【正文】 性比鐵素體差，但比滲碳體要好得多。 化合物－滲碳體 ? 當(dāng)鐵碳合金中的碳不能全部溶入鐵素體或奧氏體中時(shí)，剩余的碳將與鐵形成化合物 －碳化鐵（ Fe3C），這種化合物稱為滲碳體。 （ 1）鐵素體 碳溶解在 aFe中形成固溶體稱鐵素體。 ? 含碳量 ％～ 2％稱為鋼； ? 含碳量大于 2％稱為鑄鐵； ? 含碳量小于 ％時(shí)稱純鐵 (工業(yè)純鐵 )； ? 含碳量大于 ％的鑄鐵極脆 （一）鐵 鐵在 910oc以上是具有面心立方結(jié)構(gòu)的 γ－ Fe(圖 a)。 ? 力學(xué)性能 :決定許用應(yīng)力 強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性等。 ?熟悉化工設(shè)備中常用金屬材料的機(jī)械性能指標(biāo)和主要化學(xué)成分含量。容器內(nèi)部盛裝的介質(zhì)大多具有一定的腐蝕性，因此需要考慮材料的耐腐蝕情況。 ? 金屬鍵：在金屬中，暫時(shí)擺脫原子核束縛的電子成為共有的自由電子，在所有的金屬正離子之間穿梭運(yùn)動(dòng)，好像帶負(fù)電的氣體充滿其間，把帶正電的金屬離子牢固地束縛在一起。 ? g－ Fe變成 a－ Fe 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 （二）碳 碳在鐵碳合金中的存在形式有三種： ? 碳溶解到鐵的晶格中形成 固溶體 ? 碳與鐵形成化合物 ? 混合物：碳以石墨狀態(tài)單獨(dú)存在。 gFe原子間隙較大，碳的溶解度比 aFe中大得多，如在 723℃ 時(shí)可溶解 ％，在 1147℃ 時(shí)可達(dá)最大值 ％。但鑄鐵具有一定消震能力。 二、鐵碳合金狀態(tài)圖 ? 鐵碳合金狀態(tài)圖中主要點(diǎn)、線含義： ? 圖中 AC、 CD兩曲線稱為 “ 液相線 ” ，合金在這兩曲線以上均為液態(tài)，從這兩曲線以下開始結(jié)晶。 三、鋼的熱處理 鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金相組織以滿足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，稱為熱處理。 淬火后得到的組織是馬氏體。刃具、量具，要進(jìn)行低溫回火處理。 時(shí)效熱處理 ：材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后，在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨時(shí)間而變化的過程。鋼材熱加工 1150～ 1200℃ ，過早熔化而導(dǎo)致工件開裂，稱“熱脆”。 MnS(1600℃ ) ，部分消除硫的有害作用。 鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在 %～ %，沸騰鋼中只含有 %～ %。 （ 7）氫 氫脆、白點(diǎn)等缺陷。 45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。 （ 2）鋼管 無縫鋼管和有縫鋼管。 鍛鋼有 0 1 … 、 50等牌號(hào)。 在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。 常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器 牌號(hào)有： STSi11Cu2CrR、 STSi15R、STSi15Mo3R等。 含量達(dá)到 13％時(shí)，能使鋼的耐腐蝕能力顯著提高，并增加鋼的熱強(qiáng)性。 硅含量增高會(huì)降低鋼的塑性和沖擊韌性。 鈦 強(qiáng)脫氧劑，可提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒，提高韌性，減小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。 稱耐酸、堿、鹽等強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼為耐酸鋼。 含氯離子，發(fā)生晶間腐蝕的傾向。 0Cr18Nil8Mo2Cu2Ti。 抗氧化鋼是指高溫下具有較好的抗氧化性，并有適當(dāng)強(qiáng)度的鋼種。鈷價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到很大的限制，一般在 1000℃ 以上才用。 將硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高鋼材的純凈度 可提高鋼材的韌性、抗應(yīng)變時(shí)效性能、抗回火脆化性能、抗中子輻照脆化能力和耐腐蝕性能。 a、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的強(qiáng)度判據(jù) 包括抗拉強(qiáng)度 бb 屈服點(diǎn) бs 持久極限 蠕變極限 疲勞極限 б1 b、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的塑性判據(jù) 延伸率 δ5 斷面收縮率 c、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的韌性判據(jù) 沖擊吸收功 Akv 韌脆轉(zhuǎn)變溫度 斷裂韌性 Dsns?韌性 臨界裂紋尺寸的大小主要 取決于鋼的韌性 。試樣外表面無裂紋的鋼材方可用于壓力容器制造。 5156VMoCrCuNiMnCCeq???????式中的元素符號(hào)表示該元素在鋼中的百分含量 2 、壓力容器鋼材的選擇 壓力容器零件材料選擇綜合考慮 壓力容器的使用條件 零件的功能和制造工藝 材料性能 材料使用經(jīng)驗(yàn)（歷史） 材料價(jià)格 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 壓力容器常用鋼材 一、鋼材形狀 鋼材的形狀包括 板、管、棒、鍛件、鑄件等。 特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) ◆ 采用低合金鋼，不僅可以減薄容器的壁厚，減輕重量， 節(jié)約鋼材，而且能解決大型壓力容器在制造、檢驗(yàn)、運(yùn) 輸、安裝中因壁厚太厚所帶來的各種困難，以 16MnR代替碳素鋼制造設(shè)備可以節(jié)省鋼材 1／ 3，以 15MnVR代替碳素鋼制造設(shè)備可以節(jié)省鋼材 45％。 0Cr18Ni9 在固溶態(tài)，具有良好的塑性、韌性、冷加工性，在氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中耐腐蝕性亦佳 0Cr18Ni10Ti 00Cr19Ni10 （ 3）鉻鎳鉬鋼 耐應(yīng)力腐蝕、小孔腐蝕的性能良好，適用于制造介質(zhì)中含氯離子的設(shè)備。 耐稀硫酸、亞硫酸、稀的和中等濃度的鹽酸、醋酸、氫氟酸及其它非氧化性酸等介質(zhì)的腐蝕，對(duì)淡水、大氣、堿類溶液的耐蝕能力很好。 錳、鋁能提高強(qiáng)度；鋁、錳和硅提高抗蝕性和減磨性；鋁能改善切削加工性。 錫青銅分鑄造錫青銅和壓力加工錫青銅。 3）鑄造鋁合金 是鋁、硅合金。但在許多介質(zhì)中，特別是在硫酸 (80%的熱硫酸及 92%的冷硫酸 )中鉛具有很高的耐蝕性。 由于價(jià)格高，一般只用于制造特殊要求的壓力容器。 工程塑料 （ 1）硬聚氯乙烯（ PVC）塑料 使用溫度為 10～ +55℃ 。 有良好的自潤滑性，還可以用作無油潤滑壓縮機(jī)的活塞環(huán)。 陶瓷 具有良好的耐腐蝕性能，且有一定的強(qiáng)度，被用來制造塔、儲(chǔ)槽、反應(yīng)器和管件。 ▲ 具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有 發(fā)展前途的壓力容器材料，已被用于制造天然氣鋼瓶、 液化石油氣儲(chǔ)罐等產(chǎn)品。 ◆ 它具有優(yōu)良的耐蝕性，較好的耐磨性，廣泛用作耐腐蝕、不掛料的反應(yīng)罐、儲(chǔ)罐、塔和反應(yīng)器等。 （ 5）玻璃鋼 又稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料。 （ 2）聚乙烯（ PE）塑料 在室溫下，除硝酸外，對(duì)各種酸、堿鹽溶液均穩(wěn)定，對(duì)氫氟酸特別穩(wěn)定。 在介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、壽命長的設(shè)備中應(yīng)用，可獲 得較好的綜合經(jīng)濟(jì)效果。硬鉛的主要牌號(hào)為 PbSb PbSb PbSb8和 PbSb10。典型牌號(hào) ZAlCu5Mn，合金號(hào)為 ZL201； AlMg系，室溫力學(xué)性能高，耐腐蝕性能好，但熱強(qiáng)性低。 錫青銅用來鑄造耐腐蝕和耐磨零件，如泵殼、閥門、軸承、蝸輪、齒輪、旋塞等。 H68塑性好，可在常溫下沖壓 H62在室溫下塑性較差，但機(jī)械強(qiáng)度較高，易焊接，價(jià)格低廉，可做深冷設(shè)備的筒體、管板、法蘭及螺母等。 銅合金 黃銅：銅與鋅的合金稱黃銅 白銅：鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量低于 50%的銅鎳合金稱為簡(jiǎn)單（普通）白銅，再加入錳、鐵、鋅或鋁等元素的白銅稱為復(fù)雜（特殊）白銅。 復(fù)層 ：與介質(zhì)直接接觸，要求與介質(zhì)有良好的相容性， 通常為不銹鋼、鈦等耐腐蝕材料，其厚度一般 為基層厚度的 1/10~1/3。 壓力容器常用低合金鋼： 16Mn、 09MnD。級(jí)別越高， 要求檢驗(yàn)項(xiàng)目越多，越嚴(yán)格，價(jià)格越高。鋼材的可焊性主要取決于它的化學(xué)成份。 為防止發(fā)生脆性斷裂和裂紋快速擴(kuò)展，壓力容器常選用韌性好的鋼材。 例如，中國壓力容器用鋼的硫和磷含量分別應(yīng)低于 %和%。 （溫度 ≤20℃ ） 目前國外低溫設(shè)備用的鋼材主要是以高鉻鎳鋼為主，也有使用鎳鋼、銅和鋁等。常用來高溫工作下的汽缸、螺栓及鍋爐的過熱器等。 300℃ ～ 350℃ 即需選用耐熱鋼，一般耐熱鋼工作溫度都在 700℃ 以下， 700℃ ～ 1000℃ 用高溫合金。例如 Cr18Mn8Ni Cr18Mn10Ni5Mo3N。有些鋼種還含有鉬、鈦等元素。 稀土元素 提高強(qiáng)度，改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能。 提高抗氧化性和耐熱性，對(duì)抵抗