第六章 压力容器与化工常用材料ppt课件.ppt

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1、第二篇压力容器第六章压力容器与化工设备常用材料第七章压力容器的薄膜应力、弯曲应力、二次应力第八章内压容器第九章外压容器与压杆的稳定计算第十章法兰连接第十一章人孔、手孔、视镜和液面计第十二章开孔补强与设备凸缘第十三章容器支座第十四章容器的焊接结果第十五章压力容器的监察管理与定期检验1金属的晶体结构2铁碳合金3碳素钢4合金钢5压力容器用钢板的检验6锻件与紧固件7铸铁8铜及铜合金9铝及铝合金10钛及钛合金第六章压力容器与化工设备常用材料第一节金属的晶体结构金属原子结构特点：最外层的电子数很少，一般只有一

2、二个；最外层电子与原子核的结合力较弱，因此很容易脱离原子核的束缚而变成自由电子。金属键：在金属中自由电子在所有的金属正离子之间穿梭运动，把带正电的金属离子牢固地束缚在一起，这种金属原子之间的结合方式称为金属键。一、金属原子结构特点与金属键第一节金属的晶体结构二、金属原子的晶体结构金属是晶体——金属晶体是以密堆积形成的。实际使用的金属是多晶体组织，具有各向同性，实际强度比理论强度低几十倍甚至几百倍。体心六方晶格面心六方晶格密排六方晶格1金属的晶体结构2铁碳合金3碳素钢4合金钢5压力容器用钢板的检验6

3、锻件与紧固件7铸铁8铜及铜合金9铝及铝合金10钛及钛合金第六章压力容器与化工设备常用材料第二节铁碳合金α-Fe：体心立方晶格结构（<910℃）的铁称为α-Feγ-Fe：面心立方晶格结构（>910℃）的铁称为γ-Feα-Fe和γ-Fe可相互转变，α-Fe经加热可转变为γ-Fe，反之高温下的α-Fe冷却可变为γ-Fe，这种转变称“同素异构转变”。铁的同素异构转变是铁原子在固态下重新排列的过程，实质上也是一种结晶过程，构成铁碳合金一系列性能的依据，是钢进行热处理的依据。体心立方晶格面心立方晶格1）铁（二

4、）碳碳对铁碳合金性能的影响很大，铁中加入少量的碳，强度显著增加。碳在铁碳合金中的存在形式有三种：固溶体、化合物和混合物。1.固溶体固溶体：两种或两种以上的元素在固态下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原来形式的物体。碳铁固溶体：碳原子挤到铁的晶格中间去又不破坏铁所具有的晶格结构。铁原子碳原子第二节铁碳合金第二节铁碳合金铁素体：碳溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体α-Fe原子间隙小，溶碳能力低（最大溶解度不超过0.02％），铁素体的性质与纯铁相似，强度和硬度低，但塑性和韧性很好。低碳钢是含铁素体的钢，具有

5、软而韧的性能。奥氏体：碳溶解在γ-Fe中形成固溶体称奥氏体。γ-Fe原子间隙较大，碳的溶解度比α-Fe中大得多（723℃0.8％，1147℃2.06％）。奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变时产生的。奥氏体有较大的溶解度，故塑性、韧性较好，且无磁性。室温时，钢的组织中只有铁素体，没有奥氏体。第二节铁碳合金铁碳合金中的碳不能全部溶入α-Fe或γ-Fe中时，剩余的碳将和铁形成一种化合物（Fe3C），称为渗碳体。渗碳体的硬度极高，塑性几乎等于零，是一个硬而脆的组织。纯粹的渗碳体又硬又脆无法应用。但在塑

6、性很好的铁素体基体上散布着这些硬度很高的微粒，将大大提高材料的强度。含碳量越高，钢中的渗碳体越多，钢的强度和硬度越高，但塑性和韧性越低。通常C<2.11%为钢，C>2.11%为铁。当把刚加热至高温，铁素体转变为奥氏体，增加溶碳量第二节铁碳合金当铁碳合金中的碳含量较高（>2.11%）时，不能溶解铁中的碳将由以石墨状态存在，这种合金称为铸铁。3.混合物－碳以石墨状态单独存在石墨本身性软，且强度很低，所以铸铁的抗拉强度和塑性都比碳钢低。但是石墨的存在，并不削弱抗压强度，并且使铸铁具有一定消震能力。铸铁中

7、石墨的存在形式与分布球状石墨细片状石墨粗片状石墨铸铁中石墨的存在形式不同，球状石墨的铸铁称球墨铸铁，它的强度最高；细片状石墨次之；粗片状石墨最差。第二节铁碳合金名称定义最大含碳量性能特点铁素体碳在α-Fe中的固溶体，体心立方晶格0.02%塑性韧性好，强度硬度低，常作基体奥氏体碳在γ-Fe中的固溶体，面心立方晶格2.11%高塑性，易变形，存在于高温常作锻压状态组织渗碳体铁与碳结合生成的新相，复杂晶格6.69%硬而脆，是钢中的强化相铁碳合金基本组织的性质及性能特点第二节铁碳合金珠光体：铁素体与渗碳体的

8、机械混合物。珠光体力学性能介于铁素体和渗碳体之间，即其强度、硬度比铁素体显著提高；塑性、韧性比铁素体差，但比渗碳体要好得多。4.珠光体莱氏体：珠光体和初次渗碳体的共晶混合物。莱氏体具有较高的硬度，是一种较粗而硬的金相组织，存在于白口铸铁、高碳钢中。5.莱氏体第二节铁碳合金马氏体：钢和铁从高温急冷下来的组织，含有过饱和碳的α-Fe固溶体。马氏体具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，几乎不能承受冲击载荷。6.马氏体第二节铁碳合金铁碳平衡状态图珠光体莱氏体珠光体+渗碳体珠光体+渗碳体渗碳体莱