【正文】 。 過程設(shè)備設(shè)計(jì) 二、力學(xué)性能 材料的力學(xué)行為 — 由于載荷（如載荷種類、作用方式等）和應(yīng)力狀態(tài)的不同，以及鋼材在受力狀態(tài)下 它所處的工作環(huán)境的不同，鋼材受力后所表現(xiàn)出的不同行為，稱為材料的力學(xué)行為 。 力學(xué)性能決定力學(xué)行為 鋼材的 力學(xué)性能 主要是表征強(qiáng)度、韌性和塑性變形能力的判據(jù)，是機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)選材和強(qiáng)度計(jì)算的主要依據(jù)。 如果鋼的韌性高，壓力容器所允許的臨界裂紋尺寸就越大，安全性也越高。 如 16MnR鋼板 ， 要求在 00C時(shí)的橫向 （ 指沖擊試件的取樣方向 ） Akv不小于 31J。 夏比 V型缺口沖擊吸收功 Akv對(duì)溫度很敏感 ， 能較好地反映材料的韌性，與斷裂韌性有較好的數(shù)值聯(lián)系，世界各國壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都對(duì) Akv提出了要求。為檢驗(yàn)鋼板承受彎曲變形能力，一般應(yīng)根據(jù)鋼板的厚度，選用合適的彎心直徑，在常溫下做彎曲角度為 1800的彎曲實(shí)驗(yàn)。 ◇ 冷加工的要求 ◇ 焊接的要求 可焊性：指在一定焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 碳 —— 其中影響最大的是含碳量。 一般認(rèn)為 ， Ceq 小于 %時(shí) ， 可焊性優(yōu)良； Ceq 大于 %時(shí) ， 可焊性差 。 合金元素 —— 影響通常是用碳當(dāng)量 Ceq來表示。壓力容器用鋼主要是 板、管材 和 鍛件 （ 1）鋼板 殼體、封頭、板狀構(gòu)件等 下料 、 卷板 、 焊接 、 熱處理 較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、 冷彎性能和焊接性能 主要用途 加工要求 性能要求 （ 2）鋼管 接管、換熱管等 無縫鋼管、卷制 下料 、 焊接 、 熱處理 較高的強(qiáng)度、塑性和良好的 焊接性能 主要用途 主要來源 加工要求 性能要求 （ 3）鍛件 高壓容器的平蓋、端部法蘭與接管法蘭等 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 四個(gè)級(jí)別。 主要用途 分 級(jí) 二、鋼材類型 碳素鋼 低合金鋼 高合金鋼 （按化學(xué)成分分類） 89 碳素鋼 含碳量小于 ％ 的鐵碳合金 。 壓力容器用鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼 壓力容器專用鋼板 Q235系列鋼板； 20鋼鋼管； 35鋼鍛件 。 R壓力容器專用鋼板 低合金鋼 ◆ 是一種低碳低合金鋼，合金元素含量較少（總量一般不超 過 3%），具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其強(qiáng)度、韌性、耐 腐蝕性、低溫和高溫性能等均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼。 16MnR、 15CrMoR、 16MnDR、 15MnNiDR、 09MnNiDR。 16Mn、 20MnMo、 16MnD、 09MnNiD、 12Cr1MoV。 但長期在水及蒸汽中工作時(shí)， 0Cr18Ni9有 晶間腐蝕傾向，并且在氯化物溶液中易發(fā)生 應(yīng)力腐蝕 開裂。 為超低碳不銹鋼，具有更好的耐蝕性。 00Cr18Ni5Mo3Si2 奧氏體 鐵素體雙相不銹鋼 復(fù)合板 基層 ：與介質(zhì)不接觸，主要起承載作用， 通常為碳素鋼和低合金鋼。 復(fù)合板應(yīng)用特點(diǎn) ① 用復(fù)合板制造耐腐蝕壓力容器，可大量節(jié)省昂貴的耐腐蝕材料，從而降低壓力容器的制造成本。 、 有色金屬和非金屬 一、有色金屬 使用狀態(tài) 在退火狀態(tài)下的強(qiáng)度比較穩(wěn)定，一般都在退火狀態(tài)下使用 選用時(shí)應(yīng)注意選擇同類有色金屬中的合適牌號(hào) 壓力容器常用有色金屬： 銅及其合金 鋁及其合金 鎳和鎳合金 鈦和鈦合金 在沒有氧存在的情況下，銅在許多 非氧化性酸 中都是比較耐腐蝕的。 銅及其合金 特性 ： 、 有色金屬和非金屬 半貴重金屬 純銅（紫銅） 低溫時(shí)可保持較高的塑性和沖擊韌性，用于制作深冷設(shè)備和高壓設(shè)備墊片。 不耐各種濃度的硝酸、氨和銨鹽溶液。 青銅：其它合金。 （ 1）黃銅 銅與鋅的合金稱黃銅。 在黃銅中加入錫、鋁、硅、錳等元素，特種黃銅。 常用的黃銅牌號(hào)有 H80、 H6 H62等 H80大氣、淡水及海水中有較高耐腐蝕性、加工性能優(yōu)良，可作薄壁管和波紋管。 錫黃銅 HSn70l含有 1%的錫，能提高在海水中的耐蝕性。 （ 2）白銅 鎳含量低于 50%的銅鎳合金稱為簡單（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。 （ 3）青銅 銅與錫的合金稱為錫青銅；銅與鋁、硅、鉛、被、錳等組成的合金稱無錫青銅。 錫青銅典型牌號(hào) ZQSn101，有高強(qiáng)度和硬度，能承受沖擊載荷，耐磨性很好，具有優(yōu)良的鑄造性，比純銅耐腐蝕。 無錫青銅力學(xué)性能好 鋁及其合金 特性 ： ◆ 鋁很輕（密度約為鋼的三分之一），耐濃硝酸、 醋酸、碳酸、氫銨、尿素等，不耐堿； ◆ 在低溫下具有良好的塑性和韌性； ◆ 使用溫度范圍為 269~200℃ ； ◆ 有良好的成型和焊接性能。 工業(yè)純鋁，耐硫腐蝕、防污染而不要求強(qiáng)度的設(shè)備，例如：反應(yīng)器、熱交換器、深冷設(shè)備、塔器等。 由于熔焊的鋁材在低溫 (0～ 196℃ )下沖擊韌性不下降，很適合做低溫設(shè)備。 AlSi系，俗稱 硅鋁明 ，典型牌號(hào)ZAlSi7Mg，合金號(hào)為 ZL101； AlCu系，應(yīng)用最早，熱強(qiáng)性高， 300℃ ，耐腐蝕性較差。鑄造性能差，典型牌號(hào) ZAlMg10，合金號(hào)為 ZL301； AlZn系， Zn在 Al中溶解度大，再加入硅及少量鎂、鉻等元素，具有良好的綜合性能，典型牌號(hào) ZAlZn11Si17，合金號(hào)為 ZL401。 耐蝕性好，且密度小，廣泛用來鑄造形狀復(fù)雜的耐蝕零件，如管件、泵、閥門、汽缸、活塞等。 熱導(dǎo)率?。患冦U不耐磨，非常軟。 鉛與銻合金稱為硬鉛，硬度、強(qiáng)度都比純鉛高，在硫酸中的穩(wěn)定性也比純鉛好。 鉛和硬鉛在硫酸、化肥、化纖、農(nóng)藥、電器設(shè)備中可用來做加料管、鼓泡器、耐酸泵和閥門等零件。 鉛合金的自潤性、磨合性和減振性好，噪音小，是良好的軸承合金。 鎳和鎳合金 特性 ： 應(yīng)用 ： 在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中比不銹鋼有更好的耐腐蝕性， 比耐熱鋼有更好的抗高溫強(qiáng)度，最高使用溫度可 達(dá) 900℃ 。 鈦及鈦合金 特性 ： 應(yīng)用 ： ◆ 對(duì)中性、氧化性、弱還原性介質(zhì)耐腐蝕， 如濕氯氣、氯化鈉和次氯酸鹽等氯化物溶液； ◆ 具有密度?。?=4510kg/m3）、強(qiáng)度高（相當(dāng)于 20R）、 低溫性能好、粘附力小等優(yōu)點(diǎn)； ◆ 但單位質(zhì)量價(jià)格高，比一般鋼材高 20倍左右； ◆ 使用溫度僅限于 350℃ 以內(nèi) 。 二、非金屬材料 用途 它既可以 單獨(dú)用作結(jié)構(gòu)材料 ，也可用作金屬材料 保護(hù)襯里 或 涂層 ,還可以用作設(shè)備的 密封材料 、 保溫材料 和 耐火材料 。 缺點(diǎn) 大多數(shù)材料耐熱性不高，對(duì)溫度波動(dòng)比較敏感，與金屬相比強(qiáng)度較低 (除玻璃鋼外 )。 熱塑性塑料 熱固性塑料 在一定溫度下可以變軟，而不發(fā)生化學(xué)變化，冷卻后又變硬，再加熱又軟化； 、聚四氟乙烯、 ABS等； 可用作制造低壓容器的殼體、管道 ,也可用作密封元件、襯里等的材料。當(dāng)溫度在 60～90℃ 時(shí)，強(qiáng)度顯著下降。 （ 3）耐酸酚醛塑料（ PF） 使用溫度為 30℃ ～ +130℃ 。 （ 4）聚四氟乙烯（ PTFE）塑料 耐強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)腐蝕。 常用作耐腐蝕、耐高溫密封元件及高溫管道。 有突出的耐熱和耐寒性，使用溫度范圍為200℃ ～ 250℃ 。 用合成樹脂為粘結(jié)劑，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，按一定成型方法制成。 樹脂不同而差異很大。 不透性石墨 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可用于制造熱交換器。 搪瓷 ◆ 搪瓷設(shè)備是由含硅量高的瓷釉通過 9000C左右的高溫鍛燒，使瓷釉密著于金屬胎表面而制成的。 化工搪瓷 由含硅量高的瓷釉通過 900℃ 左右的高溫煅燒，使瓷釉密著在金屬表面。 熱導(dǎo)率不到鋼的 1/4，熱膨脹系數(shù)大。使用溫度為 30℃ ～ 270℃ 。 復(fù)合材料