化工设计课件-6压力容器和化工设备常用材料.ppt

《化工设计课件-6压力容器和化工设备常用材料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、CHAP.6压力容器和化工设备常用材料1.概述化工设备广泛使用的材料是金属材料，如普通碳钢、合金钢、铸铁及各种有色金属。随着近代工业的不断发展，化工生产的工艺条件十分复杂。在不同的情况下，对材料的要求不同，塑料、陶瓷等材料应用也较多。本章学习金属材料的基本性能。化工设备材料品种繁多。主要分类如下：CHAP.6压力容器和化工设备常用材料黑色金属黑色金属就是钢铁，是制造化工设备的主要材料，也是本章所授重点。有色金属：铜、铝、铅、钛、镍等⑴铜特性：耐磨性较好，耐腐蚀性能较好，铜合金加工切削性较好。⑵铝特性：密度低，耐腐蚀性好，强度低。二者价格较贵。⑶铅特性：强度小，硬度

2、低，导热性差。⑷钛特性：耐腐蚀性能优。非金属材料特性：优点：耐腐蚀性好，品种多，资源丰富，适于因地制宜，就地取材。缺点：（1）导热性小（石墨除外）（2）耐热性不高，对温度波动敏感（3）与金属相比，强度低（玻璃钢除外）钛及其钛合金TA0,TA1,TA2,TA3力学性能见表6-32CHAP.6压力容器和化工设备常用材料2.金属材料的一般性能化工设备常用材料是金属材料，故本章讨论金属材料的一般性能。它包括：物理性能、机械性能、化学性能、工艺性能。(1)材料的物理性能材料的主要物理指标指：密度、导热系数、比热、熔点、线膨胀系数、弹性模量E等，材料在不同的使用场合中，对其物

3、理性能有不同的要求。(2)材料的机械性能材料的机械性能是最重要的性能，主要指材料的弹性、塑性和强度。CHAP.6压力容器和化工设备常用材料弹性：材料在外力作用下变形，除去外力后，恢复原来形状的性能。材料弹性常用弹性模量E表示。脆性：与塑性相对应的特性。如果材料还未发生相当的的塑性变形即发生破坏，我们称之为脆性，工程上将的材料为塑性材料，如碳钢、黄铜、铝合金，而把的材料称为脆性材料，如灰铸铁、玻璃、陶瓷。塑性：材料的塑性变形超过一定限度，材料就会出现裂纹或断裂。在不断裂或不出现裂纹的条件下，材料能经受的最大塑性变形，叫做材料的塑性。材料的塑性用延伸率δ和断面收缩率

4、表示。CHAP.6压力容器和化工设备常用材料强度：材料的强度是指它抵抗外力破坏的能力。HB工程中，对材料机械性能的要求：高合金钢强度和韧性都很好。CHAP.6压力容器和化工设备常用材料(3)材料的化学性能材料的化学性能主要指它的耐腐蚀性。耐腐蚀性：材料抵抗周围介质对其腐蚀破坏的能力叫材料的耐蚀性。化工生产中，腐蚀普遍存在。因此，在选用材料时，视工作条件（介质、温度、压力）不同的情况下，分别选材。下面列举几个小例：a.铁在干燥空气中耐蚀性能优于潮湿空气。b.碳钢在浓硫酸中耐蚀，在稀硫酸中不耐蚀。c.不锈钢（耐酸钢）耐蚀，在盐酸中耐蚀差。d.铜在大气中耐蚀，在氨溶液中

5、不耐腐蚀。e.铝、铅非金属材料耐蚀性好。在确定零件或设备尺寸时，应考虑工作条件下被介质腐蚀掉的金属厚度事先加上去。即设计时加上腐蚀裕量，化工设备中即指C2值。CHAP.6压力容器和化工设备常用材料(4)材料的工艺性能又名加工性能，材料在加工方面的物理、化学和机械性能的综合表现构成了材料的工艺性能。材料的工艺性能主要指铸造性、可焊性、可锻性、切削加工性和热处理性能。3.碳钢与铸铁碳钢与铸铁是常用的二种金属材料。(1)碳钢合金：将一种元素与别的金属元素混合所组成的混合物。碳钢与铸铁都是铁与硫所组成的合金。所不同的是二者含碳量不同。铸铁的含碳量比碳钢的含碳量高。含碳

6、量小于2.11％为碳钢，大于2.11％为铸铁。CHAP.6压力容器和化工设备常用材料碳钢中的强度随着C含量的增加而增加（、），而塑性（、）随着C含量的增加而下降。铸铁中的碳超过了铁所能溶解的限度，多余的部分以石墨的形式存在。石墨是种良好的润滑剂，但是非常脆，强度小。因而，铸铁强度低，脆性大，由于石墨的存在，耐磨性能好，切削性好，铸造性好，消振性能好。它适用于制造机器的支座等大而笨的零件。1）碳钢的分类、牌号⑴按含碳量分类：低碳钢：C<0.3%,强度低，塑性好，冷成形和焊接性能好，特适用于制造化工设备如Q235-A（A3）中碳钢:C：0.3～0.6％之间有良好的强度

7、和塑性，适宜做轴、齿轮、高压容器顶盖。如35、45号钢。高碳钢:C>0.6%,强度及硬度高，塑性较差，用来制作弹簧、钢丝绳等CHAP.6压力容器和化工设备常用材料⑵按钢的质量（有害杂质）来分类：a.碳素结构钢：主要是钢中的S、P控制较松。S（热脆）、P（冷脆）是钢中的有害成分，含量高则不好，一般控制在、。其钢号如：Q235-A，有时A后面还跟脱氧程度。质量等级按C、S、P含量的控制范围、脱氧程度等分为A、B、C、D四个等级。以D级最高。脱氧程度以沸腾钢F最差，半镇静钢b次之，镇静钢Z和特殊镇静钢TZ最完全。、b.优质碳素结构钢S、P含量控制较严，，，按含锰量又分

8、为普通含锰