精細(xì)化工設(shè)備第2章

第2章精細(xì)化工設(shè)備材料與防護(hù)主要內(nèi)容：2.1常用的金屬材料2.2常用的非金屬材料2.3常用材料的性能要求2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)第02-03次課1精選ppt精細(xì)化工設(shè)備常用的金屬材料有碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、鋁、鉛和銅等合金，其中碳鋼、不銹鋼和鑄鐵具有良好的物理、力學(xué)性能，且價(jià)格廉價(jià)、產(chǎn)量大，被大量用于制造各種設(shè)備。常用的另一類材料是非金屬材料,非金屬材料的耐腐蝕性能在許多環(huán)境下優(yōu)于金屬材料,在精細(xì)化工企業(yè)大量使用上述金屬和非金屬材料制造反響設(shè)備、輸送設(shè)備、泵、閥門及管道等器件。2精細(xì)化工設(shè)備材料與防護(hù)2精選ppt2.1常用的金屬材料〔1〕碳鋼碳鋼是含碳量小于2.11%的鐵碳合金，碳鋼在大氣和水中易生銹，在很多介質(zhì)中的耐腐蝕性也不好：在堿性溶液和強(qiáng)氧化性酸〔如濃硫酸〕中生成了保護(hù)膜，腐蝕性很??；在中性、含氧量高的溶液中，和復(fù)原性酸中，腐蝕很快。如磺化和硝化反響可以用碳鋼做反響器。優(yōu)質(zhì)碳鋼與普通碳鋼區(qū)別是優(yōu)質(zhì)碳鋼中硫磷含量低(S+P含量小于0.035%)2精細(xì)化工設(shè)備材料與防護(hù)\2.1常用的金屬材料3精選ppt〔2〕鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金，大致組成：2.5~4%C、0.6~3.0%Si、0.2~1.2%Mn、0.1~1.2%P、0.08~0.15%S。鑄鐵是脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但具有良好的鑄造性、耐磨性、減振性及切削加工性。在一些介質(zhì)〔濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶劑等〕中具有相當(dāng)好的耐腐蝕性能，生產(chǎn)本錢低廉，在工業(yè)中得到普遍應(yīng)用。常用的鑄鐵可分以下四類：灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和特殊性能鑄鐵。2.1常用的金屬材料4精選ppt灰口鑄鐵灰口鑄鐵中的石墨呈片狀，斷口呈灰黑色。抗壓強(qiáng)度顯著大于抗拉強(qiáng)度〔約3～4倍〕，沖擊韌性低，不適合制造承受彎曲、拉伸和沖擊載荷的零件。2.1常用的金屬材料片狀石墨灰口鑄鐵耐磨性、耐蝕性較好，與其他鋼材比，有優(yōu)良的鑄造性、減振性和良好的可加工性，廣泛用作承受壓載荷、耐磨的零件，如機(jī)座、軸承、泵體等。5精選ppt灰口鑄鐵2.1常用的金屬材料6精選ppt球墨鑄鐵球磨鑄鐵中石墨呈球狀，球墨鑄鐵在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過(guò)灰鑄鐵，甚至接近鋼材。在酸性介質(zhì)中球墨鑄鐵耐蝕性較差，但在其他介質(zhì)中耐腐蝕性比灰鑄鐵好。2.1常用的金屬材料球墨鑄鐵金相照片白色碳化物沿球墨周圍形成7精選ppt球墨鑄鐵管2.1常用的金屬材料8精選ppt可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵中石墨呈團(tuán)絮狀，其機(jī)械性能〔特別是韌性和塑性〕較灰口鑄鐵高，故習(xí)慣上稱為可鍛鑄鐵。2.1常用的金屬材料9精選ppt可鍛鑄鐵與球墨鑄鐵相比具有質(zhì)量穩(wěn)定，鐵水處理簡(jiǎn)易，本錢較低等特點(diǎn)，在精細(xì)化工設(shè)備生產(chǎn)中廣泛的用來(lái)制作各種管接頭、低壓閥門、軸、連桿、齒輪、活塞環(huán)等。2.1常用的金屬材料10精選ppt特殊性能鑄鐵精細(xì)化工設(shè)備對(duì)鑄鐵牲能的要求愈來(lái)愈高，不但要求它具有更高的機(jī)械性能，有時(shí)還要求它具有某些特殊的性能，如耐熱、耐蝕及耐磨等。為此可向鑄鐵〔灰口鑄鐵或球墨鑄鐵等〕中參加一定量的合金元素，如錳，獲得特殊性能鑄鐵〔或稱合金鑄鐵〕。2.1常用的金屬材料11精選ppt〔3〕合金鋼金屬材料可以和其它材料組合形成復(fù)合材料。合金鋼就是在碳鋼的根底上，在冶煉時(shí)經(jīng)常參加的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、Al、B、W、Mo、V、Ti、Nb、Zr和稀土元素(Re)等，P、S、N等，來(lái)提高鋼的機(jī)械性能、物理和化學(xué)性能，改善鋼的工藝性能。合金鋼按用途分主要有：合金結(jié)構(gòu)鋼〔做一些設(shè)備的機(jī)構(gòu)件〕合金工具鋼〔做各種工具〕特殊性能鋼〔包括不銹耐酸鋼、耐熱鋼和耐磨鋼〕2.1常用的金屬材料12精選ppt不銹耐酸鋼不銹鋼和耐酸鋼的總稱，用于制作耐腐蝕的機(jī)器零件、工具及容器等。屬于這類鋼的有馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼等。一般不銹鋼不一定耐酸，而耐酸鋼一般那么都具有良好的耐腐蝕性能2.1常用的金屬材料13精選ppt鐵910℃以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的α-鐵910℃以上為具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的-鐵碳溶解到α-鐵中形成的固溶體稱鐵素體碳溶解到-鐵中形成的固溶體那么稱奧氏體奧氏體如以極大的冷卻速度過(guò)冷到230℃以下，碳原子無(wú)法擴(kuò)散，形成碳過(guò)飽和的α-固溶體，稱為馬氏體2.1常用的金屬材料14精選ppt奧氏體不銹鋼：奧氏體〔外文名：Austenite〕，碳溶解在鐵中形成的一種間隙固溶體，呈面心立方結(jié)構(gòu)，無(wú)磁性。奧氏體是一種塑性很好，強(qiáng)度較低的固溶體，具有一定韌性。分辨奧氏體不銹鋼(含鉻大于18%，還含有8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素如1Cr18Ni9Ti不銹鋼〕的方法之一就是用磁鐵來(lái)看其是否具有磁性。古代鐵匠打鐵時(shí)燒紅的鐵塊即處于奧氏體狀態(tài)。2.1常用的金屬材料15精選ppt馬氏體不銹鋼：馬氏體的三維組織形態(tài)通常有片狀或者板條狀，但是在金相觀察中〔二維〕通常表現(xiàn)為針狀。馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)為體心四方結(jié)構(gòu)。高的強(qiáng)度和硬度是鋼中馬氏體的主要特征之一。將鋼加熱到一定溫度〔形成奧氏體〕后經(jīng)迅速冷卻〔淬火〕，得到的能使鋼變硬、增強(qiáng)的一種淬火組織即為馬氏體。2.1常用的金屬材料鐵素體不銹鋼：碳溶解到α-鐵中形成的固溶體稱鐵素體，加熱時(shí)不發(fā)生相變，稱為鐵素體型不銹鋼。16精選ppt參考資料：固態(tài)金屬及合金都是晶體，即在其內(nèi)部原子是按一定規(guī)律排列的，排列的方式一般有三種即：體心立方晶格結(jié)構(gòu)、面心立方晶格結(jié)構(gòu)和密排六方晶格結(jié)構(gòu)。組成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結(jié)構(gòu)：910℃以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的α-鐵，910℃以上為具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的-鐵。碳溶解到α-鐵中形成的固溶體稱鐵素體，它的溶碳能力極低，最大溶解度不超過(guò)0.02%。而碳溶解到-鐵中形成的固溶體那么稱奧氏體，它的溶碳能力較高，最高可達(dá)2%。奧氏體是鐵碳合金的高溫相。鋼在高溫時(shí)所形成的奧氏體，如以極大的冷卻速度過(guò)冷到230℃以下，奧氏體中的碳原子已無(wú)擴(kuò)散的可能，奧氏體將直接轉(zhuǎn)變成一種含碳過(guò)飽和的α固溶體，稱為馬氏體。由于含碳量過(guò)飽和，引起馬氏體強(qiáng)度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。不銹鋼的耐蝕性主要來(lái)源于鉻。只有含鉻量超過(guò)12%時(shí)鋼的耐蝕性能才會(huì)大大提高，因此，不銹鋼中的含鉻量一般均不低于12%。由于含鉻量的提高，對(duì)鋼的組織也有很大影響，當(dāng)鉻含量高而碳含量很少時(shí)，鉻會(huì)使鐵碳平衡圖上的-相區(qū)縮小，甚至消失，這種不銹鋼為鐵素體不銹鋼。當(dāng)含鉻量較低〔但高于12%〕，碳含量較高，合金在從高溫冷卻時(shí)，極易形成馬氏體，故稱這類鋼為馬氏體型不銹鋼。鎳可以擴(kuò)展-相區(qū)，使鋼材具有奧氏體組織。如果鎳含量足夠多，使鋼在室溫下也具有奧氏體組織結(jié)構(gòu)，那么稱這種鋼為奧氏體型不銹鋼。17精選ppt18精選ppt19精選ppt耐熱鋼高溫下具有良好耐熱性，包括與熱強(qiáng)鋼兩類：抗氧化鋼：高溫下有較好的抗氧化性，強(qiáng)度要求不高熱強(qiáng)鋼：高溫下有良好抗氧化能力又有較高強(qiáng)度。用于制作爐用零件、熱交換器、枯燥設(shè)備、排氣閥等零件2.1常用的金屬材料20精選ppt耐磨鋼在高的沖擊負(fù)荷作用下發(fā)生加工硬化而具有高耐磨性能的高錳鋼。主要成分為碳和錳，含碳量為1.0%～1.3%，含錳量為11%～14%。碳含量較高可以提高耐磨性。用來(lái)生產(chǎn)破碎機(jī)顎板、防彈鋼板、保險(xiǎn)箱鋼板等。2.1常用的金屬材料21精選ppt〔4〕有色金屬及其合金金屬材料中通常把鐵及其合金叫黑色金屬,而把其它的金屬如鋁.銅.鎂.鋅等及其合金叫有色金屬.有色金屬種類很多,都具有不同于鋼鐵的許多特性.使用較多的是鋁、銅及其合金鋁、鎂、鈦及其合金相對(duì)密度小；銅、鋁及其合金導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好；鎳、鉬、鈮及其合金能耐高溫等；有色金屬及其合金在精細(xì)化工設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。2.1常用的金屬材料22精選ppt鋁及鋁合金純鋁：質(zhì)輕，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好，塑性好但強(qiáng)度低，抗大氣腐蝕的能力很強(qiáng)，在氧化性的酸中外表形成致密鞏固的氧化膜，能耐腐蝕。但在堿、食鹽和氫氟酸中易被腐蝕。鋁常用于制造硝酸、尿素等生產(chǎn)所用設(shè)備〔貯槽、槽車、管道、泵、閥門、冷凝器、蒸發(fā)塔和加熱器等。2.1常用的金屬材料23精選ppt鋁合金：銅、鎂、鋅、硅、錳等參加鋁中與鋁構(gòu)成二元共晶系，包括形變鋁合金和鑄造鋁合金形變鋁合金：鋁錳系或鋁鎂組成的鋁合金，特點(diǎn)是抗蝕性、焊接性及塑性好，硬度和強(qiáng)度高，具有良好的加工性能，可以用作結(jié)構(gòu)材料。包括:防銹鋁合金(LF),硬鋁合金(LY),超硬鋁合金(LC),鍛造鋁合金(LD)2.1常用的金屬材料鑄造鋁合金：

Al-Si系、A1-Cu系、Al-Mg系與A1-Zn系等四類鋁合金，用于鑄造24精選ppt銅及銅合金純銅：具有高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和耐蝕性，塑性好，易于冷、熱加工變形。純銅不宜作結(jié)構(gòu)材料，但它用于制造深冷設(shè)備和高壓設(shè)備的墊片等。純銅主要用來(lái)制作真空器件、冷凝器、蒸發(fā)器、熱交換器、墊片、鉚釘?shù)取?.1常用的金屬材料銅對(duì)淡水、大氣、堿類溶液的耐蝕能力很好。銅不耐各種濃度的硝酸、氨和銨鹽溶液腐蝕。25精選ppt銅合金：純銅強(qiáng)度不高，不宜用作結(jié)構(gòu)材料，常參加合金元素來(lái)改善其性能。一般可將銅合金分為黃銅、白銅和青銅。黃銅：銅鋅合金，有極好冷加工性能，可在常溫下沖壓成型，做容器的零件。白銅：銅鎳合金，耐腐蝕性能優(yōu)，抗沖擊腐蝕和應(yīng)力腐蝕也很好。。2.1常用的金屬材料青銅：銅錫、銅鋁、銅鈹合金，錫青銅主要用來(lái)鑄造耐腐蝕和耐磨零件，如泵殼、閥門、軸承、蝸輪、齒輪等。26精選ppt鈦及鈦合金純鈦：銀白色的金屬，熔點(diǎn)為1725℃，外表很易和氧結(jié)合成一層致密的氧化薄膜，穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于鋁和不銹鋼的氧化膜，而且在機(jī)械損傷后能很快修復(fù)，故在許多介質(zhì)中的耐蝕性比奧氏體不銹鋼優(yōu)越，鈦在大氣、海水、過(guò)熱蒸汽、各種溫度的堿溶液、鹽類、硝酸〔除紅色發(fā)煙硝酸外〕、鉻酸、10%～30%氨水等介質(zhì)中都穩(wěn)定。2.1常用的金屬材料空氣中加熱到鮮紅時(shí)，迅速地吸氣〔氧.硫.碳.氮.氫等元素強(qiáng)烈反響),故鈦不宜作高溫下的化工設(shè)備27精選ppt鈦合金：為了提高鈦的強(qiáng)度與耐熱性，常參加鋁、錫、鋯、鉬、釩、錳、鉻、鐵等元素，它們能溶于鈦中，或與鈦形成化合物，使合金強(qiáng)化，其中強(qiáng)化作用最好的是鋁、錳、鉻和鐵，其次是鉬與釩，錫與鋁的強(qiáng)化作用不大，但能提高合金的抗蝕性。2.1常用的金屬材料28精選ppt2.2常用的非金屬材料除金屬材料和復(fù)合材料外的材料稱為非金屬材料。非金屬材料具有優(yōu)良的耐蝕性，按性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)非金屬材料和有機(jī)非金屬材料兩大類。非金屬材料可以做結(jié)構(gòu)材料、金屬設(shè)備的保護(hù)襯里、設(shè)備的密封材料和保溫材料等。來(lái)源廣泛，成型工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。〔1〕無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料主要有陶器、瓷器、膠凝材料〔水泥、石灰、石膏等〕、混凝土、耐火材料、天然礦物等。2.2常用的非金屬材料29精選ppt無(wú)機(jī)非金屬材料特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：硬度高，抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，絕大多數(shù)是絕緣體，高溫導(dǎo)電能力比金屬低，光學(xué)性能優(yōu)良，制成薄膜時(shí)大多是透明的，一般比金屬的導(dǎo)熱性低。缺點(diǎn)：大多數(shù)抗拉強(qiáng)度低、韌性差。開展方向：而將其與金屬材料、高分子材料合成無(wú)機(jī)非金屬?gòu)?fù)合材料，改善其強(qiáng)度和韌性。2.2常用的非金屬材料30精選ppt化工陶瓷是由黏土、長(zhǎng)石和石英等原料燒結(jié)而成。優(yōu)點(diǎn)：有很好的耐化學(xué)腐蝕，來(lái)源廣。價(jià)格廉價(jià)。制造工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：不能制造大型、耐高溫高壓設(shè)備,不能耐氫氟酸、熱磷酸和堿液的腐蝕。2.2常用的非金屬材料應(yīng)用:可以制造塔類、反響器、過(guò)濾器、貯槽、閥門、管道、泵和鼓風(fēng)機(jī)等。31精選ppt玻璃2.2常用的非金屬材料優(yōu)點(diǎn):對(duì)任何濃度的有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有良好的耐腐蝕性能(HF、含氟磷酸、熱的濃磷酸除外)，能直接觀察管道和設(shè)備內(nèi)的反響和輸送情況，能保證產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。缺點(diǎn):玻璃系脆性材料,其抗張強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度較低,耐熱急變性能差。應(yīng)用:主要用作玻璃管道和玻璃容器、其它品種日益增多,尤其作為鹽酸、氯氣和某些有機(jī)介質(zhì)的輸送管道，已長(zhǎng)期使用并取得良好效果.32精選ppt化工搪瓷是將含硅量高的瓷釉通過(guò)900℃左右的高溫搪燒，使磁釉密著于金屬胎底而制成的。優(yōu)點(diǎn):耐各種濃度的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、弱堿和強(qiáng)有機(jī)溶劑，從耐有機(jī)溶劑及使用溫度上看,它優(yōu)于工程塑料。缺點(diǎn):使用年限較短,制造較復(fù)雜2.2常用的非金屬材料應(yīng)用:大多數(shù)用于生產(chǎn)過(guò)程中聚合、縮合、環(huán)合、水解、凝聚、合成、抽水、蒸發(fā)、濃縮、蒸餾、中和、結(jié)晶、提純、冷凍、冷卻、脫羧、混合等33精選ppt

工程塑料精細(xì)化工設(shè)備中常用的塑料有聚丙烯、聚乙烯、硬質(zhì)聚氯乙烯、含氟塑料、耐酸酚醛樹脂、玻璃鋼等。優(yōu)點(diǎn):質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，耐化學(xué)腐蝕性一般優(yōu)于金屬，幾乎所有塑料都有優(yōu)異電絕緣性，大多數(shù)塑料摩擦因數(shù)較小，在摩擦、磨損時(shí)具有自潤(rùn)性缺點(diǎn)：是不耐熱,一般只能在100℃以下長(zhǎng)期使用應(yīng)用:常用在腐蝕性介質(zhì)中和無(wú)潤(rùn)滑劑情況下的軸承、齒輪、活塞環(huán)、密封圈等.〔2〕有機(jī)非金屬材料2.2常用的非金屬材料34精選ppt聚丙烯：聚丙烯是通用塑料，生產(chǎn)和使用量都很大，其具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，在室溫下，幾乎所有有機(jī)溶劑均不能溶解聚丙烯，由于聚丙烯分子結(jié)構(gòu)中的叔碳原子容易氧化，所以對(duì)發(fā)煙硫酸、濃硝酸和氯磺酸等強(qiáng)氧化性介質(zhì)，即使在室溫下也不能使用。聚丙烯具有良好的耐腐蝕性與耐熱性，常用作化工管道、貯槽、襯里等。2.2常用的非金屬材料35精選ppt聚乙烯：由乙烯聚合得到的熱塑性樹脂，是通用塑料，在日常用品和工業(yè)設(shè)備中用量很大。聚乙烯的分子鏈主要是由亞甲基(-CH2-)構(gòu)成的，化學(xué)穩(wěn)定性較好。在室溫下，脂肪烴、芳香烴和鹵代烴等能使之溶脹。在耐化學(xué)介質(zhì)和溶劑的性能方面，高密度聚乙烯比低密度聚乙烯好一些。聚乙烯在精細(xì)化工設(shè)備中可做管道、管件、閥門、泵以及設(shè)備襯里。2.2常用的非金屬材料36精選ppt聚氯乙烯：聚氯乙烯不含有活性較大的基團(tuán)，主鏈又全是由非極性共價(jià)鍵C-C鍵聯(lián)結(jié)而成，化學(xué)性能比較穩(wěn)定。聚氯乙烯又可分為硬質(zhì)聚氯乙烯和軟質(zhì)聚氯乙烯。硬質(zhì)聚氯乙烯塑料常用來(lái)作為塔器、貯槽、除霧器、排氣筒、泵、閥門及管道等。軟聚氯乙烯塑料由于其機(jī)械強(qiáng)度低，故常用作設(shè)備襯里材料。2.2常用的非金屬材料37精選ppt含氟塑料：分子結(jié)構(gòu)中存在著氟原子，使聚合物具有極為優(yōu)良的耐腐蝕性、耐熱性、電性能和自潤(rùn)滑性等。目前主要的品種有聚四氟乙烯(F-4)，聚三氟氯乙烯(F-3)和聚全氟乙丙烯(F-46)等，以聚四氟乙烯使用較多。2.2常用的非金屬材料聚四氟乙烯具有高度的化學(xué)惰性，完全不與王水、氫氟酸、濃鹽酸、硝酸、發(fā)煙硫酸、沸騰的氫氧化鈉溶液、氯氣、過(guò)氧化氫等作用，有“塑料王〞之稱。聚四氟乙烯不結(jié)構(gòu)材料，主要用作襯里材料。38精選ppt玻璃鋼：以合成樹脂為黏結(jié)劑，玻璃纖維及其制品作增強(qiáng)材料而制成的復(fù)合材料稱為玻璃纖-維增強(qiáng)塑料。因其強(qiáng)度高，可以和鋼鐵相比，故又稱玻璃鋼(FRP)。玻璃鋼質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，它不導(dǎo)電，有著良好的化學(xué)穩(wěn)定性，過(guò)去用不銹鋼也對(duì)付不了的一些介質(zhì)，如鹽酸、氯氣、二氧化碳、稀硫酸、次氯酸鈉和二氧化硫等，現(xiàn)在用玻璃鋼可以很好地解決。2.2常用的非金屬材料39精選ppt

橡膠橡膠分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。2.2常用的非金屬材料優(yōu)點(diǎn):具有較好的物理性能和防腐蝕性能,可耐一般非氧化性強(qiáng)酸、有機(jī)酸、堿液和鹽液的腐蝕缺點(diǎn):易老化，橡膠制品長(zhǎng)期存放或使用時(shí)，逐漸被氧化而產(chǎn)生硬化和脆性，甚至龜裂的現(xiàn)象。紫外線照射、重復(fù)的屈撓、溫度升高等都會(huì)導(dǎo)致和促使橡膠老化而喪失彈性。40精選ppt2.2常用的非金屬材料應(yīng)用:在精細(xì)化工設(shè)備中主要金屬設(shè)備的襯里或復(fù)合襯里中的防滲層。如丁氰橡膠用于化工襯里，氯丁橡膠用于油罐襯里管道，氟橡膠用于化工襯里、高級(jí)密封件等。41精選ppt2.3常用材料的性能要求2.3.1常用材料的化學(xué)性能要求化學(xué)性能是指材科在所處介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性，即材料是否會(huì)與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起腐蝕。材料的化學(xué)性能指標(biāo)主要有耐腐蝕性和抗氧化性。2.3常用材料的性能要求\2.3.1常用材料的化學(xué)性能要求42精選ppt〔1〕良好的耐腐蝕性材料〔主要是金屬和合金〕對(duì)周圍介質(zhì)〔加大氣、水氣、各種電解液〕侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。常見的鋼鐵生銹，銅生銅綠等就是腐蝕現(xiàn)象。腐蝕作用會(huì)破壞設(shè)備和零件的外觀質(zhì)量、降低零件的使用壽命，甚至使設(shè)備突然損壞，因此耐腐蝕性是金屬材料的重要性能之一。2.3常用材料的性能要求\2.3.1常用材料的化學(xué)性能要求43精選ppt〔2〕良好的抗氧化性材料在高溫下抵抗氧化的能力，叫做抗氧化性。例如，在高溫下，鋼鐵不僅與自由氧發(fā)生氧化腐蝕，使鋼鐵外表形成結(jié)構(gòu)疏松容易剝落的氧化皮，還會(huì)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用，使鋼的力學(xué)性能下降。一般來(lái)說(shuō)，金屬材料的氧化過(guò)程會(huì)隨其溫度的提高而加速。2.3常用材料的性能要求\2.3.1常用材料的化學(xué)性能要求44精選ppt2.3.2常用材料的力學(xué)性能要求機(jī)械零件和部件，在使用過(guò)程中都要受到不同性質(zhì)的外力作用，都會(huì)使機(jī)器零件和構(gòu)件發(fā)生變形或破壞。材料抵抗外力作用的能力，叫做力學(xué)性能，它包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等?！?〕足夠的強(qiáng)度強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。抵抗能力越大，材料的強(qiáng)度越高。根據(jù)載荷性質(zhì)的不同，強(qiáng)度可分為抗拉、抗壓、抗剪、抗扭和抗彎強(qiáng)度等。2.3常用材料的性能要求\2.3.2常用材料的力學(xué)性能要求45精選ppt〔2〕良好的塑性材料在外力的作用下，產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力稱塑性。一般用拉伸試樣的伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來(lái)衡量。如果材料能發(fā)生較大的塑性變形而不破壞，那么稱材料的塑性好。材料具有一定的塑性，不致因稍有超載而突然破斷，這就增加了材料使用的平安可靠性。2.3常用材料的性能要求\2.3.2常用材料的力學(xué)性能要求46精選ppt〔3〕較高的硬度硬度通常指材料抵抗其他更硬物體壓人其外表的能力。它是表示材料堅(jiān)硬程度的機(jī)械性能指標(biāo)。〔4〕良好的沖擊韌性金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性。以很大速度作用于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷。許多機(jī)器零件不僅要具有足夠的靜載荷強(qiáng)度，還必須具有足夠抵抗沖擊載荷的能力。材料的沖擊韌性隨溫度的降低而減小。2.3常用材料的性能要求\2.3.2常用材料的力學(xué)性能要求47精選ppt〔5〕可靠的疲勞強(qiáng)度機(jī)械零件在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的工作發(fā)生突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。金屬材料在無(wú)限屢次交變載荷作用下，而不致斷裂的最大應(yīng)力稱疲勞強(qiáng)度，或稱疲勞極限。由于金屬的疲勞斷裂是突然發(fā)生的，因此具有很大的危險(xiǎn)性，常易造成嚴(yán)重事故。零件的結(jié)構(gòu)形狀、外表粗糙度等都影響機(jī)件的疲勞強(qiáng)度。2.3常用材料的性能要求\2.3.2常用材料的力學(xué)性能要求48精選ppt2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)腐蝕是指材料在環(huán)境的作用下引起的破壞或變質(zhì)的現(xiàn)象。金屬的腐蝕主要是由化學(xué)或電化學(xué)作用所引起的。對(duì)于非金屬材料而言，破壞往往是由于直接的光、熱、化學(xué)介質(zhì)的化學(xué)作用或物理作用〔如氧化、裂解、溶解、溶脹等〕引起的。單純的機(jī)械破壞并不屬于腐蝕的范疇。2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)49精選ppt2.4.1金屬的腐蝕依據(jù)腐蝕機(jī)理分類，分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕〔1〕化學(xué)腐蝕其它物質(zhì)與金屬發(fā)生化學(xué)反響，腐蝕在金屬的外表上，腐蝕過(guò)程沒有電流的產(chǎn)生。例如鋼鐵的高溫氧化、銀在碘蒸氣中的變化等。2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1金屬的腐蝕50精選ppt高溫氧化指金屬和環(huán)境中的氧〔或氧化性氣體〕化合形成金屬氧化物。結(jié)果在外表上形成一層氧化物固相膜，金屬外表上的氧化膜阻隔了金屬與介質(zhì)之間的物質(zhì)傳遞，將減慢金屬繼續(xù)氧化的速度。只有所生成的膜是致密、完整的，能把金屬外表全部遮蓋住，才能具有良好的保護(hù)作用。2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1金屬的腐蝕51精選ppt鋼鐵脫碳脫碳是指在腐蝕過(guò)程中，除了生成氧化皮以外，與氧化皮層相連的內(nèi)層發(fā)生滲碳體減少的現(xiàn)象，這是由于滲碳體Fe3C與介質(zhì)中的氧、氫、二氧化碳、水等作用的結(jié)果。其反響如下：Fe3C+O23Fe+CO2Fe3C+CO23Fe+2COFe3C+H2O3Fe+CO+H22.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1金屬的腐蝕52精選ppt脫碳作用生成氣體，使外表膜的完整性受到破壞，從而降低了膜的保護(hù)作用，加快了腐蝕的進(jìn)行，同時(shí)，由于碳鋼外表滲碳體減少，使外表層的硬度和強(qiáng)度都大幅度下降，降低了零件的耐磨性、疲勞極限，從而降低了設(shè)備或零件的使用壽命。2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1金屬的腐蝕53精選ppt氫蝕在合成氨、合成甲醇、加氫及其他一些精細(xì)化工工業(yè)中，常常遇到在高溫高壓氫環(huán)境中，氫氣在溫度高于200～300℃，壓力高于30.4MPa時(shí)，使鋼劇烈脆化，這就叫氫蝕。Fe3C+2H23Fe+CH4生成了甲烷，產(chǎn)生脫碳，使晶體產(chǎn)生裂紋，內(nèi)部出現(xiàn)龜裂，而在外表那么出現(xiàn)許多鼓泡，這就使鋼韌性降低。降低鋼的含碳量或參加鉻、鈦、鉬、鎢、釩等合金元素，形成穩(wěn)定的碳化物，能提高抗氫蝕能力。2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1金屬的腐蝕54精選ppt〔2〕電化學(xué)腐蝕在電解質(zhì)溶液中，同一金屬外表各局部的電位不同或者兩種以及兩種以上金屬接觸時(shí)都可能構(gòu)成腐蝕電池，從而造成電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)是在腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生，金屬在各種酸、堿、鹽溶液及工業(yè)用水中的腐蝕，都屬于電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕是金屬在自然環(huán)境和工業(yè)生產(chǎn)中的主要腐蝕形式。2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1金屬的腐蝕55精選ppt丹尼爾原電池：〔-〕ZnlZnS04〔水溶液〕IICuS04〔水溶液〕ICu(+)“I〞表示有界面電位存在，“II〞表示鹽橋。當(dāng)用導(dǎo)線將銅片、鋅片和電流表、負(fù)載串聯(lián)起來(lái)接通時(shí)，即有電流通過(guò)。鋅，發(fā)生氧化反響：ZnZn2++2e銅，發(fā)生復(fù)原反響：Cu2++2eCu腐蝕電池：原電池的兩個(gè)電極短路而不經(jīng)過(guò)負(fù)載，不對(duì)外做功稱為腐蝕原電池或腐蝕電池2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1金屬的腐蝕56精選ppt宏觀腐蝕電池：異種金屬接觸電池、同一金屬不同部位與不同濃度介質(zhì)相接觸、浸入電解質(zhì)溶液中的金屬因處于不同溫度的區(qū)域而形成的溫差腐蝕電池。它常發(fā)生在熱交換器、浸式加熱器、鍋爐及其他類似的設(shè)備中。微觀腐蝕電池：用肉眼難以分辨出電極的極性，但金屬外表存在電位和電流密度分布不均勻性，導(dǎo)致氧化--復(fù)原反響發(fā)生。不均勻性主要有：化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)和外表膜不完整。2.4設(shè)備材料的腐蝕與防護(hù)\2.4.1