(过程装备及控制基础课件）第10章过程装备材料

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1、第第1010章章过程装备材料过程装备材料10.1材料的性能10.2碳钢和铸铁10.3低合金钢与合金钢10.4有色金属10.5非金属材料10.6过程装备腐蚀与防护措施PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn10.110.1材材料料的性能的性能密度熔点线膨胀系数导热系数导电性物理性能强度力化塑性学材料学耐腐蚀性硬度性性能性抗氧化性能能冲击韧性加工工艺可锻性铸造性能焊接性能切削加工性PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn1

2、0.1.1力学性能强度强度是指在受到外力作用时，材料抵抗塑性变形和断裂的能力。常用表征方法：ss屈服强度材料不发生塑性变形的极限。sb抗拉强度材料承受载荷的极限。这两个指标是确定材料许用应力的主要依据。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn塑性：指材料在外力作用下产生指材料在破坏前塑性变形而不破坏的能力。变形能力的大小d延伸率可在拉伸试验常用表征方法：y断面收缩率中同时测得。化工设备的制造离不开冷若用塑性差的材料制造，往作加工成型工艺，要求材往在没有明显变形的情况下料必

3、须具有良好的塑性。而突然破坏。危险性很大。因此，从化工设备的加工制造和安全运行角度考虑，要求材料的塑性要好。压力容器所用材料一般要求：δ5＝15％一20％以上PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn硬度HB布氏硬度√一般硬度越高，耐常用表征方法：HRC洛氏硬度磨性能好，但切削加工性能较差。HV维氏硬度硬度大小反映材料的耐磨性能和切削加工的可能性。冲击韧性指材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力。是材料对缺口或裂纹敏感程度的反映。常用表征方法：AKV吸收功韧性对压力容器材料是十分重要

4、的，是压力容器必检的项目！塑性好的材料一般韧性也好，但塑性指标较高的材料，却不一定韧性高。韧性好的材料，即使存在缺口，也有较好的防止发生脆断和裂纹快速扩展的能力。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn温度对材料力学性能的影响一般金属材料的力学性能随温度的升高会发生显著的变化。当温度超过350℃时：强度降低，塑性提高。图10.1温度对碳钢力学性能的影响PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿÿwww.fineprint.com.cn蠕变材料在高温下承受某一

5、固定拉伸应力时，会随着时间的延续而不断发生缓慢增长的塑性变形,这种现象称为蠕变。在高温下工作的零件往往因蠕变而发生事故。如：容器、管道直径逐步增大或壁厚不断减薄。应力松弛常温下工作的零件，发生弹性变形后，如果变形总量保持不变，则零件内的应力将保持不变。但在高温和应力作用下，随着时间的增长，如果变形总量保持不变，因蠕变而逐渐增加的塑性变形将逐步代替原来的弹性变形，从而使零件内的应力逐渐降低，这种现象称为应力松驰。如高温压力容器中的连接螺栓，可能因松弛而引起容器泄漏。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.

6、fineprint.com.cn材料的冷脆性低温变脆——非常危险！某些材料在低温下，韧性明显下降，材料由塑性转变为脆性，这种现象称为材料的冷脆性。低温变脆的金属：具具有有体心立体心立方方晶格晶格的金属，的金属，如如碳碳素素钢和低合金钢钢和低合金钢低温仍有很高韧性的金属：具具有有面面心立心立方方晶格晶格的材料，的材料，如铜、铝如铜、铝和和奥氏体奥氏体不不锈锈钢，冲钢，冲击击吸收功吸收功随温随温度的变化度的变化很小很小，在，在很很低的低的温温度度下下仍仍具具有有高高的的韧性。韧性。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本

7、创建www.fineprint.com.cn10.1.2物理性能密度熔点线膨胀系数导热系数导电性线膨胀系数：指材料在温度变化1℃时单位长度的伸缩变化量，单位为℃-1。导热系数：指当温度梯度（温度差与器壁厚度的比值）为1℃/m，每小时通过每平方米传热面积传过的热量，单位为W/(m·K)。其值可从机械设计手册中查取。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn10.1.3化学性能金属的化学性能主要指金属在室温或高温时抵抗各种介质化学侵蚀的能力。耐腐蚀性金属和合金对周围介质（如大气、

8、水汽、各种电解液）侵蚀的抵抗能力称为耐腐蚀性。耐蚀性指在一定条件下（介质种类、浓度、温度、压力、流速等）相对耐蚀，迄今为止还没有在任何腐蚀环境中均耐蚀的材料。因此，是否耐蚀必须针对具体使用条件来确定。表10-1金属耐腐蚀性能的三级标准耐腐蚀性能腐蚀速率/(mm/