水工藝設(shè)備基礎(chǔ)課件(ppt46)(1)(編輯修改稿)
2025-03-08 02:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 屬，除鋼鐵以外的金屬稱(chēng)為有色金屬。有色金屬及其合金因具有良好的耐腐蝕性和低溫性能，常用來(lái)制造水處理、化工容器及有關(guān)的設(shè)備零部件。 （ 1）銅及其合金 銅及其合金具有高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、冷韌性，并且在許多介質(zhì)中具有高的耐蝕性能。 ① 純銅 : 也稱(chēng)紫銅。銅在一般大氣、工業(yè)大氣、海洋性大氣中、比較穩(wěn)定；在堿中、在弱的和中等濃度的非氧化性酸中也相當(dāng)穩(wěn)定，若溶液中有氧或氧化劑存在，腐蝕將更加嚴(yán)重。銅不耐硫化物（如 H2S） 腐蝕。銅具有高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性和良好的加工性能，另外，銅具有良好的冷韌性。但銅的強(qiáng)度低，鑄造性能不好，且在某些介質(zhì)中的耐蝕性不高，很少用作結(jié)構(gòu)材料。 167。 金屬材料 ② 銅合金：常用的銅合金有黃銅和青銅。 黃銅 ：銅與鋅組成的合金稱(chēng)為黃銅。為改善其性能，常加入錫、鋁、硅、鎳、錳、鉛、鐵等元素，這樣形成的合金稱(chēng)為特殊黃銅。 特點(diǎn) ：機(jī)械性能與含鋅量有著極為密切的關(guān)系； 鑄造性能很好 ；抗蝕性較好； 含鋅量大于 20%的黃銅經(jīng)冷加工后，在潮濕的大氣、海水、高溫高壓水、蒸汽及一切含氨的環(huán)境中都可引起應(yīng)力腐蝕斷裂。黃銅在中性溶液、海水和在退火后酸洗溶液中易發(fā)生脫鋅腐蝕，可在黃銅中加入 %的砷防止其發(fā)生。 青銅 ：凡是銅合金中的主加元素不是鋅而是錫、鋁、硅等其它元素者，通稱(chēng)為青銅。常用的青銅有錫青銅、鋁青銅和硅青銅等。 特點(diǎn) ：錫青銅鑄造性能較黃銅差，抗腐蝕性比純銅和黃銅更好，但對(duì)酸類(lèi)的抗蝕性較差。鋁青銅的機(jī)械性能也比黃銅和錫青銅高，而且在大氣、海水、碳酸及大多數(shù)有機(jī)酸中具有比黃銅和錫青銅更高的耐蝕性。硅青銅具有比錫青銅高的機(jī)械性能和較低的價(jià)格，而且鑄造性能和冷、熱壓力加工性能都很好。 167。 金屬材料 （ 2）鋁及其合金 ①鋁 特點(diǎn) ：鋁的密度小，比重為 ，約為銅的 1/3；導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、冷韌性都好，但強(qiáng)度低，經(jīng)冷變形后強(qiáng)度可提高；能承受各種壓力加工。鋁是電極電位很負(fù)的元素，鋁在強(qiáng)氧化性介質(zhì)以及在氧化性酸（如硝酸）中也是穩(wěn)定的。鹵素離子對(duì)鋁的氧化膜有破壞作用，所以鋁在氫氟酸、鹽酸、海水和其它含鹵素離子的溶液中是不耐蝕的。 應(yīng)用 ：廣泛用于制造反應(yīng)器、熱交換器、冷卻器、泵、閥、槽車(chē)、管件等 ②鋁合金 純鋁的強(qiáng)度較低，若在鋁中加入一些元素，如銅、鎂、鋅、錳、硅等形成鋁合金，其性能將會(huì)有很大的改善。 167。 金屬材料 （ 3）鈦及鈦合金 ① 純鈦 特點(diǎn)： 是很活潑的元素。有很好的鈍化性能，鈍化膜很穩(wěn)定，在許多環(huán)境中表現(xiàn)出很好的耐蝕性。有 耐海水腐蝕之王 之稱(chēng)。高溫下，鈦的化學(xué)活性很高，能與鹵素、氧、氮、碳、硫等元素發(fā)生劇烈反應(yīng)。鈦一般不發(fā)生孔蝕；除在幾種個(gè)別介質(zhì)（如發(fā)煙硝酸、甲醇溶液）中，也不發(fā)生晶間腐蝕；鈦的應(yīng)力腐蝕破裂敏感性小，具有抗腐蝕疲勞的性能，耐縫隙腐蝕性能良好。 ② 鈦合金 特點(diǎn) ：鈦合金的機(jī)械性能與耐蝕性都比純鈦有明顯提高。工業(yè)上使用的都是鈦合金。鈦合金的主要腐蝕形態(tài)是氫脆和應(yīng)力腐蝕破裂。 167。 金屬材料 （ 4）鉛及其合金 ①鉛： 特點(diǎn) ：鉛的強(qiáng)度?。▋H為鋼的 1/20）、硬度低、密度大、再結(jié)晶溫度低、熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱性差，在硫酸中、大氣中（特別是有二氧化硫、硫化氫的氣體中）有很高的耐蝕性，在生產(chǎn)上多用于處理硫酸的設(shè)備上。鉛有毒，且價(jià)格高，在生產(chǎn)上多被其他非金屬材料代替。純鉛不耐磨，非常軟，不宜單獨(dú)制作設(shè)備，只能做襯里。 ②鉛合金：鉛中加銻，可增加鉛的硬度、強(qiáng)度和在硫酸中的穩(wěn)定性。加入不同銻含量的鉛銻合金稱(chēng)為 硬鉛 （編號(hào)規(guī)則同前）。硬鉛可制作硫酸工業(yè)用的泵、閥門(mén)、管道等。 167。 金屬材料 (5) 鎳及其合金 ① 鎳： 特點(diǎn) ：在各種溫度、任何濃度的堿溶液和各種熔堿中，鎳具有特別 高的耐蝕性 。但鎳在含硫氣體、濃氨水和強(qiáng)烈充氣氨溶液、含氧酸和鹽酸等介質(zhì)中，耐蝕性很差。鎳具有 高強(qiáng)度 、 高塑性 和 冷韌 的特性，能壓延成很薄的板和拉成細(xì)絲。鎳很稀貴，在水處理工程和化工上 主要用于制造堿性介質(zhì)設(shè)備 ， 以及鐵離子在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生催化影響而不能采用不銹鋼的那些過(guò)程設(shè)備 。 ② 鎳合金： NiCu合金中的 蒙乃爾合金 具有很好的力學(xué)性能和機(jī)械性能，易于壓力加工和切削加工，耐蝕性好。主要用于在高溫荷載下工作的耐蝕零件和設(shè)備。 Ni－ Mo合金中的 哈氏合金 （ 0Cr16Ni57Mo16Fe6W4）能耐室溫下所有濃度的鹽酸和氫氟酸。 Ni－ Cr合金中的 因考爾合金（ 0Cr15Ni57Fe）， 在高溫下具有很好的力學(xué)性能和很高的抗氧化能力，是能抗熱濃 MgCl2腐蝕的少數(shù)幾種材料之一。 167。 無(wú)機(jī)非金屬材料 一、陶瓷材料 陶瓷材料的分類(lèi) (1) 傳統(tǒng)陶瓷 (2) 玻璃 (3) 玻璃陶瓷 (4) 特種陶瓷 (5) 金屬陶瓷 陶瓷的基本性能 （ 1） 陶瓷的機(jī)械性能 ? 剛度 ：陶瓷的剛度由彈性模量衡量，彈性模量反映結(jié)合鍵的強(qiáng)度，所以具有強(qiáng)大化學(xué)鍵的陶瓷都有很高的彈性模量，是各類(lèi)材料中最高的，比金屬材料高若干倍，比高聚物高 2~4個(gè)數(shù)量級(jí)。 167。 無(wú)機(jī)非金屬材料 ? 硬度 ：同剛度一樣，硬度也決定于化學(xué)鍵的強(qiáng)度，所以陶瓷也是各類(lèi)材料中硬度最高的， 這也是陶瓷的最大特點(diǎn) 。陶瓷的硬度隨溫度的升高而降低，但在高溫下仍能保持較高的數(shù)值。 ? 強(qiáng)度 ：陶瓷實(shí)際強(qiáng)度比理論值低得多。它的破壞作用比在金屬中更大。 ? 塑性： 陶瓷在室溫下幾乎沒(méi)有塑性。塑性變形是在切應(yīng)力作用下由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所引起的密排原子面間的滑移變形。 陶瓷晶體的滑移比金屬困難得多 ，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所需要的切應(yīng)力很大，比較接近于晶體的理論剪切強(qiáng)度。另外， 共價(jià)健有明顯的方向性和飽和性 ，而離子鍵的同號(hào)離子接近時(shí)斥力很大，所以主要由離子晶體和共價(jià)晶體構(gòu)成的陶瓷的塑性極差。 ? 韌性或脆性 ：陶瓷受載時(shí)都不發(fā)生塑性變形，在較低的應(yīng)力下就會(huì)斷裂，因此韌性極低或脆性極高。 脆性是陶瓷的最大缺點(diǎn)， 是阻礙其作為結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)用的首要問(wèn)題，是當(dāng)前的重要研究課題。 167。 無(wú)機(jī)非金屬材料 （ 2）物理化學(xué)性能 ? 熱膨脹 ：溫度升高時(shí)物質(zhì)原子振動(dòng)振幅提高、原子間距增大所導(dǎo)致的體積長(zhǎng)大現(xiàn)象。陶瓷的線(xiàn)膨脹系數(shù)比高聚物低，比金屬低得多。 ? 導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱性為在一定溫度梯度作用下熱量在固體中的 傳導(dǎo)速率 。陶瓷的導(dǎo)熱性比金屬小， 陶瓷多為較好的絕熱材料 。 ? 熱穩(wěn)定性 ：熱穩(wěn)定性就是抗熱振性，為陶瓷在不同溫度范圍波動(dòng)時(shí)的壽命，一般用急冷到水中不破裂所能承受的最高溫度來(lái)表征。 陶瓷的熱穩(wěn)定性很低 ，比金屬低得多。這是陶瓷的另一個(gè)主要缺點(diǎn)。 ? 化學(xué)穩(wěn)定性 ：陶瓷的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定
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