第1章環(huán)境工程設(shè)備材料

1、環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)主講教師：食品學(xué)院主講教師：食品學(xué)院 張仲欣張仲欣電電 話(huà)：話(huà)：64222390-mail：本課件使用說(shuō)明本課件使用說(shuō)明1 1、紅顏色紅顏色：標(biāo)題；：標(biāo)題； 藍(lán)顏色藍(lán)顏色：需記筆記的內(nèi)容；：需記筆記的內(nèi)容； 綠顏色綠顏色：重點(diǎn)；：重點(diǎn)； 黑顏色：解釋性材料；黑顏色：解釋性材料； 棕顏色棕顏色：重復(fù)前頁(yè)的標(biāo)題。：重復(fù)前頁(yè)的標(biāo)題。2 2、頁(yè)面切換聲：、頁(yè)面切換聲：“咔嚓咔嚓”； 頁(yè)面上增加內(nèi)容聲：頁(yè)面上增加內(nèi)容聲：“鐺鐺”或或“嗒嗒嗒嗒”。教材：教材：普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)定教國(guó)家級(jí)規(guī)定教材材環(huán)境工程設(shè)備環(huán)境工

2、程設(shè)備 金兆豐主編金兆豐主編化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社主要參考書(shū)：主要參考書(shū)：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 董大勤主編董大勤主編化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社本課件使用說(shuō)明本課件使用說(shuō)明主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排緒論緒論 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第一章第一章 環(huán)境工程設(shè)備材料環(huán)境工程設(shè)備材料 8 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第二章第二章 容器設(shè)計(jì)與制造容器設(shè)計(jì)與制造 16 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第三章第三章 管道與閥門(mén)管道與閥門(mén) 6 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第四章第四章 機(jī)械傳動(dòng)與減速器機(jī)械傳動(dòng)與減速器 10 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第五章第五章 環(huán)境工程設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)例環(huán)境工程設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)例 6 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)本課程的學(xué)習(xí)方法本課程的學(xué)習(xí)方法一、開(kāi)設(shè)本課程的目的與意義

3、一、開(kāi)設(shè)本課程的目的與意義1.了解環(huán)境工程設(shè)備的相關(guān)知識(shí)，能認(rèn)識(shí)了解環(huán)境工程設(shè)備的相關(guān)知識(shí)，能認(rèn)識(shí)設(shè)備。設(shè)備。2.掌握環(huán)境工程設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理、工作掌握環(huán)境工程設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理、工作過(guò)程、特點(diǎn)等，為設(shè)備的選型配套打基過(guò)程、特點(diǎn)等，為設(shè)備的選型配套打基礎(chǔ)。礎(chǔ)。3.掌握環(huán)境工程設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)與方掌握環(huán)境工程設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)與方法，為設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造打基礎(chǔ)。法，為設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造打基礎(chǔ)。二、本課程的學(xué)習(xí)方法二、本課程的學(xué)習(xí)方法1.提倡記筆記，必須做作業(yè)。提倡記筆記，必須做作業(yè)。2.期末考試：平時(shí)占期末考試：平時(shí)占30%， 卷面占卷面占70%。3.答疑時(shí)間：周三晚答疑時(shí)間：周三晚8點(diǎn)點(diǎn)-10點(diǎn)，

4、點(diǎn)， 地點(diǎn)：地點(diǎn)：2-231（最西頭）。（最西頭）。緒論緒論主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.環(huán)境工程設(shè)備的定義和分類(lèi)環(huán)境工程設(shè)備的定義和分類(lèi)2.機(jī)械類(lèi)與容器類(lèi)環(huán)保設(shè)備機(jī)械類(lèi)與容器類(lèi)環(huán)保設(shè)備3.標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)簡(jiǎn)介標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)簡(jiǎn)介4.環(huán)境工程設(shè)備的選用與設(shè)計(jì)原則環(huán)境工程設(shè)備的選用與設(shè)計(jì)原則1.定義：定義： 以控制環(huán)境污染為目的的設(shè)備，稱(chēng)為環(huán)以控制環(huán)境污染為目的的設(shè)備，稱(chēng)為環(huán)境保護(hù)設(shè)備或環(huán)保設(shè)備境保護(hù)設(shè)備或環(huán)保設(shè)備v環(huán)境保護(hù)設(shè)備環(huán)境保護(hù)設(shè)備是是水水污染治理設(shè)備、污染治理設(shè)備、空氣空氣污染污染治理設(shè)備、治理設(shè)備、固體廢棄物固體廢棄物處理設(shè)備、處理設(shè)備、噪聲噪聲與振與振動(dòng)控制設(shè)備、動(dòng)控制設(shè)備、放射性放射性與電磁波污染

5、防護(hù)設(shè)備與電磁波污染防護(hù)設(shè)備的總稱(chēng)。的總稱(chēng)。一、環(huán)境工程設(shè)備的定義與分類(lèi)一、環(huán)境工程設(shè)備的定義與分類(lèi)按類(lèi)別、亞類(lèi)別、組別和型別四個(gè)層次進(jìn)行分類(lèi)。按類(lèi)別、亞類(lèi)別、組別和型別四個(gè)層次進(jìn)行分類(lèi)。（1）按類(lèi)別按類(lèi)別：即：即按控制的污染物按控制的污染物對(duì)象分類(lèi)對(duì)象分類(lèi)水污染治理設(shè)備水污染治理設(shè)備空氣污染治理設(shè)備空氣污染治理設(shè)備固體廢棄物處理處置設(shè)備固體廢棄物處理處置設(shè)備噪聲與振動(dòng)控制設(shè)備噪聲與振動(dòng)控制設(shè)備放射性與電磁波污染防護(hù)設(shè)備放射性與電磁波污染防護(hù)設(shè)備2.分類(lèi)：分類(lèi)：2.分類(lèi)：分類(lèi)：（2）按亞類(lèi)別按亞類(lèi)別：即按環(huán)保設(shè)備的：即按環(huán)保設(shè)備的原理和用途原理和用途分類(lèi)分類(lèi)物理法物理法化學(xué)法化學(xué)法物理化學(xué)法物

6、理化學(xué)法（3）按組別按組別：即：即按功能原理按功能原理分類(lèi)分類(lèi) 如用于分離的原理有：如用于分離的原理有：沉淀沉淀澄清澄清上浮上浮氣浮氣浮離心離心磁分離磁分離2.分類(lèi)：分類(lèi)：（4）按型別分類(lèi)按型別分類(lèi)：即：即按結(jié)構(gòu)特性和工作方式按結(jié)構(gòu)特性和工作方式如氣浮分離器的典型結(jié)構(gòu)有：如氣浮分離器的典型結(jié)構(gòu)有： 溶氣氣浮溶氣氣浮真空氣浮真空氣浮分散空氣氣浮分散空氣氣浮電解氣浮電解氣浮泡沫分離器泡沫分離器二、機(jī)械類(lèi)與容器類(lèi)環(huán)保設(shè)備二、機(jī)械類(lèi)與容器類(lèi)環(huán)保設(shè)備單體設(shè)備可分為機(jī)械類(lèi)與容器類(lèi)兩種類(lèi)型單體設(shè)備可分為機(jī)械類(lèi)與容器類(lèi)兩種類(lèi)型機(jī)械類(lèi)設(shè)備可分為通用設(shè)備與專(zhuān)用設(shè)備機(jī)械類(lèi)設(shè)備可分為通用設(shè)備與專(zhuān)用設(shè)備容器類(lèi)設(shè)備可分為

7、常壓容器、中低壓容器、高壓容器類(lèi)設(shè)備可分為常壓容器、中低壓容器、高壓容器等容器等 常壓：只承受容器內(nèi)介質(zhì)的靜壓常壓：只承受容器內(nèi)介質(zhì)的靜壓低壓：介質(zhì)工作壓力低壓：介質(zhì)工作壓力1.6MPa中壓：介質(zhì)工作壓力為中壓：介質(zhì)工作壓力為1.610MPa高壓：介質(zhì)工作壓力為高壓：介質(zhì)工作壓力為10100MPa容器類(lèi)環(huán)境工程設(shè)備一般是指沒(méi)有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)容器類(lèi)環(huán)境工程設(shè)備一般是指沒(méi)有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)備，主要是指設(shè)備的外殼。備，主要是指設(shè)備的外殼。三、標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)簡(jiǎn)介三、標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)簡(jiǎn)介1.標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展歷史：由統(tǒng)一性決定標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展歷史：由統(tǒng)一性決定2.標(biāo)準(zhǔn)化的主要作用：便于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用標(biāo)準(zhǔn)化的主要作用：便于設(shè)計(jì)、

8、生產(chǎn)、使用3.標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)的定義：大家都遵守的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)的定義：大家都遵守的規(guī)則4.標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)：國(guó)家、部門(mén)、行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)：國(guó)家、部門(mén)、行業(yè)、企業(yè)5.標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)和編號(hào)：由名稱(chēng)、代號(hào)、編號(hào)、年份標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)和編號(hào)：由名稱(chēng)、代號(hào)、編號(hào)、年份組成。如組成。如鋼制壓力容器鋼制壓力容器（ GB150-1998 ）6.ISO9000和和ISO14000：ISO為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，9000為為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，1400為環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)為環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)四、環(huán)境工程設(shè)備的選用與設(shè)計(jì)原則四、環(huán)境工程設(shè)備的選用與設(shè)計(jì)原則1.成套設(shè)備與單體設(shè)備：成套設(shè)備滿(mǎn)足工成套設(shè)備與單體設(shè)備：成套設(shè)備滿(mǎn)足工藝要求，單體設(shè)備盡量

9、選通用設(shè)備。藝要求，單體設(shè)備盡量選通用設(shè)備。2.通用設(shè)備的選用原則：適用、先進(jìn)、安通用設(shè)備的選用原則：適用、先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)全、經(jīng)濟(jì)3.專(zhuān)用設(shè)備的設(shè)計(jì)原則：滿(mǎn)足工藝要求、專(zhuān)用設(shè)備的設(shè)計(jì)原則：滿(mǎn)足工藝要求、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)第第1 1章章 環(huán)境工程設(shè)備材料環(huán)境工程設(shè)備材料主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.材料的基本性能材料的基本性能2.碳鋼與鑄鐵碳鋼與鑄鐵3.合金鋼合金鋼4.有色金屬及其合金有色金屬及其合金5.非金屬材料與復(fù)合材料非金屬材料與復(fù)合材料6.材料的腐蝕與防腐材料的腐蝕與防腐7.環(huán)境工程設(shè)備材料選擇環(huán)境工程設(shè)備材料選擇環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 材料的基本性能

10、材料的基本性能主要包括：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能和主要包括：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能和加工性能加工性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能力學(xué)性能是指材料在外力作用下抵抗變形或力學(xué)性能是指材料在外力作用下抵抗變形或破壞的能力，如強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、破壞的能力，如強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性等韌性等。這些性能是化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料選。這些性能是化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料選擇及計(jì)算時(shí)決定許用應(yīng)力的依據(jù)。擇及計(jì)算時(shí)決定許用應(yīng)力的依據(jù)。 環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能1. 強(qiáng)度強(qiáng)度是指材料抗變形或斷裂的能力是指材料抗變形或斷裂的能力 。（1）材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)）材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)應(yīng)力：?jiǎn)?/p>

11、位面積所受的力應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e所受的力應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度所產(chǎn)生的變形應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度所產(chǎn)生的變形SF000lllll應(yīng)力的單位為應(yīng)力的單位為MPa，即，即106N/m2環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)1.強(qiáng)度強(qiáng)度材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)材料拉伸試驗(yàn)：材料拉伸試驗(yàn)：試棒制備試棒制備材料拉伸過(guò)程演示材料拉伸過(guò)程演示l0=10d0l0= 5d0一般一般d0=10mm環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)1.強(qiáng)度強(qiáng)度材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)材料拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)（畫(huà)出）（畫(huà)出）環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)1.強(qiáng)度強(qiáng)度p p比例極限比例極限e e彈性極限彈性極限s s屈服極限（屈服點(diǎn)）屈服極限（屈服點(diǎn)）b b強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限E=

12、tan()E=tan()材料的彈性模量材料的彈性模量在比例極限內(nèi)，在比例極限內(nèi)，=E=E環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)1. 強(qiáng)度強(qiáng)度長(zhǎng)期靜載對(duì)強(qiáng)度的影響：蠕變極限長(zhǎng)期靜載對(duì)強(qiáng)度的影響：蠕變極限n交變載荷交變載荷對(duì)強(qiáng)度的影響對(duì)強(qiáng)度的影響：疲勞極限疲勞極限-1交變載荷大小用交變載荷大小用應(yīng)力循環(huán)系數(shù)或應(yīng)力比衡量，應(yīng)力循環(huán)系數(shù)或應(yīng)力比衡量， r= min/max 疲勞極限疲勞極限-1以以106107次交變這材料不被破壞的應(yīng)力次交變這材料不被破壞的應(yīng)力許用應(yīng)力許用應(yīng)力 nlim安全系數(shù)極限應(yīng)力不同的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)不同的不同的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)不同的強(qiáng)度極限。強(qiáng)度極限。安全系數(shù)是對(duì)設(shè)備安全性的保護(hù)，一般安全系數(shù)是對(duì)設(shè)備安全性的保護(hù)

13、，一般n=25。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)2. 硬度硬度硬度是指固體材料對(duì)外界物體機(jī)械作用（如壓陷、硬度是指固體材料對(duì)外界物體機(jī)械作用（如壓陷、刻劃）的刻劃）的局部抵抗能力局部抵抗能力。 是彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo)。是彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo)。常用硬度表示方法：常用硬度表示方法：（1）布氏硬度布氏硬度(HB)：用于軟質(zhì)材料，：用于軟質(zhì)材料，如如低碳鋼，低碳鋼，HB200300HB200300布氏硬度與抗拉強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系：布氏硬度與抗拉強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系：低碳鋼低碳鋼 b=0.36 HB高碳鋼高碳鋼 b=0.34 HB灰鑄鐵灰鑄鐵 b=0.1 HB（2）洛氏硬度洛氏硬度(HRC、HRB)：用于硬

14、質(zhì)材料，：用于硬質(zhì)材料，如如高碳鋼或合金鋼，高碳鋼或合金鋼，HRC4060HRC4060環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)3. 塑性塑性延伸率延伸率 %100%100001Plll斷面收縮率斷面收縮率%100010sss化工設(shè)備材料一般要求化工設(shè)備材料一般要求5 5=10=1020%20%其中其中p p為斷裂時(shí)的應(yīng)變。為斷裂時(shí)的應(yīng)變。L L1 1和和s s1 1為斷裂時(shí)的長(zhǎng)度為斷裂時(shí)的長(zhǎng)度和斷面面積。和斷面面積。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)4.4.沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性k k：使其破壞所消耗的功或吸收：使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積，即的能除以試件的截面面積，即低溫容器所用鋼板的低溫容器所用鋼

15、板的k k值值不得低于不得低于0.3MJ/m0.3MJ/m2 20sAkk環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)二、物理性能二、物理性能密度、熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率、線(xiàn)膨脹系數(shù)、密度、熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率、線(xiàn)膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與泊松比等。導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與泊松比等。三、化學(xué)性能三、化學(xué)性能1. 耐腐蝕性耐腐蝕性材料對(duì)周?chē)橘|(zhì)侵蝕的抵抗能力材料對(duì)周?chē)橘|(zhì)侵蝕的抵抗能力2. 抗氧化性抗氧化性材料抵抗高溫氧化的能力。材料抵抗高溫氧化的能力。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)四、加工工藝性能四、加工工藝性能1. 可鑄性：收縮與偏析可鑄性：收縮與偏析2. 可鍛性可鍛性3. 焊接性焊接性4. 可切削加工性可切削加工性環(huán)境工

16、程設(shè)備與設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 材料的基本性能材料的基本性能【作業(yè)作業(yè)】1. 1.一個(gè)總重為一個(gè)總重為700N700N的電機(jī)，用一個(gè)的電機(jī)，用一個(gè)M8M8吊環(huán)螺釘起吊。螺紋根部直徑為吊環(huán)螺釘起吊。螺紋根部直徑為6.4mm6.4mm，其截面上的應(yīng)力有多大？，其截面上的應(yīng)力有多大？2.2.一鋼管，中徑為一鋼管，中徑為D D，厚度為，厚度為，要，要受受F F的拉力。已知斷面上的許用應(yīng)力的拉力。已知斷面上的許用應(yīng)力為為mm。F F允許多大？允許多大？( (圓環(huán)面積近似圓環(huán)面積近似用中徑周長(zhǎng)乘以厚度用中徑周長(zhǎng)乘以厚度) )環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 材料的基本性能材料的基本性能【作業(yè)答案作業(yè)答案】1.=2

17、2MPa1.=22MPa2.F=D2.F=Dmm環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 碳鋼與鑄鐵碳鋼與鑄鐵碳鋼即碳鋼即“鐵碳合金鐵碳合金”是由是由95以上的鐵和以上的鐵和0.054的碳及的碳及1左右的雜質(zhì)元素所組成的左右的雜質(zhì)元素所組成的合金。合金。一般含碳量一般含碳量0.022的稱(chēng)為鋼；的稱(chēng)為鋼；大于大于2稱(chēng)為鑄鐵；稱(chēng)為鑄鐵；含碳量小于含碳量小于0.02的稱(chēng)為純鐵的稱(chēng)為純鐵(工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵)；含碳量大于含碳量大于4.3的鑄鐵極脆。的鑄鐵極脆。 后二者的工程應(yīng)用價(jià)值都很小。后二者的工程應(yīng)用價(jià)值都很小。 環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)1.1.金屬的組織與結(jié)構(gòu)金屬的組織

18、與結(jié)構(gòu)組織：在金相顯微組織：在金相顯微鏡下看到的金屬的鏡下看到的金屬的晶粒，簡(jiǎn)稱(chēng)組織。晶粒，簡(jiǎn)稱(chēng)組織。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：電子顯微鏡觀(guān)察到金屬原子各種規(guī)則排列，結(jié)構(gòu)：電子顯微鏡觀(guān)察到金屬原子各種規(guī)則排列，稱(chēng)為金屬的晶體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。稱(chēng)為金屬的晶體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。 不同溫度下純鐵體心立方與面心立方晶格不同溫度下純鐵體心立方與面心立方晶格 體心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者體心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者的強(qiáng)度高于前者。的強(qiáng)度高于前者。1.1.金屬的組織與結(jié)構(gòu)金屬的組織與結(jié)構(gòu)環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)鑄鐵中的碳一般以石墨的形式存在，有不同的組織鑄鐵中的碳一般以石墨的形式存在，有不同

19、的組織形貌。形貌。石墨在鑄鐵中的三種存在形式石墨在鑄鐵中的三種存在形式如下：如下：球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之；粗片狀石球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之；粗片狀石墨最差。墨最差。1.1.金屬的組織與結(jié)構(gòu)金屬的組織與結(jié)構(gòu)環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)2.2.純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變體心立方晶格的純鐵稱(chēng)體心立方晶格的純鐵稱(chēng)-Fe-Fe，面心立方晶格的鐵稱(chēng)為面心立方晶格的鐵稱(chēng)為-Fe-Fe。-Fe-Fe加熱可變?yōu)榧訜峥勺優(yōu)?Fe-Fe，反之高溫下的反之高溫下的-Fe-Fe冷卻可變?yōu)槔鋮s可變?yōu)?Fe-Fe。在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象，在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱(chēng)稱(chēng)“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)

20、變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”。純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是在純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是在910910恒溫下完成的。恒溫下完成的。在固態(tài)下重新排列、結(jié)晶過(guò)程，是鋼進(jìn)行熱處理的依據(jù)。在固態(tài)下重新排列、結(jié)晶過(guò)程，是鋼進(jìn)行熱處理的依據(jù)。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)3.3.碳鋼的基本組織碳鋼的基本組織碳在鐵中的存在形式有固溶體、化合物碳在鐵中的存在形式有固溶體、化合物和混合物三種。和混合物三種。 ( (固溶體：兩種或兩種以上的元素在固態(tài)固溶體：兩種或兩種以上的元素在固態(tài)下互相溶解，而仍然保持溶劑晶格原來(lái)下互相溶解，而仍然保持溶劑晶格原來(lái)形式的物體。形式的物體。) )這三種不同的存在形式，形成了不同的這三種不同的存在形式，形成了不同的碳鋼組

21、織。碳鋼組織。 環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（1 1）鐵素體）鐵素體碳溶解在碳溶解在-Fe-Fe中形成固溶體稱(chēng)鐵素體。中形成固溶體稱(chēng)鐵素體。-Fe-Fe原子間隙小，溶碳能力低（室溫下原子間隙小，溶碳能力低（室溫下0.0060.006），強(qiáng)度），強(qiáng)度和硬度低，但塑性和韌性很好。和硬度低，但塑性和韌性很好。低碳鋼是含鐵素體的鋼，低碳鋼是含鐵素體的鋼，具有軟而韌的性能。具有軟而韌的性能。（2 2）奧氏體）奧氏體碳溶解在碳溶解在-Fe-Fe鐵中形成固溶體稱(chēng)奧氏體。鐵中形成固溶體稱(chēng)奧氏體。-Fe-Fe原子間隙較大，碳的溶解度比原子間隙較大，碳的溶解度比-Fe-Fe中大得多，如在中大得多，如在723723時(shí)可溶解時(shí)

22、可溶解0.80.8，在，在11471147時(shí)可達(dá)最大值時(shí)可達(dá)最大值2.062.06。奧氏體組織是在奧氏體組織是在-Fe-Fe發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的。由于奧發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的。由于奧氏體氏體有較大的溶解度，故塑性、韌性較好，且無(wú)磁性。有較大的溶解度，故塑性、韌性較好，且無(wú)磁性。3.3.碳鋼的基本組織碳鋼的基本組織環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（3 3）滲碳體）滲碳體碳和鐵形成一種化合物（碳和鐵形成一種化合物（FeFe3 3C C）稱(chēng)滲碳體。）稱(chēng)滲碳體。熔點(diǎn)約熔點(diǎn)約16001600，硬度高。，硬度高。鐵碳合金鐵碳合金含碳量小于含碳量小于2 2時(shí)，其組織是在鐵素時(shí)，其組織是在鐵素體中散布著滲碳體，是碳素

23、鋼體中散布著滲碳體，是碳素鋼。含碳量大于含碳量大于2 2時(shí)，部分碳以石墨形式存在，時(shí)，部分碳以石墨形式存在，稱(chēng)鑄鐵稱(chēng)鑄鐵?？估瓘?qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄。抗拉強(qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄鐵具有一定消震能力。鐵具有一定消震能力。3.3.碳鋼的基本組織碳鋼的基本組織環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（4 4）珠光體）珠光體鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，即其強(qiáng)度、硬度比鐵素體顯著提高；即其強(qiáng)度、硬度比鐵素體顯著提高；塑性、韌性比鐵素體差，但比滲碳塑性、韌性比鐵素體差，但比滲碳體要好得多。體要好得多。3.3.碳鋼的基本組織碳鋼的基本

24、組織環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（5 5）萊氏體）萊氏體珠光體和初次滲碳體的共晶混合物。珠光體和初次滲碳體的共晶混合物。具有較高的硬度具有較高的硬度，是一種較粗而硬的金相組，是一種較粗而硬的金相組織，存在于白口鑄鐵、高碳鋼中?？?，存在于白口鑄鐵、高碳鋼中。（6 6）馬氏體）馬氏體鋼和鐵從高溫急冷下來(lái)的組織，是鋼和鐵從高溫急冷下來(lái)的組織，是碳在碳在-Fe-Fe中過(guò)飽和的固溶體。中過(guò)飽和的固溶體。具有很高的硬度，但很脆，具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，幾乎延伸性低，幾乎不能承受沖擊載荷。不能承受沖擊載荷。 3.3.碳鋼的基本組織碳鋼的基本組織環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì) 環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)從鐵碳合金狀態(tài)圖中可以看出

25、：溫度和從鐵碳合金狀態(tài)圖中可以看出：溫度和含碳量對(duì)鋼鐵組織影響的規(guī)律是：含碳量對(duì)鋼鐵組織影響的規(guī)律是：溫度由高到低：液體溫度由高到低：液體奧氏體奧氏體珠光體珠光體含碳量由低到高：鐵素體含碳量由低到高：鐵素體滲碳體滲碳體萊氏萊氏體體即：即：不同含碳量的鐵在不同的溫度下有不不同含碳量的鐵在不同的溫度下有不同的組織結(jié)構(gòu)。同的組織結(jié)構(gòu)。3.3.碳鋼的基本組織碳鋼的基本組織環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)三、鋼的熱處理三、鋼的熱處理鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金相組織以滿(mǎn)足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性變金相組織以滿(mǎn)足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，稱(chēng)為熱處理。能，

26、稱(chēng)為熱處理。常用的熱處理方法有：常用的熱處理方法有：環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)1. 1. 退火和正火退火和正火退火：緩慢加熱到臨界點(diǎn)以上的某一溫度，保溫一段時(shí)間，退火：緩慢加熱到臨界點(diǎn)以上的某一溫度，保溫一段時(shí)間，隨爐緩慢冷卻。隨爐緩慢冷卻。目的：細(xì)化晶粒，提高力學(xué)性能；降低硬度、提高塑性、便目的：細(xì)化晶粒，提高力學(xué)性能；降低硬度、提高塑性、便于冷加工；于冷加工；消除部分內(nèi)應(yīng)力消除部分內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形。，防止工件變形。正火是置于空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，韌性可顯著提高。正火是置于空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，韌性可顯著提高。鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。2. 2.

27、 淬火和回火淬火和回火淬火：加熱至淬火溫度淬火：加熱至淬火溫度( (臨界點(diǎn)以上臨界點(diǎn)以上303050)50)，并保溫一，并保溫一段時(shí)間，然后投入到淬火劑中冷卻。段時(shí)間，然后投入到淬火劑中冷卻。目的：淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨目的：淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨性。性。 淬火劑有空氣、油、水、鹽水，冷卻能力遞增。淬火劑有空氣、油、水、鹽水，冷卻能力遞增。碳鋼在水和鹽水中淬火，合金鋼在油中淬火。碳鋼在水和鹽水中淬火，合金鋼在油中淬火。三、鋼的熱處理三、鋼的熱處理環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)回火：是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工回火：是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度

28、的加熱與冷卻熱處理工藝。藝。目的：降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。目的：降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。在在150150250250范圍內(nèi)的回火稱(chēng)范圍內(nèi)的回火稱(chēng)“低溫回火低溫回火”?；鼗瘃R氏體?；鼗瘃R氏體有較高的硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低。刃具、量有較高的硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低。刃具、量具，要進(jìn)行低溫回火處理。具，要進(jìn)行低溫回火處理。中溫回火溫度是中溫回火溫度是300300450450。有一定的彈性和韌性，并有較高硬度。有一定的彈性和韌性，并有較高硬度。軸類(lèi)、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。軸類(lèi)、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。高溫回火溫度為高溫回火溫度為5005006

29、80680。綜合性能：強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好綜合性能：強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好淬火高溫回火習(xí)慣上稱(chēng)為淬火高溫回火習(xí)慣上稱(chēng)為“調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理”。用于各種軸類(lèi)零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。用于各種軸類(lèi)零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。 2. 2. 淬火和回火淬火和回火環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)時(shí)效熱處理：材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后，時(shí)效熱處理：材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后，在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨時(shí)間而變化的過(guò)程。時(shí)間而變化的過(guò)程。時(shí)效處理可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺時(shí)效處理可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，寸，它與回火作用相似。它與回火作用相似。2.

30、淬火和回火淬火和回火環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)3. 3. 表面淬火表面淬火使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則具有一定的韌性。性和疲勞強(qiáng)度，而心部則具有一定的韌性。4. 4. 化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮有滲碳、滲氮( (氮化氮化) )、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化( (碳碳與氮共滲與氮共滲) )等。等。滲碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性滲碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性；滲鋁可提高耐熱、抗氧化性滲鋁可提高耐熱、抗氧化性；氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高耐磨氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高耐

31、磨和耐腐蝕性；和耐腐蝕性；滲硅可提高耐酸性等滲硅可提高耐酸性等。三、鋼的熱處理三、鋼的熱處理環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)四、碳鋼四、碳鋼1. 常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響碳鋼中的雜質(zhì)元素有：碳鋼中的雜質(zhì)元素有： 硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等（1 1）硫：有害元素。硫：有害元素。FeSFeS和和 FeFe形成低熔點(diǎn)形成低熔點(diǎn)(985)(985)化合物。鋼材熱加工化合物。鋼材熱加工1150115012001200，過(guò)早熔化而導(dǎo)，過(guò)早熔化而導(dǎo)致工件開(kāi)裂，稱(chēng)為致工件開(kāi)裂，稱(chēng)為“熱脆熱脆”。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S S0.02%0.02%0.03%0.03

32、%；優(yōu)質(zhì)鋼：優(yōu)質(zhì)鋼：S S0.03%0.03%0.045%0.045%；普通鋼：普通鋼：S S0.055%0.055%0.7%0.7%。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（2 2）磷磷: :有害元素有害元素。雖能使強(qiáng)度、硬度增高，但塑性、沖擊韌。雖能使強(qiáng)度、硬度增高，但塑性、沖擊韌性顯著降低。性顯著降低。特別是在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱(chēng)特別是在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱(chēng)“冷脆冷脆”。 使冷加使冷加工及焊接性變壞，工及焊接性變壞，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： P P0.025%0.025%；優(yōu)質(zhì)鋼：優(yōu)質(zhì)鋼： P P0.04%0.04%；普通鋼：普通鋼： P P0.085%0.085%。（3 3）錳錳: :脫氧劑，

33、有益元素脫氧劑，有益元素。MnS(1600) MnS(1600) ，部分消除硫的有害作用。，部分消除硫的有害作用。錳具有很好的脫氧能力，與錳具有很好的脫氧能力，與FeFe成為成為MnMn進(jìn)入爐渣，從而改進(jìn)入爐渣，從而改善鋼的品質(zhì)，特別是可以降低脆性，提高強(qiáng)度和硬度。善鋼的品質(zhì)，特別是可以降低脆性，提高強(qiáng)度和硬度。在在0.5%0.5%0.8%0.8%以下時(shí)，看成是常存雜質(zhì)。以下時(shí)，看成是常存雜質(zhì)。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，正常含錳量是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，正常含錳量是0.5%0.5%0.8%0.8%；高錳結(jié)構(gòu)鋼；高錳結(jié)構(gòu)鋼可達(dá)可達(dá)0.7%0.7%1.2%1.2%。1. 常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響常存雜質(zhì)元

34、素對(duì)鋼材性能的影響環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（4）硅硅:脫氧劑。有益元素脫氧劑。有益元素。硅與硅與FeO能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去。能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去。硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在0.1%0.37%，沸騰鋼中只含有，沸騰鋼中只含有0.03%0.07%。由于鋼中硅含量一般不超過(guò)由于鋼中硅含量一般不超過(guò)0.5%，對(duì)鋼性能影響不大。，對(duì)鋼性能影響不大。（5）氧：有害元素氧：有害元素。在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行脫氧，但不可能除盡。在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁

35、進(jìn)行脫氧，但不可能除盡。FeO、MnO、SiO2、Al2O3，使強(qiáng)度、塑性降低。尤其是對(duì)疲勞，使強(qiáng)度、塑性降低。尤其是對(duì)疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。1. 常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（6 6）氮）氮長(zhǎng)時(shí)間放置或在長(zhǎng)時(shí)間放置或在200200300300加熱，氮以氮化物的形加熱，氮以氮化物的形式析出，硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降。式析出，硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降。（7 7）氫）氫氫會(huì)使鋼材出現(xiàn)氫脆、白點(diǎn)等缺陷。即在斷面上出現(xiàn)氫會(huì)使鋼材出現(xiàn)氫脆、白點(diǎn)等缺陷。即在斷面上出現(xiàn)白色斑點(diǎn)，易斷裂。白色斑點(diǎn)，易斷裂。1. 常存雜質(zhì)元素對(duì)

36、鋼材性能的影響常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)2. 分類(lèi)與編號(hào)分類(lèi)與編號(hào)按用途分：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具按用途分：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）鋼和特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）按含碳量分：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼按含碳量分：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼按脫氧方式分：鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼按脫氧方式分：鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼按品質(zhì)分：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼按品質(zhì)分：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（1）普通碳素鋼普通碳素鋼編號(hào)：編號(hào)：Q235-A，Q235屈服強(qiáng)度及數(shù)值（屈服強(qiáng)度及數(shù)值（MPa）A質(zhì)量等級(jí)，質(zhì)量等級(jí)，有有A，B，C，D四級(jí)。

37、四級(jí)。脫氧方法有脫氧方法有F，b，Z，TZ。其中。其中Z鎮(zhèn)靜鋼，在編號(hào)中忽略鎮(zhèn)靜鋼，在編號(hào)中忽略化工壓力容器一般選用鎮(zhèn)靜鋼。化工壓力容器一般選用鎮(zhèn)靜鋼。 普通碳素鋼有普通碳素鋼有 Q195、 Q215、 Q235、 Q255及及 Q275五個(gè)鋼種。五個(gè)鋼種。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼）優(yōu)質(zhì)碳素鋼S0.03%0.045% ；P0.04%08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、80等。等。即平均即平均含碳量為萬(wàn)分之幾。含碳量為萬(wàn)分之幾。45號(hào)鋼中含碳量平均為號(hào)鋼中含碳量平均為0.45%(0.42%0.50%)。優(yōu)質(zhì)低碳鋼（含優(yōu)質(zhì)低碳鋼（含C0.25%），如），如08、1

38、0、 15、20、25；塑性；塑性好，焊接性能好，用于殼體、接管等。好，焊接性能好，用于殼體、接管等。優(yōu)質(zhì)中碳鋼（含優(yōu)質(zhì)中碳鋼（含C量量0.3%0.60%）,如如30、35、40、45、50與與55； 45號(hào)鋼，用于攪拌軸、齒輪等傳動(dòng)零件。號(hào)鋼，用于攪拌軸、齒輪等傳動(dòng)零件。優(yōu)質(zhì)高碳鋼（含優(yōu)質(zhì)高碳鋼（含C0.6%），如），如60、65、70、80。60、65鋼主鋼主要用來(lái)制造彈簧，要用來(lái)制造彈簧，70、80鋼用來(lái)制造鋼絲繩等。鋼用來(lái)制造鋼絲繩等。2. 分類(lèi)與編號(hào)分類(lèi)與編號(hào)環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼S0.02%0.03%； P0.025%，均，均0.03%。它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)

39、鋼號(hào)后面加一個(gè)它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)鋼號(hào)后面加一個(gè)A字，如字，如20A。2. 分類(lèi)與編號(hào)分類(lèi)與編號(hào)環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼（1 1）鋼板（壓力容器用熱扎厚鋼板）鋼板（壓力容器用熱扎厚鋼板）4mm4mm6mm6mm厚度間隔為厚度間隔為0.5mm0.5mm6mm6mm30mm30mm厚度間隔為厚度間隔為 lmmlmm30mm30mm60mm60mm厚度間隔為厚度間隔為2mm2mm一般碳素鋼板材料有一般碳素鋼板材料有 Q235-AQ235-A、 Q235-AFQ235-AF、0808、1010、1515、2020等。等。3. 碳鋼的品種及規(guī)

40、格碳鋼的品種及規(guī)格但常用鋼板厚度參見(jiàn)但常用鋼板厚度參見(jiàn)HG20581-1998HG20581-199840mm40mm沒(méi)有奇數(shù)厚度的鋼板（沒(méi)有奇數(shù)厚度的鋼板（2525代替代替2424和和2626除外）除外）環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（2）鋼管）鋼管無(wú)縫鋼管和有縫鋼管。無(wú)縫鋼管和有縫鋼管。無(wú)縫鋼管有冷軋和熱軋。無(wú)縫鋼管有冷軋和熱軋。普通無(wú)縫鋼管常用材料有普通無(wú)縫鋼管常用材料有10、15、20等。等。另外還有專(zhuān)門(mén)用途的無(wú)縫鋼管，如熱交換器用另外還有專(zhuān)門(mén)用途的無(wú)縫鋼管，如熱交換器用鋼管、石油裂化用無(wú)縫管、鍋爐用無(wú)縫管等。鋼管、石油裂化用無(wú)縫管、鍋爐用無(wú)縫管等。有縫鋼管和水煤氣管：分鍍鋅有縫鋼管和水煤氣管：分

41、鍍鋅(白鐵管白鐵管)和不鍍和不鍍鋅鋅(黑鐵管黑鐵管)兩種。兩種。3. 碳鋼的品種及規(guī)格碳鋼的品種及規(guī)格環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（3）型鋼）型鋼有圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼（等邊與不等邊）、工字有圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼（等邊與不等邊）、工字鋼和槽鋼。鋼和槽鋼。圓鋼與方鋼主要用來(lái)制造各類(lèi)軸件；圓鋼與方鋼主要用來(lái)制造各類(lèi)軸件；扁鋼常用作各種槳葉；扁鋼常用作各種槳葉；（4）鑄鋼和鍛鋼）鑄鋼和鍛鋼鑄鋼用鑄鋼用 ZG表示，表示， 如如ZG25、 ZG35等，用于制造各等，用于制造各種承受重載荷的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門(mén)、泵葉輪等。種承受重載荷的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門(mén)、泵葉輪等。鍛鋼有鍛鋼有08、10、15、50等牌號(hào)

42、。石油化工容器用等牌號(hào)。石油化工容器用20、25等制作管板、法蘭、頂蓋等。等制作管板、法蘭、頂蓋等。3. 碳鋼的品種及規(guī)格碳鋼的品種及規(guī)格環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)含碳量含碳量2%以上，含有以上，含有 S、 P、 Si、 Mn等雜等雜質(zhì)。質(zhì)。脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好的鑄造脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好的鑄造性、耐磨性、減振性及切削加工性。性、耐磨性、減振性及切削加工性。在一些介質(zhì)在一些介質(zhì)(濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶劑等劑等)中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。鑄鐵可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鐵可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和特殊

43、性能鑄鐵等。蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。五、鑄鐵五、鑄鐵環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)1. 灰鑄鐵灰鑄鐵含碳含碳2.7%4.0%，片狀石墨形式，斷面暗灰色。，片狀石墨形式，斷面暗灰色。有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，用于支架、閥體、泵體、機(jī)座、有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，用于支架、閥體、泵體、機(jī)座、管路附件等。管路附件等。在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。塔及淡鹽水泵等。編號(hào)：編號(hào)：HT200，HT灰鑄鐵，灰鑄鐵，200抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 b值，值，MPa。常用灰鑄鐵牌號(hào)有常用灰鑄鐵牌號(hào)有HT100、 HT150、 HT200、 H

44、T250、 HT300、 HT350。2. 球墨鑄鐵球墨鑄鐵石墨呈球形，簡(jiǎn)稱(chēng)球鐵。在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過(guò)石墨呈球形，簡(jiǎn)稱(chēng)球鐵。在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過(guò)灰鑄鐵，甚至接近鋼材?；诣T鐵，甚至接近鋼材。編號(hào)：編號(hào)：QT400-18， QT球墨鑄鐵，球墨鑄鐵， 400 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 b值，值，MPa ，18延伸率延伸率 =18%。五、鑄鐵五、鑄鐵環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)3. 高硅鑄鐵高硅鑄鐵有高的耐蝕性能有高的耐蝕性能，含硅量增加，耐蝕性增加。，含硅量增加，耐蝕性增加。強(qiáng)度低、脆性大、內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂強(qiáng)度低、脆性大、內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂熱導(dǎo)率小，線(xiàn)膨脹系數(shù)大，不適于制造溫差較大的熱導(dǎo)率小，線(xiàn)

45、膨脹系數(shù)大，不適于制造溫差較大的設(shè)備，否則容易產(chǎn)生裂紋。設(shè)備，否則容易產(chǎn)生裂紋。常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器牌號(hào)有：牌號(hào)有：STSi11Cu2CrR、STSi15R、STSi15Mo3R等。等。五、鑄鐵五、鑄鐵環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 合金鋼合金鋼在碳鋼中添加適量的一種或多種合金元素，得到或改善某些在碳鋼中添加適量的一種或多種合金元素，得到或改善某些性能，稱(chēng)為合金鋼。性能，稱(chēng)為合金鋼。 一、分類(lèi)與編號(hào)一、分類(lèi)與編號(hào)按按分：分： 合金含量合金含量5%10%10%：高合金鋼：高合金鋼按按分：分： 調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼 低碳馬

46、氏體鋼、非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼低碳馬氏體鋼、非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 不銹鋼和耐熱鋼等不銹鋼和耐熱鋼等環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)低合金鋼的編號(hào)表示方法：低合金鋼的編號(hào)表示方法：12CrNi3。12表示含碳量為萬(wàn)分之十二表示含碳量為萬(wàn)分之十二(或或0.12%)， Cr、Ni3所含的主要合金元素及其所含的主要合金元素及其含量，數(shù)字為百分?jǐn)?shù)，含量含量，數(shù)字為百分?jǐn)?shù)，含量1.5%時(shí)，時(shí)，不標(biāo)數(shù)字，如不標(biāo)數(shù)字，如Cr 含量為含量為0.4%，則不標(biāo)數(shù)，則不標(biāo)數(shù)字，字，Ni3表示鎳含量為表示鎳含量為3%左右左右 。一、分類(lèi)與編號(hào)一、分類(lèi)與編號(hào)環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)二、合金元素對(duì)鋼的影響二、合金元素對(duì)鋼的影響目前常用的合金元素有：鉻目前常用的

47、合金元素有：鉻(Cr)，錳，錳(Mn)，鎳，鎳(Ni)，硅硅(Si)，硼，硼(B)，鎢，鎢(W)，鉬，鉬(Mo)，釩，釩(V)，鈦，鈦(Ti)和稀和稀土元素土元素(Re)等。等。提高耐腐蝕性能和抗氧化性能。提高耐腐蝕性能和抗氧化性能。含量達(dá)到含量達(dá)到13時(shí)，能使鋼的耐腐蝕能力顯著提高，時(shí)，能使鋼的耐腐蝕能力顯著提高，并增加鋼的熱強(qiáng)性。并增加鋼的熱強(qiáng)性。提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但使塑性和韌性降低。性，但使塑性和韌性降低。提高強(qiáng)度和低溫沖擊韌性。提高強(qiáng)度和低溫沖擊韌性。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)提高淬透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良好提高淬

48、透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。的塑性和韌性。提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。鎳基合金具有更高的熱強(qiáng)性能。鎳基合金具有更高的熱強(qiáng)性能。鎳被廣泛應(yīng)用于不銹耐酸鋼和耐熱鋼中。鎳被廣泛應(yīng)用于不銹耐酸鋼和耐熱鋼中。提高強(qiáng)度提高強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐H H2 2S S等等介質(zhì)的腐蝕性。介質(zhì)的腐蝕性。硅含量增高會(huì)降低鋼的塑性和沖擊韌性。硅含量增高會(huì)降低鋼的塑性和沖擊韌性。 二、合金元素對(duì)鋼的影響二、合金元素對(duì)鋼的影響環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)強(qiáng)脫氧劑，顯著細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，降低冷強(qiáng)脫氧劑，顯著細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，降低冷脆性。脆性。提

49、高抗氧化性和耐熱性，對(duì)抵抗提高抗氧化性和耐熱性，對(duì)抵抗H H2 2S S介質(zhì)腐蝕有良好介質(zhì)腐蝕有良好作用。作用。價(jià)格便宜，在耐熱鋼中常以它來(lái)代替鉻。價(jià)格便宜，在耐熱鋼中常以它來(lái)代替鉻。 提高高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火脆性。提高高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火脆性。鉬能抗氫腐蝕。鉬能抗氫腐蝕。在固溶體中提高高溫強(qiáng)度，細(xì)化晶粒，提高淬透性。在固溶體中提高高溫強(qiáng)度，細(xì)化晶粒，提高淬透性。鉻鋼中加少量釩，在保持鋼的強(qiáng)度情況下，能改善鉻鋼中加少量釩，在保持鋼的強(qiáng)度情況下，能改善鋼的塑性。鋼的塑性。二、合金元素對(duì)鋼的影響二、合金元素對(duì)鋼的影響環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)強(qiáng)脫氧劑，可提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒，提高

50、韌性，強(qiáng)脫氧劑，可提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒，提高韌性，減減小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。在不銹鋼中穩(wěn)定碳，防止晶間腐蝕，在不銹鋼中穩(wěn)定碳，防止晶間腐蝕，提高耐熱性。提高耐熱性。 提高強(qiáng)度，改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接提高強(qiáng)度，改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能。性能。二、合金元素對(duì)鋼的影響二、合金元素對(duì)鋼的影響環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)三、可焊接的低合金高強(qiáng)度鋼三、可焊接的低合金高強(qiáng)度鋼碳含量通常小于碳含量通常小于0.25%0.25%。有較高的屈服強(qiáng)度（有較高的屈服強(qiáng)度（3003001000MPa1000MPa）和屈強(qiáng)比）和屈強(qiáng)比（s s/b b=0.65=0.650.9

51、50.95），），較好的冷熱加工性能、良好的焊接性能，較低的冷較好的冷熱加工性能、良好的焊接性能，較低的冷脆傾向以及較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。脆傾向以及較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。主要有主要有高強(qiáng)度鋼、低溫鋼和耐蝕鋼高強(qiáng)度鋼、低溫鋼和耐蝕鋼350MPa強(qiáng)度級(jí)，典型牌號(hào)為強(qiáng)度級(jí)，典型牌號(hào)為16Mn；400MPa強(qiáng)度級(jí)，典型牌號(hào)為強(qiáng)度級(jí)，典型牌號(hào)為14MnMoV500MPa強(qiáng)度級(jí)，典型牌號(hào)為強(qiáng)度級(jí)，典型牌號(hào)為12MnNiCrMoVCu環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)主要有主要有09Mn2V(-70)09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)06MnNb(-90)10MnPNbRE10MnPNbRE鋼耐

52、海洋大氣及海水腐蝕，鋼耐海洋大氣及海水腐蝕，12MnAlV12MnAlV鋼制造煉油廠(chǎng)耐高溫硫化氫設(shè)備。鋼制造煉油廠(chǎng)耐高溫硫化氫設(shè)備。大型化工容器大型化工容器16MnR16MnR，質(zhì)量比碳鋼輕，質(zhì)量比碳鋼輕l/3l/3；與碳鋼相比，用與碳鋼相比，用15MnV15MnV制造球形貯罐可節(jié)省鋼材約制造球形貯罐可節(jié)省鋼材約45%45%。根據(jù)容器的具體操作條件根據(jù)容器的具體操作條件( (溫度、壓力溫度、壓力) )和制造加工和制造加工( (卷板、焊接卷板、焊接) )要求選用。要求選用。三、可焊接的低合金高強(qiáng)度鋼三、可焊接的低合金高強(qiáng)度鋼環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)四、專(zhuān)業(yè)用鋼四、專(zhuān)業(yè)用鋼鍋爐用鋼，壓力容器用鋼、焊接氣

53、瓶用鋼等。鍋爐用鋼，壓力容器用鋼、焊接氣瓶用鋼等。在鋼號(hào)后分別加注在鋼號(hào)后分別加注g、R或或HP等，如等，如20g、16MnR和和15MnVHP等。等。質(zhì)地均勻、雜質(zhì)量低，能滿(mǎn)足某些力學(xué)性能的質(zhì)地均勻、雜質(zhì)量低，能滿(mǎn)足某些力學(xué)性能的特殊檢驗(yàn)項(xiàng)目要求。特殊檢驗(yàn)項(xiàng)目要求。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)五、特殊性能鋼五、特殊性能鋼不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金及低溫用鋼不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金及低溫用鋼1. 不銹鋼不銹鋼不銹耐熱鋼和不銹耐酸鋼的統(tǒng)稱(chēng)。不銹耐熱鋼和不銹耐酸鋼的統(tǒng)稱(chēng)。編號(hào)：編號(hào)： 1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni9其中最前邊的數(shù)字表示碳的千分含量，若小于千分之其中最前邊的數(shù)字表示碳的千分含量，若小于千

54、分之一，也要標(biāo)注一，也要標(biāo)注0。后邊為所含的主要合金元素及其含量，數(shù)字為百分?jǐn)?shù)，后邊為所含的主要合金元素及其含量，數(shù)字為百分?jǐn)?shù)，含量含量1.5%時(shí)，不標(biāo)數(shù)字，如時(shí)，不標(biāo)數(shù)字，如Cr 含量為含量為18%左右，左右， Ni含量為含量為9%左右，左右， Ti 含量含量1.5%，則不標(biāo)數(shù)字。，則不標(biāo)數(shù)字。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)2. 耐熱鋼和高溫合金耐熱鋼和高溫合金例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，溫例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，溫度往往達(dá)到度往往達(dá)到1000以上。以上。300350即需選用耐熱鋼，一般耐熱鋼即需選用耐熱鋼，一般耐熱鋼工作溫度都在工作溫度都在700以下，以下，7001000用高溫合金

55、。用高溫合金。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（1）耐熱鋼）耐熱鋼Cr、 Al、 Si鐵素體形成元素，被高溫氣體氧化后生成一種鐵素體形成元素，被高溫氣體氧化后生成一種致密的氧化膜。致密的氧化膜。Ni、Mn奧氏體形成元素，奧氏體形成元素， 提高高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。提高高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。V、Nb、Ti形成強(qiáng)碳化物提高高溫強(qiáng)度。形成強(qiáng)碳化物提高高溫強(qiáng)度。C和和N擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體提高高溫強(qiáng)度。擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體提高高溫強(qiáng)度。B和和Re均為耐熱鋼中添加的微量元素，可以顯著提高鋼材的均為耐熱鋼中添加的微量元素，可以顯著提高鋼材的抗氧化性，并改善其熱塑性?？寡趸裕⒏纳破錈崴苄?。按特性和用途分為抗氧化鋼（又稱(chēng)高

56、溫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼。按特性和用途分為抗氧化鋼（又稱(chēng)高溫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼?？寡趸撝冈诟邷叵掠休^好的抗氧化性，并有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。抗氧化鋼指在高溫下有較好的抗氧化性，并有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。熱強(qiáng)鋼在高溫下有較好的抗氧化性和耐腐蝕能力，且有較高熱強(qiáng)鋼在高溫下有較好的抗氧化性和耐腐蝕能力，且有較高的強(qiáng)度。常用來(lái)做高溫工作下的汽缸、螺栓及鍋爐的過(guò)熱器的強(qiáng)度。常用來(lái)做高溫工作下的汽缸、螺栓及鍋爐的過(guò)熱器等。等。2. 耐熱鋼和高溫合金耐熱鋼和高溫合金環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)（2）鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金。鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金。鐵基耐熱合金工作溫度在鐵基耐熱合金工作溫度在700以下，含有相以下，含有相當(dāng)高的鉻

57、、鎳成分和其他強(qiáng)化元素。當(dāng)高的鉻、鎳成分和其他強(qiáng)化元素。鎳基耐熱合金是目前在鎳基耐熱合金是目前在700900范圍內(nèi)范圍內(nèi)使用得最廣泛的一種高溫合金。這類(lèi)合金的使用得最廣泛的一種高溫合金。這類(lèi)合金的鎳含量通常在鎳含量通常在50%以上。以上。鈷基耐熱合金的高溫強(qiáng)度主要靠固溶強(qiáng)化獲鈷基耐熱合金的高溫強(qiáng)度主要靠固溶強(qiáng)化獲得。鈷價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到很大的限制，一得。鈷價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到很大的限制，一般在般在1000以上才用。以上才用。2. 耐熱鋼和高溫合金耐熱鋼和高溫合金環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)3. 低溫用鋼低溫用鋼深冷分離、空氣分離等。深冷分離、空氣分離等。 （溫度（溫度-20）目前國(guó)外低溫設(shè)備用的鋼材主要是

58、以高鉻鎳目前國(guó)外低溫設(shè)備用的鋼材主要是以高鉻鎳鋼為主，也有使用鎳鋼、銅和鋁等。鋼為主，也有使用鎳鋼、銅和鋁等。我國(guó)無(wú)鉻鎳的低溫鋼材系列主要有：我國(guó)無(wú)鉻鎳的低溫鋼材系列主要有：16MnDR、07MnNiCrMoVDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 有色金屬及其合金有色金屬及其合金主要包括：銅主要包括：銅 、鋁、鉛、鑄造合金、軸承合金等。、鋁、鉛、鑄造合金、軸承合金等。一、鋁及其合金一、鋁及其合金質(zhì)輕，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，易于加工。質(zhì)輕，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，易于加工。鋁不會(huì)產(chǎn)生火花，常用于制作含易揮發(fā)性介質(zhì)的容器；鋁不會(huì)產(chǎn)生火花，常用于制作含易揮發(fā)性介質(zhì)的

59、容器；鋁不會(huì)產(chǎn)生食物中毒，不污染物品，不改變物品顏鋁不會(huì)產(chǎn)生食物中毒，不污染物品，不改變物品顏色，在食品工業(yè)中代替不銹鋼；色，在食品工業(yè)中代替不銹鋼；鋁的導(dǎo)熱性能好，適合于作換熱設(shè)備。鋁的導(dǎo)熱性能好，適合于作換熱設(shè)備。環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)抗硫腐蝕，可用于濃硝酸設(shè)備，如高壓釜、槽車(chē)、貯槽、閥抗硫腐蝕，可用于濃硝酸設(shè)備，如高壓釜、槽車(chē)、貯槽、閥門(mén)、泵。門(mén)、泵。（2）工業(yè)高純鋁）工業(yè)高純鋁 純度高，可用于制造鋁箔。純度高，可用于制造鋁箔。（3）工業(yè)純鋁）工業(yè)純鋁 用于接觸含硫物質(zhì)但要求不高的設(shè)備，例如：反應(yīng)器、熱交用于接觸含硫物質(zhì)但要求不高的設(shè)備，例如：反應(yīng)器、熱交換器、深冷設(shè)備、塔器等。換器、深冷設(shè)

60、備、塔器等。一、鋁及其合金一、鋁及其合金環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)是鋁中加入合金元素而成，強(qiáng)度提高，是鋁中加入合金元素而成，強(qiáng)度提高，主要用于要求質(zhì)輕而強(qiáng)度高的航空零件。主要用于要求質(zhì)輕而強(qiáng)度高的航空零件?；ど铣Ｓ描T造鋁合金，主要有：化工上常用鑄造鋁合金，主要有：鋁硅合金：制造泵殼鋁硅合金：制造泵殼鋁銅合金：制造簡(jiǎn)單鑄件鋁銅合金：制造簡(jiǎn)單鑄件鋁鎂合金：力學(xué)性能高，耐腐蝕性能好，鋁鎂合金：力學(xué)性能高，耐腐蝕性能好，但熱強(qiáng)性低。多用于食品機(jī)械零件。但熱強(qiáng)性低。多用于食品機(jī)械零件。鋁鋅合金：制造復(fù)雜鑄件和日用品。鋁鋅合金：制造復(fù)雜鑄件和日用品。一、鋁及其合金一、鋁及其合金環(huán)境工程設(shè)備與設(shè)計(jì)二、銅及其合金二