PTA裝置常用材料相關(guān)知識(shí)講座

PTA裝置常用材料知識(shí)講座一、工程常用材料總體分類(lèi)在機(jī)械、工程等工業(yè)領(lǐng)域中，采用的材料種類(lèi)及品種繁多、涉及范圍及其廣泛。其分類(lèi)如下：

二、金屬材料性能為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過(guò)程中材料應(yīng)具備的性能（工藝性能）。材料的使用性能包括:1、物理性能（如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等）2、化學(xué)性能（耐用腐蝕性、抗氧化性）；3、力學(xué)性能（機(jī)械性能）4、工藝性能：材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。

1、化學(xué)性能化學(xué)性能指金屬材料與周?chē)橘|(zhì)掃觸時(shí)抵抗發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)的性能。耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。

2、機(jī)械性能（力學(xué)性能）

機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性。強(qiáng)度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應(yīng)力。屈服點(diǎn)（бs）：稱屈服強(qiáng)度，指材料在拉抻過(guò)程中，材料所受應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生0.2%L，時(shí)應(yīng)力值，單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示?？估瓘?qiáng)度（бb）也叫強(qiáng)度極限指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。

延伸率（δ）：材料在拉伸斷裂后，總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。斷面收縮率（Ψ）材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測(cè)定分布氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）沖擊韌性（Ak）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2（J/cm2）.

3、工藝性能工藝性能指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時(shí)體積收縮的能力；偏析指化學(xué)成分不均性。焊接性能：指金屬材料通過(guò)加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個(gè)或兩個(gè)以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對(duì)材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，則材料的冷彎性愈好。沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進(jìn)行沖壓叫冷沖壓。檢驗(yàn)方法用杯突試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。主要指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的鋼。有時(shí)也稱為普碳鋼或碳素鋼。碳鋼也叫碳素鋼，指含炭量Wc小于2.11%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷等元素。

分類(lèi)：（1）按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類(lèi)，碳素結(jié)構(gòu)鋼又分為工程構(gòu)建鋼和機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種；

（2）按冶煉方法可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼；（3）按脫氧方法可分為沸騰鋼（F）、鎮(zhèn)靜鋼（Z）、半鎮(zhèn)靜鋼（b）和特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）；（4）按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼（WC≤0.25%）,中碳鋼（WC0.25%—0.6%）和高碳鋼（WC>0.6%）；（5）按鋼的質(zhì)量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼（含磷、硫較高）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（含磷、硫較低）和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（含磷、硫更低）和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。三、PTA裝置常用金屬材料1、碳鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：如Q235優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：如20#鋼，45#鋼碳素工具鋼：T7，T10鑄鋼：ZG200-400我司常用碳鋼材料種類(lèi)2、合金鋼合金鋼是指鋼中除含硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素（如鉻、鎳、鉬、釩、鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和其他元素等），有的還含有某些非金屬元素（如硼、氮等）的鋼。按用途分類(lèi)：合金結(jié)構(gòu)鋼：主要包括低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（Q345），合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、滾動(dòng)軸承鋼等；

合金工具鋼：用于制作各種刃具、模具和量具；特殊性能鋼：用于制造在特殊工作條件下或特殊環(huán)境（如腐蝕介質(zhì)、高溫等）下工作，具有特殊物理、化學(xué)性能要求的機(jī)械零件的鋼材；包括：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等；不銹鋼馬氏體不銹鋼：如1Cr13、3Cr13、7Cr17等，含碳量較高，具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但是耐腐蝕性較差；鐵素體不銹鋼：耐腐蝕性和抗氧化性能好，力學(xué)性能差；PTA裝置用得較少；奧氏體不銹鋼：雙相鋼：所謂雙相不銹鋼是在其固溶組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半，一般量少相的含量也需要達(dá)到30%。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且耐晶間副食和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。SS304SS304LSS316LSS317L2205我司常用不銹鋼材料我司常用其他合金材料HAC276TI

四、材料腐蝕腐蝕是材料在環(huán)境的作用下引起的破壞或變質(zhì)。金屬和合金的腐蝕主要是由于化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞，有時(shí)還同時(shí)伴有機(jī)械、物理或生物作用。例如應(yīng)力腐蝕破裂就是應(yīng)力和化學(xué)物質(zhì)共同作用的結(jié)果。單純物理作用的破壞，如合金在液態(tài)金屬中的物理溶解，也屬于腐蝕范疇，但這類(lèi)破壞實(shí)例不多。單純的機(jī)械破壞，如金屬被切削、研磨，不屬于腐蝕范疇非金屬的破壞一般是由于化學(xué)或物理作用引起，如氧化、溶解、溶脹等。1、金屬腐蝕的分類(lèi)2、金屬腐蝕的形態(tài)

1、金屬腐蝕的分類(lèi)

均勻（全面）腐蝕根據(jù)腐蝕的形態(tài)分為局部腐蝕

化學(xué)腐蝕根據(jù)腐蝕的作用原理分電化學(xué)腐蝕其中局部腐蝕包括：孔蝕縫隙腐蝕晶間腐蝕應(yīng)力腐蝕破裂腐蝕疲勞氫腐蝕破裂選擇腐蝕磨損腐蝕，脫層腐蝕~~~等

2、金屬腐蝕的形態(tài)孔蝕縫隙腐蝕晶間腐蝕應(yīng)力腐蝕破裂腐蝕疲勞氫腐蝕破裂選擇腐蝕磨損腐蝕脫層腐蝕

孔蝕

孔蝕是一種高度局部的腐蝕形態(tài)。孔有大有小，多數(shù)情況下比較小，一般孔表面直徑等于或小于它的深度，也有些情況為碟形淺孔。小而深的孔可能使金屬板穿透，引起物料流失、火災(zāi)、爆炸等事故。它是破壞性和隱患最大的腐蝕形態(tài)之一?？孜g通常發(fā)生在表面有鈍化膜或有保護(hù)膜的金屬，如不銹鋼、鈦、鋁合金等。由于金屬表面存在缺陷（露頭的螺位錯(cuò)，非金屬夾雜物等）和液體內(nèi)存在能破壞鈍化膜的活性離子（如CI－、Br－），鈍化膜在局部被破壞，微小的膜破口處的金屬成為陽(yáng)極，其電流高度集中，破口周?chē)鷱V大面積的膜成為陰極，因此腐蝕迅速向內(nèi)發(fā)展，形成蝕孔。當(dāng)孔蝕形成不久，孔內(nèi)的氧很快耗盡，因此只有陽(yáng)極反應(yīng)在孔內(nèi)進(jìn)行，很快就積累了帶正電的金屬離子。為了保持電中性，帶負(fù)電的CI－從外部溶液擴(kuò)散到孔內(nèi)，由于金屬（Fe、Cr）氯化物的水解產(chǎn)生了鹽酸：

M＋CI－＋H2O＝MOH↓＋H＋CI－孔內(nèi)pH下降，變?yōu)樗嵝?，鹽酸使更多的金屬溶解，又有更多的CI－遷入孔內(nèi)，形成自催化加速的腐蝕。鄰接蝕孔的表面由于產(chǎn)生陰極氧還原反應(yīng)而不受腐蝕，亦即獲得了陰極保護(hù)。蝕孔形成以后，是否繼續(xù)深入發(fā)展直至穿孔，由于影響因素復(fù)雜，現(xiàn)在還不能精確預(yù)測(cè)，一般地說(shuō)，如孔少，腐蝕電流集中，深入發(fā)展的可能性大；如孔多，就較淺，危險(xiǎn)性也較小。

晶間腐蝕腐蝕從表面沿晶粒邊界向內(nèi)發(fā)展，外表沒(méi)有腐蝕跡象，但晶界沉積疏松的腐蝕產(chǎn)物。由金相顯微鏡可看到晶界呈現(xiàn)網(wǎng)狀腐蝕。嚴(yán)重的晶間腐蝕可使金屬失去強(qiáng)度和延展性，在正常載荷下碎裂。晶間腐蝕是晶界在一定條件下產(chǎn)生了化學(xué)和組成上的變化，耐蝕性降低所致，這種變化通常是由于熱處理或冷加工引起的。以?shī)W氏體不銹鋼為例，含鉻量須大于11%才有良好耐蝕性。當(dāng)焊接時(shí)，焊縫兩側(cè)2~3mm處可被加熱到400~910℃，在這個(gè)溫度（敏化溫度）下晶界的鉻和碳易化合形成Cr3C6，Cr從固溶體中沉淀出來(lái)，晶粒內(nèi)部的Cr擴(kuò)散到晶界很慢，晶界就成了貧鉻區(qū)，鉻量可降到遠(yuǎn)低于11%的下限，在適合的腐蝕溶液中就形成“碳化鉻晶粒（陰極）-噴鉻區(qū)（陽(yáng)極）”電池，使晶界貧鉻區(qū)腐蝕。奧氏體不銹鋼晶間腐蝕在工業(yè)中較常見(jiàn)，危害也最大。防止方法有：①“固溶淬火”處理：將已產(chǎn)生貧鉻區(qū)的鋼加熱到1100℃左右，使碳化鉻溶解，水淬，迅速通過(guò)敏化溫度區(qū)，使合金保持含Cr的均一態(tài)。②鋼中加入少量更易生成碳化物的元素鈦或鈮。③碳含量降低到0.03%以下，從晶界沉淀的鉻量就很少。各類(lèi)管道材料耐腐蝕的順序不銹鋼材料耐點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕能力的順序1、奧氏體不銹鋼：1Cr18Ni9Ti→0Cr18Ni9（304）→0Cr18Ni11Ti（321）→00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti（316）→00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L→00Cr27Ni31Mo4Cu2、鐵素體不銹鋼：0Cr13（410S）→0Cr13Al（405）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26Mo1→00Cr30Mo23、雙相不銹鋼：00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507）耐高溫腐蝕用材的順序20?！?2Cr1MoV→12Cr2Mo1（2Cr-1Mo）→1Cr5Mo→1Cr9Mo→P91(10Cr9Mo1VNb）