化工機(jī)械基礎(chǔ)

2024/1/82第一章物體的受力分析

及其平衡條件第一節(jié)力的概念和基本性質(zhì)一．力的概念

1．剛體與變形體

2．力是物體間相互的機(jī)械作用力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，由理論力學(xué)研究力的變形效應(yīng)，由材料力學(xué)研究力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)。2024/1/83二．力學(xué)公理1、作用與反作用定律2、二力平衡定律二力構(gòu)件和二力桿3、加減平衡力系定律4、力的平行四邊形法則5、剛化原理：平衡的變形體剛化為剛體，則平衡狀態(tài)保持不變。2024/1/84第二節(jié)力矩與力偶一、力矩合力矩定理2024/1/85二、力偶特征：1、是一個(gè)基本的力學(xué)量，不能與一個(gè)力平衡，力偶只能與力偶平衡。2、力偶對(duì)作用面內(nèi)任一點(diǎn)之矩與矩心的位置無關(guān)，恒等于力偶矩。3、同平面內(nèi)兩力偶等效是力偶矩相等。2024/1/86

三、

力的平移2024/1/87四、平面一般力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化2024/1/88第三節(jié)物體的受力分析一、約束和約束反力自由體和非自由體約束和約束反力：方向，作用點(diǎn)，大小主動(dòng)力（促使運(yùn)動(dòng)）和被動(dòng)力2024/1/891、柔性體約束（柔索約束）繩索，傳動(dòng)帶，鏈條等，忽略剛性，不計(jì)重力，絕對(duì)柔軟且不可伸長(zhǎng)特點(diǎn)：只受拉，不受壓，不能抗拒彎矩，限制物體沿柔性體伸長(zhǎng)的方向運(yùn)動(dòng)。2024/1/8102024/1/8112024/1/8122、光滑接觸面（線）約束特點(diǎn)：只受壓，不受拉，沿接觸點(diǎn)處的公法線而指向物體，一般用N表示。又叫法向反力。

忽略摩擦，理想光滑。2024/1/8132024/1/8143、鉸鏈約束2024/1/815（1）固定鉸鏈支座約束2024/1/8162024/1/8172024/1/8182024/1/819（2）活動(dòng)鉸鏈支座約束2024/1/8202024/1/8214、固定端約束2024/1/8222024/1/8232024/1/824二、受力圖例1-1．某化工廠的臥式容器，容器總重量(包括物料、保溫層等)為Q，全長(zhǎng)為L(zhǎng)，支座B采用固定式鞍座，支座C采用活動(dòng)式鞍座。試畫出容器的受力圖。2024/1/825例1-2．焊接在鋼柱上的三角形鋼結(jié)構(gòu)管道支架，上面鋪設(shè)三根管道，試畫出結(jié)構(gòu)整體及各構(gòu)件的受力圖。2024/1/826例1-3剛架自身重力不計(jì)，AC上作用載荷，畫出AC、BC及剛架整體的受力圖

2024/1/827畫受力圖的步驟：(1)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，畫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

(2)選擇研究對(duì)象，畫出作用在其上的全部主動(dòng)力；(3)根據(jù)約束性質(zhì)，畫出作用于研究對(duì)象上的約束反力。2024/1/828第四節(jié)平面力系的平衡方程式平面力系平衡的必要與充分條件：力系的主矢和對(duì)任一點(diǎn)的主矩都等于零。2024/1/829例1-4梁AB，長(zhǎng)L=6m，A、B端各作用一力偶，m1=15kN.m，m2=24kN.m，轉(zhuǎn)向如圖所示，求支座A、B的反力。

2024/1/830例1-5直桿AB與彎桿BC鉸接，已知AB桿上有一力偶矩為M的力偶作用，各桿重力不計(jì)。求支座A、C處的約束反力。

2024/1/831例1-6剛架所受荷載、尺寸及支承情況見圖，求支座A及B處的反力。2024/1/8322024/1/833二、桿件基本變形1、拉伸、壓縮2、彎曲3、剪切4、扭轉(zhuǎn)2024/1/834拉伸與壓縮扭轉(zhuǎn)彎曲2024/1/835第一節(jié)直桿的拉伸與壓縮一、工程實(shí)例2024/1/836二、拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力1、概念：附加內(nèi)力，簡(jiǎn)稱內(nèi)力2、截面法軸力，拉為正，壓為負(fù)2024/1/837截面法步驟1、在需要求內(nèi)力處假想用一橫截面將構(gòu)件截開，分成兩部分；

2、以任一部分為研究對(duì)象；

3、在截面上加上內(nèi)力，以代替另一部分對(duì)研究對(duì)象的作用

4、寫出研究對(duì)象的平衡方程式，解出截面上的內(nèi)力。2024/1/838三、拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力1、應(yīng)力正應(yīng)力σ，剪應(yīng)力τ2024/1/8392、拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力2024/1/8403、應(yīng)力集中這種在截面突變處應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中2024/1/841例2-1求截面1-1，2-2，3-3上的軸力和應(yīng)力，畫軸力圖，已知A=400mm2。

軸力圖2024/1/842四、應(yīng)變的概念絕對(duì)變形Δu，線應(yīng)變或應(yīng)變：γ為剪應(yīng)變或角應(yīng)變，弧度線應(yīng)變?chǔ)庞烧龖?yīng)力σ決定剪應(yīng)變?chǔ)糜杉魬?yīng)力τ決定。平均應(yīng)變2024/1/843桿件受拉伸或壓縮時(shí)的應(yīng)變絕對(duì)伸長(zhǎng)ΔL，相對(duì)伸長(zhǎng)或線應(yīng)變2024/1/844作業(yè)P109第7題中（c）（d）并畫軸力圖

2024/1/845第二節(jié)拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能一、拉伸和壓縮試驗(yàn)室溫、靜載（緩慢加載）、小變形等條件金屬標(biāo)準(zhǔn)試件，圓截面長(zhǎng)試件標(biāo)距L=10d；短試件L=5d，d=10mm。2024/1/846二、低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)及其力學(xué)性能2024/1/8472024/1/8481、彈性變形階段、虎克定律OA,比例極限σP(彈性極限),Q235-A200MPaEA抗拉剛度E彈性模量，低碳鋼E=(2.0-2.1)x105MPa2024/1/849橫向變形橫向線應(yīng)變?chǔ)蜋M向變形系數(shù)或泊松比2024/1/8502024/1/8512024/1/8522、屈服階段、屈服極限σS

名義屈服極限σ0.2：0.2%的塑性應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力

滑移線或剪切線Q235-AσS=235MPa2024/1/8533、強(qiáng)化階段、強(qiáng)度極限σb

Q235-Aσb=375-500MPa2024/1/8544、頸縮階段（局部變形階段）（1）延伸率δ≥5%為塑性材料；δ<5%為脆性材料。低碳鋼：20-30%，鑄鐵：1%（2）截面收縮率ψ低碳鋼：60%2024/1/855反映材料力學(xué)性能的主要指標(biāo)：強(qiáng)度性能：抵抗破壞的能力，用σs和σb表示彈性性能：抵抗彈性變形的能力，用E表示塑性性能：塑性變形的能力，用延伸率δ和截面收縮率ψ表示2024/1/856三、鑄鐵拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變圖灰鑄鐵σb=205MPa2024/1/857四、低碳鋼壓縮的應(yīng)力-應(yīng)變圖2024/1/858五、鑄鐵壓縮的應(yīng)力-應(yīng)變圖受壓2024/1/859塑性材料和脆性材料機(jī)械性能的主要區(qū)別1．塑性材料在斷裂時(shí)有明顯的塑性變形；而脆性材料在斷裂時(shí)變形很??；2．塑性材料在拉伸和壓縮時(shí)的彈性極限、屈服極限和彈性模量都相同，它的抗拉和抗壓強(qiáng)度相同。而脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度，因此，脆性材料通常用來制造受壓零件。2024/1/8602024/1/861六、溫度對(duì)材料力學(xué)性能的影響1、高溫的影響（1）高溫對(duì)短期靜載試驗(yàn)的影響2024/1/862（2）高溫對(duì)長(zhǎng)期加載的影響碳鋼超過200度，外力不變，但變形隨時(shí)間的延續(xù)而不斷增長(zhǎng)，不可恢復(fù)。蠕變條件：高溫和應(yīng)力2、低溫對(duì)材料力學(xué)性能的影響低碳鋼的彈性極限和屈服極限有所提高，但延伸率降低，變脆2024/1/863截面突變（如階梯軸）和軸力突變，應(yīng)將桿件在截面突變處和軸力突變處分?jǐn)?，分別求出各段的變形，再相加，得到總體變形。七、虎克定律的應(yīng)用2024/1/864當(dāng)截面尺寸和軸力沿截面的變化是平緩的，且外力作用線與軸線重合，總體變形積分計(jì)算。

2024/1/865例2-2變截面桿是圓錐的一部分，左右兩端的直徑分別為d1和d2。如果不計(jì)桿件的自重，求在軸向拉力P作用下桿件的變形。

2024/1/866八、超靜定問題例2-3三根同材料和截面的鋼桿一端鉸接墻壁上，另一端鉸接在一平板剛體上，其中兩側(cè)鋼桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)，而中間一根鋼桿較兩側(cè)的短δ=L/2000，求三桿的裝配應(yīng)力。設(shè)E=210Gpa。

N1=N2，N3=N1+N2

變形協(xié)調(diào)條件得到：2024/1/8672024/1/868作業(yè)P109第9題補(bǔ)充：已知如圖所示，一重量為G、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、橫截面面積為A、彈性模量為E的鋼棒，懸掛于頂壁，求自重作用下鋼棒的伸長(zhǎng)量。

2024/1/869第三節(jié)拉伸和壓縮的強(qiáng)度條件一、極限應(yīng)力、許用應(yīng)力和安全系數(shù)極限應(yīng)力用σ0表示許用應(yīng)力以[σ]表示安全系數(shù)n，其值恒大于1ns=1.5～2.0，nb=2.5～4.52024/1/870二、拉伸和壓縮的強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件在工程上，強(qiáng)度條件可以解決三類問題：強(qiáng)度校核、設(shè)計(jì)截面尺寸、確定許可載荷。2024/1/871例2-4已知油壓力p=2MPa，內(nèi)徑D=75mm，活塞桿直徑d=18mm，材料的許用應(yīng)力[σ]=50MPa，校核活塞桿的強(qiáng)度。強(qiáng)度足夠2024/1/872例2-5矩形截面的階梯軸，AD段和DB段的橫截面積為BC段橫截面面積的兩倍。矩形截面的高度與寬度之比h/b=1.4，材料的許用應(yīng)力[σ]=160MPa。選擇截面尺寸h和b

由h/b=1.42024/1/873例2-6懸臂起重機(jī)撐桿AB為中空鋼管，外徑105mm，內(nèi)徑95mm。鋼索1和2互相平行，且設(shè)鋼索1可作為相當(dāng)于直徑d=25mm的圓鋼計(jì)算。材料[σ]=60MPa，確定許可吊重。2024/1/874鋼索2的拉力T2=P，帶入方程組解得：而撐桿AB允許的最大軸力為：帶入（a）式得相應(yīng)的吊重為：2024/1/875同理，鋼索1允許的最大拉力是：代入（b）式得相應(yīng)的吊重為：比較，可知起重機(jī)的許可吊重應(yīng)為17kN。2024/1/876以彎曲為主要變形的構(gòu)件在工程上稱為梁2024/1/8772024/1/8782024/1/879受力特點(diǎn)是：在構(gòu)件的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)，受到垂直于梁的軸線的力或力偶作用，使構(gòu)件的軸線在此平面內(nèi)彎曲為曲線，這樣的彎曲稱為平面彎曲2024/1/880梁的基本形式

簡(jiǎn)支梁：一端固定鉸鏈，另一端活動(dòng)鉸鏈；外伸梁：簡(jiǎn)支梁一端或兩端伸出支座以外；懸臂梁：一端固定，另一端自由。外力—內(nèi)力—應(yīng)力—強(qiáng)度條件和剛度條件2024/1/881第二節(jié)梁橫截面上的內(nèi)力

—剪力和彎矩一、截面法求內(nèi)力—剪力Q和彎矩M2024/1/8822024/1/8832024/1/884內(nèi)力符號(hào)規(guī)定如下：2024/1/885左側(cè)梁上向上的外力或右側(cè)梁上向下的外力引起的剪力為正，反之為負(fù)，剪力等于該側(cè)外力的代數(shù)和。2024/1/886彎矩等于該橫截面一側(cè)所有外力對(duì)該截面形心取力矩的代數(shù)和。梁上向上的外力均產(chǎn)生正彎矩；而向下的外力均產(chǎn)生負(fù)彎矩。截面左側(cè)順時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶或截面右側(cè)逆時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶取正值，反之取負(fù)值2024/1/887第三節(jié)彎矩方程與彎矩圖一、剪力方程式和彎矩方程式二、內(nèi)力圖—剪力圖和彎矩圖2024/1/888例3-1．簡(jiǎn)支梁受集度為q的均布荷載作用，畫出此梁的剪力圖和彎矩圖。2024/1/889例3-2．簡(jiǎn)支梁在C點(diǎn)處受集中荷載P作用，畫出此梁的剪力圖和彎矩圖。2024/1/890例3-3．簡(jiǎn)支梁在C處受一集中力偶mC的作用，畫出剪力圖和彎矩圖。2024/1/8912024/1/8922024/1/8932024/1/894內(nèi)力圖的一些規(guī)律：1、q(x)=0：一段梁上無均布荷載，剪力圖為一平行于x軸水平線，彎矩圖為一斜直線；2、q(x)=常數(shù)：一段梁上有均布荷載，剪力圖為一斜直線，彎矩圖為一條二次曲線，當(dāng)均布荷載q(x)向下時(shí)，彎矩圖凸向上，當(dāng)均布荷載向上時(shí)，曲線凸向下；3、彎矩的極值：若梁的某一截面上的剪力Q(x)=0，則該截面的彎矩為一極值；2024/1/895內(nèi)力圖的一些規(guī)律：4、集中力作用處：此處剪力圖有突變，突變方向與集中力方向一致，突變絕對(duì)值等于集中力數(shù)值，彎矩圖上形成尖角；5、集中力偶作用處：此處剪力圖無變化，彎矩圖出現(xiàn)突變，突變的絕對(duì)值等于集中力偶的數(shù)值。2024/1/896例3-4．外伸梁上均布荷載的集度為q=3kN/m,集中力偶矩m=3kN.m,畫出剪力圖和彎矩圖。

2024/1/897作業(yè)P111第15題(e)(h)

畫剪力圖和彎矩圖2024/1/898第四節(jié)彎曲時(shí)橫截面上的

正應(yīng)力及其分布規(guī)律一、純彎曲的變形特征2024/1/899平面截面假設(shè)各縱向纖維之間互不擠壓中性層，中性軸2024/1/8100二、橫截面上的正應(yīng)力變形幾何條件物理?xiàng)l件：彈性范圍內(nèi)2024/1/8101靜力平衡2024/1/8102橫截面對(duì)中性軸z的慣性矩，m4稱為抗彎截面模量，單位為：cm3。梁純彎曲時(shí)橫截面上的最大正應(yīng)力的公式為：2024/1/8103橫力彎曲橫截面翹曲，橫向力引起擠壓應(yīng)力平面假設(shè)和各縱向纖維不互相擠壓不成立均布載荷作用下的矩形截面簡(jiǎn)支梁，L/h>5時(shí)，按純彎曲正應(yīng)力計(jì)算，誤差<1%。2024/1/81042024/1/8105第五節(jié)梁彎曲時(shí)的強(qiáng)度條件利用強(qiáng)度條件，可對(duì)梁進(jìn)行強(qiáng)度校核、選擇截面尺寸及確定許可荷載。2024/1/8106例3-5容器四個(gè)耳座支架在四根各長(zhǎng)2.4m的工字鋼梁的中點(diǎn)上，工字鋼再由四根混凝土柱支持。容器包括物料重110kN，工字鋼為16號(hào)型鋼，鋼材彎曲許用應(yīng)力[s]=120MPa，試校核工字鋼的強(qiáng)度。2024/1/8107最大彎矩在梁的中間，為：由型鋼表查得16號(hào)工字鋼的Wz=141cm32024/1/8108作業(yè)P112第18題，第20題2024/1/8109第六節(jié)提高梁彎曲強(qiáng)度的措施一、支撐和荷載的合理布置二、選擇合理的截面形狀2024/1/8110支撐的合理布置2024/1/8111載荷的合理布置2024/1/8112二、選擇合理的截面形狀2024/1/8113材料遠(yuǎn)離中性軸矩形0.167h；圓形0.125h；環(huán)形0.205h工字鋼和槽鋼(0.27～0.31)h2024/1/8114等強(qiáng)度梁2024/1/8115第七節(jié)梁的彎曲變形一、梁的撓度和轉(zhuǎn)角變形后梁的軸線稱為彈性曲線或撓曲線撓度f梁的撓曲線方程f=f(x)轉(zhuǎn)角θ2024/1/8116梁的抗彎剛度EJz二．梁的變形的求解直接積分法和疊加法

2024/1/8117直接積分法邊界條件和連續(xù)條件2024/1/8118例3-6等截面懸臂梁的自由端作用一集中力，梁的抗彎剛度為EJz，求此梁的撓曲線方程以及自由端截面的轉(zhuǎn)角和撓度。2024/1/8119疊加法表1-6基本值2024/1/8120例3-7等直外伸梁AC受荷載如下圖，已知抗彎剛度EJz

，求A點(diǎn)的撓度。

2024/1/8121三、梁的剛度條件變形與跨度的三次方有關(guān)用高強(qiáng)度鋼的好處2024/1/8122四、變形比較法解簡(jiǎn)單超靜定梁例3-8已知梁的受力情況，EJZ，求三支座梁的約束反力。2024/1/81232024/1/8124第二節(jié)剪力、剪應(yīng)力與剪切強(qiáng)度一、剪力內(nèi)力Q2024/1/8125二、剪應(yīng)力受力和變形復(fù)雜，假定剪應(yīng)力均勻分布2024/1/8126塑性材料：[τ]=（0.6～0.8）[σ]

脆性材料：[τ]=（0.8～1.0）[σ]強(qiáng)度校核、截面選擇和求許可載荷三、剪切強(qiáng)度條件2024/1/8127例4-1P=20kN，銷釘16Mn，[τ]=140MPa直徑d是多少才能安全起吊。2024/1/8128第三節(jié)擠壓的概念和強(qiáng)度條件一、擠壓的概念、擠壓應(yīng)力2024/1/8129二、擠壓強(qiáng)度條件塑性材料：[σ]jy=(1.7-2.0)[σ]脆性材料：[σ]jy=(2.0-2.5)[σ]2024/1/8130例4-2平鍵聯(lián)接，d=70mm，鍵的尺寸為校核鍵的強(qiáng)度2024/1/81312024/1/8132第四節(jié)剪切變形和剪切虎克定律一、剪切變形、剪應(yīng)變?chǔ)脼榧魬?yīng)變或角應(yīng)變，弧度由剪應(yīng)力τ決定2024/1/8133二、剪切虎克定律剪切彈性模量G，MPa2024/1/8134三、剪應(yīng)力互等定理剪應(yīng)力互等定理：在相互垂直的兩個(gè)平面上，剪應(yīng)力必然成對(duì)存在，且數(shù)值相等；兩者都垂直于兩個(gè)平面的交線，方向則共同指向或背離這一交線。

2024/1/8135受力特點(diǎn)：反向力偶變形特點(diǎn)B端相對(duì)于A端面的轉(zhuǎn)角，稱為扭轉(zhuǎn)角2024/1/8136第二節(jié)扭轉(zhuǎn)時(shí)的外力和內(nèi)力一、扭轉(zhuǎn)時(shí)外力偶矩的計(jì)算若已知圓周力P和輪子半徑R，則外力偶矩若已知N(kW)和n(r/min),2024/1/8137二、扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的內(nèi)力右手螺旋法則2024/1/8138例5-1主動(dòng)輪NA=120kW，從動(dòng)輪NB=30kW，NC=40kW，ND=50kW，轉(zhuǎn)速n=300r/min，畫出扭矩圖。2024/1/81392024/1/8140第三節(jié)扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力一、應(yīng)力分布規(guī)律無正應(yīng)力有剪應(yīng)力，與半徑垂直2024/1/8141變形關(guān)系物理關(guān)系2024/1/8142二、橫截面上剪應(yīng)力計(jì)算公式2024/1/8143截面的極慣性矩抗扭截面模量2024/1/8144三、極慣性矩和抗扭截面模量1、實(shí)心圓軸2024/1/81452、空心圓軸令：d/D=a2024/1/8146第四節(jié)扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件強(qiáng)度校核、設(shè)計(jì)截面與確定許可載荷2024/1/8147例5-2汽車主傳動(dòng)軸內(nèi)徑d=85mm、外徑D=90mm，45號(hào)鋼，[τ]=60MPa，軸受到的最大轉(zhuǎn)矩m=1.5kN.m（1）校核此空心軸的強(qiáng)度；（2）等強(qiáng)度實(shí)心軸直徑；（3）求實(shí)心軸與空心軸的質(zhì)量比。2024/1/8148第五節(jié)圓軸的扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件一、圓軸的扭轉(zhuǎn)變形2024/1/81492024/1/8150二、扭轉(zhuǎn)的剛度條件要求精密度高、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的軸：

[θ]=0.250～0.500/m要求一般的軸：[θ]=0.500～1.00/m要求精密度低的軸：[θ]=1.00～3.00/m2024/1/8151例5-3m=4.5kN.m,d1=70mm,d2=55mm,L1=1m,L2=1.5m,G=80GPa,[τ]=60MPa,[θ]=1.50/m,進(jìn)行強(qiáng)度校核和剛度校核。2024/1/81522024/1/8153內(nèi)力—剪力圖正應(yīng)力與強(qiáng)度剛度受力與變形和彎矩圖2024/1/8154受力與變形內(nèi)力剪應(yīng)力與強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度2024/1/8155受力與變形內(nèi)力—扭矩圖剪應(yīng)力與強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)角與剛度2024/1/8156小結(jié)1、受力分析，變形類型，求支座反力2、截面法求內(nèi)力，畫內(nèi)力圖3、確定應(yīng)力分布規(guī)律4、強(qiáng)度計(jì)算校核強(qiáng)度、設(shè)計(jì)截面、確定許可載荷2024/1/8157小結(jié)5、截面對(duì)強(qiáng)度和剛度的影響，A、Wz、Wρ、Jz、Jρ，材料遠(yuǎn)離中性軸。6、許用應(yīng)力7、虎克定律，剪切虎克定律8、剛度條件9、材料力學(xué)試驗(yàn)2024/1/8158第二節(jié)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)彎曲和壓縮2024/1/8159拉伸與壓縮扭轉(zhuǎn)彎曲2024/1/8160扭轉(zhuǎn)彎曲2024/1/8161一、一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)受力構(gòu)件內(nèi)任一點(diǎn)各個(gè)不同方位截面上的應(yīng)力及其相互關(guān)系稱為一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)

2024/1/8162單元體2024/1/81632024/1/81642024/1/81652024/1/81662024/1/8167主平面與主應(yīng)力主單元體50MPa、-20MPa、-100MPa，2024/1/8168單向應(yīng)力狀態(tài)二向應(yīng)力狀態(tài)（平面應(yīng)力狀態(tài)）三向應(yīng)力狀態(tài)2024/1/81692024/1/81702024/1/8171二、平面應(yīng)力狀態(tài)1、斜截面上的應(yīng)力2024/1/8172正應(yīng)力拉為正，壓為負(fù)；剪應(yīng)力以對(duì)單元體內(nèi)任一點(diǎn)的矩順時(shí)針為正，反之為負(fù)。2024/1/81732024/1/8174半徑2024/1/8175圖1-1002024/1/8176三、主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力2024/1/81772024/1/81782024/1/81792024/1/8180三向應(yīng)力狀態(tài)的最大剪應(yīng)力2024/1/8181例6-1．討論圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。

2024/1/81822024/1/8183四、廣義虎克定律σx：σy

：疊加：2024/1/81842024/1/8185例6-2每邊長(zhǎng)均為10mm的鋼質(zhì)立方體放入一個(gè)四周為剛性的立方孔中，不留空隙，P=7kN，E=200GPa，ν=0.3。求立方塊內(nèi)的主應(yīng)力。2024/1/8186作業(yè)P114第30題（b）（c）2024/1/8187第三節(jié)強(qiáng)度理論一、強(qiáng)度理論的概念單向應(yīng)力狀態(tài)可通過試驗(yàn)建立強(qiáng)度條件破壞原因的假說2024/1/8188二、材料的兩種破壞形式脆斷破壞屈服破壞三向拉應(yīng)力的塑性材料發(fā)生脆性斷裂三向壓應(yīng)力的脆性材料有時(shí)也發(fā)生明顯的塑性變形2024/1/8189三、四個(gè)基本的強(qiáng)度理論一類是解釋材料斷裂破壞的強(qiáng)度理論，有最大拉應(yīng)力理論和最大拉應(yīng)變理論；另一類是解釋材料流動(dòng)破壞的強(qiáng)度理論，最大剪應(yīng)力理論和形狀改變比能理論。2024/1/81901、最大拉應(yīng)力理論（第一強(qiáng)度理論）在十七世紀(jì)提出，針對(duì)建筑材料只要最大拉應(yīng)力達(dá)到材料的極限值，材料就發(fā)生脆性斷裂破壞。破壞條件：強(qiáng)度條件：用于受拉應(yīng)力的某些脆性材料，鑄鐵、石料、混凝土沒有考慮其它兩個(gè)主應(yīng)力的影響，也不適用于三向壓縮應(yīng)力狀態(tài)。2024/1/81912、最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變達(dá)到材料的極限值，材料就發(fā)生脆性斷裂破壞。滿足虎克定律。破壞條件：強(qiáng)度條件：不比第一強(qiáng)度理論好，一般不用。2024/1/81923、最大剪應(yīng)力理論

（第三強(qiáng)度理論）最大剪應(yīng)力達(dá)到極限值，材料就發(fā)生屈服破壞。破壞條件：強(qiáng)度條件：雖然沒考慮σ2，但能較好地解釋塑性屈服，在工程中得到廣泛的應(yīng)用。2024/1/81934、形狀改變比能理論（第四強(qiáng)度理論）變形體單位體積內(nèi)所積蓄變形能稱變形比能。包括形狀改變比能和體積改變比能形狀改變比能達(dá)到極限值，就發(fā)生屈服破壞條件：2024/1/8194強(qiáng)度條件：考慮σ2，得到廣泛的應(yīng)用。2024/1/81952024/1/8196一般原則如下：1、脆性材料，常用第一、第二強(qiáng)度理論；2、塑性材料，常用第三、第四強(qiáng)度理論；3、在接近三向等拉應(yīng)力狀態(tài)下，不論是塑性材料還是脆性材料，都將發(fā)生脆性斷裂，應(yīng)采用第一強(qiáng)度理論；4、在接近三向等壓應(yīng)力狀態(tài)下，不論是塑性材料還是脆性材料，都將發(fā)生塑性流動(dòng)破壞，應(yīng)采用第三或第四強(qiáng)度理論。

2024/1/8197例6-3內(nèi)徑D=100cm的容器，壁厚t=1.0cm，蒸汽壓強(qiáng)p=3.5MPa，[σ]=160MPa，分別按第三和第四強(qiáng)度理論校核筒身強(qiáng)度。2024/1/81982024/1/81992024/1/8200第四節(jié)彎曲和拉壓的組合作用2024/1/8201橫力彎曲2024/1/8202純彎曲2024/1/82032024/1/8204受拉（壓）和彎曲組合作用的強(qiáng)度條件壓縮和彎曲2024/1/8205例6-4夾鉗受到工件的反作用力P=5kN，[σ]=100MPa，校核其強(qiáng)度。2024/1/8206第五節(jié)圓周彎曲和扭轉(zhuǎn)的組合2024/1/82072024/1/82082024/1/8209例6-5臥式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓重G=2kN，外力偶矩m=1.2kN.m，[σ]=80MPa，分別按第三和第四強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)軸徑d。2024/1/8210用強(qiáng)度理論解決實(shí)際問題步驟：（1）分析外力與變形，分成基本變形（2）內(nèi)力與應(yīng)力，計(jì)算危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力，畫出應(yīng)力單元體，正應(yīng)力與剪應(yīng)力（3）各基本變形應(yīng)力疊加后確定主應(yīng)力（4）根據(jù)危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)及構(gòu)件材料性質(zhì)，用適當(dāng)強(qiáng)度理論計(jì)算相當(dāng)應(yīng)力（5）應(yīng)用強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度校核2024/1/82112024/1/82122024/1/8213第二節(jié)臨界力和歐拉公式臨界力Pcr：壓桿保持直線穩(wěn)定形狀時(shí)所能承受的最大壓力。長(zhǎng)度系數(shù)μ反應(yīng)支座形式2024/1/82142024/1/8215提高穩(wěn)定性1、合理選材，鋼材E值大2、合理選擇截面形狀，Jz對(duì)稱均勻2024/1/8216提高穩(wěn)定性3、減少壓桿長(zhǎng)度，或在中部設(shè)支座4、改善支座形式2024/1/8217第三節(jié)壓桿的穩(wěn)定計(jì)算圓截面壓桿的柔度長(zhǎng)細(xì)比2024/1/8218細(xì)長(zhǎng)桿粗短桿中長(zhǎng)壓桿2024/1/82192024/1/8220穩(wěn)定系數(shù)或折減系數(shù)我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范2024/1/8221第二節(jié)材料的性能力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能和加工性能一、力學(xué)性能決定許用應(yīng)力強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性等2024/1/82221、強(qiáng)度是指材料抵抗外加載荷而不致失效破壞的能力2024/1/82232024/1/8224常溫強(qiáng)度指標(biāo)：屈服強(qiáng)度和抗拉(壓)強(qiáng)度屈強(qiáng)比適當(dāng)蠕變極限σn疲勞極限σr,σr=

σmin/

σmax,應(yīng)力循環(huán)系數(shù)或應(yīng)力比σ-1,以106-107次不被破壞的應(yīng)力2024/1/82252、硬度局部抵抗能力彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo)壓入硬度：布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB)和維氏硬度(HV)低碳鋼σb=0.36

HB高碳鋼σb=0.34

HB灰鑄鐵σb=0.1

HB2024/1/82263、塑性延伸率δ斷面收縮率ψ化工設(shè)備材料一般要求δ5=10%-20%2024/1/82274、沖擊韌性沖擊韌度αk，使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積低溫容器所用鋼板αk值不得低于30J/cm22024/1/8228二、物理性能密度、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。2024/1/8229三、化學(xué)性能1、耐腐蝕性金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力2、抗氧化性高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度選耐熱材料2024/1/8230四、加工工藝性能1、可鑄性：收縮與偏析2、可鍛性3、焊接性4、可切削加工性2024/1/8231第三節(jié)碳鋼與鑄鐵“鐵碳合金”由95％以上鐵和0.05％～4％碳及1％左右雜質(zhì)元素所組成合金一般含碳量0.02％～2％稱為鋼；大于2％稱為鑄鐵；當(dāng)含碳量小于0.02％時(shí)稱純鐵(工業(yè)純鐵)；含碳量大于4.3％的鑄鐵極脆2024/1/8232一、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粒，簡(jiǎn)稱組織2024/1/8233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(jiǎn)稱結(jié)構(gòu)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好，而后者的強(qiáng)度高于前者。2024/1/8234鑄鐵一般碳以石墨形式存在，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；粗片狀石墨最差。2024/1/82352、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變體心立方晶格的純鐵稱a-Fe，面心立方晶格的鐵稱為g-Fe。a-Fe加熱可變?yōu)間-Fe，反之高溫下的g-Fe冷卻可變?yōu)閍-Fe。在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”。純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是在910℃恒溫下完成的。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)。2024/1/82363、碳鋼的基本組織碳在鐵中的存在形式有固溶體、化合物和混合物三種。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這三種不同的存在形式，形成了不同的碳鋼組織。2024/1/8237（1）鐵素體碳溶解在a-Fe中形成固溶體稱鐵素體。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。低碳鋼是含鐵素體的鋼，具有軟而韌的性能。2024/1/8238（2）奧氏體碳溶解在g-Fe鐵中形成固溶體稱奧氏體。g-Fe原子間隙較大，碳的溶解度比a-Fe中大得多，如在723℃時(shí)可溶解0.8％，在1147℃時(shí)可達(dá)最大值2.06％。奧氏體組織是在a-Fe發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的。由于奧氏體有較大的溶解度，故塑性、韌性較好，且無磁性。2024/1/8239（3）滲碳體碳和鐵形成一種化合物（Fe3C）稱滲碳體。熔點(diǎn)約1600℃，硬度高，塑性幾乎等于零。鐵碳合金含碳量小于2％時(shí)，其組織是在鐵素體中散布著滲碳體，是碳素鋼。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。2024/1/8240（4）珠光體鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。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。2024/1/8241（5）萊氏體珠光體和初次滲碳體的共晶混合物。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。2024/1/8242（6）馬氏體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。具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，幾乎不能承受沖擊載荷。2024/1/8243二、鐵碳合金狀態(tài)圖2024/1/8244鋼在加熱時(shí)形成單一的奧氏體組織。2024/1/8245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。2024/1/8246三、鋼的熱處理鋼、鐵固態(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。2024/1/82471、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，隨爐緩慢冷卻。目的：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。正火是置于空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，韌性可顯著提高。鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。2024/1/82482、淬火和回火加熱至淬火溫度(臨界點(diǎn)以上30℃～50℃)，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。2024/1/8249回火是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝。回火可以降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。在150℃～250℃范圍內(nèi)的回火稱“低溫回火”?；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、量具，要進(jìn)行低溫回火處理。2024/1/8250中溫回火溫度是300℃～450℃。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。高溫回火溫度為500℃～680℃。綜合性能：強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好淬火加高溫回火習(xí)慣上稱為“調(diào)質(zhì)處理”。用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。2024/1/8251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，它與回火作用相類似。2024/1/82523、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。2024/1/82534、化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮(氮化)、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化(碳與氮共滲)等。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。2024/1/8254四、碳鋼1、常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等（1）硫有害元素。FeS和Fe形成低熔點(diǎn)(985℃)化合物。鋼材熱加工1150～1200℃，過早熔化而導(dǎo)致工件開裂，稱“熱脆”。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S＜0.02%～0.03%；優(yōu)質(zhì)鋼：S＜0.03%～0.045%；普通鋼：S＜0.055%～0.7%以下。2024/1/8255（2）磷有害元素。雖能使強(qiáng)度、硬度增高，但塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱“冷脆”。使冷加工及焊接性變壞，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：P＜0.025%；優(yōu)質(zhì)鋼：P＜0.04%；普通鋼：P＜0.085%。2024/1/8256（3）錳脫氧劑。有益元素。MnS(1600℃)，部分消除硫的有害作用。錳具有很好的脫氧能力，與FeO成為MnO進(jìn)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。在0.5%～0.8%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0.5%～0.8%；高錳結(jié)構(gòu)鋼可達(dá)0.7%～1.2%。2024/1/8257（4）硅脫氧劑。有益的元素。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)靜鋼中的含硅量常在0.1%～0.37%，沸騰鋼中只含有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。2024/1/8258（5）氧有害元素。在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行脫氧，但不可能除盡。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。2024/1/8259（6）氮長(zhǎng)時(shí)間放置或在200～300℃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。2024/1/8260（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，時(shí)間長(zhǎng)2024/1/82612、分類與編號(hào)按用途：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）按含碳量：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼按脫氧方式：鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼按品質(zhì)：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼2024/1/8262（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。普通碳素鋼有Q195、Q215、Q235、Q255及Q275五個(gè)鋼種。2024/1/8263（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼S＜0.03%～0.045%；P＜0.04%08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、…80等。平均含碳量的萬分之幾。45號(hào)鋼中含碳量平均為0.45%(0.42%～0.50%)。45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。2024/1/8264優(yōu)質(zhì)低碳鋼（含C＜0.25%），如08、10、15、20、25；塑性好，焊接性能好，殼體、接管。優(yōu)質(zhì)中碳鋼（含C量0.3%～0.60%）,如30、35、40、45、50與55；45號(hào)鋼攪拌軸優(yōu)質(zhì)高碳鋼（含C＞0.6%），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。2024/1/8265（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼S＜0.02%～0.03%；P＜0.025%，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。2024/1/82663、碳鋼的品種及規(guī)格品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼（1）鋼板（壓力容器用熱扎厚鋼板）4mm～6mm厚度間隔為0.5mm6mm～30mm厚度間隔為lmm30mm～60mm厚度間隔為2mm一般碳素鋼板材有Q235-A、Q235-A·F、08、10、15、20等。2024/1/8267（2）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。2024/1/8268（3）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)。2024/1/8269（4）鑄鋼和鍛鋼鑄鋼用ZG表示，ZG25、ZG35等，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。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。2024/1/8270五、鑄鐵含碳量2%以上，含有S、P、Si、Mn等雜質(zhì)。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。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。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。2024/1/82711、灰鑄鐵2.7%～4.0%，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、泵體(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、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。HT和抗拉強(qiáng)度sb值表示，如HT100，其中100表示sb＝100MPa。常用灰鑄鐵牌號(hào)有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。2024/1/82722、球墨鑄鐵簡(jiǎn)稱球鐵。在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰鑄鐵，甚至接近鋼材。用QT、抗拉強(qiáng)度值、延伸率表示，如QT400-18，其中400表示sb＝400MPa，18表示d=18%。2024/1/82733、高硅鑄鐵有高的耐蝕性能，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。常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器牌號(hào)有：STSi11Cu2CrR、STSi15R、STSi15Mo3R等。2024/1/8274第四節(jié)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)按合金元素總含量分：合金含量<5%，低合金鋼合金含量5%-10%，中合金鋼合金含量>10%，高合金鋼2024/1/8275按用途分：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

2024/1/8276一種是漢字牌號(hào)，如35鉻鉬；另一種是用國(guó)際化學(xué)符號(hào)，如35CrMo。表示含碳量平均為萬分之三十五(或0.35%)，含Cr、Mo在1%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。2024/1/8277二、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。2024/1/82781、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。提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但使塑性和韌性降低。2024/1/82792、錳提高強(qiáng)度和提高低溫沖擊韌性。3、鎳提高淬透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。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。2024/1/82804、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。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。2024/1/82816、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、釩于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。2024/1/82828、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。在不銹鋼中穩(wěn)定碳，防止晶間腐蝕提高耐熱性。

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。2024/1/8283三、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（300～1000MPa）和屈強(qiáng)比（ss/sb=0.65～0.95），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。2024/1/8284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16Mn；400MPa強(qiáng)度級(jí)，典型鋼號(hào)為14MnMoV500MPa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。2024/1/82852、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。2024/1/8286大型化工容器16MnR，質(zhì)量比碳鋼輕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2024/1/8287四、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)后面分別加注g、R或HP等，如20g、16MnR和15MnVHP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。2024/1/8288五、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，稱耐酸、堿、鹽等強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼為耐酸鋼。2024/1/8289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2024/1/8290（1）鐵素體不銹鋼含碳≤0.15％，鉻量在12～30％。有些鋼種還含有鉬、鈦等元素。不銹綱中的含碳量都較低，Cr23C6而消耗了鉻。都在13％以上。對(duì)晶間腐蝕比較敏感；鉻含量高時(shí)，脆性轉(zhuǎn)變溫度高，可焊性較差。

lCr13、2Cr13、受沖擊載荷較大的零件0Cr13、0Cr17Ti耐氧化性酸和硫化氫氣體的腐蝕，部分代替高鉻鎳型不銹鋼2024/1/8291（2）奧氏體不銹鋼優(yōu)異的綜合性能，包括優(yōu)良的力學(xué)性能，冷、熱加工和成型性，可焊性和在許多介質(zhì)中的良好耐蝕性。含氯離子，發(fā)生晶間腐蝕的傾向。錳和氮代替不銹鋼中的鎳，發(fā)展出了鉻錳鎳氮系和鉻錳氮系不銹鋼。例如Cr18Mn8Ni5、Cr18Mn10Ni5Mo3N。2024/1/8292在400℃～800℃的溫度范圍內(nèi)，碳從奧氏體中以碳化鉻（Cr23C6）形式沿晶界析出，使晶界附近的合金元素（鉻與鎳）含鉻量降低到耐腐蝕所需的最低含量（12%）以下，腐蝕就在此貧鉻區(qū)產(chǎn)生。這種沿晶界的腐蝕稱為晶間腐蝕。2024/1/8293防止晶間腐蝕的方法：1）降低含碳量<0.06%時(shí)不易產(chǎn)生，<0.03%時(shí)可靠地克服，超低碳不銹鋼，如00Cr19Nil02）穩(wěn)定碳原子，加入Ti，Nb，V，Mo穩(wěn)定劑，廣泛用，0Cr18Nil0Ti、0Cr18NillNb3）形成雙相組織，加入鐵素體促成元素Ti，Al，Si，Mo，鐵素體含鉻高、補(bǔ)充快，5%以內(nèi)，阻斷腐蝕通路。2024/1/8294防止晶間腐蝕的方法：4）控制熱規(guī)范，快速加熱和冷卻，或非常緩慢。5）補(bǔ)充熱處理穩(wěn)定化退火（免疫處理）：850度保溫2小時(shí)，充分?jǐn)U散高溫淬火水冷（固熔）：1100度左右加熱后淬火，單相奧氏體2024/1/8295加入Mo提高對(duì)氯離子Cl-的耐蝕能力，lCr18Nil2Mo3Ti。0Cr18Nil8Mo2Cu2Ti。同時(shí)加入Mo、Cu，則在室溫、濃度為50%以下的硫酸中也具有較高的耐蝕性，也可提高在低濃度鹽酸中的抗腐蝕性2024/1/82962、耐熱鋼和高溫合金例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，溫度往往達(dá)到1000℃以上。300℃～350℃即需選用耐熱鋼，一般耐熱鋼工作溫度都在700℃以下，700℃～1000℃用高溫合金。2024/1/8297耐熱鋼Cr、Al、Si鐵素體形成元素，被高溫氣體氧化后生成一種致密的氧化膜。Ni、Mn奧氏體形成元素，

提高高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。V、Nb、Ti形成強(qiáng)碳化物提高高溫強(qiáng)度。C和N擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體提高高溫強(qiáng)度B和Re均為耐熱鋼中添加的微量元素，可以顯著提高鋼材的抗氧化性，并改善其熱塑性。2024/1/8298耐熱鋼按特性和用途可分為抗氧化鋼（又稱高溫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼?？寡趸撌侵父邷叵戮哂休^好的抗氧化性，并有適當(dāng)強(qiáng)度的鋼種。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。2024/1/8299高溫合金鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金。鐵基耐熱合金工作溫度在700℃以下，含有相當(dāng)高的鉻、鎳成分和其他強(qiáng)化元素。鎳基耐熱合金是目前在700℃～900℃范圍內(nèi)使用得最廣泛的一種高溫合金。這類合金的鎳含量通常在50%以上。鈷基耐熱合金的高溫強(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。

2024/1/83003、低溫用鋼深冷分離、空氣分離等。（溫度≤-20℃）目前國(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、07MnNiCrMoVDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR2024/1/8301第五節(jié)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Ch2024/1/8302一、鋁及其合金濃硝酸以及干氯化氫、氨氣中耐腐蝕鹵素離子的鹽類、氫氟酸以及堿溶液都會(huì)破壞鋁表面的氧化膜。鋁不會(huì)產(chǎn)生火花，常用于制作含易揮發(fā)性介質(zhì)的容器；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。鋁的導(dǎo)熱性能好，適合于作換熱設(shè)備2024/1/8303變形鋁合金（工業(yè)純鋁和防銹鋁）和鑄造鋁合金1、變形鋁合金（1）工業(yè)純鋁工業(yè)高純鋁1A85、1A90，抗硫腐蝕，濃硝酸設(shè)備，高壓釜、槽車、貯槽、閥門、泵。工業(yè)純鋁8A06，耐硫腐蝕、防污染而不要求強(qiáng)度的設(shè)備，例如：反應(yīng)器、熱交換器、深冷設(shè)備、塔器等。2024/1/8304（2）防銹鋁由鋁錳系或鋁鎂組成的鋁合金，5A02、5A03、5A05、5A06等。強(qiáng)度比純鋁高5A02、5A03用于中等強(qiáng)度的零件或設(shè)備；5A05制造油箱、管道、低壓容器、鉚釘5A06用于受力零件及焊制容器。由于熔焊的鋁材在低溫(0～-196℃)下沖擊韌性不下降，很適合做低溫設(shè)備。2024/1/83052、鑄造鋁合金是鋁、硅合金。Al-Si系，俗稱"硅鋁明"，典型牌號(hào)ZAlSi7Mg，合金號(hào)為ZL101；Al-Cu系，應(yīng)用最早，熱強(qiáng)性高，300℃，耐腐蝕性較差。典型牌號(hào)ZAlCu5Mn，合金號(hào)為ZL201；Al-Mg系，室溫力學(xué)性能高，耐腐蝕性能好，但熱強(qiáng)性低。鑄造性能差，典型牌號(hào)ZAlMg10，合金號(hào)為ZL301；2024/1/8306Al-Zn系，Zn在Al中溶解度大，再加入硅及少量鎂、鉻等元素，具有良好的綜合性能，典型牌號(hào)ZAlZn11Si17，合金號(hào)為ZL401。鋁的鑄造性、流動(dòng)性好，鑄造時(shí)收縮率和生成裂紋的傾向性都很小。耐蝕性好，且密度小，廣泛用來鑄造形狀復(fù)雜的耐蝕零件，如管件、泵、閥門、汽缸、活塞等。2024/1/8307二、銅及其合金半貴重金屬1、純銅（紫銅）低溫時(shí)可保持較高的塑性和沖擊韌性，用于制作深冷設(shè)備和高壓設(shè)備墊片。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。不耐各種濃度的硝酸、氨和銨鹽溶液。2024/1/8308變形純銅的牌號(hào)Tl、T2、T3、TU1、TU2、TP1、TP2等。T1、T2是高純度銅，用于制造電線，配制高純度合金。T3雜質(zhì)含量和含氧量比T1、T2高，主要用于一般材料，如墊片、鉚釘?shù)?。TU1、TU2為無氧銅，純度高，主要用作真空器件。TP1、TP2為磷脫氧銅，多以管材供應(yīng)，主要用于冷凝器、蒸發(fā)器、換熱器、熱交換器的零件等。2024/1/83092、銅合金黃銅：銅與鋅的合金稱黃銅白銅：鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量低于50%的銅鎳合金稱為簡(jiǎn)單（普通）白銅，再加入錳、鐵、鋅或鋁等元素的白銅稱為復(fù)雜（特殊）白銅。

青銅：其它合金。銅與錫的合金稱為錫青銅；銅與鋁、硅、鉛、鈹、錳等組成的合金稱無錫青銅。2024/1/8310（1）黃銅銅與鋅的合金稱黃銅。鑄造性能好，力學(xué)性能比純銅高，耐蝕性能與純銅相似，在大氣中耐腐蝕性比純銅好，價(jià)格便宜，應(yīng)用較廣。在黃銅中加入錫、鋁、硅、錳等元素，特種黃銅。錳、鋁能提高強(qiáng)度；鋁、錳和硅提高抗蝕性和減磨性；鋁能改善切削加工性。2024/1/8311常用的黃銅牌號(hào)有H80、H68、H62等H80大氣、淡水及海水中有較高耐腐蝕性、加工性能優(yōu)良，可作薄壁管和波紋管。H68塑性好，可在常溫下沖壓H62在室溫下塑性較差，但機(jī)械強(qiáng)度較高，易焊接，價(jià)格低廉，可做深冷設(shè)備的筒體、管板、法蘭及螺母等。錫黃銅HSn70-l含有1%的錫，能提高在海水中的耐蝕性。稱海軍黃銅。2024/1/8312（2）白銅鎳含量低于50%的銅鎳合金稱為簡(jiǎn)單（普通）白銅，再加入錳、鐵、鋅或鋁等元素的白銅稱為復(fù)雜（特殊）白銅。白銅是工業(yè)銅合金中耐腐蝕性能最優(yōu)者，抗沖擊腐蝕、應(yīng)力腐蝕性能亦良好，是海水冷凝管的理想材料。2024/1/8313（3）青銅銅與錫的合金稱為錫青銅；銅與鋁、硅、鉛、被、錳等組成的合金稱無錫青銅。錫青銅分鑄造錫青銅和壓力加工錫青銅。錫青銅典型牌號(hào)ZQSn10-1，有高強(qiáng)度和硬度，能承受沖擊載荷，耐磨性很好，具有優(yōu)良的鑄造性，比純銅耐腐蝕。錫青銅用來鑄造耐腐蝕和耐磨零件，如泵殼、閥門、軸承、蝸輪、齒輪、旋塞等。無錫青銅力學(xué)性能好2024/1/8314三、鈦及其合金鈦的密度?。?.507g/cm3）、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、熔點(diǎn)高。工業(yè)純鈦牌號(hào)有TA0、TA2、TA3(編號(hào)愈大、雜質(zhì)含量愈多)。純鈦加工性能良好；有良好的耐蝕性。鈦也是很好的耐熱材料。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。2024/1/8315四、鎳及其合金高強(qiáng)度和塑性，好的延伸性和可鍛性。好的耐腐蝕性，用于制造處理堿介質(zhì)的化工設(shè)備。牌號(hào)為NCu28-2.5-1.5的蒙乃爾耐蝕合金應(yīng)用最廣。蒙乃爾合金能在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。2024/1/8316五、鉛及其合金硬度低、強(qiáng)度小，不宜單獨(dú)作為設(shè)備材料，只適于做設(shè)備的襯里。熱導(dǎo)率??；純鉛不耐磨，非常軟。但在許多介質(zhì)中，特別是在硫酸(80%的熱硫酸及92%的冷硫酸)中鉛具有很高的耐蝕性。鉛與銻合金稱為硬鉛，硬度、強(qiáng)度都比純鉛高，在硫酸中的穩(wěn)定性也比純鉛好。硬鉛的主要牌號(hào)為PbSb4、PbSb6、PbSb8和PbSb10。2024/1/8317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。由于鉛具有耐輻射的特點(diǎn)，在工業(yè)上用作X射線和g射線的防護(hù)材料。鉛合金的自潤(rùn)性、磨合性和減振性好，噪音小，是良好的軸承合金。鉛合金還用于鉛蓄電池極板、鑄鐵管口、電纜封頭的鉛封等。2024/1/8318第六節(jié)非金屬材料既可用作結(jié)構(gòu)材料，又能作設(shè)備的保護(hù)襯里、涂層，還可做設(shè)備的密封材料、保溫材料和耐火材料。非金屬材料分為無機(jī)非金屬材料（陶瓷、搪瓷、巖石、玻璃等）及有機(jī)非金屬材料（塑料、涂料、橡膠等）及近20～30年來發(fā)展的復(fù)合材料（玻璃鋼、不透性石墨等）。

2024/1/8319一、無機(jī)非金屬材料1、化工陶瓷好的耐腐蝕性、耐熱性和一定機(jī)械強(qiáng)度。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。2024/1/83202、化工搪瓷由含硅量高的瓷釉通過900℃左右的高溫煅燒，使瓷釉密著在金屬表面。具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和電絕緣性能，但易碎裂。熱導(dǎo)率不到鋼的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-30℃～270℃。2024/1/83213、輝綠巖鑄石用輝綠巖熔融后制成，可制成板、磚等材料作設(shè)備襯里，也可做管材。鑄石除對(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。2024/1/83224、玻璃化工用的玻璃不是一般的鈉鈣玻璃，而是硼玻璃（耐熱玻璃）或高鋁玻璃，它們有好的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。有耐腐蝕性、清潔、透明、阻力小、價(jià)格低等特點(diǎn)，但質(zhì)脆、耐溫度急變性差，不耐沖擊和振動(dòng)。目前已成功采用在金屬管內(nèi)襯玻璃或用玻璃鋼加強(qiáng)玻璃管道，來彌補(bǔ)其不足。2024/1/8323二、有機(jī)非金屬材料1、工程塑料是用高分子合成樹脂為主要原料，加入添加劑以改善產(chǎn)品性能。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、聚乙烯等。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、氨基樹脂等。有良好的耐腐蝕性能、一定機(jī)械強(qiáng)度、良好的加工性能和電絕緣性能，價(jià)格較低2024/1/8324（1）硬聚氯乙烯（PVC）塑料使用溫度為-10～+55℃。當(dāng)溫度在60～90℃時(shí)，強(qiáng)度顯著下降。（2）聚乙烯（PE）塑料在室溫下，除硝酸外，對(duì)各種酸、堿鹽溶液均穩(wěn)定，對(duì)氫氟酸特別穩(wěn)定。（3）耐酸酚醛塑料（PF）使用溫度為-30℃～+130℃。這種塑料性質(zhì)較脆、沖擊韌性較低。2024/1/8325（4）聚四氟乙烯（PTFE）塑料耐強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)腐蝕。甚至超過貴重金屬金和銀，有塑料王之稱。常用作耐腐蝕、耐高溫密封元件及高溫管道。有良好的自潤(rùn)滑性，還可以用作無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的活塞環(huán)。有突出的耐熱和耐寒性，使用溫度范圍為-200℃～250℃。2024/1/8326（5）玻璃鋼又稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料。用合成樹脂為粘結(jié)劑，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，按一定成型方法制成。具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，強(qiáng)度高和良好的工藝性能，是一種新型非金屬材料。樹脂不同而差異很大。環(huán)氧玻璃鋼（常用）、酚醛玻璃鋼（耐酸性好）、呋喃玻璃鋼（耐腐蝕性好）、聚酯玻璃鋼（施工方便）等。2024/1/83272、涂料品種多，選擇范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便、價(jià)格低、適于現(xiàn)場(chǎng)施工等。涂層較薄容易脫落，應(yīng)用受到了限制。防銹漆、底漆、大漆、酚醛樹脂漆、環(huán)氧樹脂漆以及某些塑料涂料，如聚乙烯涂料、聚氯乙烯涂料等。用靜電噴涂。涂料利用率高，容易進(jìn)行機(jī)械化、自動(dòng)化的大型生產(chǎn)，減少溶劑和涂料的揮發(fā)和飛濺，涂膜質(zhì)量穩(wěn)定。2024/1/83283、不透性石墨由各種樹脂浸漬石墨消除孔隙后得到有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性，熱膨脹系數(shù)小，耐溫度急變性好；不污染介質(zhì)，能保證產(chǎn)品純度；加工性能良好。機(jī)械強(qiáng)度較低、性脆。常被用來作腐蝕性強(qiáng)介質(zhì)的換熱器，如氯堿生產(chǎn)中應(yīng)用的換熱器和鹽酸合成爐，2024/1/8329第七節(jié)化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施2024/1/8330常見的金屬腐蝕破壞的形態(tài)有均勻腐蝕和局部腐蝕（區(qū)域腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、表面下腐蝕等）2024/1/8331第八節(jié)化工設(shè)備材料選擇從設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造工藝、使用條件和壽命等方面考慮，而且還要從設(shè)備工作條件下材料的物理性能、力學(xué)性能、耐腐蝕性能及材料價(jià)格與來源、供應(yīng)等方面綜合考慮。2024/1/8332一、材料的物理、力學(xué)性能方面一般中、低壓設(shè)備屈服限235到345MPa級(jí)。直徑較大、壓力較高，最好采用普低鋼，強(qiáng)度級(jí)別宜用400MPa級(jí)或以上。操作溫度超過400℃，還需考慮材料的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。壓力容器用鋼材，d5不得低于14%。當(dāng)鋼材延伸率d5＜18%時(shí)，加工應(yīng)特別注意。鋼管不宜強(qiáng)度級(jí)別過高，彎管率很關(guān)鍵，要求塑性好。2024/1/8333二、材料的耐腐蝕性某磷肥廠需設(shè)計(jì)一個(gè)40m3濃硫酸貯罐，可選灰鑄鐵、高硅鑄鐵、碳鋼、鉻鎳不銹鋼和碳鋼用瓷磚襯里等?；诣T鐵、高硅鑄鐵抗拉強(qiáng)度低、質(zhì)脆，不能鑄造大型設(shè)備，故不宜采用。碳鋼的機(jī)械強(qiáng)度高、質(zhì)韌，焊接性能好，但稀硫酸腐蝕嚴(yán)重，故也不能采用。不銹鋼價(jià)格比較貴，焊接加工要求較高。碳鋼做罐殼內(nèi)襯非金屬較合適2024/1/8334三、材料的經(jīng)濟(jì)性碳鋼與普低鋼的價(jià)格比較低廉，應(yīng)優(yōu)先選用?？紤]國(guó)家生產(chǎn)與供應(yīng)情況，因地制宜選取，品種應(yīng)盡量少而集中，以便于采購(gòu)與管理。2024/1/8335第一節(jié)電弧焊利用電弧熱量加熱并熔化金屬進(jìn)行焊接一、焊接電弧一種強(qiáng)烈的持久的氣體放電現(xiàn)象。在一定的電場(chǎng)作用下，將電弧空間的氣體介質(zhì)電離，帶電質(zhì)點(diǎn)分別向著電場(chǎng)的兩極方向運(yùn)動(dòng)，使局部氣體空間導(dǎo)電，而形成電弧。2024/1/8336引燃電?。航佑|引弧和非接觸引弧。手工電弧焊采用接觸引弧。瞬時(shí)接觸短路使接觸點(diǎn)上電流密度相當(dāng)大；氧化皮電阻大產(chǎn)生熱，使金屬熔化蒸發(fā)。焊條提起，空間內(nèi)充滿了金屬蒸氣和空氣，其中某些原子可能已被電離。剛拉開瞬間，陰極發(fā)射電子。氣體介質(zhì)被撞擊電離,電弧溫度進(jìn)一步升高,開始引燃。維持一定電壓，連續(xù)放電，電弧連續(xù)燃燒。

2024/1/8337非接觸引弧一般借助于高頻或高壓脈沖引弧裝置，使陰極表面產(chǎn)生強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射，電子流與氣體介質(zhì)撞擊，使其離解導(dǎo)電陰極區(qū)溫度2400K左右，放熱量38％；陽極區(qū)溫度2600K左右，熱量占42％；弧柱區(qū)中心溫度達(dá)5000－8000K，熱