第七章化工设备材料ppt课件.ppt

《第七章化工设备材料ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章化工设备材料化工设备材料种类主要有两大类：金属材料和非金属材料从不同设备的要求来划分：有耐高低温、有耐腐蚀性、有良好的机械强度等。7.1概述合理选用材料规格、性能、特点是化工设备设计的重要环节不同要求需要不同的材质的材料7.2碳钢和铸铁碳钢合金是以铁为基础的合金，也是钢和铁的统称含碳0.02%~2%—钢含碳大于2%—铸铁（含碳0.02%~1.5%—钢含碳1.5%~2.5%—半钢含碳大于2.5%—铸铁）7.2.1碳钢A．碳及常存杂质对钢材性能的影响C、S、P、Mn、Si、对钢材的性能影响a．碳（C）b—强度极限Ak—韧性HB—硬度，—塑性ψHBbAk

2、0.9C(%)b．硫（S）（有害的）S是以FeS的形式存在于碳钢中。因熔点低(985℃)，热加工时易使钢材开裂（热脆）。高级优质钢S0.02%——0.03%优质钢S0.03%——0.04%普通钢S0.055%c．磷（P）（有害的）磷在钢中能增加钢的强度、硬度，但引起塑性、韧性的显著降低，在低温时使钢材显著变脆（冷脆）。高级优质钢P<0.025%,优质钢P<0.04%,普通钢P<0.045%d．锰（Mn）在炼钢时作为脱氧剂，能与S形成MnS而消除S的有害性。从而提高钢材强度、硬度。因此锰在钢中是一种有益的元素，含量一般为0.4—0.8%e．硅（Si）在炼钢

3、时作为脱氧剂。提高钢材强度、硬度。含量0.4%，硅含量太低脱氧不完全。B．碳钢的编号、性能和用途a．普通碳素结构钢Q215-A·F“Q”代表结构钢屈服点“屈”字的汉语拼音的首位字母；后面的三位数字表示该钢种在厚度小于16mm时的最低屈服点（MPa）A为普通钢（B、C、D表示硫、磷含量较低的优等级别）F沸腾钢（Z镇静钢、b半镇静钢、TZ特别镇静钢）优质碳钢：牌号用两位数值表示（平均含碳量为万分之几）08，10，15……70…优质碳钢按含碳量的不同分为三类：（1）优质低碳钢（含碳量≤0.25%）（2）优质中碳钢（含碳量0.30—0.55%）（3）优质高碳钢（含碳量

4、>0.60%）b优质碳素结构钢因许多特殊的用途：在钢号末尾分别标上g或R分别表示锅炉用钢和压力容器用钢。如20g，22R。由铸造而得的碳钢件：有ZG标注，如ZG200—400。200—表示屈服极限，400—表示强度极限（MPa）。7.2.2铸铁含碳量较高（2.5%—4.0%）其优点是耐磨，切削加工好以及成本低。灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁。A灰铸铁这种铸铁中的C以自由状态的片状石墨形式存在，断口灰色。适用于支架、阀体、泵体等。以HT加数字表示，如HT100，HT150。HT—灰铁,数字—表示最低抗拉强度（MPa）,数字愈大，强度愈高。B可煅铸铁（展性铸铁）这种铸铁

5、中C以团絮状存在，适用于低压阀门、管道配件等。以KT表示。有黑心（H），白心（B），珠光体（Z）的不同种类标记和数字。如KTH300—06300—最低抗拉强度（MPa）06—最低延伸率C．球墨铸铁加入球化剂（Mg、Ca、稀土等元素）和石墨化剂（硅铁或硅钙合金）、使碳以球状石墨结晶存在.是目前新型材料之一，兼有普通铸钢及钢的优点。以QT表示7.3钢的热处理热处理是指将钢材通过适当的加热与冷却过程，使钢材的内部组织按照一定的规律变化，以获得预期的机械性能的一种工艺。目的是改善钢的加工性能和实用性能。7.3.1金属结晶组织固体金属内部的原子是按一定规律排列称晶体（晶格

6、、晶胞）金属的晶格型式最常见的有两种：(1)体心立方晶胞：立方体顶角上各有一个原子，立方体中心又有一个原子，如-Fe、Cr、W、Mo(2)面心立方晶胞：立方体八个顶角上也有一个原子，六个面中心也有一个原子，如-Fe、Cu、Al、Au、Ag、Ni等。7.3.2金属的结晶过程结晶温度TC与熔点温度Tm之差称为过冷度∆T=Tm-TC温度时间TmTC△TAB金属结晶过程就是从液态转变为金属晶体的过程，即原子重新排列过程。包括晶核形成和晶体成长二个相互联系的过程。通过加快冷却速度，晶粒细化，提高金属质量。（图7-4）液态晶核成长中的晶粒新的晶核生成晶界7.3.3铁的同

7、素异构转变在固态下的金属由于加热或冷却而引起晶格结构的转变——同素异构转变（1）面心立方晶格(—Fe）（2）体心立方晶格(—Fe）910C—Fe910C—Fe—Fe（面心立方晶格）（体心立方晶格）—Fe7.3.4加热、冷却过程中铁—碳合金组织的转变碳在铁中存在状态有2种（1）固溶体——碳溶解在铁中，碳原子在铁的晶格空隙处铁原子碳原子—Fe的固溶体称铁素体（溶碳量小，在723℃时最大0.025%）—Fe的固溶体称奥氏体（溶碳量大，在1146℃时最大2.06%。(2）渗碳体——碳与铁形成化合物Fe3C—Fe—Fe温度时间下临界温度上临界温度

8、序号含碳量（%）上临界温