化工设备材料.pdf

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1、《化工设备基础》第第篇二篇化工设备材料讲课人：常州大学机械工程学院刘麟上一页下一页第一页最后一页总目录1第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料1材料基础知识2化工设备材料及选择3化工设备的腐蚀及防护措施上一页下一页第一页最后一页总目录2第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料上一页下一页第一页最后一页总目录3第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料上一页下一页第一页最后一页总目录4第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料1材料基础知识1化工设备用材料的种类金属材料黑色金属(如钢材)、有色金属(如铝、铜等)非金属材料如石墨、陶瓷、橡胶、石棉、塑料等复合材料如玻璃纤维增强

2、塑料(FRP)上一页下一页第一页最后一页总目录5第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料钢材特性（应用最多）有优良的具有优良具有优良可通过热机械性能，的工艺性的物理性处理方法强度高，能能进一步改塑性和韧善和提高性好其性能上一页下一页第一页最后一页总目录6第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料1材料基础知识2金属材料的基本知识金属材料的主要性能力学性能化学性能加工工艺性能上一页下一页第一页最后一页总目录7第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料力学性能它是指材料抵抗外力作用避免引起破坏的机械强度能力。主要指标有:屈服极限(ReL或Rp0.2)、强度极限(R)，蠕变、

3、疲劳极限m塑性塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。韧性韧性是指材料在断裂前吸收变形能量的能力。硬度是指材料抵抗其它物体压入的能力。工程上常用的硬度指标为布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等上一页下一页第一页最后一页总目录8第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料拉伸性能试验材料的力学性能是指:材料在外力作用下表现出来的变形、破坏等方面的特性。它主要通过实验来测定。实验均是在常温下，宜缓慢平稳的方式进行加载的，也称为常温静载试验。上一页下一页第一页最后一页总目录9第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料拉伸试

4、验拉伸试验的试件的试件国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》0.8d0L0上一页下一页第一页最后一页总目录10第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料σσ−−εε曲线图FΔL由测量得到的F-ΔL曲线可以转换为σ−ε曲线。σ=ε=AL上一页下一页第一页最后一页总目录11第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料低碳钢Q235拉伸曲线的四个阶段对低碳钢Q235试件进行拉伸试验，通过σ−ε曲线，整个试验过程可以分为四个阶段:•弹性阶段•屈服阶段•强化阶段•局部变形（颈缩）阶段上一页下一页第一页最后一页总目录12第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料低碳钢Q235拉

5、伸曲线的四个阶段—弹性阶段Oa段应力与应变成正比σ=Eε弹性模量E是直线Oa的斜率拉压胡克定律直线部分的最高点a所对应的应力称为比例极限，σpOa段材料处于线弹性阶段epab段不再为直线，但解除拉力后变形仍可完全消σ失（弹性变形），材料只出现弹性变形的极限值---弹性极限，σe当应力大于弹性极限后，若再解除拉力，则试样会议留下一部分不能消失的变形---塑性变形。上一页下一页第一页最后一页总目录13第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料低碳钢Q235拉伸曲线的四个阶段—屈服阶段σ应力基本保持不变，应变显著增加Æ屈服/流动表面磨光的试样屈服时，表面将出现与轴线

6、大支b成45度倾角的条纹，这是由于材料内部相对滑移a形成的，称为滑移线。epσσεΟ上一页下一页第一页最后一页总目录14第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料低碳钢Q235拉伸曲线的四个阶段—屈服阶段σ在屈服阶段内的最高应力和最低应力称为上屈服极限和下屈服极限。b上屈服极限的数值与试件形状、加载速度等因素a有关，一般是不稳定的。ep下屈服极限则有比较稳定的数值，能够反映材料σσ的性能εΟ上一页下一页第一页最后一页总目录15第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料低碳钢Q235拉伸曲线的四个阶段—屈服阶段σ通常把下屈服极限称为屈服极限或屈服点bσsa材料屈服表现

7、为显著的塑性变形，而零件的塑性变形将影响机器的正常工作，所以屈服极限是衡量材料强ep度的重要指标σσQ235σ=235MPasεΟ上一页下一页第一页最后一页总目录16第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料低碳钢Q235拉伸曲线的四个阶段—强化阶段过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形，必须增σ加拉力，这种现象称为材料的强化。bc最高点e所对应的应力：σab材料所能承受的最大应力，称为epσs强度极限或抗拉极限，它是衡量材σσσ料强度的另一个重要指标。εΟ上一页下一页第一页最后一页总目录17第十讲第十讲化工设备材料化工设备材料低碳钢Q235

8、拉伸曲线的四个阶段—局部变形/颈缩阶段eσbabσepσsσσεΟ2013年10