化工设备常用材料及性能、特点、分类.doc

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1、化工设备常用材料及性能、特点、分类化工设备常用材料化工生产过程的工艺条件十分复杂，压力从真空到高压甚至超高压；温度从深冷到高温；介质具有腐蚀性、易燃易爆、有毒甚至剧毒。为了保证化工设备的安全运行，设计中对所选化工设备材料的可靠性有着很高的要求。化工设备常用材料可以分为金属和非金属两大类。其中应用最多的是金属材料。选择材料时要考虑的因素很多。16/16对材料的一般要求如下：①应具有足够的强度、刚度；良好的塑性、韧性。②在所处介质中具有一定的耐腐蚀性能。③加工工艺性能良好④资源广泛、供应充足、经济合理。材料的性能01力学性能力学性能是指材料在受外力作用和变

2、形的过程中所具有的特性。材料的力学性能指标是通过试验测得的。①强度强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。材料在常温下的强度指标有屈服极限和强度极限。屈服16/16极限a是材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最小应力值（MPa）。强度极限a是材料在外力作用下发生断裂破坏前所能承受的最大应力值（MPa）。这两个强度指标是确定在常温下工作时材料的许用应力的依据。金属材料在高温、恒定载荷下长期工作时，会产生缓慢塑性变形的现象，称为材料的“高温蠕变”。②刚度刚度是指材料在外力作用下抵抗变形的能力。③稳定性稳定性是指构件在外力作用下保持原有平衡状态的能力。材料的

3、稳定性参量是弹性模量E和泊松比u。④塑性塑性是指材料在受外力破坏前所能经受的塑性变形能力。延伸率和断面收缩率是材料的塑性指标。 ⑤韧性断裂韧度和冲击韧性都是材料的韧性指标。断裂韧度K是指材料不产生断裂时应具有的应力强度因子，是强度和塑性的综合指标.⑥硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能参量，它表示金属材料表面局部体积内抵抗弹性变形、塑性变形和破断的能力。因试验方法不同而有不同的硬度指标。16/1602物理性能材料的物理性能有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性、弹性等。这些性能必须满足往复运动机械、转动机械和换热设备等设计参数的要求。03化学

4、性能金属材料的化学性能在这里主要是指材料在所处介质中的化学稳定性。制造设备的材料在工作中应该既不污染介质又具有足够的耐腐蚀性能。04工艺性能金属的工艺性能是指材料能被加工的性能，即可铸造性、可锻性、可焊性、可切削加工的性能、热处理性能和冷弯性能等加工工艺性能。16/16材料的分类工程材料指包括金属材料、有机高分子材料（树脂）、无机非金属材料（包括陶瓷材料）在内的三大系列的全材料范围。制造化工设备的主要材料是金属材料。16/16金属材料的分类金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属是钢铁的总称，黑色金属又分为生铁和钢。生铁可分为炼钢生铁、铸造生铁和

5、合金生铁；钢可以分为碳素钢和合金钢。有色金属包括铜、铝、铅、镍、钛等及其合金。钢和铁都是铁和碳的合金。铁碳合金由约95％的Fe元素、0．05％～4％的C元素和矿石中原有的以及冶炼过程融入的约1％的杂质构成。16/16这些杂质主要是Mn、Si、S、P、O、N、H等元素。钢和铁是按化学成分划分的。含碳量为0．02％～2％的是钢；含碳量大于2％的是铸铁（C＞4．3％时无使用价值）。含碳量小于0．02％的是工业纯铁（极少使用）。含碳量对钢材的力学性能有决定性的影响。一般来说，含碳量增加会使钢的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。工业上应用最多的是钢材。钢材的分类方

6、法很多。有按化学成分分类、按品质分类、按冶炼方法分类、按金相组织分类和按用途分类等分类方法。按化学成分可分为：碳素钢和合金钢。按品质可分为：普通钢（S≤0．050％、P≤0．050％）、优质钢（S≤0．040％、P≤0．040％）和高级优质钢（S≤0．02％～0．03％、P≤0．03％～0．035％）。 按冶炼方法分类时，可按冶炼时的炉别不同分为：平炉钢、转炉钢、电炉钢；按脱氧程度和浇注制度进一步分为：镇静钢（脱氧完全、质量好、价格高）、16/16沸腾钢（符号F，脱氧不完全、质量差、价格低廉）、半镇静钢（符号b，性能特点介于前两者之间）。按金相组织分类

7、可分为：铁素体钢、奥氏体钢等，还可以按热处理方法进一步分类，如退火状态的钢、正火状态的钢、无相变或部分发生相变的钢等。按用途可分为：建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢。如桥梁用钢（Q）、锅炉用钢（g）、容器用钢（R）、焊条用钢（H）等。我国的“钢分类”国家标准（GB／T13304－9P）是参照国际标准（ISO4948／1，ISO4948／2）制定的。第一部分，按化学成分类；第二部分，按主要质量等级、主要性能及使用特性分类。化工常用非金属材料材料依其化学特征，一般分为无机材料和有机材料两大类。1.无机非金属材料传统的无机非金属材料主要指

8、陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等四类，因这四类材料的化学组成均为硅酸盐类，故亦称为硅酸盐材料，又因