 在鉻鎳不銹鋼加入合金Mo（鉬）、Cu等增強(qiáng)耐腐蝕能力。5、鋼的熱處理Ø 鋼的熱處理：將鋼在固態(tài)范圍加熱到一定溫度后，保溫一段時(shí)間，再以一定的速度冷卻的工藝過程。&#

15、216; 常用鋼的熱處理方法：退火、正火、淬火、回火以及調(diào)質(zhì)，滲碳等。Ø 退火：加熱，保溫，隨爐冷卻到室溫；金屬晶粒細(xì)化，組織均勻，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，提高塑性，便于加工；Ø 正火：加熱，保溫，空氣中冷卻到室溫；硬度比退火高；Ø 淬火：加熱，保溫，水中（油）中急劇冷卻；大大提高鋼的硬度和強(qiáng)度，韌性降低，同時(shí)產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力，有變形、開裂危險(xiǎn)；淬火后必須進(jìn)行回火處理；Ø 回火：淬火后重新加熱（溫度低于淬火溫度），保溫，空氣中或油中冷卻；消除淬火中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；Ø 表面淬火：很快速度把零件表面加熱到淬火溫度，然后迅速冷卻；零件表面具有很高強(qiáng)度和耐磨

16、性，內(nèi)部保持原有的塑性和韌性，即較高抗沖擊能力和耐磨性；Ø 滲碳：化學(xué)熱處理，放在含有某種化學(xué)元素的介質(zhì)中加熱、保溫，使化學(xué)元素的活還原子向零件表層擴(kuò)散，改變鋼的表面呈化學(xué)成分和組織，獲得與內(nèi)部不同的表面性能。1.3.2 鑄 鐵Ø 鑄鐵：是一種脆性材料，含碳量一般在2.5%4%之間，并且有較多的雜質(zhì)。Ø 優(yōu)點(diǎn)：減振性和耐磨性較好、成本低、良好的液態(tài)流動(dòng)性。Ø 缺點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性都較差，不能進(jìn)行沖壓和鍛造。Ø 應(yīng)用：各種形狀復(fù)雜的零件和鑄鐵管件。Ø 分類：灰鑄鐵和球墨鑄鐵。1、灰鑄鐵Ø 灰鑄鐵：應(yīng)用最廣的一種鑄鐵，抗壓

17、強(qiáng)度高、切削性能好，但不能承受沖擊載荷，常用來制造設(shè)備的底座、機(jī)架、鑄鐵管件等。Ø 灰鑄鐵牌號(hào)表示方法：“HT+數(shù)字”，數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度，如HT200，表示灰鑄鐵，其抗拉強(qiáng)度為200MPa。2、球墨鑄鐵Ø 優(yōu)點(diǎn)：力學(xué)性能好，與鋼相類似，同時(shí)具備灰鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)。Ø 缺點(diǎn)：彈性和韌性較低；鑄造工藝較高，品質(zhì)不宜控制，這也是推廣使用的一個(gè)障礙。Ø 牌號(hào)表示方法：“QT+數(shù)字+數(shù)字”，前一組數(shù)字反映抗拉強(qiáng)度，后一組數(shù)字表示伸長率。Ø 例如：QT400-15，表示球墨鑄鐵，抗拉強(qiáng)度為400MPa，伸長率為15%。1.3.3 有色金屬材料 有色金屬及其合金種

18、類繁多，常用的有銅、鋁、鈦、鉛、鎳等及其合金，它們在導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度和耐腐蝕性能方面較之黑色金屬有其優(yōu)越性。2、銅合金Ø 分類：黃銅和青銅；Ø 黃銅：合金元素以鋅為主；具有一定強(qiáng)度；較高耐腐蝕性（對(duì)酸性介質(zhì)抗蝕性差），鑄造性能良好。Ø 黃銅牌號(hào)：“H+兩位數(shù)字”，兩位數(shù)字表示含銅的百分?jǐn)?shù)，如H80，表示黃銅，含銅量80%。Ø 黃銅應(yīng)用：制造管件、散熱器、墊片等。1、銅Ø 銅：具有高的耐腐蝕性（淡水，海水，中性鹽類的水溶液）（堿、硝酸、H2S、含氨、銨鹽及氰化物的水溶液中等不耐腐蝕）；高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性和良好的加工性能；良好的冷韌性；強(qiáng)

19、度低，鑄造性能不好。Ø 銅的牌號(hào)：T+數(shù)字，數(shù)字表示雜質(zhì)含量為千分之幾；如T2，表示純銅，含雜質(zhì)千分之二；Ø 應(yīng)用：深冷設(shè)備和高壓設(shè)備的墊片。2、銅合金Ø 青銅：合金主主加元素不是鋅，而是錫、鋁、硅分別成為錫青銅、鋁青銅、硅青銅；錫青銅又稱為普通青銅，而鋁青銅、硅青銅成為特殊青銅。Ø 青銅牌號(hào)：“Q+主加合金元素+數(shù)字+數(shù)字”，第一組數(shù)字表示主加元素的百分含量，第二組數(shù)字表示鋅的百分含量，如QSn43，QAl93，QSi1-3等。Ø 普通青銅：耐磨性、導(dǎo)熱性均好，常用來制造閥門、蝸輪等。Ø 鋁青銅：耐磨性、耐腐蝕性較好，蒸汽和海水條件

20、下耐磨損零件。3、鋁Ø 鋁：密度小，塑性好，導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好，但強(qiáng)度低，多要用壓力加工成形；耐腐蝕性非常強(qiáng)，鈍化作用形成氧化膜，但鹵素離子對(duì)氧化膜有破壞作用，所以在FH、HCl、含鹵素離子溶液中不耐腐蝕。Ø 牌號(hào)：“L+數(shù)字”，數(shù)字表示含鋁百分含量，如L2、L3、L4等。Ø 應(yīng)用：熱交換器、藥劑生產(chǎn)設(shè)備、容器（存放易燃、易爆）3、鋁合金Ø 鋁合金：加入合金元素（銅、鎂、鋅、錳、硅等）大大改善鋁的強(qiáng)度性能；Ø 鋁合金應(yīng)用：鑄造鋁合金和防銹鋁合金；Ø 鑄造鋁合金：耐磨性好，如泵、閥門、離心機(jī)；Ø 防銹鋁合金：耐腐蝕性好，且有很好塑

21、性，強(qiáng)度也比純鋁提高很多，水處理中常代替不銹鋼。 1.4非金屬材料Ø 無機(jī)非金屬：陶瓷、玻璃、化工搪瓷、石墨等。Ø 有機(jī)非金屬材料：又稱高分子材料，工程塑料。Ø 復(fù)合材料：由兩種或兩種以上的金屬或非金屬復(fù)合而成的一種新型材料。陶瓷（Ceramics）玻璃ü 耐腐蝕ü 化學(xué)穩(wěn)定性好ü 燈工熔接性能好（硼硅酸鹽玻璃，或低堿無硼玻璃）ü 耐溫度急變性差化工搪瓷Ø 搪瓷是將瓷釉涂搪在金屬底片上，經(jīng)過高溫?zé)贫?，是金屬和瓷釉的?fù)合材料。Ø 提高了陶瓷的韌性Ø 耐腐蝕（氫氟酸、高溫磷酸和強(qiáng)堿除外）

22、6; 易清洗Ø 我國D7搪瓷（抗堿腐蝕）石墨Ø 天然石墨Ø 人造石墨（空隙多而影響性能）Ø 浸漬劑的應(yīng)用增強(qiáng)不透性Ø 導(dǎo)熱性能好Ø 不污染介質(zhì)Ø 用來做換熱器、塔器、管件等高分子材料（有機(jī)非金屬）Ø 概念（工程塑料）Ø 是水工藝設(shè)備中最常用的工業(yè)材料之一Ø 分天然和人工的兩大類Ø 高分子化合物的分子量大Ø 結(jié)構(gòu)簡單Ø 具有較好的機(jī)械性能Ø 分類（1）按來源分類 天然高分子和合成高分子。（2）按主鏈結(jié)構(gòu)分類 碳鏈聚合物 雜鏈聚合物 元素有機(jī)聚合物 元素?zé)o機(jī)聚

23、合物 （3）按性能和用途分類 塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑和功能高分子六大類。（4）按功能分類 通用高分子、工程材料高分子、功能高分子、仿生高分子等 。Ø 命名1高分子化合物的命名 （1）按原料單體或聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名 在單體名稱前面冠以“聚”字：聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙二酰己二胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等。 在單體名稱后面加“樹脂” ：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。（2）按商品名命名：*我國習(xí)慣以“綸”作為合成纖維商品名的后綴，如滌綸、氯綸、腈綸、錦綸、丙綸等。有機(jī)玻璃聚甲基丙烯酸甲酯。 為解決聚合物讀寫不便，常采用國際通用的英文縮寫符號(hào)，如PVC、ABS等。Ø 高分子材料性能

24、n 重量輕高分子材料是重量最輕的一類材料，比金屬和陶瓷材料都輕，一般密度1.0-2.0g/cm3；為鋼材的1/8到1/4，普通陶瓷的1/2以下。聚丙烯的密度甚至比紙的密度還小。而聚氨酯泡沫密度更小。n 高彈性無定形和部分晶態(tài)高聚物在玻璃化溫度以上由于自由的鏈段運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)出很高的彈性。彈性形變量大：100%1000%彈性模量低：比金屬小百倍n 滯彈性n 概念：高聚物的高彈性不僅取決于應(yīng)力，還決定與應(yīng)力作用速率，即應(yīng)變與應(yīng)力滯后平衡。n 蠕變：高聚物室溫下長期受力，發(fā)生不可恢復(fù)的塑性變形。n 應(yīng)力松弛：高聚物受力變形后導(dǎo)致的應(yīng)力衰減現(xiàn)象，如法蘭滲漏。n 滯后和內(nèi)耗：變形恢復(fù)需要時(shí)間，連續(xù)荷載就造成

25、分子內(nèi)摩擦，產(chǎn)生內(nèi)耗，導(dǎo)致發(fā)熱，如傳送帶。n 塑性和受迫彈性高聚物的分子鏈一般很長，加熱時(shí)受熱不均容易軟化，表現(xiàn)出明顯的塑性。冷拉變形時(shí)多以細(xì)頸擴(kuò)展的方式進(jìn)行。n 強(qiáng)度和斷裂n 強(qiáng)度低：這是工程塑料作為結(jié)構(gòu)材料使用的最大障礙。n 脆性斷裂：硬脆類高聚物伸長率很小，約2%；強(qiáng)硬類高聚物；柔韌材料也可以發(fā)生脆性斷裂。n 韌性斷裂：強(qiáng)韌性材料，彈性模量和強(qiáng)度高，伸長率大10韌性n 內(nèi)在韌性好是高聚物的優(yōu)點(diǎn)，即斷裂前可吸收較多能量。n 但是，高聚物的沖擊韌性不如金屬材料，這也是高聚物作為工程結(jié)構(gòu)材料的主要問題之一。n 提高韌性方法：改性、共混等增強(qiáng)技術(shù)做復(fù)合材料。n 如聚氯乙烯。n 耐磨摩擦系數(shù)低，磨

26、損率低。耐磨、減摩性能是金屬材料無法比擬的。n 絕緣性高聚物分子的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，不能電離，沒有可以自由電子和可移動(dòng)的離子，是良好絕緣體。n 熱穩(wěn)定性高聚物的耐熱性要根據(jù)材料組成和結(jié)構(gòu)看，分熱固性塑料和熱塑性塑料。n 耐蝕高分子材料的耐蝕性能優(yōu)良，如塑料王之稱的聚四氟乙烯不僅耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，甚至在沸騰的王水中也很穩(wěn)定。n 老化高聚物盡管耐腐蝕，但是長期使用會(huì)存在老化問題，使材料性能變差。老化的原因是分子鏈結(jié)構(gòu)在光、熱等外在因素作用下被破壞，發(fā)生降解。改進(jìn)辦法有表面處理，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，加入防老化劑。Ø 工程塑料：主要原料是高分子合成樹脂，為適應(yīng)各種產(chǎn)品的不同性能要求，還要加進(jìn)各種添加劑改善其性

27、能。Ø 常用添加劑：填料（提高力學(xué)性能）、增塑劑（降低硬度和脆性，提高塑性）、穩(wěn)定劑（延緩老化）、固化劑（加快固化速度，提高機(jī)械強(qiáng)度）。Ø 常用工程塑料：硬聚氯乙烯塑料（PVC）、聚乙烯塑料（PE）、聚丙烯塑料（PP）等。Ø 高分子材料（有機(jī)非金屬）n 常見塑料（表1.7）Ø PEØ PPØ PVCØ n 橡膠Ø 天然橡膠Ø 合成橡膠n 復(fù)合材料Ø 特點(diǎn)Ø 兩種或多種物理化學(xué)屬性不同的物質(zhì)復(fù)合而成非均相固體材料。Ø 客服弱點(diǎn)、有針對(duì)性設(shè)計(jì)、多功能Ø 分類(p40，表

28、1.8)n 纖維復(fù)合材料（基體+增強(qiáng)體）Ø 玻璃纖維復(fù)合材料（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）Ø 碳纖維復(fù)合材料（碳纖維增強(qiáng)樹脂、金屬、陶瓷）Ø 硼纖維復(fù)合材料（增強(qiáng)樹脂、金屬）Ø 金屬纖維復(fù)合材料（金屬增強(qiáng)金屬、陶瓷）n 復(fù)合材料性能Ø 比強(qiáng)度和比剛度高Ø 抗疲勞性能好Ø 減震能力強(qiáng)Ø 熱穩(wěn)定性好Ø 抗斷裂性能高Ø 補(bǔ)充：給水排水工程設(shè)備 常用材料的選擇原則Ø 滿足機(jī)械性能（力學(xué)性能）的要求。Ø 滿足腐蝕方面的要求Ø 滿足材料的經(jīng)濟(jì)性Ø 室外給水管材Ø （1）輸水：Ø 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力混凝土管、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂夾砂管等。Ø （2）配水：Ø 球墨鑄鐵、鋼管、聚乙烯管（PE）、硬質(zhì)聚氯乙烯管（PVC）等。Ø （