化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)1-8

1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院工程力學(xué)部分復(fù)習(xí)工程力學(xué)部分復(fù)習(xí)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第一節(jié)第一節(jié) 桿件的拉壓桿件的拉壓例題例題2-1P30 計(jì)算如圖所示桿件計(jì)算如圖所示桿件1-1，2-2，3-3截面上的內(nèi)力（軸力），設(shè)截面上的內(nèi)力（軸力），設(shè)p=p=100N，Q=Q=200N?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第一節(jié)第一節(jié) 彈性體的變形與內(nèi)力彈性體的變形與內(nèi)力解：解：圖圖a1. 1-1截面截面 取截面右側(cè)為研究對象，其軸力等于截面右側(cè)所有取截面右側(cè)為研究對象，其軸力等于截面右側(cè)所有外力的代數(shù)和。外力的代數(shù)和。S1=P-Q=100-200=-100N，為負(fù)值，說明是壓縮軸力。，為負(fù)值，說明是壓縮軸力。2

2、.同理得同理得2-2截面截面上軸力：上軸力：S2=-Q=-200N（壓）（壓）圖圖b1. 1-1截面截面S1=P=100N（拉）（拉）2.2-2截面截面S2=P-Q=100-200=-100N（壓）（壓）3. 3-3 截面截面S3 =P=100N（拉）（拉） 例 求截面1-1，2-2，3-3上的軸力，畫軸力圖。 kNNkNNkNN5020304010203020321軸力圖軸力圖化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院受拉直桿內(nèi)的應(yīng)力受拉直桿內(nèi)的應(yīng)力1.應(yīng)力的概念：應(yīng)力的概念：RF =A= S/A= S/A化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院正應(yīng)力正應(yīng)力壓應(yīng)力壓應(yīng)力（負(fù)值負(fù)值）引起構(gòu)件縮短，即壓應(yīng)變引起構(gòu)件縮短，即壓

3、應(yīng)變（負(fù)值負(fù)值）拉應(yīng)力拉應(yīng)力（正值正值）引起構(gòu)件伸長引起構(gòu)件伸長，即拉應(yīng)變即拉應(yīng)變（正值正值） 按照以上應(yīng)力的定義，將某點(diǎn)的應(yīng)力沿空間按照以上應(yīng)力的定義，將某點(diǎn)的應(yīng)力沿空間三個(gè)坐標(biāo)方向分解，得到兩種應(yīng)力：三個(gè)坐標(biāo)方向分解，得到兩種應(yīng)力：正應(yīng)力正應(yīng)力方向垂直于橫截面的應(yīng)力，常以方向垂直于橫截面的應(yīng)力，常以表示表示切應(yīng)力切應(yīng)力方向平行于橫截面的應(yīng)力，常以方向平行于橫截面的應(yīng)力，常以表示表示化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線（應(yīng)變曲線（p33圖圖212）Oepsb線彈性階段線彈性階段屈服階段屈服階段強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段頸縮階段頸縮階段應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變（應(yīng)

4、變（-）圖）圖p-比例極限比例極限e-彈性極限彈性極限s-屈服極限屈服極限b-強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限Q235-A b =375500MPa低碳鋼低碳鋼(C0.3%)拉伸實(shí)驗(yàn)拉伸實(shí)驗(yàn)滑移線頸縮化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能3.3.從拉伸試驗(yàn)中得到的力學(xué)性能參數(shù)從拉伸試驗(yàn)中得到的力學(xué)性能參數(shù)拉伸試驗(yàn)的四個(gè)階段：拉伸試驗(yàn)的四個(gè)階段：（1 1）彈性變形階段與虎克定律）彈性變形階段與虎克定律曲線ob段表示材料的彈性變形階段。b點(diǎn)所對應(yīng)的應(yīng)力是保證材料不發(fā)生不可恢復(fù)變形的最高限值，此應(yīng)力值稱為彈性極限，用e表示。低碳鋼的彈性極限e大約是210MPa。彈性階段，應(yīng)力與應(yīng)變成直

5、線關(guān)系，Oa與橫軸夾角為，則：tanEE ，或 此即此即胡克定律胡克定律，說明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比例常數(shù)，說明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比例常數(shù)E 叫做叫做彈性模量彈性模量。胡克定律同樣適用于受壓桿。胡克定律同樣適用于受壓桿?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院OA段，比例極限P (彈性極限),Q235-A，200MPa ELLEAPEAPLL EAEA抗拉剛度抗拉剛度E E彈性模量，低碳鋼彈性模量，低碳鋼 E=(2.0-2.1)x10E=(2.0-2.1)x105 5MPaMPa化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能橫向變形橫向線應(yīng)變ddddd1 橫向變形系數(shù)或泊松比橫向變形系數(shù)

6、或泊松比縱向線應(yīng)變化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 一般認(rèn)為應(yīng)力到達(dá)屈服極限是材料喪失工作能力的標(biāo)志，零件的實(shí)際工作應(yīng)力必須低于s。 名義屈服極限0.2： 0.2%的塑性應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力。 滑移線或剪切線Q235-A s =235MPa化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能塑性良好材料拉伸塑性良好材料拉伸化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能（3 3）強(qiáng)化階段）強(qiáng)化階段 經(jīng)過屈服階段之后，材料又增強(qiáng)了抵抗變形的經(jīng)過屈服階段之后，材料又增強(qiáng)了抵抗變形的能力。這時(shí)，要使材料繼續(xù)

7、變形需要增大應(yīng)力。經(jīng)能力。這時(shí)，要使材料繼續(xù)變形需要增大應(yīng)力。經(jīng)過屈服階段之后，材料重新呈現(xiàn)抵抗繼續(xù)變形的能過屈服階段之后，材料重新呈現(xiàn)抵抗繼續(xù)變形的能力，稱為應(yīng)變硬化。硬化階段的最高點(diǎn)所對應(yīng)的正力，稱為應(yīng)變硬化。硬化階段的最高點(diǎn)所對應(yīng)的正應(yīng)力，稱為材料的應(yīng)力，稱為材料的強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限（抗拉強(qiáng)度），并用（抗拉強(qiáng)度），并用b b。 抗拉強(qiáng)度是壓力容器設(shè)計(jì)常用的性能指標(biāo)，它抗拉強(qiáng)度是壓力容器設(shè)計(jì)常用的性能指標(biāo)，它是試件拉斷前最大負(fù)荷下的應(yīng)力，反映了材料是試件拉斷前最大負(fù)荷下的應(yīng)力，反映了材料抵抗抵抗斷裂能力斷裂能力的大小，是衡量材料強(qiáng)度的一個(gè)的大小，是衡量材料強(qiáng)度的一個(gè)重要重要指標(biāo)。指標(biāo)。低碳鋼

8、的低碳鋼的b b大約為大約為380MPa380MPa。由于外力作用的形式不同，有抗拉強(qiáng)度、由于外力作用的形式不同，有抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。等?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能（4 4）頸縮階段）頸縮階段當(dāng)應(yīng)力增長至最大值當(dāng)應(yīng)力增長至最大值b b之后，試樣的某一局之后，試樣的某一局部顯著收縮，產(chǎn)生所謂部顯著收縮，產(chǎn)生所謂“頸縮頸縮”。之后，。之后，使試件繼續(xù)變形所需之拉力減小，應(yīng)力使試件繼續(xù)變形所需之拉力減小，應(yīng)力應(yīng)變曲線相應(yīng)呈現(xiàn)下降，最后導(dǎo)致試樣在應(yīng)變曲線相應(yīng)呈現(xiàn)下降，最后導(dǎo)致試樣在頸縮處斷裂。頸縮處斷裂?；ぴO(shè)

9、備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能（5 5）試件斷裂后的處理）試件斷裂后的處理（塑性指標(biāo)塑性指標(biāo)）延伸率延伸率試件被拉斷后對接起來測出其長度為試件被拉斷后對接起來測出其長度為l l1 1，則，則l l1 1-l-l0 0是試是試件在被拉斷后總的塑性伸長量，由此定義延伸率件在被拉斷后總的塑性伸長量，由此定義延伸率：100100%lll值反映的是材料在斷裂前值反映的是材料在斷裂前最大最大能夠承受的能夠承受的塑性變形量塑性變形量，是是評價(jià)材料塑性好壞評價(jià)材料塑性好壞的一個(gè)指標(biāo)。對于初始標(biāo)距分別為的一個(gè)指標(biāo)。對于初始標(biāo)距分別為l l0 0=10d =10d 和和 l l0

10、0=5d=5d，延伸率表示為：，延伸率表示為：和和5 5。低碳鋼的。低碳鋼的值值為為202030%30%，認(rèn)為具有良好的塑性，而灰鑄鐵的，認(rèn)為具有良好的塑性，而灰鑄鐵的大約為大約為1%1%，認(rèn)為是典型的脆性材料認(rèn)為是典型的脆性材料一般認(rèn)為一般認(rèn)為：5%5%為塑性材料，為塑性材料，5%5%為脆性材料。為脆性材料。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能斷面收縮率斷面收縮率010AA100%A式中式中A A0 0是試件原始橫截面面積，是試件原始橫截面面積，A A1 1是試件拉斷后是試件拉斷后頸縮處測得的最小橫截面面積。低碳鋼的頸縮處測得的最小橫截面面積。低碳鋼的值值大約

11、為大約為60%60%。s s、b b、是工程上常用的性能指標(biāo)，在是工程上常用的性能指標(biāo)，在材料手冊材料手冊或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中能查到?；驒C(jī)械設(shè)計(jì)手冊中能查到。第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能試件的中途卸載與重復(fù)拉伸試件的中途卸載與重復(fù)拉伸化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院反映材料力學(xué)性能的主要指標(biāo)：反映材料力學(xué)性能的主要指標(biāo)：l強(qiáng)度性能強(qiáng)度性能抵抗破壞的能力，用s和b表示。l彈性性能彈性性能抵抗彈性變形的能力，用E表示。l塑性性能塑性性能塑性變形的能力，用延伸率和截面收縮率表示?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院4.4.脆性材料受拉時(shí)的力學(xué)性能脆性材料受拉時(shí)的力學(xué)性能主要特點(diǎn)：

12、不發(fā)生頸縮主要特點(diǎn)：不發(fā)生頸縮00不產(chǎn)生伸長量不產(chǎn)生伸長量00只能測出斷裂極限只能測出斷裂極限b b，不能測，不能測 出其它極限。出其它極限。第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院灰鑄鐵b =205 MPa化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院二、壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能二、壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能材料壓縮試驗(yàn)，通常采用短試樣。材料壓縮試驗(yàn)，通常采用短試樣。塑性材料塑性材料：發(fā)生屈服前，與拉伸時(shí)應(yīng)力：發(fā)生屈服前，與拉伸時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線基本重應(yīng)變曲線基本重合；屈服后，其應(yīng)力合；屈服后，其應(yīng)力應(yīng)變曲線上翹，無斷裂極限。應(yīng)變曲線上翹，無斷裂極限。脆性材料脆性材料：壓縮斷裂極限比拉伸斷裂極限大

13、很多，通常是：壓縮斷裂極限比拉伸斷裂極限大很多，通常是抗拉強(qiáng)度的抗拉強(qiáng)度的4 45 5倍。因此鑄鐵常被做成機(jī)座等承壓構(gòu)件。倍。因此鑄鐵常被做成機(jī)座等承壓構(gòu)件。第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能低碳鋼壓縮低碳鋼壓縮鑄鐵壓縮鑄鐵壓縮塑性材料和脆性材料力學(xué)性能比較塑性材料和脆性材料力學(xué)性能比較塑性材料塑性材料脆性材料脆性材料斷裂前有很大塑性變形斷裂前有很大塑性變形斷裂前變形很小斷裂前變形很小抗壓能力與抗拉能力相近抗壓能力與抗拉能力相近抗壓能力遠(yuǎn)大于抗拉能力抗壓能力遠(yuǎn)大于抗拉能力延伸率延伸率 5% 5%延伸率延伸率 5%5L/h5時(shí)，按時(shí)，按純彎曲正應(yīng)力計(jì)算，誤差純彎曲正應(yīng)力計(jì)算，誤差1%1%

14、。ZWM max 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23842022-6-2385 利用強(qiáng)度條件，可對梁進(jìn)行強(qiáng)度校核、利用強(qiáng)度條件，可對梁進(jìn)行強(qiáng)度校核、選擇截面尺寸及確定許可荷載。選擇截面尺寸及確定許可荷載。 ZWMmaxmax化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2386max max MWz zWMmax 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2387 ZWMmaxmax化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2388支撐的合理布置支撐的合理布置 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2389載荷的合理布置載荷的合理布置 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2390 ZWM

15、maxmaxhAbhWz61621bAhbWz616222022-6-2391材料遠(yuǎn)離中性軸AWZ矩形0.167h；圓形0.125h；環(huán)形 0.205h 工字鋼和槽鋼(0.270.31)h 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23922022-6-2393變形后梁的軸線稱為彈性曲線或撓曲線變形后梁的軸線稱為彈性曲線或撓曲線撓度撓度 f f梁的撓曲線方程梁的撓曲線方程 f = f(x)f = f(x)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 )(xfdxdf 2022-6-2394和 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2395化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2396化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院本章作業(yè)：本章作業(yè)

16、：P83P83習(xí)題習(xí)題5.5.P84 P84 習(xí)題習(xí)題9.9.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2398化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2399反向力偶反向力偶 B B端相對于端相對于A A端面的轉(zhuǎn)角端面的轉(zhuǎn)角，稱為，稱為 2022-6-23100 若已知圓周力若已知圓周力P P和輪子半徑和輪子半徑R R，則外力偶矩，則外力偶矩RFM 若已知若已知P(kW)和和n(r/min),60/2103nRFvFP mNnPM.,9550 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23101BACmmm Cmm 1ACmmm 2當(dāng)矢的指向當(dāng)矢的指向 離開截離開截面時(shí)扭矩為正，面時(shí)扭矩為正，

17、反反之為負(fù)之為負(fù)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-231022022-6-23103R R G2022-6-23104R R AndAM AndARM2 2022-6-23105 AndARM2 AdAJ2 令令： JRMn max JMn RJW 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23106 WMTmax 6 . 05 . 0一般：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23107lR GRGl JRM 又又 JGlM JGMl 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23108mradJGM/ mJGM/180 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23復(fù)習(xí)結(jié)束 180JGM

18、要求精密度高、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的軸：要求精密度高、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的軸： =0.25o0.50o/m要求一般的軸：要求一般的軸： =0.50o1.0o/m要求精密度低的軸：要求精密度低的軸： =1.0o3.0o/m化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23111 根據(jù)物料與適宜工作條件選材根據(jù)物料與適宜工作條件選材 ：鑄鐵抗硫化氫：鑄鐵抗硫化氫 與與 、等等化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23112 、和和一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能決定許用應(yīng)力決定許用應(yīng)力 強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性等強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性等 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23113是指材料

19、抵抗外加載荷而不是指材料抵抗外加載荷而不致失效破壞的能力致失效破壞的能力 分為：分為： 抵抗恒定外力抵抗恒定外力 抵抗沖擊外力抵抗沖擊外力沖擊強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度 抵抗交變外力抵抗交變外力疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度分為：分為： 常溫下抵抗外力常溫下抵抗外力 高溫下抵抗外力高溫下抵抗外力高溫強(qiáng)度高溫強(qiáng)度 低溫下抵抗外力低溫下抵抗外力低溫強(qiáng)度低溫強(qiáng)度化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23114常溫強(qiáng)度指標(biāo)：常溫強(qiáng)度指標(biāo)： 屈服強(qiáng)度和抗拉屈服強(qiáng)度和抗拉( (壓壓) )強(qiáng)度強(qiáng)度 屈強(qiáng)比適當(dāng)屈強(qiáng)比適當(dāng) 蠕變極限蠕變極限n 疲勞極限疲勞極限r(nóng) , r= min/ max ,應(yīng)力循環(huán)系數(shù)或應(yīng)力比，如應(yīng)力循環(huán)系數(shù)或應(yīng)力比

20、，如-1,以以10106 6-10-107 7次不被破壞的應(yīng)力次不被破壞的應(yīng)力 （r r循環(huán)特性）循環(huán)特性） n0 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院補(bǔ)充補(bǔ)充: :靜應(yīng)力與變應(yīng)力靜應(yīng)力與變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力周期、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力都周期、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力都不隨時(shí)間變化的變應(yīng)力不隨時(shí)間變化的變應(yīng)力化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23116 局部抵抗能力局部抵抗能力 彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo)彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo)布氏硬度布氏硬度(HB)(HB)、洛氏硬度、洛氏硬度(HRC(HRC、HRB)HRB)和維氏硬度和維氏硬度(HV)(HV) 低碳鋼低碳鋼 b b=0.36 HB=0.36

21、 HB 高碳鋼高碳鋼 b b=0.34 HB=0.34 HB 灰鑄鐵灰鑄鐵 b b=0.1 HB=0.1 HB化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23117延伸率延伸率 %100%1001 LLLP 斷面收縮率 %1001 AAA 化工設(shè)備材料一般要求化工設(shè)備材料一般要求5=10%-20%=10%-20%化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23118 沖擊韌度沖擊韌度k，使其破壞所消耗的功或吸，使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積收的能除以試件的截面面積 低溫容器所用鋼板低溫容器所用鋼板k值不得低于值不得低于30J/cm30J/cm2 2化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6

22、-23119二、物理性能二、物理性能 密度、熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率、線密度、熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與泊松比等。泊松比等。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院(1) (1) 密度密度 單位體積內(nèi)的質(zhì)量單位體積內(nèi)的質(zhì)量。如要求質(zhì)量輕和慣性小的。如要求質(zhì)量輕和慣性小的零件，均采用密度小的鋁合金制造。零件，均采用密度小的鋁合金制造。(2) (2) 熔點(diǎn)熔點(diǎn) 熔點(diǎn)是金屬或合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度熔點(diǎn)是金屬或合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度。熔點(diǎn)高的金屬材料可以用來制造耐高溫零件。熔點(diǎn)高的金屬材料可以用來制造耐高溫零件。(3) (3) 導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性

23、金屬傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性金屬傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。一般說，。一般說，金屬純度越高，其導(dǎo)熱能力就越大。制造散熱器、金屬純度越高，其導(dǎo)熱能力就越大。制造散熱器、熱交換器與活塞等零件時(shí)，常選用導(dǎo)熱性好的金屬。熱交換器與活塞等零件時(shí)，常選用導(dǎo)熱性好的金屬。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院(4) (4) 導(dǎo)電性導(dǎo)電性 金屬傳導(dǎo)電流的性能金屬傳導(dǎo)電流的性能。純金屬的導(dǎo)電性比合金好。純金屬的導(dǎo)電性比合金好。常用純銅、純鋁做導(dǎo)電材料，用導(dǎo)電性差的銅合金和鋁常用純銅、純鋁做導(dǎo)電材料，用導(dǎo)電性差的銅合金和鋁合金作電熱元件。合金作電熱元件。(5) (5) 熱膨脹性熱膨脹性 金屬隨著溫度變化而膨脹、收縮的特性金屬隨

24、著溫度變化而膨脹、收縮的特性。(6) (6) 磁性磁性 金屬在磁場中被磁化而呈現(xiàn)磁性強(qiáng)弱的能力金屬在磁場中被磁化而呈現(xiàn)磁性強(qiáng)弱的能力。鐵磁。鐵磁性材料性材料( (在外加磁場中，能被強(qiáng)烈磁化到很大程度在外加磁場中，能被強(qiáng)烈磁化到很大程度) )、順、順磁性材料磁性材料( (在外加磁場中呈現(xiàn)十分微弱的磁性在外加磁場中呈現(xiàn)十分微弱的磁性) )、抗磁性、抗磁性材料材料( (能夠抗拒或減弱外加磁場磁化作用的金屬材料能夠抗拒或減弱外加磁場磁化作用的金屬材料) )鐵鐵磁性材料可用于制造變壓器、電動(dòng)機(jī)、測量儀表等?？勾判圆牧峡捎糜谥圃熳儔浩鳌㈦妱?dòng)機(jī)、測量儀表等?？勾判圆牧蟿t可用作要求避免磁場干擾的零件和結(jié)構(gòu)材料

25、。磁性材料則可用作要求避免磁場干擾的零件和結(jié)構(gòu)材料?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23122化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23123三、化學(xué)性能三、化學(xué)性能 金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力 高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度 選耐熱材料選耐熱材料化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23124化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23125化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23126 “鐵碳合金鐵碳合金”由由9595以上鐵和以上鐵和0.050.054 4碳及碳及1 1左右雜質(zhì)元素所組成合金左右

26、雜質(zhì)元素所組成合金 當(dāng)含當(dāng)含C C量小于量小于0.020.02時(shí)稱時(shí)稱( (工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵) )； 含含C C量大于量大于4.34.3的的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23127一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu) 在金相顯微在金相顯微鏡下看到的金鏡下看到的金屬的晶粒，簡屬的晶粒，簡稱組織稱組織化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23128 電子顯微鏡觀察到金屬原子各種規(guī)則排列，電子顯微鏡觀察到金屬原子各種規(guī)則排列，稱為金屬的晶體結(jié)構(gòu)，簡稱稱為金屬的晶體結(jié)構(gòu)，簡稱 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

27、好，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。而后者的強(qiáng)度高于前者。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23129鑄鐵中的鑄鐵中的C C以石墨形式存在，有不同的組織形貌。以石墨形式存在，有不同的組織形貌。 球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之；粗球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之；粗片狀石墨最差。片狀石墨最差。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23130 體心立方晶格的純鐵稱體心立方晶格的純鐵稱，面心立方面心立方晶格的鐵稱為晶格的鐵稱為。 a a-Fe加熱可變?yōu)榧訜峥勺優(yōu)?-Fe，反之高溫下的反之高溫下的 -Fe冷卻可變?yōu)槔鋮s可變?yōu)閍 a-Fe。 在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生

28、變化的在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱現(xiàn)象，稱“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)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恒溫下恒溫下完成的。在固態(tài)下重新排列、結(jié)晶過程是鋼完成的。在固態(tài)下重新排列、結(jié)晶過程是鋼進(jìn)行熱處理的依據(jù)。進(jìn)行熱處理的依據(jù)?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23131 C C在鐵中的存在形式有在鐵中的存在形式有、和和三種。三種。 兩種或兩種以上的元素在固態(tài)下互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。相溶解，而仍然保持溶劑晶格原來形式。 三種不同的存在形式，形成了不同的碳三種不同的存在形式，形成了不同的碳鋼組織。鋼組織。

29、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23132組元：純鐵、組元：純鐵、 FeFe3 3C C符號(hào)符號(hào)表示表示概念概念性能性能相相固相固相固溶固溶體體鐵素體鐵素體F碳溶于碳溶于Fe中中的間隙固溶體的間隙固溶體具有良好的塑性和韌性，具有良好的塑性和韌性，但強(qiáng)度硬度不高但強(qiáng)度硬度不高奧氏體奧氏體A碳溶于碳溶于Fe中中的間隙固溶體的間隙固溶體與溶碳量和晶粒大小有與溶碳量和晶粒大小有關(guān)，硬度較低而塑性較關(guān)，硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成形高，易于鍛壓成形金屬金屬化合化合物物滲碳體滲碳體Fe3C具有復(fù)雜晶格的具有復(fù)雜晶格的間隙化合物間隙化合物硬度很高而塑性和韌性硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性極大幾

30、乎為零，脆性極大液相液相L基本組織：基本組織： 單相組織：單相組織： F、A、 Fe3C 萊氏體萊氏體Ld：（：（A Fe3C ）在共晶點(diǎn)上得到，塑性韌性很差，是硬而脆的組織）在共晶點(diǎn)上得到，塑性韌性很差，是硬而脆的組織 珠光體珠光體P：（：（ F Fe3C ）在共析點(diǎn)上得到，具有良好的力學(xué)性能）在共析點(diǎn)上得到，具有良好的力學(xué)性能化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23133 C C溶解在溶解在a a-Fe中形成固溶體稱中形成固溶體稱。 a a-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、硬度低，塑性和韌性很好。），強(qiáng)度、硬度低，塑性和韌性

31、很好。 低碳鋼是含鐵素體的鋼，具有軟而韌的性能。低碳鋼是含鐵素體的鋼，具有軟而韌的性能。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23134 C C溶解在溶解在 -Fe鐵中形成固溶體稱鐵中形成固溶體稱。 -Fe原子間隙較大，原子間隙較大，C C的溶解度比的溶解度比a a-Fe中大中大得多，如在得多，如在723723時(shí)可溶解時(shí)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a a-Fe-Fe發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。由于奧氏體有較大的溶解度，故塑由于奧氏體有較大的溶解度，故塑性、韌性較好，且無磁性性、韌性較

32、好，且無磁性?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23135 碳和鐵形成一種化合物（碳和鐵形成一種化合物（FeFe3 3C C）稱）稱。 熔點(diǎn)約熔點(diǎn)約16001600，硬度高，塑性幾乎等于零。，硬度高，塑性幾乎等于零。 鐵碳合金含碳量小于鐵碳合金含碳量小于2 2時(shí)，其組織是在鐵時(shí)，其組織是在鐵素體中散布著滲碳體，是碳素鋼。素體中散布著滲碳體，是碳素鋼。 含含C C量大于量大于2 2時(shí)，部分時(shí)，部分C C以石墨形式存在，以石墨形式存在，稱鑄鐵。抗拉強(qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄鐵具稱鑄鐵?？估瓘?qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄鐵具有一定消震能力。有一定消震能力?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-2

33、3136 (F(FFeFe3 3C )C )用符號(hào)用符號(hào)P P表示表示 。 力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，綜合力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，綜合了鐵素體和滲碳體優(yōu)點(diǎn)，即其強(qiáng)度、硬度比了鐵素體和滲碳體優(yōu)點(diǎn)，即其強(qiáng)度、硬度比鐵素體顯著提高；塑性、韌性比鐵素體差，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。其組織為層片狀結(jié)構(gòu)，其綜但比滲碳體要好得多。其組織為層片狀結(jié)構(gòu)，其綜合力學(xué)性能好。合力學(xué)性能好?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23137 v萊氏體是由萊氏體是由AFe3C組成的一種機(jī)械混合物，用組成的一種機(jī)械混合物，用符號(hào)符號(hào)表示，其組織結(jié)構(gòu)為滲碳體基體上分布的表示，其

34、組織結(jié)構(gòu)為滲碳體基體上分布的奧氏體，主要體現(xiàn)了滲碳體特點(diǎn)，硬度很高，塑奧氏體，主要體現(xiàn)了滲碳體特點(diǎn)，硬度很高，塑性極差，幾乎為零性極差，幾乎為零 。是一種較粗而硬的金相組織，。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。 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23138（白色） 鋼和鐵從高溫急冷下來的組織，是碳原鋼和鐵從高溫急冷下來的組織，是碳原子在子在a-Fe中過飽和的中過飽和的。 具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，幾乎不能承受沖擊載荷。幾乎不能承受沖擊載荷?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23139二、二、鐵鐵碳

35、碳合合金金狀狀態(tài)態(tài)圖圖化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23140鋼在加熱時(shí)形成單一的奧氏體組織。鋼在加熱時(shí)形成單一的奧氏體組織。按組織不同：按組織不同： 含含C C量量0.77%0.77%0.77% 含含C C量量=0.77%=0.77%化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23141 所有生鐵組織中都有萊氏體，多數(shù)碳以所有生鐵組織中都有萊氏體，多數(shù)碳以石墨狀存在，用作鑄件的生鐵稱為鑄鐵。石墨狀存在，用作鑄件的生鐵稱為鑄鐵?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23142三、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鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金

36、相組織以滿足所要求的物理、化式，改變金相組織以滿足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，稱為學(xué)與力學(xué)性能，稱為。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院鑄、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。退火的功能是：退火的功能是：退火可消除冷作硬化，恢復(fù)材料的良好退火可消除冷作硬化，恢復(fù)材料的良好塑性；細(xì)化鑄焊工件的粗大晶粒，改善工件的機(jī)械性能；塑性；細(xì)化鑄焊工件的粗大晶粒，改善工件的機(jī)械性能；消除殘余應(yīng)力，防止工件變形；可使高碳鋼中的網(wǎng)狀滲消除殘余應(yīng)力，防止工件變形；可使高碳鋼中的網(wǎng)狀滲碳體球化，降低材料硬度，提高塑性，便于切削加工。碳體球化，降低材料硬度，提高塑性，便于切削加工。是將工

37、件加熱至某一溫度（是將工件加熱至某一溫度（臨界點(diǎn)以上臨界點(diǎn)以上），），保溫一段時(shí)間，然后保溫一段時(shí)間，然后隨爐隨爐或埋入沙中或埋入沙中緩慢緩慢冷卻下來，以冷卻下來，以得到接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理方法。得到接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理方法?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院正火與退火的不同之處是在空氣中冷卻，冷卻正火與退火的不同之處是在空氣中冷卻，冷卻速度較快。經(jīng)過正火處理的工件較退火處理硬度和強(qiáng)度要速度較快。經(jīng)過正火處理的工件較退火處理硬度和強(qiáng)度要高。高。(1)(1)正火的溫度較高正火的溫度較高, ,退火的溫度較低退火的溫度較低. . (2)(2)正火的冷卻速度比退火的冷卻速度快正火的冷卻速度比退

38、火的冷卻速度快. . (3)(3)使用效果不同，在滲碳處理以后，正火能消除網(wǎng)狀滲碳使用效果不同，在滲碳處理以后，正火能消除網(wǎng)狀滲碳體，退火則不能體，退火則不能. .對含碳量在對含碳量在0.25%0.25%以下的，以下的， 正火后可提高正火后可提高硬度，改善切削加工性能，退火卻做不到。硬度，改善切削加工性能，退火卻做不到。 (4)(4)正火的周期短，操作方便；退火的周期長，操作較麻煩正火的周期短，操作方便；退火的周期長，操作較麻煩( (指需要控制一定的冷卻速度指需要控制一定的冷卻速度) )。 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23145 加熱至淬火溫度加熱至淬火溫度( (臨界點(diǎn)以上臨界點(diǎn)以

39、上303050)50)，并保溫一段時(shí)間，后投入淬火劑中冷卻。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)淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨性。度和耐磨性。 淬火劑：空氣、油、水、鹽水，冷卻能力遞增。淬火劑：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。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23146是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝。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)回火可以降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。應(yīng)

40、力，提高韌性。 在在150150250250范圍內(nèi)的回火稱范圍內(nèi)的回火稱“低低溫回火溫回火”?；鼗瘃R氏體有較高的硬度和耐?；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。 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23147 溫度是溫度是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、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。軸類、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。 溫度為溫度為500500680680。強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好 淬火加高溫回火習(xí)慣

41、上稱為淬火加高溫回火習(xí)慣上稱為。用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23148材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形材料經(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。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)定零件時(shí)效可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，它與回火作用相類似。尺寸，它與回火作用相類似?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23149 使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)度、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

42、部則具有硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則具有一定的韌性。一定的韌性?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23150 滲碳、滲氮滲碳、滲氮( (氮化氮化) )、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化化( (碳與氮共滲碳與氮共滲) )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；高耐磨和耐腐蝕性； 滲硅可提高耐酸性等。滲硅可提高耐酸性等?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23151 硫、磷、錳、硅、

43、氧、氮、氫等硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等 有害元素。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，過早熔化，過早熔化而導(dǎo)致工件開裂，稱而導(dǎo)致工件開裂，稱。 高級優(yōu)質(zhì)鋼：高級優(yōu)質(zhì)鋼：S S0.02%0.02%0.03%0.03%； 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%以下。以下。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23152 有害元素。雖能使強(qiáng)度、硬度增高，但有害元素。雖能使強(qiáng)度、硬度增高，但塑性、

44、沖擊韌性顯著降低。塑性、沖擊韌性顯著降低。 特別是在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱特別是在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱 使冷加工及焊接性變壞，使冷加工及焊接性變壞， 高級優(yōu)質(zhì)鋼：高級優(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%?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23153 脫氧劑。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FeOFeO成為成為MnOMnO進(jìn)進(jìn)入爐渣，從而改善鋼的品

45、質(zhì)，特別是降低脆性，入爐渣，從而改善鋼的品質(zhì)，特別是降低脆性，提高強(qiáng)度和硬度。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)鋼可達(dá)；高錳結(jié)構(gòu)鋼可達(dá)0.7%0.7%1.2%1.2%。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23154 脫氧劑。有益的元素。脫氧劑。有益的元素。 硅與硅與FeOFeO能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐渣能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去。而被除去。 硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度增加，塑

46、性、韌性降低。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%0.1%0.37%0.37%，沸騰鋼中只含有沸騰鋼中只含有0.03%0.03%0.07%0.07%。 由于鋼中硅含量一般不超過由于鋼中硅含量一般不超過0.5%0.5%，對，對鋼性能影響不大。鋼性能影響不大?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23155 有害元素。在煉鋼末期要加入錳、硅、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。鐵和鋁進(jìn)行脫氧，但不可能除盡。 FeOFeO、MnOMnO、SiO2SiO2、Al2O3Al2O3，使強(qiáng)度、，使強(qiáng)度、塑性降低。尤其是對疲勞強(qiáng)度、沖擊韌塑性降

47、低。尤其是對疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。性等有嚴(yán)重影響。 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23156 長時(shí)間放置或在長時(shí)間放置或在200200300300加熱氮以加熱氮以氮化物形式的析出，硬度、強(qiáng)度提高，塑氮化物形式的析出，硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降，發(fā)生時(shí)效。性下降，發(fā)生時(shí)效。 鋼液中加入鋼液中加入AlAl、TiTi或或V V進(jìn)行固氮處理，進(jìn)行固氮處理，使氮固定在使氮固定在AlNAlN、TiNTiN或或VNVN中，可消除時(shí)效中，可消除時(shí)效傾向。傾向。 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23157 氫脆、白點(diǎn)等缺陷。氫脆、白點(diǎn)等缺陷。氫化物變形小氫化物變形小 組織缺陷處擴(kuò)散氫，

48、時(shí)間長組織缺陷處擴(kuò)散氫，時(shí)間長 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23158建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、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、耐軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）熱鋼）低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院 ：強(qiáng)度較低、塑性最強(qiáng)度較低、塑性最好。冷壓及焊接性能好，適于制作焊制的化工容好。冷壓及焊接性能好，適于制作焊制的化工容器及負(fù)荷不大的機(jī)械零件；器及負(fù)荷不大的機(jī)械零件；（2 2）中碳鋼中碳鋼 (0. (0.3 3 C

49、 0.6%)C 0.6%)：強(qiáng)度強(qiáng)度、塑性塑性適中，可通過熱處理獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，適中，可通過熱處理獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，用于制作軸、齒輪、高壓設(shè)備頂蓋等重要零件；用于制作軸、齒輪、高壓設(shè)備頂蓋等重要零件；強(qiáng)度、硬度較高，強(qiáng)度、硬度較高，塑性差，用來制作彈簧、鋼絲繩等。塑性差，用來制作彈簧、鋼絲繩等?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院 質(zhì)量等級質(zhì)量等級A A，B B，C C，D D。A A 最差，最差，D D 最好最好 脫氧方法為脫氧方法為F F，b b，Z Z，TZTZ（后兩者標(biāo)注可省略后兩者標(biāo)注可省略）。 化工壓力容器用鋼一般選用鎮(zhèn)靜鋼化工壓力容器用鋼一般選用鎮(zhèn)靜鋼Z Z。 普通碳素鋼有普

50、通碳素鋼有 Q235-AQ235-A，屈服強(qiáng)度數(shù)值（，屈服強(qiáng)度數(shù)值（MPaMPa）還包括：還包括：Q195Q195、 Q215Q215、Q255Q255及及Q275Q275，共共5 5個(gè)鋼種。個(gè)鋼種。 碳鋼有普通與優(yōu)質(zhì)兩種。區(qū)別？碳鋼有普通與優(yōu)質(zhì)兩種。區(qū)別？Q195Q195、 Q275Q275不分級；不分級；Q215Q215、Q255Q255分為分為A A、B B兩個(gè)等級。兩個(gè)等級。Q235Q235分為分為A A、B B、C C、D D四個(gè)等級四個(gè)等級化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23161 S S0.03%0.03%0.045% 0.045% ；P P0.04%0.04% 08 0

51、8、1010、1515、2020、2525、3030、3535、4040、4545、5050、8080等。平均含碳量的萬分之幾。等。平均含碳量的萬分之幾。 4545號(hào)鋼中含碳量平均為號(hào)鋼中含碳量平均為0.45%(0.42%0.45%(0.42%0.50%)0.50%)。 45Mn45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23162 （含（含C C0.25%0.25%），如），如0808、1010、 1515、2020、2525；塑性好，焊接性能好，殼體、；塑性好，焊接性能好，殼體、接管。接管。 （含（含C C量量0.3%0.3%0.

52、60%0.60%）, ,如如3030、3535、4040、4545、5050與與5555； 4545號(hào)鋼攪拌軸號(hào)鋼攪拌軸 （含（含C C0.6%0.6%），如），如6060、6565、7070、8080。6060、6565鋼主要用來制造彈簧，鋼主要用來制造彈簧，7070、8080鋼用來制造鋼絲繩等。鋼用來制造鋼絲繩等?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23163 S S0.02%0.02%0.03%0.03%； P P0.025%0.025%，均，均0.03%0.03%。 它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)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 A字，字，如如20A20A?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)

53、 化工學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院碳素工具鋼碳素工具鋼如如T8T8表示平均碳含量為表示平均碳含量為0.80.8的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。若的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。若牌號(hào)末尾加牌號(hào)末尾加“A A”，表示鋼中硫、磷含量較少，為高，表示鋼中硫、磷含量較少，為高級優(yōu)質(zhì)鋼，如級優(yōu)質(zhì)鋼，如T10AT10A?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院優(yōu)質(zhì)鑄造碳鋼優(yōu)質(zhì)鑄造碳鋼如ZG200 400表示。S200 MPa，b400 MPa的鑄鋼?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院如如20R20R，16MnR16MnR。R R 容容 碳鋼有普通與優(yōu)質(zhì)兩種。區(qū)別？碳鋼有普通與優(yōu)質(zhì)兩種。區(qū)別？如如20g20g，20G20G。g,

54、Gg,G 鍋，小寫板，大寫管鍋，小寫板，大寫管如如HP245HP245HP365HP365。數(shù)字表示屈服極限。數(shù)字表示屈服極限化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23169鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼壓力容器用熱扎厚鋼板）壓力容器用熱扎厚鋼板） 4mm4mm6mm6mm厚度間隔為厚度間隔為0.5mm0.5mm 6mm 6mm30mm30mm厚度間隔為厚度間隔為 lmmlmm 30mm 30mm60mm60mm厚度間隔為厚度間隔為2mm2mm 一般碳素鋼板材有一般碳素鋼板材有 Q235-AQ235-A、 Q235-AQ235-AF F、0808、1010、1515

55、、2020等。等?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23170 無縫鋼管和有縫鋼管。無縫鋼管和有縫鋼管。 無縫鋼管有冷軋和熱軋。無縫鋼管有冷軋和熱軋。 普通無縫鋼管常用材料有普通無縫鋼管常用材料有1010、1515、2020等。等。 專門用途的無縫鋼管，如熱交換器用鋼管、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、石油裂化用無縫管、鍋爐用無縫管等。有縫管、水煤氣管，分鍍鋅水煤氣管，分鍍鋅( (白鐵管白鐵管) )和不鍍鋅和不鍍鋅( (黑鐵管黑鐵管) )兩種。兩種?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23171（1 1）圓鋼和方鋼）圓鋼和方鋼 Q235

56、Q235AFAF、2020、2525、4545及合金鋼，主要用來制造各種及合金鋼，主要用來制造各種軸件；軸件；（2 2）扁鋼）扁鋼 Q235AQ235A、Q235Q235AFAF、2020及及1616MnMn等，常用作各類槳葉。等，常用作各類槳葉。（3 3）角鋼、工字鋼及槽鋼）角鋼、工字鋼及槽鋼 Q235AQ235A、Q235Q235AFAF、及及1616MnMn等，可做各類設(shè)備的支架、等，可做各類設(shè)備的支架、塔盤支承及各類加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。塔盤支承及各類加強(qiáng)結(jié)構(gòu)?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23172 鑄鋼用鑄鋼用 ZGZG表示，表示， ZG25ZG25、 ZG35ZG35等，等，用于制

57、造各種承受重載荷的復(fù)雜零件，用于制造各種承受重載荷的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門、泵葉輪等。如泵殼、閥門、泵葉輪等。 鍛鋼有鍛鋼有0808、1010、1515、5050等牌號(hào)。等牌號(hào)。石油化工容器用石油化工容器用2020、2525等制作管板、法等制作管板、法蘭、頂蓋等。蘭、頂蓋等?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23173五、鑄鐵五、鑄鐵 含含C C量量2%2%以上，含有以上，含有S S、P P、SiSi、MnMn等雜質(zhì)。等雜質(zhì)。 脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好鑄造性、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。耐磨性、減振性及切削加工性。 在一些介質(zhì)在一些介質(zhì)(

58、(濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶劑等溶劑等) )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、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23174 2.7% 2.7%4.0%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，支架、閥體、有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，支架、閥體、泵體泵體( (機(jī)座、管路附件等機(jī)座、管路附件等) )。 在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、聯(lián)

59、堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。 HTHT和抗拉強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度 b值表示，如值表示，如 HT100HT100，其中，其中100100表示表示 b100MPa100MPa。 常用灰鑄鐵牌號(hào)有常用灰鑄鐵牌號(hào)有HT100HT100、 HT150HT150、 HT200HT200、 HT250HT250、 HT300HT300、 HT350HT350。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23175 簡稱球鐵。簡稱球鐵。 在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰鑄在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰鑄鐵，甚至接近鋼材。鐵，甚至接近鋼材。 用用QTQT、抗拉強(qiáng)度值、延伸率表示，如、抗

60、拉強(qiáng)度值、延伸率表示，如QT400-18QT400-18，其中，其中400400表示表示 b400MPa400MPa，1818表表示示 =18%?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 化工學(xué)院2022-6-23176 有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加。有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加。 強(qiáng)度低、脆性大及內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂強(qiáng)度低、脆性大及內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂 熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，不適于制造溫差熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，不適于制造溫差較大的設(shè)備，否則容易產(chǎn)生裂紋。較大的設(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：STSi11Cu2CrRST