《环境工程设备全套》PPT课件

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1、环境工程设备长沙大学环境工程设备材料主要内容§1.1材料的基本性能§1.2碳钢与铸铁§1.3合金钢§1.4有色金属及合金§1.5非金属材料与复合材料§1.6材料的腐蚀与防腐§1.7环境工程设备材料的选择环境工程设备材料根据人类使用生产工具的材料把人类的历史时代划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代等。环境工程的材料的发展:钢筋混凝土、钢材各种工程塑料、合金材料和复合材料。使用性能和工艺性能使用性能：指它在使用条件下表现出来的化学性能、物理性能和机械性能工艺性能：指在制造工艺过程中材料适应加工的性能与化学成分和生产工艺有关

2、1.1材料的基本性能化学性能指在所处介质中的化学稳定性，包括抗氧化性和耐腐蚀性等。物理性能：密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等机械性能：（力学性能）指材料在外力（外加能量）作用下抵抗外力所表现出来的性能，包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等加工工艺性能：铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能1.1材料的基本性能材料的工艺性能材料要经过各种加工后，才能做成设备或机器的零件。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，又叫加工性能。选材时必须同时考虑材料的使用与加工两方面的性能。

3、环境工程中容器和设备主要零部件的制造主要是焊接、锻造、切削、冲压、弯曲和热处理工艺过程。1.1材料的基本性能现代工农业生产中使用最广泛的金属材料，也是制造环保设备的主要材料。由95%以上的铁+0.05%--4%的碳及1%左右的杂质元素组成的合金，“铁碳合金”钢：含碳量0.02%--2%铸铁：含碳量大于2%纯铁：含碳量小于0.02%1.2碳钢与铸铁铁碳合金的组织与结构纯铁在不同的温度下：面心立方晶格与体心立方晶格面心立方晶格：强度高体心立方晶格：塑性好1.2碳钢与铸铁纯铁的同素异构转变定义：在固态下晶体构造随温度改变而发

4、生的变化的现象体心立方晶格（α-Fe）经加热（910℃恒温）可转化为面心立方晶格（β-Fe）碳钢的基本组织铁素体：碳溶解在体心立方晶格（α-Fe）的固溶体。溶碳能力低：强度硬度低，塑性和韧性好奥氏体：碳溶解在面心立方晶格（β-Fe）的固溶体。由于其较大的溶解度，塑性韧性好且无磁性渗碳体、珠光体、莱氏体、马氏体1.2碳钢与铸铁铁碳合金的分类：按特性和其工业的应用分为钢和生铁钢：含碳量<2%亚共析钢：<0.8%，过共析钢：>0.8%，共析钢：0.8%生铁：含碳量>2%亚共晶生铁：2--4.3%，过共晶生铁：4.3--6.6

5、7%，共晶生铁：4.3%1.2碳钢与铸铁钢的热处理热处理：钢、铁在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式，改变金相组织以满足所要求的物理、化学与力学性能的加工工艺。退火和正火退火在炉中缓慢冷却，正火在空气中冷却淬火和回火淬火：在淬火剂中冷却，急冷得到马氏体。冷却太快引起零件变形和裂纹，太慢达不到技术要求，淬火是产品质量的关键所在淬火剂：空气、油、水、盐水。回火：淬火后进行的一种较低温度的加热与冷却热处理工艺。1.2碳钢与铸铁低温回火：150-250℃中温回火：300-450℃高温回火：500-680℃调质处理（淬火加高温

6、回火）表面淬火：改变表层组织化学热处理：在化学介质中，通过加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些元素渗入零件表面，改变表面层的化学成分和组织结构，从面使零件具有某些特殊性能。渗碳、渗氮、渗铬、渗铝、氰化1.2碳钢与铸铁1、碳钢杂质元素(化学成分)的变化对钢材的基本力学性能如强度及塑韧性等有较大影响，对热处理效果也有较大影响。（1）碳（C）主要元素。一般地，碳含量增加，强度极限和硬度提高，而塑性、韧性下降。当碳的含量超过0.9%时，钢的强度极限反而降低。碳含量偏高会对钢的焊接性能产生不利影响。（2）硫（S）一种有害元素。

7、以FeS形式存在（熔点只有989℃），使钢材在热加工时容易开裂，产生"热脆"现象。硫含量高还使材料的断裂韧性降低。1.2碳钢与铸铁（3）磷（P）也是一种有害元素。磷能全部溶于铁素体中，使强度和硬度增加，会导致塑性和冲击韧性的显著降低。在低温变脆，产生“冷脆”现象。在某些特殊用途钢中，如含磷的铜钢，可以提高在大气中的耐蚀性。（4）锰（Mn）一种有益的元素。锰是炼钢时作为脱氧剂和合金元素加入钢中。由于锰可以和硫形成高熔点(1600℃)的硫化锰，能减轻硫的有害作用，并能提高钢的强度和硬度，是低合金钢中的常见元素。（5）硅（S

8、i）一种有益的元素。作为脱氧剂和合金元素加入钢中的。能使钢的强度、硬度、弹性提高，而塑性、韧性降低。硅作为合金元素，可以提高钢的耐蚀性和耐热性，但过量的硅会恶化钢的热加工工艺性能。（6）氢（H）溶氢会引起钢的氢脆、白点等缺陷，制造容器的钢不允许有白点1.2碳钢与铸铁钢的分类与编号按品质分：普通碳素钢S≤0.055%；P≤0.045