化工設(shè)備材料

1、1第二章 化工設(shè)備材料 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 1、了解材料各項(xiàng)性能的意義、碳鋼與鑄鐵、常用有色金屬和非金屬材料的分類； 2、熟悉化工設(shè)備中常用金屬材料的機(jī)械性能指標(biāo)和主要化學(xué)成分含量； 3、掌握化工設(shè)備材料選用的原則，掌握幾種常用化工設(shè)備材料（普低鋼和低合金鋼）的牌號(hào)、性能、用途； 4、掌握常用金屬材料熱處理的方法和作用。23第二節(jié)第二節(jié) 材料的性能材料的性能材料的性能材料的性能：1 1）力學(xué)性能；力學(xué)性能；2 2）物理性能；）物理性能；3 3）化學(xué)性能；）化學(xué)性能；4 4）加工性能）加工性能一、力學(xué)性能1）定義：金屬材料在外力作用下抵抗變形或破壞的能力決定許用應(yīng)力。如強(qiáng)度、硬度、彈性、塑

2、性、韌性等。2）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)“力學(xué)性能”。41、強(qiáng)度：材料抵抗外加載荷而不致失效破壞的能力。 5常溫強(qiáng)度指標(biāo)：1）屈服強(qiáng)度s：材料抵抗開始產(chǎn)生大量塑性變形的應(yīng)力。2）抗拉(壓)強(qiáng)度b：材料抵抗外力而不致斷裂的大應(yīng)力。3）蠕變極限n：(“高溫+應(yīng)力”高溫蠕變)4）疲勞極限r(nóng) ：金屬材料在循環(huán)應(yīng)力下，經(jīng)受無限次循環(huán)而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力。 對(duì)于一般鋼材，以106107次不被破壞的應(yīng)力，作為疲勞強(qiáng)度。 （r= min/ max ）62、硬度1）定義：固體材料對(duì)外界物體機(jī)械作用（如壓陷、刻劃）的局部抵抗能力。 2）材料的彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo)“硬度”3）工程中應(yīng)

3、用壓入硬度：布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB)和維氏硬度(HV)。4）金屬的硬度和強(qiáng)度之間有如下近似關(guān)系： 低碳鋼 b=0.36 HB高碳鋼 b=0.34 HB灰鑄鐵 b=0.1 HB73、塑性1）定義：材料受力時(shí)，當(dāng)應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著的變形而不即行斷裂的性質(zhì)。2）工程上:延伸率延伸率和斷面收縮率和斷面收縮率衡量金屬靜載荷下塑性變形衡量金屬靜載荷下塑性變形能力的指標(biāo)。能力的指標(biāo)。3 3）延伸率）延伸率：%100%1001LLLP%100AAA4 4）斷面收縮率）斷面收縮率：84、沖擊韌性1）材料的抗沖擊能力常以使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積來衡量，稱為材料的

4、沖擊韌度，以ak表示，單位J/cm2。2）在低溫容器所用鋼板k值不得低于30J/cm29二、物理性能 金屬材料物理性質(zhì)有密度、熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與泊松比等。10三、化學(xué)性能1）金屬的化學(xué)性能指材料在所處介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性，即是否與 周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起腐蝕。2）金屬的化學(xué)性能指標(biāo)主要有耐腐蝕性和抗氧化性。耐腐蝕性耐腐蝕性：金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)（大氣、水汽、各種電解液）侵蝕的抵抗能力?？寡趸钥寡趸裕?在高溫下，鋼鐵不僅與自由氧發(fā)生氧化腐蝕，使鋼鐵表面形成結(jié)構(gòu)疏松容易剝落的FeO氧化皮。.與水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫等氣體產(chǎn)生高溫氧化與脫碳作

5、用，使鋼的力學(xué)性能下降，降低了材料的表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度。11四、加工工藝性能金屬和合金的加工工藝性能是指可鑄造性能可鑄造性能、可鍛造性能可鍛造性能、可焊性能可焊性能和可切削加工性能可切削加工性能等。這些性能直接影響化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法和質(zhì)量。 1.1.可鑄性可鑄性：指液體金屬的流動(dòng)性和凝固過程中的收縮和偏析 傾向(合金凝固時(shí)化學(xué)成分的不均勻析出叫偏析)。 鑄造后要用熱處理方法消除偏析。常用金屬材料中，灰鑄鐵和錫青銅鑄造性能較好。2.2.可鍛性可鍛性：指金屬承受壓力加工(鍛造)而變形的能力，塑性好 的材料，鍛壓所需外力小，可鍛性好。 低碳鋼的可鍛性比中碳鋼及高碳鋼好；碳鋼比合金鋼可鍛

6、性好。鑄鐵是脆性材料（尚不能鍛壓加工）12 3.3.焊接性焊接性：指能用焊接方法使兩塊金屬牢固地聯(lián)接，且不 發(fā)生裂紋，具有與母體材料相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，這 種能熔焊的性能稱焊接性。 焊接性好的材料易于用一般焊接方法與工藝進(jìn)行焊接，不易形成裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，焊接接頭強(qiáng)度與母材相當(dāng)。低碳鋼具有優(yōu)良的焊接性，而鑄鐵、鋁合金等焊接性較差。化工設(shè)備廣泛采用焊接結(jié)構(gòu)，材料焊接性是重要的工藝性能。 4.4.可切削加工性可切削加工性：指金屬是否易于切削。 切削性好的材料，刀具壽命長(zhǎng)，切屑易于折斷脫落，切削后表面光潔。灰鑄鐵(特別是HT150、HT200)、碳鋼都具有較好的切削性。 13第三節(jié)第三節(jié) 碳鋼與鑄鐵碳

7、鋼與鑄鐵1）鋼：一般含碳量含碳量0.020.022 2；2）鑄鐵：一般含碳量大于2；3）純鐵(工業(yè)純鐵)：一般含碳量小于0.02；4）鑄鐵：一般含碳量大于4.3，極脆。（注：工程上經(jīng)常使用1）和2），而3）和4）應(yīng)用價(jià)值?。╀摵丸T鐵是工程應(yīng)用最廣泛、最重要的金屬材料。它是由9595以上的鐵以上的鐵和0.050.054 4的碳的碳及1 1左右左右的雜質(zhì)元素雜質(zhì)元素所組成的合金，稱“鐵碳合金”。14一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)1、金屬的組織與結(jié)構(gòu)在金相顯微鏡下看到的金屬的晶?！敖M織”。2、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變1）在910恒溫下完成的。在固態(tài)下重新排列、結(jié)晶過程，也是 鋼進(jìn)行熱處理的依據(jù)。2）體心立方晶格純

8、鐵：a-Fe；面心立方晶格純鐵：-Fe3）a-Fe加熱變?yōu)?Fe，反之高溫下的-Fe冷卻變?yōu)閍-Fe。153、碳鋼的基本組織碳在鐵中的存在形式有固溶體、化合物和混合物固溶體、化合物和混合物。這三種不同的存在形式，形成了不同的碳鋼組織。 1）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形式的物體。2）化合物： Fe3C3）混合物：鐵素體與滲碳體（1 1）鐵素體）鐵素體1）碳溶解在a-Fe中形成固溶體稱鐵素體。2）a-Fe原子間隙小，溶碳能力低（室溫下0.006），強(qiáng)度和硬度低，但塑性和韌性很好。3）低碳鋼是含鐵素體的鋼，具有軟而韌的性能。16（2 2）奧氏體）奧氏體1）碳

9、溶解在-Fe鐵中形成固溶體稱奧氏體。2）-Fe原子間隙較大，碳的溶解度比a-Fe中大得多，塑性、韌性較好，且無磁性。（3 3）滲碳體）滲碳體 1）碳和鐵形成一種化合物（Fe3C）稱滲碳體。2）熔點(diǎn)約1600，硬度高，塑性幾乎等于零。3）含碳量小于2時(shí)，其組織是在鐵素體中散布著滲碳體，是碳素鋼。4）含碳量大于2時(shí)，部分碳以石墨形式存在稱鑄鐵?？估瓘?qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄鐵具有一定消震能力。17（4 4）珠光體）珠光體1）鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。2）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；塑性、韌性比鐵素體差，但比滲碳體要好得多。 （5 5）萊氏體）萊氏體1）珠光體和

10、初次滲碳體的共晶混合物。2）具有較高的硬度，是一種較粗而硬的金相組織，存在于白口鑄鐵、高碳鋼中。 （6 6）馬氏體）馬氏體1）鋼和鐵從高溫急冷下來的組織，是碳原子在a-Fe中過飽和的固溶體。2）具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，幾乎不能承受沖擊載荷。1819二、鋼的熱處理鋼、鐵固態(tài)固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金相組織以滿足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，稱為熱處理。201 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，隨隨 爐緩慢冷卻爐緩慢冷卻。目的是細(xì)化晶粒，提高力學(xué)性能；降低硬 度、提高塑性、便于冷加工；消除部分內(nèi)應(yīng)力，防止工 件變形。正火：置于空氣中

11、冷卻空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，韌性可顯著提高。 （注：鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火）2 2、淬火和回火淬火和回火1）淬火：加熱至淬火溫度(臨界點(diǎn)以上3050)，并保溫一段時(shí)間，后投入淬火劑中冷卻。.淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨性。 .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。212）回火：淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝。.回火可以降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。. “低溫回火低溫回火”溫度在150250，回火馬氏體有較高的 硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低。 適用于刃

12、具、量具等。 “中溫回火中溫回火”溫度在300450。有一定的彈性和韌 性，并有較高硬度。 適用于軸類、刀桿、軸套等。. “高溫回火高溫回火”溫度在500680，綜合性能較好。 “調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理”淬火加高溫回火。用于各種軸類零件、連桿、 齒輪、受力螺栓等。22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，其組織和性能隨時(shí)間而變化的過程。時(shí)效可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，與回火作用相類似。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1）方法：滲碳、滲氮(氮化)、滲鉻、滲硅、滲鋁

13、、氰化(碳與氮共滲)等。2）目的：.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；.氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高耐磨和耐腐蝕性；.滲硅可提高耐酸性等。23三、碳鋼1、常存雜質(zhì)元素（硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等）對(duì)鋼材性能的影響（1）硫：有害元素。FeS和 Fe形成低熔點(diǎn)(985)化合物。鋼材熱加工11501200，過早熔化而導(dǎo)致工件開裂，稱“熱脆熱脆”。 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S0.02%0.03%；優(yōu)質(zhì)鋼：S0.03%0.045%；普通鋼：S0.055%0.7%。（2）磷：有害元素能使強(qiáng)度、硬度增高，但塑性、沖擊韌性顯著降低。在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱“冷脆冷脆”。 使

14、冷加工及焊接性變壞 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：P0.025%；優(yōu)質(zhì)鋼：P0.04%；普通鋼：P0.085%。24（3）錳：有益元素MnS(1600)，部分消除硫的有害作用。 脫氧劑具有很好的脫氧能力，與FeO成為MnO進(jìn)入爐渣，改善鋼的品質(zhì)，降低脆性，提高強(qiáng)度和硬度。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼含錳0.5%0.8%；高錳結(jié)構(gòu)鋼0.7%1.2%。（4）硅：有益的元素脫氧劑，硅與FeO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。 鎮(zhèn)靜鋼中含硅量0.1%0.37%，沸騰鋼中含0.03%0.07%。由于鋼中硅含量一般不超過0.5%，對(duì)鋼性能影響不大。25（5）氧：有害元素 在煉鋼末

15、期要加入錳、硅、鐵和鋁進(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)疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。 （6）氮長(zhǎng)時(shí)間放置或在200300加熱氮以氮化物形式的析出，硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降，發(fā)生時(shí)效。鋼液中加入Al、Ti或V進(jìn)行固氮處理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除時(shí)效傾向。 （7）氫氫脆、白點(diǎn)等缺陷變脆：氫化物變形小白點(diǎn)：組織缺陷處擴(kuò)散氫 262、分類與編號(hào)按用用 途途：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承 鋼、工具鋼和特殊鋼（不銹鋼、耐熱鋼）按含碳量含碳量：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼按脫脫 氧氧：鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼按品品 質(zhì)質(zhì)：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)

16、優(yōu)質(zhì)鋼27（1）普通碳素鋼 Q235-A，屈服強(qiáng)度數(shù)值（MPa）；質(zhì)量等級(jí)A，B，C，D； 脫氧方法為F，b，Z，TZ?；毫θ萜饔娩撘话氵x用鎮(zhèn)靜鋼（Q235-AQ235-A） 普通碳素鋼有Q195、Q215、Q235、Q255及Q275五個(gè)鋼種。（2）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。平均含碳量的萬(wàn)分之幾。4545號(hào)鋼中含碳量平均為0.45%(0.42%0.50%)。45Mn45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。28優(yōu)質(zhì)低碳鋼：優(yōu)質(zhì)低碳鋼：（含C0.25%），如08、10、 15、20、25；塑性好，焊接性能

17、好，殼體、接管。優(yōu)質(zhì)中碳鋼優(yōu)質(zhì)中碳鋼：（含C量0.3%0.60%）,如30、35、40、45、50與55； 4545號(hào)鋼攪拌軸號(hào)鋼攪拌軸優(yōu)質(zhì)高碳鋼優(yōu)質(zhì)高碳鋼：（含C0.6%），如60、65、70、80。60、65鋼主要用來制造彈簧，70、80鋼用來制造鋼絲繩等。（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼S0.02%0.03%；P0.025%，均0.03%。它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)鋼號(hào)后面加一個(gè)A字，如20A。293、碳鋼的品種及規(guī)格品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼（1 1）鋼板）鋼板（壓力容器用熱扎厚鋼板） 4mm6mm厚度間隔為0.5mm；6mm30mm厚度間隔為lmm；30mm60mm厚度間隔為2mm；一般碳素鋼板材

18、有 Q235-AQ235-A、Q235-AF、08、10、15、20。 （2 2）鋼管）鋼管 無縫鋼管和有縫鋼管。無縫鋼管有冷軋和熱軋。普通無縫鋼管常用材料有10、15、20等。專門用途的無縫鋼管，如熱交換器用鋼管、石油裂化用無縫管、鍋爐用無縫管等。 有縫管、水煤氣管，分鍍鋅(白鐵管)和不鍍鋅(黑鐵管)兩種。30（3 3）型鋼）型鋼 有圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼（等邊與不等邊）、工字鋼和槽鋼。 圓鋼與方鋼主要用來制造各類軸件； 扁鋼常用作各種槳葉； 角鋼、工字鋼及槽鋼可做各種設(shè)備的支架、塔盤支承及各種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。（4 4）鑄鋼和鍛鋼）鑄鋼和鍛鋼鑄鋼用 ZG表示， ZG25、 ZG35等，用于制造各種

19、承受重載荷的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門、泵葉輪等。 鍛鋼有08、10、15、50等牌號(hào)。石油化工容器用20、25等制作管板、法蘭、頂蓋等。31五、鑄鐵 1.含碳量2%以上，含有 S、 P、 Si、 Mn等雜質(zhì)。 2.脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好鑄造性、耐磨性、減振性及切削加工性。 3.在一些介質(zhì)(濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶劑等)中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。 4.鑄鐵可分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、高硅鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。 鑄鐵鑄鐵有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，支架、閥體、泵體(機(jī)座、管路附件等).熬堿鍋、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。 球墨鑄鐵球墨鑄鐵在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰鑄鐵，甚至接近鋼材。

20、 高硅鑄鐵高硅鑄鐵有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加；常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器；32第四節(jié)第四節(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，得到或改善某些性能。 一、分類與編號(hào) 1.按合金元素總含量合金元素總含量： 合金含量10%，高合金鋼； 2.按用途用途分： 合金結(jié)構(gòu)鋼：調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼、低碳馬氏 體鋼、非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼 特殊性能鋼：不銹鋼和耐熱鋼等 33 一種是漢字牌號(hào)，如35鉻鉬；一種是用國(guó)際化學(xué)符號(hào)，如35CrMo35CrMo。表示含碳量平均為萬(wàn)分之三十五表示含碳量平均為萬(wàn)分之三十五( (或或0.35%)0.35%)，含，含 CrCr、MoMo在在

21、1%1%左右。左右。當(dāng)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%、2.5%，3.5%時(shí)，在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4。如36Mn2Si。34二、合金元素對(duì)鋼的影響目前常用的合金元素有：鉻(Cr)，錳(Mn)，鎳(Ni)，硅(Si)，硼(B)，鎢(W)，鉬(Mo)，釩(V)，鈦(Ti)和稀土元素(Re)等。1、鉻 提高耐腐蝕性能和抗氧化性能。含量達(dá)到13時(shí)，能使鋼的耐腐蝕能力顯著提高，并增加鋼的熱強(qiáng)性。2、錳提高強(qiáng)度和提高低溫沖擊韌性。3、鎳 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。鎳被廣泛應(yīng)用于不銹耐酸鋼和耐熱鋼中。354、硅提高強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐H2S等介質(zhì)的腐蝕性

22、。硅含量增高會(huì)降低鋼的塑性和沖擊韌性。 5、鋁強(qiáng)脫氧劑，顯著細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，降低冷脆性。提高抗氧化性和耐熱性，對(duì)抵抗H2S介質(zhì)腐蝕有良好作用。價(jià)格便宜，在耐熱鋼中常以它來代替鉻。 6、鉬提高高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火脆性。鉬能抗氫腐蝕。 7、釩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，能改善鋼的塑性。368、鈦 強(qiáng)脫氧劑，可提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒，提高韌性，減小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。9、稀土元素提高強(qiáng)度，改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能。37三、可焊接的低合金高強(qiáng)度鋼碳含量通常小于0.25%。有較高的屈服強(qiáng)度（3001000MPa

23、）和屈強(qiáng)比（ss/sb=0.650.95），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。低合金高強(qiáng)度鋼按性能和用途分: 高強(qiáng)度鋼、低溫鋼和耐蝕鋼1、高強(qiáng)度鋼350MPa強(qiáng)度級(jí)，典型牌號(hào)為16Mn16Mn；400MPa強(qiáng)度級(jí)，典型鋼號(hào)為14MnMoV;500MPa強(qiáng)度級(jí)，典型12MnNiCrMoVCu用于船舶、車軸、壓力容器、鍋爐、輸送管線等的焊接結(jié)構(gòu)件。382、低溫鋼主要有09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)3、耐蝕鋼10MnPNbRE鋼耐海洋大氣及海水腐蝕，12MnAlV鋼制造煉油廠耐高溫硫化氫設(shè)備。 大型化工容器16MnR16MnR，質(zhì)量比

24、碳鋼輕 l/3；與碳鋼相比，用15MnV制造球形貯罐可節(jié)省鋼材約45%。根據(jù)容器的具體操作條件(溫度、壓力)和制造加工(卷板、焊接)要求，選用39四、專業(yè)用鋼鍋爐用鋼，壓力容器用鋼、焊接氣瓶用鋼等。在鋼號(hào)后鍋爐用鋼，壓力容器用鋼、焊接氣瓶用鋼等。在鋼號(hào)后面分別加注面分別加注g g、 R R或或HPHP等，如等，如20g20g、16MnR16MnR和和15MnVHP15MnVHP等等。質(zhì)地均勻、雜質(zhì)含量低，能滿足某些力學(xué)性能的特殊檢驗(yàn)項(xiàng)目要求。 五、特殊性能鋼 不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金及低溫用鋼1、不銹鋼不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱，也稱不銹耐酸鋼一般稱耐空氣、蒸汽和水等弱腐蝕介質(zhì)的鋼為不銹鋼不銹鋼，耐

25、酸、堿、鹽等強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼為耐酸鋼耐酸鋼。通常按鋼的金相組織分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼和馬氏體不銹鋼等402、耐熱鋼和高溫合金石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，溫度往往達(dá)到1000以上。300350即需選用耐熱鋼，一般耐熱鋼工作溫度都在700以下，7001000用高溫合金。耐熱鋼:抗氧化鋼（又稱高溫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼抗氧化鋼抗氧化鋼: :指高溫下具有較好的抗氧化性，并有適當(dāng)強(qiáng)度的鋼種。熱強(qiáng)鋼熱強(qiáng)鋼: :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。常用來高溫工作下的汽缸、螺栓及鍋爐的過熱器等。 高溫合金: 鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金鐵基耐熱合金鐵基耐熱

26、合金:700以下，含有相當(dāng)高的鉻、鎳成分和其他。鎳基耐熱合金鎳基耐熱合金:在700900范圍內(nèi)使用,鎳含量在50%以上。鈷基耐熱合金鈷基耐熱合金: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，一般在1000以上才用。 413、低溫用鋼 深冷分離、空氣分離等。 （溫度-20） 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。 我國(guó)無鉻鎳的低溫鋼材系列。(16MnDR,15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR)42第五節(jié)第五節(jié) 有色金屬有色金屬銅 T 黃銅H 青銅Q 鋁L 鉛Pb 鑄造合金 Z軸承合金Ch43一、鋁及其合金 1）濃硝酸以及干氯化氫、氨氣

27、中耐腐蝕; 2）鹵素離子的鹽類、氫氟酸以及堿溶液都會(huì)破壞鋁表面的氧化膜。 3）鋁不會(huì)產(chǎn)生火花，制作含易揮發(fā)性介質(zhì)的容器； 4）鋁不會(huì)使食物中毒，不沾污物品，不改變物品顏色，在食品工業(yè)中代替不銹鋼。 5）鋁的導(dǎo)熱性能好，適合于作換熱設(shè)備. 6)變形鋁合金（工業(yè)純鋁和防銹鋁）和鑄造鋁合金.44二、銅及其合金 半貴重金屬1、純銅（紫銅）a.低溫時(shí)可保持較高的塑性和沖擊韌性，用制作深冷設(shè)備和高壓設(shè)備墊片。 b.耐稀硫酸、亞硫酸、稀的和中等濃度的鹽酸、醋酸、氫氟酸及其它非氧化性酸等介質(zhì)的腐蝕，對(duì)淡水、大氣、堿類溶液的耐蝕能力很好。 c.不耐各種濃度的硝酸、氨和銨鹽溶液。2、銅合金1）黃銅：銅與鋅的合金稱

28、黃銅 2）白銅： 簡(jiǎn)單（普通）白銅：鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量低于50%的銅鎳合金復(fù)雜（特殊）白銅：在普通白銅中再加入錳、鐵等元素.3）錫青銅：銅與錫的合金4）無錫青銅：銅與鋁、硅、鉛、錳等組成的合金.45三、鈦及其合金1.鈦： 1）特點(diǎn)：密度?。?.507g/cm3）、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、熔點(diǎn)高；加工性能良好；耐熱好 2）工業(yè)純鈦： TA0、TA2、TA3(編號(hào)愈大、雜質(zhì)含量愈多)。2.鈦合金： 在鈦中添加錳、鋁或鉻鉬等元素，可獲得性能優(yōu)良的鈦合金。四、鎳及其合金 1.高強(qiáng)度和塑性，好的延伸性和可鍛性。好的耐腐蝕性（制造 處理堿介質(zhì)的化工設(shè)備） 2.常用蒙乃爾耐蝕合金（ NiCu28-2.5-1.5）

29、。 在500時(shí)保持高的力學(xué)性能；能在750以下抗氧化，在非氧化性酸、鹽和有機(jī)溶液中比純鎳、純銅更具耐蝕性。46五、鉛及其合金1）鉛：a.硬度低、強(qiáng)度小，適于做設(shè)備的襯里。b.熱導(dǎo)率?。患冦U不耐磨，非常軟。c.在硫酸(80%的熱硫酸及92%的冷硫酸)中鉛具有很高的耐蝕性。2）鉛合金（鉛與銻合金稱為硬鉛）硬度、強(qiáng)度比純鉛高，在硫酸中的穩(wěn)定性比純鉛好。常用品種： PbSb4、 PbSb6、 PbSb8和 PbSb10。3）用途：a.鉛和硬鉛在硫酸、化肥、化纖、農(nóng)藥、電器設(shè)備中可用來做加料管、鼓泡器、耐酸泵和閥門等零件。b.具有耐輻射，常用作 X射線和g射線的防護(hù)材料。c.鉛合金的自潤(rùn)性、磨合性和減振

30、性好，噪音小，是良好的軸承合金。d.鉛合金用于鉛蓄電池極板、鑄鐵管口、電纜封頭的鉛封等。47第六節(jié)第六節(jié) 非金屬材料非金屬材料（1）用途：可作結(jié)構(gòu)材料；設(shè)備的保護(hù)襯里、涂層；設(shè)備的密封材料、保溫材料和耐火材料。（2）分類：無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料（陶瓷、搪瓷、巖石、玻璃等）有機(jī)非金屬材料有機(jī)非金屬材料（塑料、涂料、橡膠等）復(fù)合材料復(fù)合材料（玻璃鋼、不透性石墨等）48一、無機(jī)非金屬材料1.1.化工陶瓷化工陶瓷1）優(yōu)點(diǎn)：好的耐腐蝕性、耐熱性和一定機(jī)械強(qiáng)度。2）缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)較大，受碰擊或溫差急變 而易破裂。2 2、化工搪瓷、化工搪瓷1）加工工藝：由含硅量高的瓷釉通過900左右的高溫

31、煅燒，使 瓷釉密著在金屬表面。2）優(yōu)點(diǎn)：具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和電絕緣性能。 缺點(diǎn)：易碎裂；熱導(dǎo)率低（不到鋼的1/4）；熱膨脹系數(shù)大； 不能直接用火焰加熱（以免損壞搪瓷表面可以用蒸汽 或油浴緩慢加熱）；使用溫度為-30270。493 3、巖石（輝綠巖鑄石）、巖石（輝綠巖鑄石）1）用途：設(shè)備襯里（用輝綠巖熔融后制成板、磚等材料）和管材。2）特性：除對(duì)氫氟酸和熔融堿不耐腐蝕外，對(duì)各種酸、堿、鹽都 具有良好的耐腐蝕性能。4 4、玻璃、玻璃 1）玻璃硼玻璃（耐熱玻璃）或高鋁玻璃。2）優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性好、清潔、透明、阻力小、價(jià) 格低等特點(diǎn)； 缺點(diǎn)：質(zhì)脆、耐溫度急變性差，不耐沖擊振動(dòng)。3）

32、用途：可在金屬管內(nèi)襯玻璃或用玻璃鋼加強(qiáng)玻璃管道，來 彌補(bǔ)其不足。50二、有機(jī)非金屬材料1 1、工程塑料、工程塑料1）加工工藝：高分子合成樹脂（主要原料）+添加劑（輔助原料）以改善產(chǎn)品性能。2）分類：a.熱塑性材料熱塑性材料:遇熱軟化或熔融，冷卻后又變硬，可反復(fù)多次。 (聚氯乙烯、聚乙烯) b.熱固性塑料熱固性塑料:固化后不能用加熱的方法使之再軟化(酚醛樹 脂、氨基樹脂)。3）特點(diǎn)：耐腐蝕性能好；一定機(jī)械強(qiáng)度；加工性能和電絕緣性 能好，價(jià)格較低514）常用品種：a.硬聚氯乙烯（PVCPVC）:使用溫度為-10+55。在6090，強(qiáng) 度顯著下降。 b.聚乙烯（PEPE）塑料: 在25 下對(duì)各種酸、堿鹽溶液(除 硝酸)均穩(wěn)定，特別是氫氟酸。c.耐酸酚醛塑料（PFPF）:使用溫度為-30130。塑料性質(zhì)較 脆、沖擊韌性較低。 d.聚四氟乙烯（PTFEPTFE）：“塑料王”，耐強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，可超 過貴重金屬金和銀。 常用作耐腐蝕、耐高溫密封元件及高溫管道。 自潤(rùn)滑性良好(無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的活塞環(huán)) 耐熱和耐寒性好（使用溫度-200250）52e.