章化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)教案材料(存儲版)
【正文】 高壓的蒸汽管道下?lián)献冃危? 高溫高壓下法蘭及螺栓蠕變變形而泄漏； 鉛絲在常溫下受重力作用而變長變細(xì)。表示符號： σ1 (MPa)。 是鋼材塑性指標(biāo)和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo) 。 維氏硬度（ HV)等。 韌性范疇 —— 靜載荷下抵抗裂紋擴(kuò)展的性能 。 主要考慮的化學(xué)性能： ——對介質(zhì)侵蝕的抵抗能力； ——在熱加工的高溫條件下抵抗氧化性介質(zhì)氧化的能力。 ? 金相組織結(jié)構(gòu)直接影響金屬材料的性質(zhì)。提高了強(qiáng)度和硬度，可軋制成鋼材。 ? 作用 ——FeS 的熔點(diǎn)低于鋼材熱加工開始溫度， 它過早熔化，導(dǎo)致工件開裂，稱為 熱脆性 。 式中 數(shù)字 含 c量的萬分?jǐn)?shù) 。 作用：提高硬度、強(qiáng)度和耐磨性。 使零件表面改性。例如： 鉻： 耐腐蝕抗氧化； 提高了強(qiáng)度硬度和耐磨性； 使鋼材的韌性和塑性降低。 ： 16MnR， 15MnVR,18MnMoNbR, 16MnDR,15CrMoR,14Cr1MoR… . 69 鍋爐鋼和容器鋼 ： 鍋爐：中溫或高溫；中壓或高壓。 常用品種： 1）鉻不銹鋼 如 1Cr13, 2Cr13, 0Cr13等。 ——能提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，而塑性、韌性降低。 ！ 不能反復(fù)施焊，否則必須進(jìn)行熱處理 。 ——抵抗高溫氣體（ OH2S、 SO2 等 )腐蝕的能力。 78 元素 Cr—提高 抗氧化 性，強(qiáng)化并穩(wěn)定金相組織。 如 16MnDR,09MnNiDR等。 鋼坯鍛壓成型 鍛鋼 83 有色金屬材料 鋁及其合金 ： 1）密度小，體輕； 2）導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好。 86 ——銅與鋅的合金。 89 非金屬材料 無機(jī)非金屬材料 1. 化工陶瓷 特點(diǎn)： 1）良好的耐腐蝕性能； 2）足夠的不透性、耐熱性； 3）一定的機(jī)械強(qiáng)度； 4）性脆易裂，導(dǎo)熱性差。 用途：設(shè)備防腐 常用涂料： ? 防銹漆； ? 底漆； ? 大漆； ? 環(huán)氧樹脂漆； ? 酚醛樹脂漆。 ? 特點(diǎn)： 1）腐蝕產(chǎn)物在金屬表面； 2）腐蝕過程中無電流產(chǎn)生。又提供氫和甲烷聚集條件，加重氫侵蝕 ——鋼材組織成為網(wǎng)格。在電化學(xué)行為中，貧鉻帶成為陽極，晶粒成為陰極，形成微電池。 107 金屬設(shè)備的防腐措施 1）金屬保護(hù)層 ——電鍍，噴鍍，襯里等。接受《 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 》 的監(jiān)督。 （ 3） 1Cr18Ni9Ti 鋼材使用溫度不高于500℃ 時(shí)，許用應(yīng)力按 0Cr18Ni10Ti 選取 。 110 化工設(shè)備材料選擇的 一般原則 要考 慮 ： ? 設(shè)備的操作條件 ——壓力、溫度、介質(zhì)特性、操作特點(diǎn)； ? 材料的使用性能 ——力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能； ? 加工工藝性能 ——焊接性能、熱處理性能、冷彎性能及其他冷熱加工性能； ? 經(jīng)濟(jì)合理性及設(shè)備結(jié)構(gòu) ——材料價(jià)格、制造費(fèi)用和使用壽命。 105 裂紋擴(kuò)展應(yīng)力腐蝕： 106 金屬腐蝕破壞的形式 危險(xiǎn)性較小， 壁厚有保證即可。 ? 不銹鋼有晶間腐蝕可能： 在 450~850 ℃ 之間，生成 (Cr與氫在鋼中的溶解度成正比。 2）腐蝕深度評定法 ——用每年金屬厚度的減少量表示腐蝕速度。 特點(diǎn)： 1）良好的耐腐蝕性能； 2）一定的機(jī)械強(qiáng)度； 3）密度不大； 4）價(jià)格較低。 88 鈦及其合金 特點(diǎn)： 1）密度不大而強(qiáng)度高； 2）耐腐蝕性能近乎或超過不銹鋼； 3）耐熱。 用場：深冷裝置；密封墊片。 如 1吋 ,1/4吋 ,3/4吋等 . 81 3）型鋼 ? 圓鋼 ? 方鋼 ? 扁鋼 ? 等邊角鋼 ? 不等邊角鋼 ? 工字鋼 ? 槽鋼 82 4）鑄鋼和鍛鋼 鋼水鑄造成型 鑄鋼。 ? 普通碳鋼在低溫下（ 20℃ 以下 ）變脆，沖擊韌性顯著下降。 熱強(qiáng)鋼 ——抗蠕變，有一定抗氧化能力。 ——碳鋼在高溫下強(qiáng)度和抗氧化性均下降 。 ② 力學(xué)性能優(yōu)異 。 73 鉻的作用： ——能提高耐腐蝕性能 。 16MnR， 15MnVR， 15MnVNbR， 18MnMoNbR。 低合金鋼 67 碳素鋼與低合金鋼比較 類別 品種 ?b (MPa) ?s (MPa) σS/σb 使用溫度 （ ℃ ） 碳素鋼 Q235A 20 400 400 240 250 0～ 350 19～ 475 低合金鋼 16Mn 15MnV 520 540 360 400 40～ 475 45～ 450 68 ：板，管，圓鋼等型材。 用途：制造耐腐蝕泵、閥門、旋塞、冷卻排管、輔助陽極、管道配件等。 效果 ：強(qiáng)度、塑性、韌性均提高 。 【注】加熱溫度為臨界點(diǎn)（鋼的內(nèi)部 組織發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度 ) 以上 30～50℃ 。 F——沸騰鋼 —GB15098規(guī)定使用材料 55 （ 2） .優(yōu)質(zhì)碳素鋼 特點(diǎn)： 含硫 、 磷等雜質(zhì)較少 ，均 %， 雜質(zhì)少，組織均勻，表面質(zhì)量好。 2） .硫 (S) ? 來源 ——礦石和焦炭。 性能特點(diǎn) : .硬，脆 ； .在一定條件下可以分解 （ 3）滲碳體（ C） 游離石墨 +鐵。 42 碳鋼與鑄鐵 ? 鋼鐵的組成 =95%以上鐵 +（ ～ 4%） 碳 +1%雜質(zhì) —— 鐵碳合金 ? 含碳量 ~2% 為鋼； ? 含碳量＞ 2% 為鑄鐵； ? 含碳量＜ % 為工業(yè)純鐵； ? 含碳量＞ % 無實(shí)用價(jià)值。 各種鋼材近乎為 μ = 。 —— 本質(zhì)區(qū)別在于 材料在動載荷作用下是否能夠 迅速發(fā)生塑性變形 ，吸收沖擊能量 。 布氏硬度試驗(yàn)示意圖 25 常用硬度指標(biāo)： 布氏硬度（ HBS)。 積。 18 （ 5）疲勞強(qiáng)度 ? 構(gòu)件或零件受到大小和方向變化的交變載荷作用，應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服點(diǎn)就斷裂 ——疲勞。 是壓力容器設(shè)計(jì) 常用的性能指標(biāo) 。 例如： ※ 容器爆裂； ※ 管道破裂 。 。1 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 大連理工大學(xué)化工學(xué)院化機(jī)系 王立業(yè) 編 2 課程簡介 3 —— 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，生產(chǎn)可靠度，能力，材質(zhì)，自動化程度，設(shè)備備用，進(jìn)一步的發(fā)展，等。 。 1. 強(qiáng)度 及其主要指標(biāo)
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