化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)

FundamentalChemicalProcessEquipment主講：譚志偉2008年春2023/5/10緒論化工生產(chǎn)和化工機(jī)械化工生產(chǎn)是以流體（氣體、液體、粉體）為原料，以化學(xué)處理和物理處理為手段，以獲得設(shè)計(jì)規(guī)定的產(chǎn)品為目的的工業(yè)生產(chǎn)。化工生產(chǎn)過程不僅取決于化學(xué)工藝過程，而且與化工機(jī)械裝備密切相關(guān)，化工機(jī)械是化工生產(chǎn)得以進(jìn)行的外部條件，所以先進(jìn)的化工機(jī)械，一方面為化學(xué)工藝服務(wù)，另一方面又促進(jìn)化學(xué)工藝過程的發(fā)展?；C(jī)械通常分為：化工設(shè)備和化工機(jī)器2023/5/10化工設(shè)備：緒論2023/5/10緒論2023/5/10緒論2023/5/10化工生產(chǎn)自身的特點(diǎn)：1、生產(chǎn)的連續(xù)性強(qiáng)2、生產(chǎn)的條件苛刻介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)；溫度和壓力變化大介質(zhì)大多易燃易爆有毒性生產(chǎn)原理的多樣性生產(chǎn)技術(shù)含量高緒論2023/5/10本課程主要內(nèi)容：

1、化工設(shè)備材料及其選擇

2、化工容器的設(shè)計(jì)

1）內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的應(yīng)力分析及強(qiáng)度設(shè)計(jì)；

2）外壓圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)；

3）容器的零部件（法蘭支座開孔補(bǔ)強(qiáng)附件：接口管凸緣人、手孔視鏡）。

3、典型化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)

1）換熱器；

2）塔設(shè)備；

3）攪拌器。緒論2023/5/10本章重點(diǎn)：材料的力學(xué)性能及化工設(shè)備材料的選擇本章難點(diǎn)：材料的性能計(jì)劃學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)第1章化工設(shè)備材料及其選擇2023/5/101.1概述1.1.1化工設(shè)備選材的重要性和復(fù)雜性1、操作條件的限制壓力：從高真空到幾千大氣壓,故有強(qiáng)度要求溫度：-250℃~2000℃，材料受冷、熱介質(zhì)：酸堿（腐蝕）、易燃、易爆、毒性以及核反應(yīng)堆中子照射（變脆)2、制造條件的限制設(shè)備在制造過程中，要經(jīng)過各種冷、熱加工使它成型，例如下料、卷板、焊接、熱處理等，要求材料的加工性能要好。3、材料自身性能的限制2023/5/101.1概述1.1.2選用材料的一般要求（1）材料品種應(yīng)符合我國資源和供應(yīng)情況；（2）材質(zhì)可靠，能保證使用壽命；（3）足夠的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，對(duì)腐蝕性介質(zhì)能耐腐蝕；（4）便于制造加工，焊接性能良好；（5）成本低，經(jīng)濟(jì)上合算。

選材要抓住主要矛盾，遵循適用、安全和經(jīng)濟(jì)的原則。2023/5/101.2材料的性能1.2.1、力學(xué)性能

材料抵抗外力而不產(chǎn)生超過允許的變形或不被破壞的能力，叫做材料的力學(xué)性能。主要特征指標(biāo)包括強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度，這是設(shè)計(jì)時(shí)選用材料的重要依據(jù)。1、強(qiáng)度強(qiáng)度是固體材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生塑性變形和斷裂的特性。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度等。2023/5/101.2材料的性能

金屬材料的變形和破壞過程：（1）彈性變形階段（2）彈－塑性變形階段（3）斷裂斷裂的兩種形式：脆性斷裂：斷裂之前沒有明顯塑性變形階段的。（更危險(xiǎn)）韌性斷裂：經(jīng)過大量塑性變形之后才發(fā)生斷裂的。2023/5/101.2材料的性能（1）屈服點(diǎn)（σs）

金屬材料承受載荷作用，當(dāng)載荷不再增加或緩慢增加時(shí)，仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象，習(xí)慣上稱為“屈服”。發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力．即開始出現(xiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力，稱為“屈服點(diǎn)”，用σs(MPa)表示。它即代表材料抵抗產(chǎn)生塑性變形的能力。載荷不再增加，甚至有所降低時(shí)，試件還在繼續(xù)伸長的最小載荷，N試件的原始橫截面積，m22023/5/101.2材料的性能

無明顯屈服點(diǎn)的材料，工程中規(guī)定發(fā)生0.2％殘余伸長時(shí)的應(yīng)力，作為“條件屈服點(diǎn)”。（2）抗拉強(qiáng)度（σb）

金屬材料在拉伸條件下，從開始加載到發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力值，叫做抗拉強(qiáng)度。2023/5/101.2材料的性能由于外力形式的不同，有抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。抗拉強(qiáng)度是壓力容器設(shè)計(jì)常用的性能指標(biāo)。屈強(qiáng)比（σs/σb）：

屈強(qiáng)比越小，材料的塑性儲(chǔ)備越大，越不容易發(fā)生危險(xiǎn)的脆性破壞；屈強(qiáng)比越大，材料的強(qiáng)度水平發(fā)揮好，但塑性儲(chǔ)備越小。(3)蠕變極限（σn）2023/5/101.2材料的性能

高溫（比如：碳素鋼＞420℃，合金鋼＞450℃）

一定應(yīng)力聯(lián)合作用下金屬將逐漸產(chǎn)生塑性變形2023/5/101.2材料的性能蠕變：在高溫時(shí)，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象，或者金屬在高溫和應(yīng)力作用下逐漸產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。蠕變極限：材料在高溫條件下抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力。表現(xiàn)為兩種：

a在工作溫度下引起規(guī)定變形速度的應(yīng)力值；

b在一定工作溫度下，在規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)，使試件發(fā)生一定量的總變形的應(yīng)力值。2023/5/101.2材料的性能（4）持久強(qiáng)度（σD或σ105）（5）疲勞強(qiáng)度（σ－1）2、塑性塑性是指金屬材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。塑性指標(biāo)是指金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。常用的塑性指標(biāo)是延伸率（δ）和斷面收縮率（ψ）。（1）延伸率（δ）2023/5/101.2材料的性能

手冊中常見的是δ10和δ5。δ越大，材料的塑性越好。（2）斷面收縮率（ψ）斷面收縮率與尺寸無關(guān)。延伸率和斷面收縮率越大，表示金屬材料的塑性越好。（3）冷彎角對(duì)焊接工藝試板和產(chǎn)品，必須做冷彎實(shí)驗(yàn)。2023/5/101.2沫材董料的性砍能3、硬恰度衡量材料秒軟硬的一災(zāi)個(gè)指標(biāo)，繼一般用：布氏硬胳度（HBS煮、HB掏W），較軟；洛氏硬挑度--演---HRC裂，較硬；維氏硬度亡----HV，另有顯侍微硬度按。4、沖擊圣韌性韌性是飽表示材蹄料彈塑氧性變形輕為斷裂惹全過程戶吸收能持量的能叔力，也紡就是材正料抵抗賭裂紋擴(kuò)占展的能勞力。我己們常用匹沖擊韌悄性來表旅示材料讀承受動(dòng)偵載荷時(shí)仆抗裂紋捐的能力西，用缺鄰口敏感駛性表示爸材料承而受靜載譽(yù)荷時(shí)抗臣裂紋擴(kuò)藥展的能優(yōu)力。2023剝/4/2雜91.2蓄材哈料的性旦能（1）塌沖擊韌固性材料在沖制擊載荷下熟吸收塑性錢變形功和吐斷裂功的券能力。用顆沖擊吸收在功AK或沖擊韌由度αK表示。沖擊功AK=GH1-GH2，沖擊韌度αK=AK/F（寇F為面積翁）202鐵3/4升/291.2葵材辟料的性奮能斷裂機(jī)墾理：沖擊試樣待在受到擺企錘突然打舌擊發(fā)生斷香裂時(shí)，它淺的斷裂過萄程是一個(gè)弟裂紋發(fā)生寧和擴(kuò)展的世過程。在鏈裂紋向前甜發(fā)展的道闖路中，如燈果塑性變脅形能發(fā)生比在它的前安面，就可置以制止裂嫌紋的長驅(qū)藍(lán)直入。它殺要繼續(xù)發(fā)計(jì)展，就需烏另找途徑但，這樣．啞就能消耗皂更多的能狼量。因此喉，沖擊吸良收功的高骨低，決定來于材料有煤無迅速塑蕩性變形的伸能力。2023姐/4/2烘91.2庸材荒料的性含能（2）缺配口敏感性在帶有一狡定應(yīng)力集鋸中的缺口性條件下，縣材料抵抗覆裂紋擴(kuò)張型的能力，逆是在靜載測荷下抵抗無裂紋擴(kuò)張蓄的能力，監(jiān)這一點(diǎn)與家沖擊韌性笑不同。兩穿者都屬于肺材料的韌搬性范疇。（也是省通過試站驗(yàn)方法擔(dān)獲得，狗一般在差油壓機(jī)冰上進(jìn)行變彎曲試慌驗(yàn)，測律定材料西的缺口機(jī)敏感性頑。）2023匆/4/2桐91.2富材料的果性能韌性與塑捉性：韌性是章材料在緩?fù)饧觿?dòng)友載荷突待然襲擊森時(shí)的一賠種及時(shí)婆和迅速澇塑性變貪形的能勉力。韌拾性高的枕材料，撲一般都妄有較高陽的塑性強(qiáng)指標(biāo)；守但塑性便較高的難材料，缸卻不一抖定都有源高的韌微性。其霜所以如幕此，就修是因?yàn)閼綮o載荷脖下能夠開緩慢塑守性變形皂的材料像．在動(dòng)自載荷下唐不一定沾能迅速饒塑性變禿形。在材料的研力學(xué)性能紫所包括的養(yǎng)強(qiáng)度、塑化性、韌性其、硬度四茶個(gè)指標(biāo)中逮，強(qiáng)度和蹦塑性占主垂導(dǎo)地位，夕但使用時(shí)頌要考慮溫澆度的變化腳。202找3/4歇/291.2寸材橋料的性幸能1.2脫.2菌物理乖性能主要有相避對(duì)密度、詳熔點(diǎn)、熱會(huì)膨脹性、他導(dǎo)熱性、寨導(dǎo)電性、傻磁性、彈序性模數(shù)與噴泊桑比等幫。1、彈送性模數(shù)Eσ=Eε,這個(gè)比痕例系數(shù)E稱為彈怠性模數(shù)毀，彈性薦模數(shù)是悶金屬材規(guī)料對(duì)彈蒙性變形沿抗力的個(gè)指標(biāo)，謀是衡量爬材料產(chǎn)衣生彈性纏變形難武易程度闖的，材您料的彈哭性模數(shù)薯越大．僚使它產(chǎn)懲生一定漏量的彈兔性變形趣的應(yīng)力慈也越大堆。對(duì)同賊一種材繪料，彈讓性模數(shù)倍隨溫度六的升高遺而降低摩。2、泊桑萄比μ泊桑比是暈拉伸試驗(yàn)皮中試件單啄位橫向收嘉縮與單位勺縱向伸長成之比。2023杰/4/2喊91.2排材辛料的性千能對(duì)于各敞種鋼材申它近乎丸為一個(gè)沃常數(shù)，冤即μ＝0.錄3。3、線膨脹系巖數(shù)αl式中，l——試件原始美長度，mm；△l——試件伸搶長量，mm；△t——溫度差，匪℃。2023簡/4/2弱91.2劃材料的構(gòu)性能1.2美.3樓化學(xué)性盞能（主要指堪耐腐蝕性遲和抗氧化謝性）1、耐三腐蝕性：金屬和合巾金對(duì)周圍蠅介質(zhì)，如款大氣、水事汽、各種艱電解液侵籃蝕的抵抗堆能力。2、抗誰氧化性覽：在高溫炎工作條塘件下，裂設(shè)備不飼僅有自逢由氧的射氧化腐慘蝕過程救，還有體其他氣鍛體介質(zhì)莖（如水奶蒸氣，CO2、SO2等）的氧跡化腐蝕作屬用。2023襖/4/2非91.2帳材振料的性叔能2023繭/4/2豈91.2胃材料的芳性能1.2.頸4加辣工工藝性喂能金屬和弱合金的如加工工趨藝性能少是指鑄拐造性、妻可鍛性坐、可焊甘性、切率削加工洞性、熱烏處理性泊能等。湖對(duì)于設(shè)敬計(jì)壓力圾容器最慶重要的線兩個(gè)性岸能是：1、良窩好的冷榆熱加工嚇性能例A：用鋼板汽卷制筒更體，如機(jī)果不好牙會(huì)發(fā)生罷裂紋，豬存在事服故的隱絕患。例B：沖壓封日頭，微潤裂紋或稠宏觀裂石紋，都查會(huì)使以狀后的生凈產(chǎn)造成苗事故。2、良癥好的焊忽接性能例：容器貞焊縫裂紋括擴(kuò)展，易帽造成事故歸。202催3/4葵/291.3金屬材殃料的分辜類及牌竭號(hào)鑄造生鐵金屬黑色金屬有色金屬生鐵

鋼煉鋼生鐵

合金生鐵銅及其合金輕金屬及其合金其它有色及其合金純銅（紫銅）

銅鋅合金（黃銅）

銅錫合金（錫青銅）

無錫合金（鋁青銅等）

鋁及鋁合金

鈦及鈦合金

鎂及鎂合金

鉛、錫及其合金

鋅及其合金鎳、鈷及其合金

1.3.室1分類1、金屬注的分類2023稿/4/2考91.3金屬材金料的分移類及牌計(jì)號(hào)2、鋼的耽分類202譜3/4嬸/291.3金屬材料濟(jì)的分類及雹牌號(hào)1.3.飽2鋼鐵牌號(hào)禍及表示方原法1、牌號(hào)雪表示原看則（GB/T抹221閉-200心0）①牌號(hào)嚼中化學(xué)涂元素用輸化學(xué)符弟號(hào)或漢錯(cuò)字表示壞；（如先：1鉻13或1Cr1騙3）②產(chǎn)品用糧途、治煉第和澆注方疼法采用漢聯(lián)字或拼音字母并悶用的原則田。（如：Q235焦FF詳---沸騰鋼）禽（表1－4）2、鋼號(hào)襖表示法目前制造偉壓力容器禿所用鋼材逆，一般有促三大類別壟：碳鋼、由合金鋼、跳和特殊性淚能鋼，其斯中碳鋼又舒分為普通這碳素鋼與漲優(yōu)質(zhì)碳素緩結(jié)構(gòu)鋼。2023雙/4/2樂91.3金屬材桃料的分墓類及牌司號(hào)①普通碳龍素結(jié)構(gòu)鋼GB70范0-88規(guī)定，其盼牌號(hào)由代卻表鋼材屈絞服點(diǎn)的字離母Q、屈服成點(diǎn)的數(shù)倉值、材斤料質(zhì)量任等級(jí)符勇號(hào)和脫罩氧方法帖符號(hào)四耗部分組鞋成。如Q235－A·F。其鋼雷號(hào)和化咽學(xué)成分盾、力學(xué)掉性能見負(fù)表1－6、1－7。②優(yōu)質(zhì)碳嘉素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)表示難方法如表1－5，其鋼號(hào)群和化學(xué)成毛分見附錄2，P297。202末3/4擁/291.3金屬材事料的分叉類及牌那號(hào)③低合制金鋼及植合金結(jié)娘構(gòu)鋼鋼號(hào)的表偽示方法有毒兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)老：GB15默91－88，見表1－5GB/躲T15闖91－94，見表1－9兩個(gè)標(biāo)啟準(zhǔn)的對(duì)欺照見表1－10合金鋼是蜓在碳素鋼允的基礎(chǔ)上吳加入少量著合金元素匹，比如Si，Mn，Cu，Ti，V，Nb，P等，從睛而提高火鋼的強(qiáng)治度、耐雨腐蝕性斯、低溫快性能，歷如大型盯化工容誰器常用16M睬nR，15M圖nVR，15Mn護(hù)Ti來代替碳妹素鋼制造檢容器，可菌以在保證元強(qiáng)度的情圣況下，使帥容器壁厚記減少，從警而節(jié)省鋼紡材30%～45%左右。2023臉/4/2南91.3金屬材料海的分類及旺牌號(hào)④特殊性菠能鋼鋼號(hào)表示嫩法見表1－5。特殊性能誕鋼主要指殲不銹耐酸合鋼；不銹：指編耐大氣腐塞蝕；耐酸：抗努酸和其它駐強(qiáng)腐蝕介陣質(zhì)。不銹耐就酸鋼根盾據(jù)合金惡元素的棵不同，焦分為三唯個(gè)大類剛。第一類末鉻不戚銹鋼（表常用的拾：1Cr1遭3，2Cr鋼13）第二類煙鉻鎳砌不銹鋼涂（典謊型的：18－8）第三類滔節(jié)鎳不銹雅鋼202卷3/4餡/291.3金屬材料警的分類及斧牌號(hào)3、鑄鐵菜、鑄鋼扶牌號(hào)表桌示法鑄鐵——G彩B56柱12－85鑄鋼——GB倚/T5流613－199歡5表示方法愚見表1－11。2023局/4/2拳91.4碳鋼和答鑄鐵鋼和鑄鐵蘋統(tǒng)稱為鐵背碳合金鋼——含碳量巷為0.0鐮2％～2.0％鑄鐵——含碳量大浸于2.0％純鐵——含碳量葛小于0.0穗2％1.4灣.1鐵碳合尸金的組溝織與結(jié)攝構(gòu)1、金屬的盈組織與結(jié)藝構(gòu)晶體：原若子按一定捕規(guī)律排列積很整齊非晶體氣：原子報(bào)排列雜莖亂無章鐵碳合金口內(nèi)部的區(qū)鍋別，用金板相顯微鏡圾來觀察：組織—金屬的晶配粒喚結(jié)構(gòu)—金屬原子伶的排列金屬內(nèi)部神的組織和蜓結(jié)構(gòu)不同膏，金屬材趕料的性能陰也不同。2023罷/4/2搖91.4碳鋼和敢鑄鐵鐵原子在唉空間排列宜的方式：面心立旁方晶格——八個(gè)原子聽構(gòu)成立方拋體，在立恩方體的每頸一面的中持心還有一遙個(gè)原子，勇塑性好。體心立方駱晶格——在立方拜體的體嶺積中心曲還有一秩個(gè)原子攝，強(qiáng)度境高。密排六方角晶格——由12個(gè)原子構(gòu)千成簡單六喪方體，且婦在上下兩膏個(gè)六方面播的中心各梅有一個(gè)原寶子，在上呀、下兩個(gè)商六方面的可中間還有圈三個(gè)原子日。202航3/4嶄/291.4碳鋼和乏鑄鐵2、純鐵的惠同素異構(gòu)宗轉(zhuǎn)變工業(yè)純會(huì)鐵含0.10％～0.20％的雜質(zhì)危，凝固點(diǎn)153爪8℃同素異構(gòu)逆轉(zhuǎn)變：在汗固態(tài)下晶臂體結(jié)構(gòu)隨尸溫度發(fā)生解變化的現(xiàn)近象。面心立源方晶格910℃～1390雅℃塑性好體心立方吧晶格910診℃以下強(qiáng)度好202茫3/4服/291.4碳鋼和鑄嫩鐵3、鐵與碳拋的相互關(guān)抹系和碳鋼頑的基本組潛織在鐵中婦加入少晃了量碳兼，組成斥鐵碳合桿金，可沖獲得適禁于工業(yè)予上應(yīng)用午的各種美優(yōu)良性瓣能。碳確在鐵中織以固溶體、商化合物和難混合物的形式存朋在，可以鬧形成以下鹽幾種基本聲組織：1）鐵素體F2）奧氏州體A3）滲碳體C4）珠光體P5）萊氏體L6）馬氏體M2023毯/4/2魔91.4碳鋼和寫鑄鐵1.4臥.2鐵碳合凈金狀態(tài)桌圖描述鐵碳矮合金內(nèi)部利組織、成左分與溫度攪關(guān)系的圖疼?？v坐標(biāo)耀表示溫度涉，橫坐標(biāo)捏表示含碳似量的質(zhì)量飼百分?jǐn)?shù)。暫圖1-1乏21、碳鋼在糖常溫下的阿組織C<2.舅1%鋼---亞共析慶鋼C<0未.77%共析鋼C=0鋼.77禿%過共析鋼2.1換%>崇C摸>0炕.77乒%。C>2津.1%鑄鐵---亞共晶江白口鐵4.3怨%>C膜>2.欣1%共晶白口怒鐵C=撇4.3抵%過共晶白佛口鐵6.6席9%>暖C>4羞.3%202堆3/4瘡/291.4碳鋼和果鑄鐵202暈3/4芽/291.4碳鋼和昂鑄鐵2、臨界點(diǎn)疑及其意義1）主要幟點(diǎn)點(diǎn)溫度含碳量（%）意義A1538℃0純鐵熔點(diǎn)C1148℃4.3共晶點(diǎn)，共晶反應(yīng)D1227℃6.69滲碳體的熔點(diǎn)E1148℃2.11碳在γ－Fe中的最大溶解度點(diǎn)G912℃0純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)S727℃0.77共析點(diǎn)，共析反應(yīng)P727℃0.0218碳在α－Fe中的最大溶解度點(diǎn)202蹄3/4域/291.4碳鋼和也鑄鐵2、主要磨線ACD賞--于---辟-液相線AECF鑒----固相線GS（A3）---肚-F、A互相轉(zhuǎn)筐變線ES（Acm）----碳在A中的溶解橋度曲線ECF喚---恩-共晶轉(zhuǎn)變站線，形成依了奧氏體莊與滲碳體陳的共晶混祖合物，稱撈萊氏體L。發(fā)生于2.11澇%＜C＜6.69問%的鐵碳幫合金中缺。PSK（A1）----共析轉(zhuǎn)變慈線，冷卻舍時(shí)奧氏體穩(wěn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹殂~光體，C＞0.02先%。初次滲塞碳體C---改-從液體中雨直接結(jié)晶費(fèi)出來的。二次滲碳也體C---稠-從A中沿晶礙界析出罩的滲碳更體C。2023詠/4/2床91.4碳鋼和鑄性鐵3、分析費(fèi)共析鋼筑的組織熔變化---拒--室溫組織著為珠光體鳳，呈片狀盼。分析共賴析鋼0.7墊7%的組織葵變化：在1600擾℃時(shí)是液捕態(tài)，冷浪卻到1點(diǎn)時(shí)，捆開始從狼液體中彈結(jié)晶出劣奧氏體宅，從1冷卻到2點(diǎn)，液免體全部登結(jié)晶為沃奧氏體代，此時(shí)示合金全青部由單渾一的奧鏈?zhǔn)象w晶族粒組成甚，繼續(xù)傻冷卻至S點(diǎn)時(shí)，奧蓮氏體發(fā)生憶共析轉(zhuǎn)變怒，析出珠思光體，轉(zhuǎn)托變結(jié)束后藥，奧氏體啦全部轉(zhuǎn)變憑為珠光體峰，溫度繼韻續(xù)下降，痰珠光體不鋪再發(fā)生變東化，所以首共析鋼在斑室溫時(shí)的炒組織是珠別光體，呈贏片狀。2023斜/4/2曬91.4碳鋼和鑄鑒鐵通過分析緞可知，碳側(cè)鋼的組織告主要取決識(shí)于含碳量滿的多少。捕珠光體增比加，強(qiáng)度窗、硬度增鈔加，塑性帖、韌性降格低；當(dāng)網(wǎng)綱狀滲碳體輛增加時(shí)，予強(qiáng)度略有跨降低。見搜圖1-13。202扛3/4肢/291.4碳鋼和鑄自鐵1.4.要3碳鋼1、碳鋼虹中雜質(zhì)暗對(duì)性能贈(zèng)的影響1）錳---強(qiáng)化F的作用，過有益元素他。2）硅---溶于F的硅，群可提高潛強(qiáng)度、臟硬度，唉有益元趕素。3）硫---形成低奧熔點(diǎn)的糟化合物看，具有盯熱脆性撒。4）磷---塑性、韌返性降低，兆產(chǎn)生冷脆轟性。5）氧---降低力盲學(xué)性能貓。6）氮---過量時(shí)膛產(chǎn)生“弟時(shí)效”冶現(xiàn)象。蜻硬度、悅強(qiáng)度提覽高，塑牧性降低俘。7）氫---白點(diǎn)—裂紋源。2023獵/4/2給91.4碳鋼和橋鑄鐵2、碳鋼豈的分類良和牌號(hào)1）普通碳旁素鋼Q23醒5-A2）優(yōu)質(zhì)頓碳素鋼20、153）高級(jí)優(yōu)次質(zhì)碳素鋼20A（后加A）202滔3/4張/291.4碳鋼和撲鑄鐵1.4豬.4鋼的熱處流理鋼的熱紛處理：參以消除論鋼材的廚某些缺州陷或改株善鋼材說的某些杯性能為厘目的，他將鋼材釘加熱到竹一定的昨溫度，唉在此溫塞度下保朗持一定創(chuàng)的時(shí)間鑄，然后搶以不同畝的速度飽冷卻下匙來的一挖種操作件。1、退火鼠和正火退火：將她工件加熱雖到一定溫痕度，保溫賞一定時(shí)間裂，然后緩午慢爐冷，籮以得到接獅近平衡狀偉態(tài)組織。正火：掛將工件檔加熱到刊臨界點(diǎn)A3、Acm以上30℃～50℃，保溫劍一定時(shí)裹間，然伶后出爐屑空冷。蹲晶粒細(xì)妹化。目的：半降低硬途度，提范高塑性饑、韌性可，消除嶺組織缺煌陷，改普善力學(xué)勞性能。202繩3/4炕/291.4碳鋼和鑄考鐵2、淬火和抵回火淬火：停將工件鞭加熱到對(duì)臨界點(diǎn)A3、A1以上30℃～50℃，保溫一短定時(shí)間，腳然后快速膜冷卻。目的：手獲得馬摘氏體以逃提高工均件的硬徒度和耐脂么性。淬火冷卻謎介質(zhì)：碳鋼—水和鹽鹿水，合耐金鋼—油回火：起將淬火果后的工附件加熱流到低于慚臨界點(diǎn)A1以下某柿一溫度爪，保溫糊一定時(shí)鈔間，然圍后空冷昨或油冷須。2023喘/4/2替91.4碳鋼和勞鑄鐵低溫回火劉：150累℃～250變℃，降低淬伏火應(yīng)力，邀保持高硬室度和耐磨展性，主要蘭用于量具駁、刃具。中溫回贏火：350℃～450℃，減少內(nèi)毫應(yīng)力，降怨低硬度，臟提高彈性崗，用于彈趣簧、發(fā)條耕。高溫回見火：500雁℃～650討℃，獲得較寄好的綜合車機(jī)械性能撤。用于各塌種重要的溝零件。淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì)處理恰。3、化學(xué)熱等處理將零件羽放在某娃中化學(xué)遼介質(zhì)中宋，通過繩加熱、扛保溫、營冷卻等移過程，逝使介質(zhì)弊中的某囑些元素壁滲入零濫件表面購，改變宏表面層貴的化學(xué)豬成分和色組織結(jié)絡(luò)構(gòu)，從仔而使零格件表面2023炮/4/2思91.4碳鋼和鑄添鐵具有某永些性能赤。滲碳射、碳氮膽共滲，股滲鋁，眠滲氮、索滲鉻、剝滲硅。1.4循.5鑄鐵1、化學(xué)員組成碳：2.5%～4.0%，硅：0.5怒%～3%，錳：0.5率%～1.5井%，磷：0.1%～1.0噸%，硫：≤0.15裹%組織結(jié)嚇構(gòu)：鋼素的基體+石墨性打能：耐神磨性、切股削加工性綠好，抗拉更強(qiáng)度低。202斑3/4掘/291.4碳鋼和鑄雖鐵2、分類灰鑄鐵尾：片狀塘石墨，HT抗拉強(qiáng)綢度－抗唐彎強(qiáng)度HT1靜50－330球墨鑄攔鐵：球款狀石墨承，QT強(qiáng)度極夏限－延關(guān)伸率QT4沉00-皮18可鍛鑄鐵爛：絮狀石突墨，KTH強(qiáng)度極限—延伸率KTH備300池-06高硅耐腐濃蝕鑄鐵：厚加入大量燈的硅等元傾素，在鑄曠鐵表面形瞧成一層氧級(jí)化膜，達(dá)教到耐腐蝕舟效果，但悅只能鑄造厘。202遠(yuǎn)3/4些/291.4碳鋼和澇鑄鐵3、用于患?jí)毫θ菔鞯臈l兩件灰鑄鐵：作設(shè)計(jì)壓力排≤0.8M坡Pa，溫度0℃～250階℃，毒性漫程度為浮極度、即高度、莊中度危之害的介臭質(zhì)不易燈采用，貿(mào)牌號(hào)必惜需符合聽國家標(biāo)逗準(zhǔn)。球墨鑄鐵錘、可鍛鑄天鐵：設(shè)計(jì)悶壓力≤1.6M碰Pa，溫度-10漠℃～350℃，毒性程飽度為極度米、高度、置中度危害廈的介質(zhì)不賺易采用，碧牌號(hào)必需儉符合國家稅標(biāo)準(zhǔn)。202襖3/4桐/291.5低合金率鋼及化須工設(shè)備州特種鋼碳鋼在使襪用上所受嶄限制：1）強(qiáng)度低種，從而使盯零件尺寸圣很大，同哨時(shí)屈服強(qiáng)儉度低，材羞料的潛力悼不能充分尼發(fā)揮；2）耐腐得蝕性差螞；3）使用暴范圍窄繼。1.5樓.1合金元素魯對(duì)鋼的影言響合金鋼：嶺以改善鋼孝材的性能泄為目的，搬在碳鋼中逐特意加入似一些合金潑元素所得警的鋼。2023偏/4/2澆91.5低合金鋼曠及化工設(shè)灶備特種鋼1、加入的騾元素1）鉻主加元素娛，可提高貞金屬的耐帽腐蝕性、秤抗氧化性聰、淬透性膝、強(qiáng)度、殼硬度，降垮低塑性和潛韌性。2）錳可提高強(qiáng)奏度。3）鎳可改善嚇鋼的性喊能。4）硅提高強(qiáng)紛度、耐出熱性、捧但降低年了塑性殃和韌性施。5）鋁提高韌性配，降低冷淚脆性，且域價(jià)廉。202躁3/4烈/291.5低合金路鋼及化染工設(shè)備蹲特種鋼6）鉬提高強(qiáng)掏度、硬磁度，可珍防止回笛火脆性報(bào)。7）釩提高強(qiáng)度軋、淬透性浸、塑性。8）鈦提高強(qiáng)度委、韌性、抱耐熱性。9）稀土元視素提高強(qiáng)度劍，改善塑烤性、低溫崗脆性、耐旬腐蝕性及貝焊接性能扎。202默3/4籮/291.5低合金串鋼及化絮工設(shè)備演特種鋼3、加入禮的元素凍對(duì)鋼性曠能的影春響1）降低海鋼材的館臨界淬陰火速度2）提高鐵遙素體的強(qiáng)距度3）減少馬尤氏體的脆頂性4）提高鋼秧材的高溫忙強(qiáng)度及抗寧氧化性5）增強(qiáng)遣鋼材的雖耐腐蝕系性1.5館.2低合金鋼合金元卷素：≤5%，卻含碳量眠：＜0.2%，組軋織：鐵攏素體和珠退光體。有良好的憤焊接性能照，較高的惱強(qiáng)度，耐匠腐蝕性和字低溫性能賢。廣泛用盒于橋梁、角車輛、鍋進(jìn)爐、化工炸容器和輸鑄油管等。2023蟻/4/2蜘91.5低合金跑鋼及化目工設(shè)備綠特種鋼1.5.毛3鍋爐鋼和告容器鋼鍋爐鋼劈燕（g）、容器棒鋼（R）：優(yōu)質(zhì)碳享素鋼、莫低碳鎮(zhèn)另靜鋼、服板材、身管材、謙中溫、冷高壓、堵沖擊要求如貌下：1）較高孫的強(qiáng)度屠；2）良好的迅塑性、韌當(dāng)性和冷彎攜性能；3）較低渾的缺口房誠敏感性亭；4）良好茶的焊接災(zāi)性、加掩工工藝朋性。推薦的昂材料：Q23浮5-B膏Q2茶35-欺C必20R飄16M托nR雷1糕5Mn嗚VR2023沾/4/2消91.5低合金的鋼及化覆工設(shè)備賴特種鋼1.5捷.4不銹耐鏡酸鋼1、主要合粉金元素鉻：耐獻(xiàn)腐蝕性侮。含量亂＞12%鎳：可屠擴(kuò)大不馳銹鋼的廟耐腐蝕卵范圍，勢特別是長提高耐孔堿能力堤。錳：提高被強(qiáng)度和硬側(cè)度。鉬：提聽高對(duì)氯羞離子的誰抗蝕能袍力、耐降熱強(qiáng)度私。鈦：防止槍焊接用不棵銹鋼發(fā)生范晶間腐蝕驢。2、分類鉻不銹萌鋼：1Cr給13然.河2C疾r13鉻鎳不銹樣鋼：0Cr1撓8Ni9（晶間斑腐蝕）202樹3/4軋/291.5低合金被鋼及化宰工設(shè)備奶特種鋼1.5廉.5耐熱鋼1、耐熱辮鋼：在銜高溫條獎(jiǎng)件下仍技能保持時(shí)足夠強(qiáng)皮度和抗芒氧化性納而不起轟皮的鋼結(jié)。主要棗用于熱倦工動(dòng)力稱機(jī)械（爹汽輪機(jī)運(yùn)、鍋爐氧）、化周工機(jī)械圈、加熱道爐等高金溫條件腹工作的膠構(gòu)件。2、分類抗氧化鋼蓬：在高溫護(hù)下有一定段強(qiáng)度，有唯較好的抗居氧化性，引用于長期理燃燒環(huán)境旱。如加熱賺爐底板、扁滲碳箱等廉。熱強(qiáng)鋼：妙高溫下有久一定抗氧段化性和較攏高強(qiáng)度以繞及良好組也織穩(wěn)定性遣。3、提高期鋼的熱克強(qiáng)性的哄方法：沈強(qiáng)化固欺溶體，啞穩(wěn)定金晌相組織蓄，提高臂鋼的再禿結(jié)晶溫肥度。202匪3/4偷/291.5低合金鋼哀及化工設(shè)璃備特種鋼1.5個(gè).6低溫用鋼低溫用磨鋼的基額本要求蠟：良好的斧韌性、也加工工光藝性，殺可焊性歉。含c量低（0.08羊%~0.堤18%），以扣形成單梁相鐵素印體。但裹在深冷瞎時(shí)，只化要單相該奧氏體叨可滿足羞該要求變。我國研制穗的產(chǎn)品：15M旱n26角Al4；國外：高維鉻鎳鋼。1.5.丘7鋼材的品授種和規(guī)格1、鋼板冷軋---饑-尺寸精度主高熱軋----薄鋼板t≤4泳mm，厚鋼板t＞4mm。202巧3/4董/291.5低合金鋼版及化工設(shè)倒備特種鋼2、無縫鄭鋼管有冷軋和堡熱軋的，紡如10、15、16Mn。3、型材圓鋼、皇方鋼、軍扁鋼、斃等邊角布鋼等。4、鑄鋼和白鍛鋼有ZG2針00－400等，用于紛制造泵殼顫、閥門、礦泵葉輪及次齒輪等。2023馳/4/2轟91.6有色金屬膏材料1.6.公1鋁及其合佳金1、鋁的考性能耐腐蝕性患好；導(dǎo)熱鏈性能好；騾且鋁不污舞染物品和貞不改變物凳品顏色。2、純鋁高純鋁L01、L02楚---石-制做濃硝捧酸設(shè)備。工業(yè)純造鋁---喪-L1庸∽L7序號(hào)越隊(duì)大，純益度越低揀。3、鋁合金鑄造鋁ZL-拿---做泵、小閥、離搞心機(jī)。防銹鋁LF、LF2（5A02）---分離塔等缸。202過3/4趁/291.6有色金屬愈材料1.6睬.2銅及其合盈金1、純銅2、黃銅3、青銅1.6.鏟3鉛及其合差金鉛在硫酸在中耐腐蝕熟性高，但濃在醋酸、煩硝酸、堿寺溶液中不笛耐腐蝕，壟只能做設(shè)碧備的襯里色。鉛與銻蘿的合金稱彎為硬鉛，飾強(qiáng)度和硬只度比純鉛斥高，可做顏加料管、兵閥門等零尸件。2023尚/4/2億91.7非金屬噸材料1.7蔬.1無機(jī)非陪金屬材必料1.化工陶警瓷2.化工搪瓷3.輝綠巖鑄慨石4.玻璃1.7.忌2有機(jī)非貧金屬材尸料1.工程塑駁料-以合成樹聽脂為主，杠加入添加渴劑。（1）硬聚氯吃乙烯塑料（2）聚乙烯修塑料（3）耐酸例酚醛塑東料（4）聚四男氟乙烯刃塑料—塑料王202昂3/4在/291.7非金屬材濤料（5）玻璃茫鋼2.涂料---高分子頃膠體的訴混合物閥溶液。3.不透性倡石墨—由各種你樹脂浸森漬石墨籮消除孔遷隙而得距。202掌3/4泄/291.8化工設(shè)眼備的腐杜蝕及防豎腐1.8皮.1金屬的征腐蝕1、定義：犁金屬與周吸圍介質(zhì)之摩間發(fā)生化宴學(xué)或電化彈學(xué)作用而居引起破壞址的現(xiàn)象稱耀為腐蝕。蔬（比如鐵彩生銹、鐵犬在酸中溶圓解等。）2、分類濫：根據(jù)餓腐蝕過隨程中有灑無電流據(jù)產(chǎn)生金屬腐蝕

化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕

（如氫腐蝕）（如晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕）2023斷/4/2絮91.8化工設(shè)惡備的腐虜蝕及防飲腐1)化學(xué)腐百蝕金屬遇勉到干燥抄的氣體暢和非電近解質(zhì)溶燦液發(fā)生往化學(xué)作醋用所引基起的腐裝蝕，叫用化學(xué)腐遇蝕。特點(diǎn)：崖產(chǎn)物在鬧金屬的固表面；院腐蝕過態(tài)程中沒讓有電流投產(chǎn)生。臺(tái)有兩種來作用：鴿鈍化作概用和活欠化作用濕。①金屬的似高溫氧化膨和脫碳當(dāng)T>30柄0℃時(shí)，鋼和且鑄鐵的表皺面出現(xiàn)可秩見氧化皮班；當(dāng)T<5腎70℃時(shí)，氧化鍵物的主要凍成分是Fe2O3和Fe3O4，鈍化作陣用；當(dāng)T>5籌70℃時(shí)，氧化妙物的主要穩(wěn)成分時(shí)FeO，活化揭作用。202忘3/4件/291.8化工設(shè)備騾的腐蝕及初防腐措施：冶桂煉時(shí)在鋼修中加入適艱量的合金魯元素Cr、Si或Al。當(dāng)T>70偷0℃時(shí)，伴隨貼脫碳。主述要是鋼中罩的Fe3C與O2、CO2和H2O的反應(yīng)，釘使鋼中的煉含碳量降折低。②氫腐打蝕：氫氣在較搖低溫度和電壓力(＜200賊℃，＜5.0腳MPa哥)下對(duì)普通摩碳鋼及低念合金鋼不探會(huì)有明顯眉的腐蝕，該但是在高衣溫高壓下汽則會(huì)對(duì)它銅們產(chǎn)生腐搭蝕，結(jié)果短使材料的沸機(jī)械強(qiáng)度饅和塑性顯浪著下降，語甚至損壞濾，這種現(xiàn)伍象常稱為林“氫腐蝕失”。腐蝕過程奔的兩個(gè)階句段：氫脆賄階段和氫水侵蝕階段行。鐵碳合丹金的氫鴨腐蝕隨食溫度和序壓力的封升高而宴加劇。措施：而降低鋼磁中的含旁碳量；弱在鋼中歐加入合祝金元素Cr、Ti、Mo、W和V等。202要3/4蛙/291.8化工設(shè)窯備的腐梁蝕及防脅腐2）電化沈?qū)W腐蝕電化學(xué)融腐蝕是賴金屬與冤電解質(zhì)變?nèi)芤航永扔|產(chǎn)生華電化學(xué)眠