化工设备常用材料PPT课件

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1、第二篇第二篇 压力容器压力容器第六章第六章 压力容器与化工设备常用材料压力容器与化工设备常用材料 第七章第七章 压力容器中应力分析与计算压力容器中应力分析与计算第八章第八章 内压容器设计内压容器设计第九章第九章 外压容器的稳定性计算外压容器的稳定性计算第十、十一章第十、十一章 容器附件容器附件第十二章第十二章 压力容器的开孔和补强压力容器的开孔和补强第十三章第十三章 容器支座容器支座第六章第六章 化工设备材料化工设备材料 第一节第一节 概概 述述 根据物料与适宜工作条件选材根据物料与适宜工作条件选材 物料腐蚀性物料腐蚀性：铸铁抗硫化氢：铸铁抗硫化氢 压力压力与与温度温度 蠕变蠕变、氢腐蚀氢腐蚀

2、、低温脆性低温脆性等等2024/7/302材料的性能：材料的性能： 力学性能力学性能、物理性能物理性能、化学性能化学性能和和机机加工性能加工性能一、力学性能一、力学性能决定许用应力决定许用应力 强度、硬度、弹性、塑性、韧性等强度、硬度、弹性、塑性、韧性等 2024/7/3031 1、强度：、强度：是指材料抵抗外加载荷而不是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力致失效破坏的能力 按所抵抗外作用形式按所抵抗外作用形式按所抵抗外作用形式按所抵抗外作用形式分为：分为： 抵抗恒定外力抵抗恒定外力静强度静强度静强度静强度 抵抗冲击外力抵抗冲击外力冲击强度冲击强度 抵抗交变外力抵抗交变外力疲劳强度疲劳强度按

3、环境温度按环境温度按环境温度按环境温度分为：分为： 常温下抵抗外力常温下抵抗外力常温强度常温强度常温强度常温强度 高温下抵抗外力高温下抵抗外力高温强度高温强度 低温下抵抗外力低温下抵抗外力低温强度低温强度2024/7/304常温强度指标：常温强度指标： 屈服强度和抗拉屈服强度和抗拉( (压压) )强度强度 屈强比适当屈强比适当 蠕变极限蠕变极限n 疲劳极限疲劳极限r , r= min/ max ,应力循环系数或应力比，如应力循环系数或应力比，如-1,以以10106 6-10-107 7次不被破坏的应力次不被破坏的应力 （r r循环特性）循环特性）2024/7/305补充补充: :静应力与变应力

4、静应力与变应力稳定变应力稳定变应力周期、应力幅和平均应力都周期、应力幅和平均应力都不随时间变化的变应力不随时间变化的变应力2 2、硬度、硬度 局部抵抗能力局部抵抗能力 弹性、强度与塑性的综合性能指标弹性、强度与塑性的综合性能指标 硬度：硬度：布氏硬度布氏硬度(HB)(HB)、洛氏硬度、洛氏硬度(HRC(HRC、HRB)HRB)和维氏硬度和维氏硬度(HV)(HV) 低碳钢低碳钢 b b=0.36 HB=0.36 HB 高碳钢高碳钢 b b=0.34 HB=0.34 HB 灰铸铁灰铸铁 b b=0.1 HB=0.1 HB2024/7/3073 3、塑性、塑性延伸率延伸率 断面收缩率 化工设备材料一

5、般要求化工设备材料一般要求5=10%-20%=10%-20%2024/7/3084 4、冲击韧性、冲击韧性 冲击韧度冲击韧度k，使其破坏所消耗的功或吸收，使其破坏所消耗的功或吸收的能除以试件的截面面积的能除以试件的截面面积 低温容器所用钢板低温容器所用钢板k值不得低于值不得低于30J/cm30J/cm2 22024/7/309二、物理性能二、物理性能 密度、熔点、比热容、热导率、线膨密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量与泊松比胀系数、导电性、磁性、弹性模量与泊松比等。等。2024/7/3010(1) (1) 密度密度 单位体积内的质量单位体积内的质量。如要求质量轻和惯

6、性小的。如要求质量轻和惯性小的零件，均采用密度小的铝合金制造。零件，均采用密度小的铝合金制造。(2) (2) 熔点熔点 熔点是金属或合金从固态向液态转变时的温度熔点是金属或合金从固态向液态转变时的温度。熔点高的金属材料可以用来制造耐高温零件。熔点高的金属材料可以用来制造耐高温零件。(3) (3) 导热性导热性 金属传导热量的能力称为导热性金属传导热量的能力称为导热性。一般说，。一般说，金属纯度越高，其导热能力就越大。制造散热器、金属纯度越高，其导热能力就越大。制造散热器、热交换器与活塞等零件时，常选用导热性好的金属。热交换器与活塞等零件时，常选用导热性好的金属。(4) (4) 导电性导电性 金

7、属传导电流的性能金属传导电流的性能。纯金属的导电性比合金好。纯金属的导电性比合金好。常用纯铜、纯铝做导电材料，用导电性差的铜合金和铝常用纯铜、纯铝做导电材料，用导电性差的铜合金和铝合金作电热元件。合金作电热元件。(5) (5) 热膨胀性热膨胀性 金属随着温度变化而膨胀、收缩的特性金属随着温度变化而膨胀、收缩的特性。(6) (6) 磁性磁性 金属在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的能力金属在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的能力。铁磁。铁磁性材料性材料( (在外加磁场中，能被强烈磁化到很大程度在外加磁场中，能被强烈磁化到很大程度) )、顺、顺磁性材料磁性材料( (在外加磁场中呈现十分微弱的磁性在外加磁场中呈

8、现十分微弱的磁性) )、抗磁性、抗磁性材料材料( (能够抗拒或减弱外加磁场磁化作用的金属材料能够抗拒或减弱外加磁场磁化作用的金属材料) )铁铁磁性材料可用于制造变压器、电动机、测量仪表等。抗磁性材料可用于制造变压器、电动机、测量仪表等。抗磁性材料则可用作要求避免磁场干扰的零件和结构材料。磁性材料则可用作要求避免磁场干扰的零件和结构材料。2024/7/3013三、化学性能三、化学性能1 1、耐腐蚀性、耐腐蚀性 金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗能力金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗能力2 2、抗氧化性、抗氧化性 高温氧化，降低表面硬度和抗疲劳强度高温氧化，降低表面硬度和抗疲劳强度 选耐热材料选耐热材料2

9、024/7/30142024/7/3015四、加工工艺性能四、加工工艺性能1 1、可铸性：、可铸性：收缩与偏析收缩与偏析2 2、可锻性、可锻性3 3、焊接性、焊接性4 4、可切削加工性、可切削加工性2024/7/3016第二节第二节 碳钢与铸铁碳钢与铸铁 “铁碳合金铁碳合金”由由9595以上铁和以上铁和0.050.054 4碳及碳及1 1左右杂质元素所组成合金左右杂质元素所组成合金 一般含一般含C C量（质量分数）量（质量分数）0.020.022 2称为钢；称为钢； 大于大于2 2称为铸铁；称为铸铁； 当含当含C C量小于量小于0.020.02时称时称纯铁纯铁( (工业纯铁工业纯铁) )； 含

10、含C C量大于量大于4.34.3的的铸铁极脆铸铁极脆2024/7/3017一、铁碳合金的组织结构一、铁碳合金的组织结构1 1、金属的组、金属的组织与结构织与结构 在金相显微在金相显微镜下看到的金镜下看到的金属的晶粒，简属的晶粒，简称组织称组织2024/7/3018 电子显微镜观察到金属原子各种规则排列，电子显微镜观察到金属原子各种规则排列，称为金属的晶体结构，简称称为金属的晶体结构，简称结构结构 不同温度下纯铁体心立方与面心立方晶格不同温度下纯铁体心立方与面心立方晶格 体心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，体心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者的强度高于前者。而后者的强度高于前者。2024/

11、7/3019铸铁中的铸铁中的C C以石墨形式存在，有不同的组织形貌。以石墨形式存在，有不同的组织形貌。 球墨铸铁强度最高；细片状石墨次之；粗球墨铸铁强度最高；细片状石墨次之；粗片状石墨最差。片状石墨最差。2024/7/30202 2、纯铁的同素异构转变、纯铁的同素异构转变 体心立方晶格的纯铁称体心立方晶格的纯铁称a a-Fe，面心立方面心立方晶格的铁称为晶格的铁称为g g-Fe。 a a-Fe加热可变为加热可变为g g-Fe，反之高温下的反之高温下的g g-Fe冷却可变为冷却可变为a a-Fe。 在固态下晶体构造随温度发生变化的现在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称象，称“同素异构转变同素

12、异构转变”。 纯铁的同素异构转变是在纯铁的同素异构转变是在910910恒温下完恒温下完成的。在固态下重新排列、结晶过程是钢进成的。在固态下重新排列、结晶过程是钢进行热处理的依据。行热处理的依据。2024/7/30213 3、碳钢的基本组织、碳钢的基本组织 C C在铁中的存在形式有在铁中的存在形式有固溶体固溶体、化合物化合物和和混合物混合物三种。三种。 固溶体：固溶体：两种或两种以上的元素在固态下互两种或两种以上的元素在固态下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原来形式。相溶解，而仍然保持溶剂晶格原来形式。 三种不同的存在形式，形成了不同的碳三种不同的存在形式，形成了不同的碳钢组织。钢组织。 2024/

13、7/3022组元：纯铁、组元：纯铁、 FeFe3 3C C符号符号表示表示概念概念性能性能相相固相固相固溶固溶体体铁素体铁素体F碳溶于碳溶于Fe中中的间隙固溶体的间隙固溶体具有良好的塑性和韧性，具有良好的塑性和韧性，但强度硬度不高但强度硬度不高奥氏体奥氏体A碳溶于碳溶于Fe中中的间隙固溶体的间隙固溶体与溶碳量和晶粒大小有与溶碳量和晶粒大小有关，硬度较低而塑性较关，硬度较低而塑性较高，易于锻压成形高，易于锻压成形金属金属化合化合物物渗碳体渗碳体Fe3C具有复杂晶格的具有复杂晶格的间隙化合物间隙化合物硬度很高而塑性和韧性硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性极大几乎为零，脆性极大液相液相L基本组织：基

14、本组织： 单相组织：单相组织： F、A、 Fe3C 莱氏体莱氏体Ld：（：（A Fe3C ）在共晶点上得到，塑性韧性很差，是硬而脆的组织）在共晶点上得到，塑性韧性很差，是硬而脆的组织 珠光体珠光体P：（：（ F Fe3C ）在共析点上得到，具有良好的力学性能）在共析点上得到，具有良好的力学性能2024/7/3023（1 1）铁素体）铁素体（ferrite） C C溶解在溶解在a a-Fe中形成固溶体称中形成固溶体称铁素体铁素体。 a a-Fe原子间隙小，溶碳能力低（室温下原子间隙小，溶碳能力低（室温下0.0060.006），强度、硬度低，塑性和韧性很好。），强度、硬度低，塑性和韧性很好。 低碳

15、钢是含铁素体的钢，具有软而韧的性能。低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧的性能。2024/7/3024（2 2）奥氏体）奥氏体（Austenite） C C溶解在溶解在g g-Fe铁中形成固溶体称铁中形成固溶体称奥氏体奥氏体。 g g-Fe原子间隙较大，原子间隙较大，C C的溶解度比的溶解度比a a-Fe中中大得多，如在大得多，如在723723时可溶解时可溶解0.80.8，在，在11471147时可达最大值时可达最大值2.062.06。 奥氏体组织是在奥氏体组织是在a a-Fe-Fe发生同素异构转变时发生同素异构转变时产生的。产生的。由于奥氏体有较大的溶解度，故塑性、由于奥氏体有较大的溶解度，故塑

16、性、韧性较好，且无磁性韧性较好，且无磁性。2024/7/3025（3 3）渗碳体）渗碳体（Cementite） 碳和铁形成一种化合物（碳和铁形成一种化合物（FeFe3 3C C）称）称渗碳体渗碳体。 熔点约熔点约16001600，硬度高，塑性几乎等于零。，硬度高，塑性几乎等于零。 铁碳合金含碳量小于铁碳合金含碳量小于2 2时，其组织是在铁素时，其组织是在铁素体中散布着渗碳体，是碳素钢。体中散布着渗碳体，是碳素钢。 含含C C量大于量大于2 2时，部分时，部分C C以石墨形式存在，称以石墨形式存在，称铸铁。抗拉强度和塑性都比碳钢低。但铸铁具有铸铁。抗拉强度和塑性都比碳钢低。但铸铁具有一定消震能力

17、。一定消震能力。2024/7/3026（4 4）珠光体）珠光体（Pearite） 铁素体与渗碳体的机械混合物铁素体与渗碳体的机械混合物 (F(FFeFe3 3C )C )用符号用符号P P表示表示 。 力学性能介于铁素体和渗碳体之间，综合力学性能介于铁素体和渗碳体之间，综合了铁素体和渗碳体优点，即其强度、硬度比了铁素体和渗碳体优点，即其强度、硬度比铁素体显著提高；塑性、韧性比铁素体差，铁素体显著提高；塑性、韧性比铁素体差，但比渗碳体要好得多。其组织为层片状结构，其综但比渗碳体要好得多。其组织为层片状结构，其综合力学性能好。合力学性能好。2024/7/3027（5 5）莱氏体）莱氏体（Ledeb

18、urite） v莱氏体是由莱氏体是由AFe3C组成的一种机械混合物，用组成的一种机械混合物，用符号符号LdLd表示，其组织结构为渗碳体基体上分布的表示，其组织结构为渗碳体基体上分布的奥氏体，主要体现了渗碳体特点，硬度很高，塑奥氏体，主要体现了渗碳体特点，硬度很高，塑性极差，几乎为零性极差，几乎为零 。是一种较粗而硬的金相组织，。是一种较粗而硬的金相组织，存在于白口铸铁、高碳钢中。存在于白口铸铁、高碳钢中。 2024/7/3028（6 6）马氏体）马氏体（白色） 钢和铁从高温急冷下来的组织，是碳原钢和铁从高温急冷下来的组织，是碳原子在子在a-Fe中过饱和的中过饱和的固溶体固溶体。 具有很高的硬度

19、，但很脆，延伸性低，具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，几乎不能承受冲击载荷。几乎不能承受冲击载荷。2024/7/3029二、二、铁铁碳碳合合金金状状态态图图2024/7/3030钢在加热时形成单一的奥氏体组织。钢在加热时形成单一的奥氏体组织。按组织不同：按组织不同： 含含C C量量0.77%0.77%0.77%过共析钢过共析钢 含含C C量量=0.77%=0.77%共析钢共析钢2024/7/3031 所有生铁组织中都有莱氏体，多数碳以所有生铁组织中都有莱氏体，多数碳以石墨状存在，用作铸件的生铁称为铸铁。石墨状存在，用作铸件的生铁称为铸铁。2024/7/3032三、钢的热处理三、钢的热处理 钢、

20、铁固态下加热、保温和不同的冷却方钢、铁固态下加热、保温和不同的冷却方式，改变金相组织以满足所要求的物理、化学式，改变金相组织以满足所要求的物理、化学与力学性能，称为与力学性能，称为热处理热处理。2024/7/30331 1、退火和正火、退火和正火铸、锻件切削加工前一般进行退火或正火。铸、锻件切削加工前一般进行退火或正火。退火的功能是：退火的功能是：退火可消除冷作硬化，恢复材料的良好退火可消除冷作硬化，恢复材料的良好塑性；细化铸焊工件的粗大晶粒，改善工件的机械性能；塑性；细化铸焊工件的粗大晶粒，改善工件的机械性能；消除残余应力，防止工件变形；可使高碳钢中的网状渗消除残余应力，防止工件变形；可使高

21、碳钢中的网状渗碳体球化，降低材料硬度，提高塑性，便于切削加工。碳体球化，降低材料硬度，提高塑性，便于切削加工。（1 1 1 1）退火：）退火：）退火：）退火：是将工件加热至某一温度（是将工件加热至某一温度（临界点以上临界点以上），），保温一段时间，然后保温一段时间，然后随炉随炉或埋入沙中或埋入沙中缓慢缓慢冷却下来，以冷却下来，以得到接近平衡状态组织的一种热处理方法。得到接近平衡状态组织的一种热处理方法。（2 2 2 2）正火：）正火：）正火：）正火：正火与退火的不同之处是在空气中冷却，冷却正火与退火的不同之处是在空气中冷却，冷却速度较快。经过正火处理的工件较退火处理硬度和强度要速度较快。经过正

22、火处理的工件较退火处理硬度和强度要高。高。正火和退火主要有四个区别：正火和退火主要有四个区别：正火和退火主要有四个区别：正火和退火主要有四个区别：(1)(1)正火的温度较高正火的温度较高, ,退火的温度较低退火的温度较低. . (2)(2)正火的冷却速度比退火的冷却速度快正火的冷却速度比退火的冷却速度快. . (3)(3)使用效果不同，在渗碳处理以后，正火能消除网状渗碳使用效果不同，在渗碳处理以后，正火能消除网状渗碳体，退火则不能体，退火则不能. .对含碳量在对含碳量在0.25%0.25%以下的，以下的， 正火后可提高正火后可提高硬度，改善切削加工性能，退火却做不到。硬度，改善切削加工性能，退

23、火却做不到。 (4)(4)正火的周期短，操作方便；退火的周期长，操作较麻烦正火的周期短，操作方便；退火的周期长，操作较麻烦( (指需要控制一定的冷却速度指需要控制一定的冷却速度) )。 2 2、淬火和回火、淬火和回火 加热至淬火温度加热至淬火温度( (临界点以上临界点以上303050)50)，并保温一段时间，后投入淬火剂中冷却。并保温一段时间，后投入淬火剂中冷却。 淬火后得到的组织是马氏体。增加硬度、强淬火后得到的组织是马氏体。增加硬度、强度和耐磨性。度和耐磨性。 淬火剂：空气、油、水、盐水，冷却能力递增。淬火剂：空气、油、水、盐水，冷却能力递增。 碳钢在水和盐水中淬火，合金钢在油中淬火。碳钢

24、在水和盐水中淬火，合金钢在油中淬火。2024/7/3036 回火回火是淬火后进行的一种较低温度的加热是淬火后进行的一种较低温度的加热与冷却热处理工艺。与冷却热处理工艺。 回火可以降低或消除零件淬火后的内回火可以降低或消除零件淬火后的内应力，提高韧性。应力，提高韧性。 在在150150250250范围内的回火称范围内的回火称“低低温回火温回火”。回火马氏体有较高的硬度和耐磨。回火马氏体有较高的硬度和耐磨性，内应力和脆性有所降低。刃具、量具，性，内应力和脆性有所降低。刃具、量具，要进行低温回火处理。要进行低温回火处理。 2024/7/3037 中温回火中温回火温度是温度是300300450450。

25、有一定的弹性和韧性，并有较高硬度。有一定的弹性和韧性，并有较高硬度。轴类、刀杆、轴套等进行中温回火。轴类、刀杆、轴套等进行中温回火。 高温回火高温回火温度为温度为500500680680。综合性能：综合性能：强度、韧性、塑性等都较好强度、韧性、塑性等都较好 淬火加高温回火习惯上称为淬火加高温回火习惯上称为“调质处理调质处理”。用于各种轴类零件、连杆、齿轮、受力螺栓等。用于各种轴类零件、连杆、齿轮、受力螺栓等。2024/7/3038 时效热处理：时效热处理：材料经固溶处理或冷塑变形材料经固溶处理或冷塑变形后，在室温或高于室温条件下，其组织和性后，在室温或高于室温条件下，其组织和性能随时间而变化的

26、过程。能随时间而变化的过程。 时效可进一步消除内应力，稳定零件时效可进一步消除内应力，稳定零件尺寸，它与回火作用相类似。尺寸，它与回火作用相类似。2024/7/30393 3、表面淬火、表面淬火 使零件表面层比心部具有更高的强度、使零件表面层比心部具有更高的强度、硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部则具有一硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部则具有一定的韧性。定的韧性。2024/7/30404 4、化学热处理、化学热处理 渗碳、渗氮渗碳、渗氮( (氮化氮化) )、渗铬、渗硅、渗铝、氰、渗铬、渗硅、渗铝、氰化化( (碳与氮共渗碳与氮共渗) )等。等。 渗碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性；渗碳、氰化可提高零件

27、的硬度和耐磨性； 渗铝可提高耐热、抗氧化性；渗铝可提高耐热、抗氧化性； 氮化与渗铬的零件，表面比较硬，可显著提氮化与渗铬的零件，表面比较硬，可显著提高耐磨和耐腐蚀性；高耐磨和耐腐蚀性； 渗硅可提高耐酸性等。渗硅可提高耐酸性等。2024/7/3041第三节第三节 碳素钢碳素钢一、常存杂质元素对钢材性能的影响一、常存杂质元素对钢材性能的影响 硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等 1 1 硫硫 有害元素。有害元素。FeSFeS和和 FeFe形成低熔点形成低熔点(985)(985)化合物。钢材热加工化合物。钢材热加工1150115012001200，过早熔化，过早熔化而导致工件开裂

28、，称而导致工件开裂，称“热脆热脆”。 高级优质钢：高级优质钢：S S0.02%0.02%0.03%0.03%； 优质钢：优质钢：S S0.03%0.03%0.045%0.045%； 普通钢：普通钢：S S0.055%0.055%0.7%0.7%以下。以下。2024/7/30422 2 磷磷 有害元素。虽能使强度、硬度增高，但有害元素。虽能使强度、硬度增高，但塑性、冲击韧性显著降低。塑性、冲击韧性显著降低。 特别是在低温时，使钢材显著变脆，称特别是在低温时，使钢材显著变脆，称“冷脆冷脆”。 使冷加工及焊接性变坏，使冷加工及焊接性变坏， 高级优质钢：高级优质钢： P P0.025%0.025%；

29、优质钢：优质钢： P P0.04%0.04%； 普通钢：普通钢： P P0.085%0.085%。2024/7/30433 3 锰锰 脱氧剂。有益元素。脱氧剂。有益元素。 MnS(1600)MnS(1600)，部分消除硫的有害作用。，部分消除硫的有害作用。 锰具有很好的脱氧能力，与锰具有很好的脱氧能力，与FeOFeO成为成为MnOMnO进进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低脆性，入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低脆性，提高强度和硬度。提高强度和硬度。 在在0.5%0.5%0.8%0.8%以下时，看成是常存杂质。以下时，看成是常存杂质。 优质碳素结构钢中，正常含锰量是优质碳素结构钢中，正常含

30、锰量是0.5%0.5%0.8%0.8%；高锰结构钢可达；高锰结构钢可达0.7%0.7%1.2%1.2%。2024/7/30444 4 硅硅 脱氧剂。有益的元素。脱氧剂。有益的元素。 硅与硅与FeOFeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去。而被除去。 硅在钢中溶于铁素体内使强度、硬度硅在钢中溶于铁素体内使强度、硬度增加，塑性、韧性降低。增加，塑性、韧性降低。 镇静钢中的含硅量常在镇静钢中的含硅量常在0.1%0.1%0.37%0.37%，沸腾钢中只含有沸腾钢中只含有0.03%0.03%0.07%0.07%。 由于钢中硅含量一般不超过由于钢中硅含量一般不超过0.5%0.5%

31、，对，对钢性能影响不大。钢性能影响不大。2024/7/30455 5 氧氧 有害元素。在炼钢末期要加入锰、硅、有害元素。在炼钢末期要加入锰、硅、铁和铝进行脱氧，但不可能除尽。铁和铝进行脱氧，但不可能除尽。 FeOFeO、MnOMnO、SiO2SiO2、Al2O3Al2O3，使强度、塑，使强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、冲击韧性等有性降低。尤其是对疲劳强度、冲击韧性等有严重影响。严重影响。 2024/7/30466 6 氮氮 长时间放置或在长时间放置或在200200300300加热氮以加热氮以氮化物形式的析出，硬度、强度提高，塑性氮化物形式的析出，硬度、强度提高，塑性下降，发生时效。下降，发生

32、时效。 钢液中加入钢液中加入AlAl、TiTi或或V V进行固氮处理，进行固氮处理，使氮固定在使氮固定在AlNAlN、TiNTiN或或VNVN中，可消除时效倾中，可消除时效倾向。向。 2024/7/30477 7 氢氢 氢脆、白点等缺陷。氢脆、白点等缺陷。变脆变脆：氢化物变形小氢化物变形小 白点：白点：组织缺陷处扩散氢，时间长组织缺陷处扩散氢，时间长 2024/7/3048二、分类与牌号二、分类与牌号按用途：按用途：建筑及工程用钢、结构钢、弹簧钢、建筑及工程用钢、结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢和特殊性能钢（不锈钢、耐轴承钢、工具钢和特殊性能钢（不锈钢、耐热钢）热钢）按含碳量：按含碳量：低碳钢、

33、中碳钢和高碳钢低碳钢、中碳钢和高碳钢按脱氧方式：按脱氧方式：镇静钢和沸腾钢镇静钢和沸腾钢按品质：按品质：普通钢、优质钢和高级优质钢普通钢、优质钢和高级优质钢2024/7/3049（一）按钢中碳含量（一）按钢中碳含量 （1 1）低碳钢低碳钢 ( (C 0.3%)C 0.3%)：强度较低、塑性最强度较低、塑性最好。冷压及焊接性能好，适于制作焊制的化工容好。冷压及焊接性能好，适于制作焊制的化工容器及负荷不大的机械零件；器及负荷不大的机械零件；（2 2）中碳钢中碳钢 (0. (0.3 3 C 0.6%)C 0.6%)C 0.6%)：强度、硬度较高，强度、硬度较高，塑性差，用来制作弹簧、钢丝绳等。塑性差

34、，用来制作弹簧、钢丝绳等。（1 1）普通碳素钢）普通碳素钢 质量等级质量等级A A，B B，C C，D D。A A 最差，最差，D D 最好最好 脱氧方法为脱氧方法为F F，b b，Z Z，TZTZ（后两者标注可省略后两者标注可省略）。 化工压力容器用钢一般选用镇静钢化工压力容器用钢一般选用镇静钢Z Z。 普通碳素钢有普通碳素钢有 Q235-AQ235-A，屈服强度数值（，屈服强度数值（MPaMPa）还包括：还包括：Q195Q195、 Q215Q215、Q255Q255及及Q275Q275，共共5 5个钢种。个钢种。（二）按钢的质量（二）按钢的质量 碳钢有普通与优质两种。区别？碳钢有普通与优质

35、两种。区别？硫硫S S 磷磷P PQ195Q195、 Q275Q275不分级；不分级；Q215Q215、Q255Q255分为分为A A、B B两个等级。两个等级。Q235Q235分为分为A A、B B、C C、D D四个等级四个等级（2 2）优质碳素钢）优质碳素钢 S S0.03%0.03%0.045% 0.045% ；P P0.04%0.04% 08 08、1010、1515、2020、2525、3030、3535、4040、4545、5050、8080等。平均含碳量的万分之几。等。平均含碳量的万分之几。 牌号含义：牌号含义：4545号钢中含碳量平均为号钢中含碳量平均为0.45%(0.42%

36、0.45%(0.42%0.50%)0.50%)。 45Mn45Mn，锰含量较高的优质非合金钢。，锰含量较高的优质非合金钢。2024/7/3052 优质低碳钢优质低碳钢（含（含C C0.25%0.25%），如），如0808、1010、 1515、2020、2525；塑性好，焊接性能好，壳体、接；塑性好，焊接性能好，壳体、接管。管。 优质中碳钢优质中碳钢（含（含C C量量0.3%0.3%0.60%0.60%）, ,如如3030、3535、4040、4545、5050与与5555； 4545号钢搅拌轴号钢搅拌轴 优质高碳钢优质高碳钢（含（含C C0.6%0.6%），如），如6060、6565、707

37、0、8080。6060、6565钢主要用来制造弹簧，钢主要用来制造弹簧，7070、8080钢用来制造钢丝绳等。钢用来制造钢丝绳等。2024/7/3053（3 3）高级优质钢）高级优质钢 S S0.02%0.02%0.03%0.03%； P P0.025%0.025%，均，均0.03%0.03%。 它的表示方法是在优质钢号后面加一个它的表示方法是在优质钢号后面加一个A A字，字，如如20A20A。2024/7/3054碳素工具钢碳素工具钢如如T8T8表示平均碳含量为表示平均碳含量为0.80.8的优质碳素工具钢。若的优质碳素工具钢。若牌号末尾加牌号末尾加“A A”，表示钢中硫、磷含量较少，为高，表

38、示钢中硫、磷含量较少，为高级优质钢，如级优质钢，如T10AT10A。优质铸造碳钢优质铸造碳钢如ZG200 400表示。S200 MPa，b400 MPa的铸钢。（1 1）容器专用钢板）容器专用钢板如如20R20R，16MnR16MnR。R R 容容（三）专用钢材（三）专用钢材 碳钢有普通与优质两种。区别？碳钢有普通与优质两种。区别？（2 2）锅炉专用钢板钢管）锅炉专用钢板钢管如如20g20g，20G20G。g,G g,G 锅，小写板，大写管锅，小写板，大写管（3 3）焊接气瓶专用钢板）焊接气瓶专用钢板如如HP245HP245HP365HP365。数字表示屈服极限。数字表示屈服极限三、碳钢的品种

39、及规格三、碳钢的品种及规格品种：品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢（1 1）钢板（）钢板（压力容器用热扎厚钢板）压力容器用热扎厚钢板）（P109P109P109P109） 4mm4mm6mm6mm厚度间隔为厚度间隔为0.5mm0.5mm 6mm 6mm30mm30mm厚度间隔为厚度间隔为 lmmlmm 30mm 30mm60mm60mm厚度间隔为厚度间隔为2mm2mm 一般碳素钢板材有一般碳素钢板材有 Q235-AQ235-A、 Q235-AQ235-AF F、0808、1010、1515、2020等。等。2024/7/3060（2 2）钢管）钢管 （P111P11

40、1） 无缝钢管和有缝钢管。无缝钢管和有缝钢管。 无缝钢管有冷轧和热轧。无缝钢管有冷轧和热轧。 普通无缝钢管常用材料有普通无缝钢管常用材料有1010、1515、2020等。等。 专门用途的无缝钢管，如热交换器用钢管、专门用途的无缝钢管，如热交换器用钢管、石油裂化用无缝管、锅炉用无缝管等。有缝管、石油裂化用无缝管、锅炉用无缝管等。有缝管、水煤气管，分镀锌水煤气管，分镀锌( (白铁管白铁管) )和不镀锌和不镀锌( (黑铁管黑铁管) )两种。两种。2024/7/3061（3 3）型钢）型钢（1 1）圆钢和方钢）圆钢和方钢 Q235Q235AFAF、2020、2525、4545及合金钢，主要用来制造各种

41、及合金钢，主要用来制造各种轴件；轴件；（2 2）扁钢）扁钢 Q235AQ235A、Q235Q235AFAF、2020及及1616MnMn等，常用作各类桨叶。等，常用作各类桨叶。（3 3）角钢、工字钢及槽钢）角钢、工字钢及槽钢 Q235AQ235A、Q235Q235AFAF、及及1616MnMn等，可做各类设备的支架、等，可做各类设备的支架、塔盘支承及各类加强结构。塔盘支承及各类加强结构。2024/7/3062（4 4）铸钢和锻钢）铸钢和锻钢 铸钢用铸钢用 ZGZG表示，表示， ZG25ZG25、 ZG35ZG35等，用等，用于制造各种承受重载荷的复杂零件，如泵壳、于制造各种承受重载荷的复杂零件

42、，如泵壳、阀门、泵叶轮等。阀门、泵叶轮等。 锻钢有锻钢有0808、1010、1515、5050等牌号。等牌号。石油化工容器用石油化工容器用2020、2525等制作管板、法兰、等制作管板、法兰、顶盖等。顶盖等。2024/7/3063五、铸铁五、铸铁 含含C C量量2%2%以上，含有以上，含有S S、P P、SiSi、MnMn等杂质。等杂质。 脆性材料，抗拉强度较低，但有良好铸造性、脆性材料，抗拉强度较低，但有良好铸造性、耐磨性、减振性及切削加工性。耐磨性、减振性及切削加工性。 在一些介质在一些介质( (浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机溶剂等溶剂等) )中有相当好的耐腐蚀性能。

43、中有相当好的耐腐蚀性能。 铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和特殊性能铸铁等。蠕墨铸铁和特殊性能铸铁等。2024/7/30641 1、灰铸铁、灰铸铁 2.7% 2.7%4.0%4.0%，片状石墨形式，断面暗灰色。，片状石墨形式，断面暗灰色。 有优良的铸造性、减振性能，支架、阀体、有优良的铸造性、减振性能，支架、阀体、泵体泵体( (机座、管路附件等机座、管路附件等) )。 在化工生产中可做烧碱生产中的熬碱锅、联在化工生产中可做烧碱生产中的熬碱锅、联碱生产中的碳化塔及淡盐水泵等。碱生产中的碳化塔及淡盐水泵等。 HTHT和抗拉强度和抗拉强度sb值表示

44、，如值表示，如 HT100HT100，其中，其中100100表示表示sb100MPa100MPa。 常用灰铸铁牌号有常用灰铸铁牌号有HT100HT100、 HT150HT150、 HT200HT200、 HT250HT250、 HT300HT300、 HT350HT350。2024/7/30652 2、球墨铸铁、球墨铸铁 简称球铁。简称球铁。 在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁，甚至接近钢材。铁，甚至接近钢材。 用用QTQT、抗拉强度值、延伸率表示，如、抗拉强度值、延伸率表示，如QT400-18QT400-18，其中，其中400400表示表示sb400MPa

45、400MPa，1818表表示示d=18%。2024/7/30663 3、高硅铸铁、高硅铸铁 有高的耐蚀性能，含硅量增加耐蚀性增加。有高的耐蚀性能，含硅量增加耐蚀性增加。 强度低、脆性大及内应力大，易于脆裂强度低、脆性大及内应力大，易于脆裂 热导率小，线膨胀系数大，不适于制造温差热导率小，线膨胀系数大，不适于制造温差较大的设备，否则容易产生裂纹。较大的设备，否则容易产生裂纹。 常用于各种耐酸泵、冷却排管和热交换器常用于各种耐酸泵、冷却排管和热交换器牌号有：牌号有：STSi11Cu2CrRSTSi11Cu2CrR、STSi15RSTSi15R、STSi15Mo3RSTSi15Mo3R等。等。202

46、4/7/3067第四节第四节 合金钢合金钢 在碳钢中添加适量的一种或多种合金在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素，得到或改善某些性能。元素，得到或改善某些性能。 一、分类与编号一、分类与编号 按合金元素总含量分：按合金元素总含量分： 合金含量合金含量5%10%10%，高合金钢高合金钢2024/7/3068按用途分：按用途分： 合金结构钢合金结构钢 调质结构钢、表面硬化钢调质结构钢、表面硬化钢 低碳马氏体钢、非调质结构钢低碳马氏体钢、非调质结构钢 合金工具钢合金工具钢 特殊性能钢特殊性能钢 不锈钢和耐热钢等不锈钢和耐热钢等 2024/7/3069 一种是汉字牌号，如一种是汉字牌号，如3535铬钼

47、；铬钼； 另一种是用国际化学符号，如另一种是用国际化学符号，如35CrMo35CrMo。 表示含碳量平均为万分之表示含碳量平均为万分之35(35(或或0.35%)0.35%)，含，含 CrCr、MoMo在在1%1%左右。左右。 当平均质量分数当平均质量分数1.5%1.5%、2.5%2.5%，3.5%3.5%时，在元素符号后面应标明含量，可时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为相应表示为2 2、3 3、4 4。如。如36Mn2Si36Mn2Si。2024/7/3070二、合金元素对钢的影响二、合金元素对钢的影响 目前常用的合金元素有：铬目前常用的合金元素有：铬(Cr)(Cr)，锰，锰(Mn)

48、(Mn)，镍，镍(Ni)(Ni)，硅，硅(Si)(Si)，硼，硼(B)(B)，钨，钨(W)(W)，钼，钼(Mo)(Mo)，钒，钒(V)(V)，钛，钛(Ti)(Ti)和稀土元素和稀土元素(Re)(Re)等。等。2024/7/30711 1、铬、铬 提高耐腐蚀性能和抗氧化性能。提高耐腐蚀性能和抗氧化性能。 含量达到含量达到1313时，能使钢的耐腐蚀能力显时，能使钢的耐腐蚀能力显著提高，并增加钢的热强性。著提高，并增加钢的热强性。 提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，但使塑性和韧性降低。度和耐磨性，但使塑性和韧性降低。2024/7/30722 2、锰、

49、锰 提高强度和提高低温冲击韧性。提高强度和提高低温冲击韧性。3 3、镍、镍 提高淬透性，有很高的强度，而又保持良提高淬透性，有很高的强度，而又保持良好的塑性和韧性。好的塑性和韧性。 提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。 镍基合金具有更高的热强性能。镍基合金具有更高的热强性能。 镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢中。镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢中。2024/7/30734 4、硅、硅 提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐H2SH2S等介质的腐蚀性。等介质的腐蚀性。 硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。 5

50、5、铝、铝 强脱氧剂，显著细化晶粒，提高冲击韧性，强脱氧剂，显著细化晶粒，提高冲击韧性，降低冷脆性。降低冷脆性。 提高抗氧化性和耐热性，对抵抗提高抗氧化性和耐热性，对抵抗H2SH2S介质介质腐蚀有良好作用。腐蚀有良好作用。 价格便宜，在耐热钢中常以它来代替铬。价格便宜，在耐热钢中常以它来代替铬。 2024/7/30746 6、钼、钼 提高高温强度、硬度、细化晶粒、防止回提高高温强度、硬度、细化晶粒、防止回火脆性。钼能抗氢腐蚀。火脆性。钼能抗氢腐蚀。 7 7、钒、钒 于固溶体中提高高温强度，细化晶粒，提于固溶体中提高高温强度，细化晶粒，提高淬透性。高淬透性。 铬钢中加少量钒，在保持钢的强度情况下

51、，铬钢中加少量钒，在保持钢的强度情况下，能改善钢的塑性。能改善钢的塑性。2024/7/30758 8、钛、钛 强脱氧剂，可提高强度、细化晶粒，提高强脱氧剂，可提高强度、细化晶粒，提高韧性，减小铸锭缩孔和焊缝裂纹等倾向。韧性，减小铸锭缩孔和焊缝裂纹等倾向。 在不锈钢中稳定碳，防止晶间腐蚀提高耐在不锈钢中稳定碳，防止晶间腐蚀提高耐热性。热性。 9 9、稀土元素、稀土元素 提高强度，改善塑性、低温脆性、耐腐蚀提高强度，改善塑性、低温脆性、耐腐蚀性及焊接性能。性及焊接性能。2024/7/3076三、可焊接的低合金高强度钢三、可焊接的低合金高强度钢 碳含量通常小于碳含量通常小于0.25%0.25%。 有

52、较高的屈服强度有较高的屈服强度（3001000MPa）和和屈强比屈强比（ss/sb=0.650.95）， 较好的冷热加工性能、良好的焊接性能，较好的冷热加工性能、良好的焊接性能，较低的冷脆倾向以及较好的抗大气、海水等较低的冷脆倾向以及较好的抗大气、海水等腐蚀能力。腐蚀能力。2024/7/3077低合金高强度钢按性能和用途分低合金高强度钢按性能和用途分高强度钢、低温钢和耐蚀钢高强度钢、低温钢和耐蚀钢1 1、高强度钢、高强度钢350MPa350MPa强度级，典型牌号为强度级，典型牌号为16Mn16Mn；400MPa400MPa强度级，典型钢号为强度级，典型钢号为14MnMoV14MnMoV500M

53、Pa500MPa强度级，典型强度级，典型12MnNiCrMoVCu12MnNiCrMoVCu 用于船舶、车轴、压力容器、锅炉、输送用于船舶、车轴、压力容器、锅炉、输送管线等的焊接结构件。管线等的焊接结构件。2024/7/30782 2、低温钢、低温钢 主要有主要有09Mn2V(-70)09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)06MnNb(-90)3 3、耐蚀钢、耐蚀钢 10MnPNbRE10MnPNbRE钢耐海洋大气及海水腐蚀，钢耐海洋大气及海水腐蚀， 12MnAlV12MnAlV钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。 2024/7/3079 大型化工容器大型化工容

54、器16MnR16MnR，质量比碳钢轻，质量比碳钢轻 l/3l/3； 与碳钢相比，用与碳钢相比，用15MnV15MnV制造球形贮罐可节省制造球形贮罐可节省钢材约钢材约45%45%。 根据容器的具体操作条件根据容器的具体操作条件( (温度、压力温度、压力) )和和制造加工制造加工( (卷板、焊接卷板、焊接) )要求，选用要求，选用2024/7/3080四、特殊性能钢四、特殊性能钢 不锈钢、耐热钢和高温合金及低温用钢不锈钢、耐热钢和高温合金及低温用钢1 1、不锈钢、不锈钢 不锈钢和耐酸钢的统称，也称不锈耐酸钢不锈钢和耐酸钢的统称，也称不锈耐酸钢 一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的一般称耐空气、蒸汽

55、和水等弱腐蚀介质的钢为不锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介钢为不锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质的钢为耐酸钢。质的钢为耐酸钢。2024/7/3081 通常按钢的金相组织分为通常按钢的金相组织分为: : 铁素体不锈钢铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 奥氏体奥氏体- -铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢 马氏体不锈钢等马氏体不锈钢等2024/7/3082（1 1）铁素体不锈钢）铁素体不锈钢 含含C0.15C0.15，铬量在，铬量在12123030。有些钢种。有些钢种还含有钼、钛等元素。还含有钼、钛等元素。 不锈纲中的含不锈纲中的含C C量都较低，量都较低， Cr23C6Cr23C6而消耗了

56、而消耗了铬。都在铬。都在1313以上。以上。 对晶间腐蚀比较敏感；铬含量高时，脆性对晶间腐蚀比较敏感；铬含量高时，脆性转变温度高，可焊性较差。转变温度高，可焊性较差。 lCr13lCr13、2Cr132Cr13、受冲击载荷较大的零件、受冲击载荷较大的零件 0Cr130Cr13、0Cr17Ti0Cr17Ti耐氧化性酸和硫化氢气体耐氧化性酸和硫化氢气体的腐蚀，部分代替高铬镍型不锈钢的腐蚀，部分代替高铬镍型不锈钢 2024/7/3083（2 2）奥氏体不锈钢）奥氏体不锈钢 优异的综合性能，包括优良的力学性能，优异的综合性能，包括优良的力学性能，冷、热加工和成型性，可焊性和在许多介质冷、热加工和成型性

57、，可焊性和在许多介质中的良好耐蚀性。中的良好耐蚀性。 含氯离子，发生晶间腐蚀的倾向。含氯离子，发生晶间腐蚀的倾向。 锰和氮代替不锈钢中的镍，发展出了铬锰锰和氮代替不锈钢中的镍，发展出了铬锰镍氮系和铬锰氮系不锈钢。例如镍氮系和铬锰氮系不锈钢。例如 Cr18Mn8Ni5Cr18Mn8Ni5、 Cr18Mn10Ni5Mo3NCr18Mn10Ni5Mo3N。2024/7/3084 在在400400800800的温度范围内，碳从的温度范围内，碳从奥氏体中以碳化铬（奥氏体中以碳化铬（Cr23C6Cr23C6）形式沿晶界析）形式沿晶界析出，使晶界附近的合金元素（铬与镍）含铬出，使晶界附近的合金元素（铬与镍）

58、含铬量降低到耐腐蚀所需的最低含量（量降低到耐腐蚀所需的最低含量（12%12%）以）以下，腐蚀就在此贫铬区产生。这种沿晶界的下，腐蚀就在此贫铬区产生。这种沿晶界的腐蚀称为晶间腐蚀。腐蚀称为晶间腐蚀。2024/7/3085防止晶间腐蚀的方法：防止晶间腐蚀的方法：1 1）降降低低含含碳碳量量 0.06%0.06%时时不不易易产产生生，0.03%0.03%时时可靠地克服，超低碳不锈钢，如可靠地克服，超低碳不锈钢，如00Cr19Nil0 00Cr19Nil0 2 2）稳稳定定碳碳原原子子，加加入入TiTi，NbNb，V V，MoMo稳稳定定剂剂，广泛用，广泛用，0Cr18Nil0Ti0Cr18Nil0T

59、i、 0Cr18NillNb 0Cr18NillNb 3 3）形形成成双双相相组组织织，加加入入铁铁素素体体促促成成元元素素TiTi，AlAl，SiSi，MoMo，铁铁素素体体含含铬铬高高、补补充充快快，5%5%以以内，阻断腐蚀通路。内，阻断腐蚀通路。2024/7/3086防止晶间腐蚀的方法：防止晶间腐蚀的方法：4 4）控控制制热热规规范范，快快速速加加热热和和冷冷却却，或或非非常常缓缓慢。慢。5 5）补充热处理补充热处理 稳定化退火（免疫处理）：稳定化退火（免疫处理）：850850度保温度保温2 2小时，充分扩散小时，充分扩散 高温淬火水冷（固熔）高温淬火水冷（固熔） ：11001100度左

60、右度左右加热后淬火，单相奥氏体加热后淬火，单相奥氏体2024/7/3087 加入加入MoMo提高对氯离子提高对氯离子 ClCl- -的耐蚀能力，的耐蚀能力，lCr18Nil2Mo3TilCr18Nil2Mo3Ti。 0Cr18Nil8Mo2Cu2Ti0Cr18Nil8Mo2Cu2Ti。同时加入。同时加入 MoMo、CuCu，则在室温、浓度为则在室温、浓度为50%50%以下的硫酸中也具有较以下的硫酸中也具有较高的耐蚀性，也可提高在低浓度盐酸中的抗高的耐蚀性，也可提高在低浓度盐酸中的抗腐蚀性腐蚀性2024/7/30882 2、耐热钢和高温合金、耐热钢和高温合金 例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，

61、例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，温度往往达到温度往往达到10001000以上。以上。 300300350350即需选用耐热钢，一般耐热即需选用耐热钢，一般耐热钢工作温度都在钢工作温度都在700700以下，以下，70070010001000用用高温合金。高温合金。2024/7/3089耐热钢耐热钢 CrCr、AlAl、SiSi铁素体形成元素，被高温气铁素体形成元素，被高温气体氧化后生成一种致密的氧化膜。体氧化后生成一种致密的氧化膜。 NiNi、MnMn奥氏体形成元素，奥氏体形成元素， 提高高温强度提高高温强度和改善抗渗碳性。和改善抗渗碳性。 V V、NbNb、TiTi形成强碳化物提高高温强度

62、。形成强碳化物提高高温强度。 C C和和N N扩大和稳定奥氏体提高高温强度扩大和稳定奥氏体提高高温强度 B B和和ReRe均为耐热钢中添加的微量元素，可均为耐热钢中添加的微量元素，可以显著提高钢材的抗氧化性，并改善其热塑以显著提高钢材的抗氧化性，并改善其热塑性。性。2024/7/3090耐热钢耐热钢 按特性和用途可分为抗氧化钢（又称高按特性和用途可分为抗氧化钢（又称高温不起皮钢）和热强钢。温不起皮钢）和热强钢。 抗氧化钢是指高温下具有较好的抗氧抗氧化钢是指高温下具有较好的抗氧化性，并有适当强度的钢种。化性，并有适当强度的钢种。 热强钢高温下有较好的抗氧化性和耐热强钢高温下有较好的抗氧化性和耐腐

63、蚀能力，且有较高的强度。常用来高温工腐蚀能力，且有较高的强度。常用来高温工作下的汽缸、螺栓及锅炉的过热器等。作下的汽缸、螺栓及锅炉的过热器等。 2024/7/3091高温合金高温合金 铁基铁基合金、合金、镍基镍基合金、合金、钴基钴基合金。合金。 铁基铁基耐热合金工作温度耐热合金工作温度700700，含有相当高，含有相当高的的CrCr、NiNi成分和其他强化元素。成分和其他强化元素。 镍基镍基耐热合金是目前在耐热合金是目前在700700900900，使用，使用最广泛的一种高温合金。这类合金的最广泛的一种高温合金。这类合金的NiNi含量通含量通常在常在50%50%以上。以上。 钴基钴基耐热合金的高

64、温强度主要靠固溶强化获耐热合金的高温强度主要靠固溶强化获得。钴价格昂贵，应用受到很大的限制，一般得。钴价格昂贵，应用受到很大的限制，一般在在10001000以上才用。以上才用。 2024/7/30922024/7/30933 3、低温用钢、低温用钢 深冷分离、空气分离等。深冷分离、空气分离等。 （温度（温度-20-20） 目前国外低温设备用的钢材主要是以高铬镍目前国外低温设备用的钢材主要是以高铬镍钢为主，也有使用镍钢、铜和铝等。钢为主，也有使用镍钢、铜和铝等。 我国无铬镍的低温钢材系列。我国无铬镍的低温钢材系列。 16Mn16MnDRDR、07MnNiCrMoV07MnNiCrMoVDRDR、

65、15MnNi15MnNiDRDR、09Mn2V09Mn2VDRDR、09MnNi09MnNiDRDR2024/7/3094第五节第五节 有色金属有色金属2024/7/3095一、铝及其合金一、铝及其合金 浓硝酸以及干氯化氢、氨气中耐腐蚀浓硝酸以及干氯化氢、氨气中耐腐蚀 卤素离子的盐类、氢氟酸以及碱溶液都会卤素离子的盐类、氢氟酸以及碱溶液都会破坏铝表面的氧化膜。破坏铝表面的氧化膜。 铝不会产生火花，常用于制作含铝不会产生火花，常用于制作含易挥发性易挥发性介质的容器介质的容器； 铝不会使食物中毒，不沾污物品，不改变铝不会使食物中毒，不沾污物品，不改变物品颜色，在物品颜色，在食品工业中代替不锈钢食品

66、工业中代替不锈钢。铝的导。铝的导热性能好，适合于作热性能好，适合于作换热设备换热设备 2024/7/3096变形铝合金变形铝合金（工业纯铝和防锈铝）和（工业纯铝和防锈铝）和铸造铝合金铸造铝合金1 1、变形铝合金、变形铝合金（1 1）工业纯铝）工业纯铝 L+L+序号序号，序号大纯度低。，序号大纯度低。 工业高纯铝工业高纯铝LG1LG1（1A851A85）、）、LG2LG2（1A901A90），抗，抗硫腐蚀，浓硝酸设备，高压釜、槽车、贮槽、阀硫腐蚀，浓硝酸设备，高压釜、槽车、贮槽、阀门、泵。门、泵。 工业纯铝工业纯铝L6L6（8A068A06），耐硫腐蚀、防污染而，耐硫腐蚀、防污染而不要求强度的设

67、备，例如：反应器、热交换器、不要求强度的设备，例如：反应器、热交换器、深冷设备、塔器等。深冷设备、塔器等。 2024/7/3097（2 2）防锈铝）防锈铝 由铝锰系或铝镁组成的铝合金，由铝锰系或铝镁组成的铝合金，LF2LF2，LF3LF3，LF5LF5等。强度比纯铝高等。强度比纯铝高 LF2LF2、LF3LF3用于中等强度的零件或设备；用于中等强度的零件或设备； LF5LF5制造油箱、管道、低压容器、铆钉制造油箱、管道、低压容器、铆钉 LF6LF6用于受力零件及焊制容器。用于受力零件及焊制容器。 由于熔焊的铝材在低温由于熔焊的铝材在低温(0(0-196)-196)下冲击下冲击韧性不下降，很适合

68、做低温设备。韧性不下降，很适合做低温设备。2024/7/30982 2、铸造铝合金、铸造铝合金 是铝、硅合金。是铝、硅合金。 Al-SiAl-Si系，俗称系，俗称 硅铝明硅铝明 ，典型牌号，典型牌号ZAlSi7MgZAlSi7Mg，合金号为，合金号为ZL101ZL101； Al-CuAl-Cu系，应用最早，热强性高，系，应用最早，热强性高，300300，耐，耐腐蚀性较差。典型牌号腐蚀性较差。典型牌号ZAlCu5MnZAlCu5Mn，合金号为，合金号为ZL201ZL201； Al-MgAl-Mg系，室温力学性能高，耐腐蚀性能好，系，室温力学性能高，耐腐蚀性能好，但热强性低。铸造性能差，典型牌号但

69、热强性低。铸造性能差，典型牌号ZAlMg10ZAlMg10，合金号为合金号为ZL301ZL301；2024/7/3099 Al-Zn Al-Zn系，系，ZnZn在在AlAl中溶解度大，再加入硅中溶解度大，再加入硅及少量镁、铬等元素，具有良好的综合性能，及少量镁、铬等元素，具有良好的综合性能，典型牌号典型牌号ZAlZn11Si17ZAlZn11Si17，合金号为，合金号为ZL401ZL401。 铝的铸造性、流动性好，铸造时收缩率和铝的铸造性、流动性好，铸造时收缩率和生成裂纹的倾向性都很小。生成裂纹的倾向性都很小。 耐蚀性好，且密度小，广泛用来铸造形状耐蚀性好，且密度小，广泛用来铸造形状复杂的耐蚀

70、零件，如管件、泵、阀门、汽缸、复杂的耐蚀零件，如管件、泵、阀门、汽缸、活塞等。活塞等。2024/7/30100二、铜及其合金二、铜及其合金 半贵重金属半贵重金属1 1、纯铜（紫铜）、纯铜（紫铜） 低温时可保持较高的塑性和冲击韧性，低温时可保持较高的塑性和冲击韧性，用于制作深冷设备和高压设备垫片。用于制作深冷设备和高压设备垫片。 耐稀硫酸、亚硫酸、稀的和中等浓度的耐稀硫酸、亚硫酸、稀的和中等浓度的盐酸、醋酸、氢氟酸及其它非氧化性酸等介盐酸、醋酸、氢氟酸及其它非氧化性酸等介质的腐蚀，对淡水、大气、碱类溶液的耐蚀质的腐蚀，对淡水、大气、碱类溶液的耐蚀能力很好。能力很好。 不耐各种浓度的硝酸、氨和铵盐

71、溶液。不耐各种浓度的硝酸、氨和铵盐溶液。2024/7/30101 变形纯铜的牌号变形纯铜的牌号 TlTl、T2T2、T3T3、TU1TU1、TU2TU2、TP1TP1、TP2TP2等。等。 T1T1、T2T2是高纯度铜，用于制造电线，配是高纯度铜，用于制造电线，配制高纯度合金。制高纯度合金。 T3T3杂质含量和含氧量比杂质含量和含氧量比T1T1、T2T2高，主要高，主要用于一般材料，如垫片、铆钉等。用于一般材料，如垫片、铆钉等。 TU1TU1、TU2TU2为无氧铜，纯度高，主要用为无氧铜，纯度高，主要用作真空器件。作真空器件。 TP1TP1、TP2TP2为磷脱氧铜，多以管材供应，为磷脱氧铜，多

72、以管材供应，主要用于冷凝器、蒸发器、换热器、热交换主要用于冷凝器、蒸发器、换热器、热交换器的零件等。器的零件等。2024/7/301022 2、铜合金、铜合金 黄铜：黄铜：铜与锌的合金称黄铜铜与锌的合金称黄铜 白铜：镍的质量分数含量低于白铜：镍的质量分数含量低于50%50%的铜镍合金的铜镍合金称为简单（普通）白铜，再加入锰、铁、锌或称为简单（普通）白铜，再加入锰、铁、锌或铝等元素的白铜称为复杂（特殊）白铜。铝等元素的白铜称为复杂（特殊）白铜。 青铜：青铜：其它合金。其它合金。铜与锡铜与锡SnSn的合金称为锡青铜的合金称为锡青铜；铜与铝、硅、铅、铍、锰等组成的合金称无锡铜与铝、硅、铅、铍、锰等组

73、成的合金称无锡青铜。青铜。2024/7/30103（1 1）黄铜）黄铜 CuCu与与ZnZn的合金称黄铜。的合金称黄铜。 铸造性能好，力学性能比纯铜高，耐蚀性铸造性能好，力学性能比纯铜高，耐蚀性能与纯铜相似，在大气中耐腐蚀性比纯铜好，能与纯铜相似，在大气中耐腐蚀性比纯铜好，价格便宜，应用较广。价格便宜，应用较广。 在黄铜中加入锡、铝、硅、锰等元素，在黄铜中加入锡、铝、硅、锰等元素，特种黄铜。特种黄铜。 锰、铝能提高强度；铝、锰和硅提高抗锰、铝能提高强度；铝、锰和硅提高抗蚀性和减磨性；铝能改善切削加工性。蚀性和减磨性；铝能改善切削加工性。2024/7/30104 常用的黄铜牌号有常用的黄铜牌号有

74、H80H80、H68H68、H62H62等等 H80H80大气、淡水及海水中有较高耐腐蚀性、加大气、淡水及海水中有较高耐腐蚀性、加工性能优良，可作薄壁管和波纹管。工性能优良，可作薄壁管和波纹管。 H68H68塑性好，可在常温下冲压塑性好，可在常温下冲压 H62H62在室温下塑性较差，但机械强度较高，易在室温下塑性较差，但机械强度较高，易焊接，价格低廉，可做深冷设备的筒体、管板、焊接，价格低廉，可做深冷设备的筒体、管板、法兰及螺母等。法兰及螺母等。 锡黄铜锡黄铜 HSn70-lHSn70-l含有含有1%1%的锡，能提高在海水的锡，能提高在海水中的耐蚀性。称海军黄铜。中的耐蚀性。称海军黄铜。202

75、4/7/30105（2 2）白铜）白铜 镍含量低于镍含量低于50%50%的铜镍合金称为简单（普通）的铜镍合金称为简单（普通）白铜，再加入锰、铁、锌或铝等元素的白铜称为白铜，再加入锰、铁、锌或铝等元素的白铜称为复杂（特殊）白铜。复杂（特殊）白铜。 白铜是工业铜合金中耐腐蚀性能最优者，抗白铜是工业铜合金中耐腐蚀性能最优者，抗冲击腐蚀、应力腐蚀性能亦良好，是海水冷凝管冲击腐蚀、应力腐蚀性能亦良好，是海水冷凝管的理想材料。的理想材料。2024/7/30106（3 3）青铜）青铜 铜与锡的合金称为铜与锡的合金称为锡青铜锡青铜；铜与铝、硅、铅、；铜与铝、硅、铅、被、锰等组成的合金称无锡青铜。被、锰等组成的

76、合金称无锡青铜。 锡青铜分铸造锡青铜和压力加工锡青铜。锡青铜分铸造锡青铜和压力加工锡青铜。 锡青铜典型牌号锡青铜典型牌号 ZQSn10-1ZQSn10-1，有高强度和硬，有高强度和硬度，能承受冲击载荷，耐磨性很好，具有优良的度，能承受冲击载荷，耐磨性很好，具有优良的铸造性，比纯铜耐腐蚀。铸造性，比纯铜耐腐蚀。 锡青铜用来铸造耐腐蚀和耐磨零件，如泵壳、锡青铜用来铸造耐腐蚀和耐磨零件，如泵壳、阀门、阀门、轴承轴承、蜗轮蜗轮、齿轮、旋塞等。、齿轮、旋塞等。 无锡青铜力学性能好无锡青铜力学性能好2024/7/30107三、钛及其合金三、钛及其合金 钛的钛的密度小密度小（4.507g/cm34.507g

77、/cm3）、）、强度高强度高、耐腐蚀性好耐腐蚀性好、熔点高熔点高。 工业纯钛牌号有工业纯钛牌号有 TA0TA0、TA2TA2、TA3(TA3(编号编号愈大、杂质含量愈多愈大、杂质含量愈多) )。 纯钛加工性能良好；有良好的耐蚀性。纯钛加工性能良好；有良好的耐蚀性。钛也是很好的耐热材料。钛也是很好的耐热材料。 在钛中添加锰、铝或铬钼等元素，可获在钛中添加锰、铝或铬钼等元素，可获得性能优良的钛合金。得性能优良的钛合金。2024/7/30108四、镍及其合金四、镍及其合金 高强度和塑性，好的延伸性和可锻性。高强度和塑性，好的延伸性和可锻性。好的耐腐蚀性，好的耐腐蚀性，用于制造处理碱介质的化工用于制造

78、处理碱介质的化工设备设备。 牌号为牌号为 NCu28-2.5-1.5NCu28-2.5-1.5的的蒙乃尔耐蚀合蒙乃尔耐蚀合金金应用最广。蒙乃尔合金能在应用最广。蒙乃尔合金能在500500时保持时保持高的力学性能，能在高的力学性能，能在750750以下抗氧化，在以下抗氧化，在非氧化性酸、盐和有机溶液中比纯镍、纯铜非氧化性酸、盐和有机溶液中比纯镍、纯铜更具耐蚀性。更具耐蚀性。2024/7/30109五、铅及其合金五、铅及其合金 硬度低、强度小硬度低、强度小，不宜单独作为设备材料，不宜单独作为设备材料，只只适于做设备的衬里适于做设备的衬里。 热导率小；纯铅不耐磨，非常软。但在许多热导率小；纯铅不耐磨

79、，非常软。但在许多介质中，特别是在硫酸介质中，特别是在硫酸(80%(80%的热硫酸及的热硫酸及92%92%的冷的冷硫酸硫酸) )中铅具有很高的耐蚀性中铅具有很高的耐蚀性。 铅铅与与锑锑合金称为硬铅，硬度、强度都比纯铅合金称为硬铅，硬度、强度都比纯铅高，在硫酸中的稳定性也比纯铅好。硬铅的主要高，在硫酸中的稳定性也比纯铅好。硬铅的主要牌号为牌号为 PbSb4、 PbSb6、 PbSb8和和 PbSb10。2024/7/30110 铅和硬铅在硫酸、化肥、化纤、农药、电器铅和硬铅在硫酸、化肥、化纤、农药、电器设备中可用来做加料管、鼓泡器、耐酸泵和阀门设备中可用来做加料管、鼓泡器、耐酸泵和阀门等零件。等

80、零件。 铅耐辐射铅耐辐射，可用作可用作 X、g射线的防护材料射线的防护材料。 铅合金的铅合金的自润性自润性、磨合性磨合性和和减振性减振性好，噪音好，噪音小，是良好的小，是良好的轴承合金轴承合金。 铅合金还用于铅蓄铅合金还用于铅蓄电电池池极极板、铸铁管口、电板、铸铁管口、电缆封头的缆封头的铅封铅封等。等。2024/7/30111第六节第六节 非金属材料非金属材料 既可用作结构材料，又能作设备的既可用作结构材料，又能作设备的保保护衬里护衬里、涂层涂层，还可做设备的，还可做设备的密封材料密封材料、保保温材料温材料和和耐火耐火材料。材料。 非金属材料分为无机非金属材料（陶瓷、非金属材料分为无机非金属材

81、料（陶瓷、搪瓷、岩石、玻璃等）及有机非金属材料搪瓷、岩石、玻璃等）及有机非金属材料（塑料、涂料、橡胶等）及近（塑料、涂料、橡胶等）及近20203030年来发年来发展的复合材料（玻璃钢、不透性石墨等）。展的复合材料（玻璃钢、不透性石墨等）。 2024/7/30112一、无机非金属材料一、无机非金属材料1 1、化工陶瓷、化工陶瓷 好的耐腐蚀性、耐热性和一定机械强度。好的耐腐蚀性、耐热性和一定机械强度。 导热性差，热膨胀系数较大，受碰击或温导热性差，热膨胀系数较大，受碰击或温差急变而易破裂。差急变而易破裂。2024/7/301132 2、化工搪瓷、化工搪瓷 由含硅量高的瓷釉通过由含硅量高的瓷釉通过9

82、00900左右的高温煅左右的高温煅烧，使烧，使瓷釉密着在金属表面瓷釉密着在金属表面。 具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和电绝缘具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和电绝缘性能，但易碎裂。性能，但易碎裂。 热导率不到钢的热导率不到钢的1/41/4，热膨胀系数大。，热膨胀系数大。不能不能直接用火焰加热直接用火焰加热，以免损坏搪瓷表面，可以用，以免损坏搪瓷表面，可以用蒸汽或油浴缓慢加热。使用温度为蒸汽或油浴缓慢加热。使用温度为-30-30270270。2024/7/301143 3、 辉绿岩铸石辉绿岩铸石 用用辉绿岩熔融后制成辉绿岩熔融后制成，可制成板、砖等材，可制成板、砖等材料作设备衬里，也可做管材。料作

83、设备衬里，也可做管材。 铸石除铸石除不耐氢氟酸不耐氢氟酸和和熔融碱熔融碱腐蚀外，对各腐蚀外，对各种酸、碱、盐都具有良好的耐腐蚀性能。种酸、碱、盐都具有良好的耐腐蚀性能。2024/7/301154 4、玻璃、玻璃 化工用的玻璃不是一般的钠钙玻璃，而是化工用的玻璃不是一般的钠钙玻璃，而是硼玻璃（耐热玻璃）硼玻璃（耐热玻璃）或或高铝玻璃高铝玻璃，它们有好的，它们有好的热稳定性和耐腐蚀性。热稳定性和耐腐蚀性。 有耐腐蚀性、清洁、透明、阻力小、价格有耐腐蚀性、清洁、透明、阻力小、价格低等特点，但质脆、耐温度急变性差，不耐冲低等特点，但质脆、耐温度急变性差，不耐冲击和振动。击和振动。 目前已成功采用在金属

84、管内衬玻璃或用玻目前已成功采用在金属管内衬玻璃或用玻璃钢加强玻璃管道，来弥补其不足。璃钢加强玻璃管道，来弥补其不足。2024/7/30116二、有机非金属材料二、有机非金属材料1 1、工程塑料、工程塑料 是用高分子合成树脂为主要原料，加入添加是用高分子合成树脂为主要原料，加入添加剂以改善产品性能。剂以改善产品性能。 热塑性材料遇热软化或熔融，冷却后又变硬，热塑性材料遇热软化或熔融，冷却后又变硬，可反复多次。聚氯乙烯、聚乙烯等。可反复多次。聚氯乙烯、聚乙烯等。 热固性塑料固化后不能用加热的方法使之再热固性塑料固化后不能用加热的方法使之再软化，酚醛树脂、氨基树脂等。软化，酚醛树脂、氨基树脂等。 有

85、良好的耐腐蚀性能、一定机械强度、良有良好的耐腐蚀性能、一定机械强度、良好的加工性能和电绝缘性能，价格较低好的加工性能和电绝缘性能，价格较低2024/7/30117（1 1）硬聚氯乙烯（）硬聚氯乙烯（PVCPVC）塑料）塑料 使用温度为使用温度为-10-10+55+55。当温度在。当温度在60609090时，强度显著下降。时，强度显著下降。 （2 2）聚乙烯（）聚乙烯（PEPE）塑料）塑料 在室温下，除硝酸外，对各种酸、碱盐在室温下，除硝酸外，对各种酸、碱盐溶液均稳定，对氢氟酸特别稳定。溶液均稳定，对氢氟酸特别稳定。（3 3）耐酸酚醛塑料（）耐酸酚醛塑料（PFPF） 使用温度为使用温度为-30-

86、30+130+130。这种塑料。这种塑料性质较脆、冲击韧性较低。性质较脆、冲击韧性较低。 2024/7/30118（4 4）聚四氟乙烯（）聚四氟乙烯（PTFEPTFE）塑料）塑料 耐强腐蚀性介质腐蚀。甚至超过贵重耐强腐蚀性介质腐蚀。甚至超过贵重金属金和银，有塑料王之称。金属金和银，有塑料王之称。 常用作耐常用作耐腐蚀、耐高温密封元件及高温管道。腐蚀、耐高温密封元件及高温管道。 有良好的自润滑性，还可以用作无油有良好的自润滑性，还可以用作无油润滑压缩机的活塞环。润滑压缩机的活塞环。 有突出的耐热和耐寒性，使用温度范有突出的耐热和耐寒性，使用温度范围为围为-200-200250250。2024/7

87、/30119（5 5）玻璃钢）玻璃钢 又称玻璃纤维增强塑料。又称玻璃纤维增强塑料。 用合成树脂为粘结剂，以玻璃纤维为增强用合成树脂为粘结剂，以玻璃纤维为增强材料，按一定成型方法制成。材料，按一定成型方法制成。 具有优良的耐腐蚀性能，强度高和良好的具有优良的耐腐蚀性能，强度高和良好的工艺性能，是一种新型非金属材料。工艺性能，是一种新型非金属材料。 树脂不同而差异很大。树脂不同而差异很大。 环氧玻璃钢（常用）、酚醛玻璃钢（耐酸环氧玻璃钢（常用）、酚醛玻璃钢（耐酸性好）、呋喃玻璃钢（耐腐蚀性好）、聚酯性好）、呋喃玻璃钢（耐腐蚀性好）、聚酯玻璃钢（施工方便）等。玻璃钢（施工方便）等。2024/7/30

88、1202 2、涂料、涂料 品种多，选择范围广、适应性强、使用方品种多，选择范围广、适应性强、使用方便、价格低、适于现场施工等。便、价格低、适于现场施工等。 涂层较薄容易脱落，应用受到了限制。涂层较薄容易脱落，应用受到了限制。 防锈漆、底漆、大漆、酚醛树脂漆、环氧防锈漆、底漆、大漆、酚醛树脂漆、环氧树脂漆以及某些塑料涂料，如聚乙烯涂料、聚树脂漆以及某些塑料涂料，如聚乙烯涂料、聚氯乙烯涂料等。氯乙烯涂料等。 用静电喷涂。涂料利用率高，容易进行机用静电喷涂。涂料利用率高，容易进行机械化、自动化的大型生产，减少溶剂和涂料的械化、自动化的大型生产，减少溶剂和涂料的挥发和飞溅，涂膜质量稳定。挥发和飞溅，涂

89、膜质量稳定。2024/7/301213 3、不透性石墨、不透性石墨 由各种树脂浸渍石墨消除孔隙后得到。由各种树脂浸渍石墨消除孔隙后得到。 有较高的化学稳定性和良好的导热性，热膨有较高的化学稳定性和良好的导热性，热膨胀系数小，耐温度急变性好；不污染介质，能保胀系数小，耐温度急变性好；不污染介质，能保证产品纯度；加工性能良好。证产品纯度；加工性能良好。 机械强度较低、性脆。机械强度较低、性脆。 常被用来作腐蚀性强介质的换热器，如氯碱常被用来作腐蚀性强介质的换热器，如氯碱生产中应用的换热器和盐酸合成炉，生产中应用的换热器和盐酸合成炉，2024/7/30122第七节第七节 化工设备的腐蚀及防腐措施化工

90、设备的腐蚀及防腐措施2024/7/30123 常见的金属腐蚀破坏的形态有均匀腐蚀和常见的金属腐蚀破坏的形态有均匀腐蚀和局部腐蚀（区域腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、局部腐蚀（区域腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、表面下腐蚀等）表面下腐蚀等）2024/7/30124第八节第八节 化工设备材料选择化工设备材料选择 从设备结构、制造工艺、使用条件和寿从设备结构、制造工艺、使用条件和寿命等方面考虑，命等方面考虑， 还要从设备工作条件下材料的物理性能、还要从设备工作条件下材料的物理性能、力学性能、耐腐蚀性能及材料价格与来源、力学性能、耐腐蚀性能及材料价格与来源、供应等方面综合考虑。供应等方面综合考虑。 2024/7/30

91、125一、材料的物理、力学性能方面一、材料的物理、力学性能方面 一般中、低压设备屈服限一般中、低压设备屈服限235到到345MPa级级。 直径较大、压力较高，最好采用普低直径较大、压力较高，最好采用普低钢，强钢，强度度级别宜用级别宜用400MPa级或以上。级或以上。 操作温度超过操作温度超过400，需考虑材料的蠕变强，需考虑材料的蠕变强度和持久强度。度和持久强度。 压力容器用钢材，压力容器用钢材，d d5不得低于不得低于14%14%。当钢材。当钢材延伸率延伸率d d518%时，时，加工应特别注意。加工应特别注意。 钢管不宜强度级别过高，弯管率很关键，要钢管不宜强度级别过高，弯管率很关键，要求塑

92、性好。求塑性好。2024/7/30126二、材料的耐腐蚀性二、材料的耐腐蚀性某磷肥厂需设计一个某磷肥厂需设计一个40m40m3 3浓硫酸贮罐，浓硫酸贮罐， 可选灰铸铁、高硅铸铁、碳钢、铬镍不锈可选灰铸铁、高硅铸铁、碳钢、铬镍不锈钢和碳钢用瓷砖衬里等。钢和碳钢用瓷砖衬里等。 灰铸铁、高硅铸铁抗拉强度低、质脆，不灰铸铁、高硅铸铁抗拉强度低、质脆，不能铸造大型设备，故不宜采用。能铸造大型设备，故不宜采用。 碳钢的机械强度高、质韧，焊接性能好，碳钢的机械强度高、质韧，焊接性能好，但稀硫酸腐蚀严重，故也不能采用。但稀硫酸腐蚀严重，故也不能采用。 不锈钢价格比较贵，焊接加工要求较高。不锈钢价格比较贵，焊接

93、加工要求较高。碳钢做罐壳内衬非金属较合适碳钢做罐壳内衬非金属较合适2024/7/30127三、材料的经济性三、材料的经济性 碳钢与普低钢的价格低廉，应优先选用。碳钢与普低钢的价格低廉，应优先选用。 考虑国家生产与供应情况，因地制宜选取，考虑国家生产与供应情况，因地制宜选取，品种应尽量少而集中，以便于采购管理。品种应尽量少而集中，以便于采购管理。 2024/7/30128四、其他方面四、其他方面 压力容器的材料选择应根据容器的操作条压力容器的材料选择应根据容器的操作条件、腐蚀情况及制造加工要求，依照国家标准件、腐蚀情况及制造加工要求，依照国家标准GB150-1998GB150-1998的规定，并按的规定，并按GB6654-1996GB6654-1996压力容器压力容器用钢板与用钢板与JB 4726-94 JB 4726-94 压力容器用碳素钢和低合压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的规定选用。金钢锻件的规定选用。 为节省材料，中、高压容器应优先选用普为节省材料，中、高压容器应优先选用普通低合金钢（通低合金钢（16MnR16MnR、15MnVR15MnVR）。）。2024/7/30129