1、单击此处添加副标题内容第第8章章 化工设备常用金属材料化工设备常用金属材料的基本性能的基本性能8.1.1 材料的力学性能材料的力学性能sbomnl图4.11 应力应变曲线sbsb用用=5d的标准试件所得的延伸率的标准试件所得的延伸率图图11.2 11.2 冲击韧性的测定冲击韧性的测定 k k kMJ/m2图图11.3 11.3 温度对碳钢力学性能的影响温度对碳钢力学性能的影响蠕变蠕变应力松弛应力松弛高温高温应力应力时间时间8.1.2 物理性能物理性能8.1.3 化学性能化学性能表表11-1 常用金属材料在不同介质中的耐腐蚀性常用金属材料在不同介质中的耐腐蚀性8.1.4 加工工艺性能加工工艺性能
2、人均：人均：215215元元/年年8.2 金属材料的腐蚀与防护金属材料的腐蚀与防护据统计，腐蚀损失为自然灾害（地震、风灾、水灾、据统计，腐蚀损失为自然灾害（地震、风灾、水灾、火灾等）损失总合的火灾等）损失总合的6 6倍。倍。直接损失：造成资源的大量浪费直接损失：造成资源的大量浪费全球每年有约全球每年有约30%的钢铁产品因腐蚀而报废，其中的钢铁产品因腐蚀而报废，其中 的三分之一（的三分之一（10%）的钢铁几乎变为无用的废铁。）的钢铁几乎变为无用的废铁。我国，每年因腐蚀而损失的钢铁约我国，每年因腐蚀而损失的钢铁约1000万吨，几乎万吨，几乎 相当于首钢全年的钢产量。相当于首钢全年的钢产量。间间接接
3、损损失失 停产，更新设备停产，更新设备 产品和原材料的流失产品和原材料的流失 泄漏造成的环境危害泄漏造成的环境危害 能源浪费：腐蚀产物和污垢致使锅炉、换热器能源浪费：腐蚀产物和污垢致使锅炉、换热器 等设备传热效率下降所带来的能源浪费。等设备传热效率下降所带来的能源浪费。其它：如腐蚀产物给产品质量带来的影响，在其它：如腐蚀产物给产品质量带来的影响，在 生物、制药等工业中尤显突出。生物、制药等工业中尤显突出。化工生产中由腐蚀造成的设备跑、冒、滴、漏以及废化工生产中由腐蚀造成的设备跑、冒、滴、漏以及废水、废渣、废气等造成的环境破坏，除短期效益受损水、废渣、废气等造成的环境破坏，除短期效益受损外，更有
4、对人类生存环境所带来的严重破坏。外，更有对人类生存环境所带来的严重破坏。为防止腐蚀为防止腐蚀 ，化工设备大量采用含，化工设备大量采用含铬、镍的不锈钢铬、镍的不锈钢以及铜、铝、锌、铅、钼、钛以及铜、铝、锌、铅、钼、钛等金属，这些金属大等金属，这些金属大多数在地球上已所剩无几，只够人类开采几十年。多数在地球上已所剩无几，只够人类开采几十年。从长远考虑，加强防腐工作，对减少材料的损失，从长远考虑，加强防腐工作，对减少材料的损失，防止地球上有限的矿产资源过早枯竭具有深远意义。防止地球上有限的矿产资源过早枯竭具有深远意义。8.2.1腐蚀的原理腐蚀的原理Fe+1/2O2=FeO4Fe+3O2=2Fe2O3
5、3Fe+2O2=Fe 3O4 碳钢（碳钢（Fe,C,Fe3C）1)铁碳合金的高温氧化与脱碳铁碳合金的高温氧化与脱碳高温氧化高温氧化脱碳脱碳322Fe3CO2=3FeCO2Fe3CCO=3Fe2CO Fe3CH2O=3FeCOH22）氢腐蚀）氢腐蚀Fe3C+2H23Fe+CH4 电极电位低的金属被腐蚀。电极电位低的金属被腐蚀。CuZn稀稀H2SO4eIZn2+H+H2同一种金属在电解质（可导电）溶液中，由于金属同一种金属在电解质（可导电）溶液中，由于金属化学成分、结构、物理状态不均匀，或介质的浓度、化学成分、结构、物理状态不均匀，或介质的浓度、温度、流速等的不同，都会发生电化学腐蚀。因为温度、流
6、速等的不同，都会发生电化学腐蚀。因为在不均匀处或在有浓度差、温度差、压力差时，各在不均匀处或在有浓度差、温度差、压力差时，各部分具有不同的电极电位，形成微电池。部分具有不同的电极电位，形成微电池。微电池微电池：电化学腐蚀的条件电化学腐蚀的条件a a 同一金属上有不同电位的部分，或不同金属之间同一金属上有不同电位的部分，或不同金属之间 存在着电位差；存在着电位差；b b 阴极和阳极互相连接；阴极和阳极互相连接；c c 阳极和阴极处在互相连通的电解质溶液中。阳极和阴极处在互相连通的电解质溶液中。我国采用三级耐蚀性标准：我国采用三级耐蚀性标准：一般，化工设备不采用不耐蚀材料。一般，化工设备不采用不耐
7、蚀材料。年减薄量年减薄量1.5mm/y的材料不可用。的材料不可用。例如：氯化物例如：氯化物 溶液中溶液中a.碱溶液碱溶液高浓度高浓度NaOH溶液，在沸点附近很容易使碳素钢溶液，在沸点附近很容易使碳素钢产生应力腐蚀。产生应力腐蚀。铬镍钼钢在铬镍钼钢在NaOH溶液中也会发生应力腐蚀。如：溶液中也会发生应力腐蚀。如：某人造水晶釜在使用过程中突然爆炸，原因是内某人造水晶釜在使用过程中突然爆炸，原因是内壁高应力区壁高应力区NaOH浓度大幅增加。浓度大幅增加。d.硝酸盐溶液硝酸盐溶液碳素钢和低合金钢与硝酸根离子接触易造成应力腐碳素钢和低合金钢与硝酸根离子接触易造成应力腐蚀。蚀。c.液氨液氨储罐或罐车，如果
8、在充装或排料时溶入氧和二氧化储罐或罐车，如果在充装或排料时溶入氧和二氧化碳，反应生成的氨基甲酸铵对碳钢有强烈的腐蚀作碳，反应生成的氨基甲酸铵对碳钢有强烈的腐蚀作用，产生应力腐蚀。用，产生应力腐蚀。b.湿硫化氢湿硫化氢多见于以原油、天然气或煤为原料的压力容器中。多见于以原油、天然气或煤为原料的压力容器中。钢的强度和硬度越高，越容易产生硫化氢应力腐蚀。钢的强度和硬度越高，越容易产生硫化氢应力腐蚀。a.合理选择材料合理选择材料 b.减少或消除残余拉应力减少或消除残余拉应力c.改善介质条件改善介质条件 d.涂层保护涂层保护缝隙腐蚀缝隙腐蚀当金属与金属或金属与非金属之间存在很小当金属与金属或金属与非金属
9、之间存在很小的缝隙时，缝内介质不易流动而形成滞留，的缝隙时，缝内介质不易流动而形成滞留，促使缝隙内的金属加速腐蚀，称为缝隙腐蚀。促使缝隙内的金属加速腐蚀，称为缝隙腐蚀。缝隙条件：缝隙足够小，使内外溶液间物质缝隙条件：缝隙足够小，使内外溶液间物质迁移困难，但能允许溶液进入。迁移困难，但能允许溶液进入。例如：例如：a.法兰的连接面；法兰的连接面；采用采用 胀焊并用胀焊并用 可减小可减小间隙，避免缝隙腐蚀，间隙，避免缝隙腐蚀，但相应的制造成本升高。但相应的制造成本升高。b.换热管与管板连接处换热管与管板连接处 （焊接）（焊接）8.2.3.金属设备的防腐措施金属设备的防腐措施1 涂覆保护层涂覆保护层
10、金属内壁涂环氧树脂。金属内壁涂环氧树脂。橡胶衬里。橡胶衬里。搪瓷。搪瓷。碳钢表面镀铬、镀镍，喷镀锌或铝、热镀锌。碳钢表面镀铬、镀镍，喷镀锌或铝、热镀锌。2 电化学保护电化学保护例如合成氨生产中的苯菲尔脱碳系统中，加入例如合成氨生产中的苯菲尔脱碳系统中，加入V2O5可大大降低脱碳液对碳钢设备和管道的腐蚀。可大大降低脱碳液对碳钢设备和管道的腐蚀。常用阴极保护，在被保常用阴极保护，在被保护设备上连接一个电位护设备上连接一个电位更负的强阳极，使被保更负的强阳极，使被保护金属由阳极转为阴极。护金属由阳极转为阴极。(例如在钢设备上连接锌例如在钢设备上连接锌)图11.11 阴极保护示意图3 添加缓蚀剂添加缓
11、蚀剂耐腐蚀性能耐腐蚀性能腐蚀速率腐蚀速率(mm/a)耐腐蚀等级耐腐蚀等级耐腐蚀耐腐蚀0.11耐腐蚀、可用耐腐蚀、可用0.11.02不耐腐蚀、不可用不耐腐蚀、不可用1.038.3 化工设备常用材料化工设备常用材料工业纯铁的强度、硬度很低；工业纯铁的强度、硬度很低；含碳量大于含碳量大于4.3%的铸铁极脆；的铸铁极脆；二者的工程应用价值都很小。二者的工程应用价值都很小。碳钢和铸铁碳钢和铸铁一、一、碳素钢碳素钢碳钢中的杂质元素碳钢中的杂质元素碳钢的分类、牌号和应用碳钢的分类、牌号和应用按用途按用途按化学成分按化学成分按质量分按质量分实际生产中，对碳钢是综合其用途、质量和成分三实际生产中，对碳钢是综合其
12、用途、质量和成分三方面特点进行分类并加以命名的方面特点进行分类并加以命名的(1)普通碳素结构钢普通碳素结构钢Q 235 A FQ表示屈服极限的意思，读表示屈服极限的意思，读“屈屈”屈服极限为屈服极限为235MPa质量等级符号质量等级符号脱氧方法，脱氧方法，F表示沸腾表示沸腾表11-2 普通碳素结构钢的牌号和化学成分表11-3 普通碳素结构钢的力学性能(1)普通碳素结构钢普通碳素结构钢(2)优质碳素结构钢优质碳素结构钢钢的序号用两位数字表示，数字的意义为含碳量的万钢的序号用两位数字表示，数字的意义为含碳量的万分数，如分数，如45号钢表示含碳量为号钢表示含碳量为0.45%。含硫、磷杂质较少含硫、磷
13、杂质较少(s0.04，P0.04)，冶炼工，冶炼工艺较严格；艺较严格；类型类型含碳量含碳量牌号牌号性能性能用途用途低碳低碳钢钢小于小于0.25%08，10，1520，25强度低，塑性、强度低，塑性、焊接性能焊接性能好好换热器列管、设备接换热器列管、设备接管、法兰等焊接件管、法兰等焊接件和冲压件。和冲压件。中碳中碳钢钢0.3%-0.5%30，35，4045，50良好的综合机良好的综合机械性能，械性能，但焊接性但焊接性能较差能较差换热设备管板，强度换热设备管板，强度较高的螺栓、螺母较高的螺栓、螺母等。等。45钢常用于化钢常用于化工设备中的传动轴工设备中的传动轴高碳高碳钢钢大于大于0.55%55，6
14、0，65强度、硬度高强度、硬度高弹簧和钢丝绳等弹簧和钢丝绳等(3)碳素工具钢碳素工具钢含碳量在含碳量在0.7%1.3%的优质碳素钢称为碳素工具钢。的优质碳素钢称为碳素工具钢。其牌号用其牌号用“T”及后面的一位或两位数字表示，数字为及后面的一位或两位数字表示，数字为含碳量的千分数。含碳量的千分数。T 8 A 碳钢的品种和规格碳钢的品种和规格(1)钢板钢板钢板规格：最大宽度钢板规格：最大宽度3m3m，长度与厚度和宽度有关，长度与厚度和宽度有关，越厚越宽，长度则越短。一般长度在越厚越宽，长度则越短。一般长度在5 512m12m。厚度分不同的档：厚度分不同的档：薄板：厚薄板：厚0.354mm，间隔，间
15、隔0.050.3mm。厚板：厚板：4.56mm，间隔，间隔0.5mm；630mm，间隔，间隔1mm；3060mm，间隔，间隔2mm；60100mm，间隔，间隔5mm。材料材料：Q235A、08、10、15、20等等 压力容器专用钢板：钢牌号后面加压力容器专用钢板：钢牌号后面加R(读容读容)，如，如20R等等锅炉专用钢板：钢牌号后加锅炉专用钢板：钢牌号后加g（读锅），如（读锅），如20g等等强度低，塑性和可焊性较好，价格低；强度低，塑性和可焊性较好，价格低；常用于常压或中、低压容器；常用于常压或中、低压容器；也做垫板、支座等零部件材料。也做垫板、支座等零部件材料。20R的特点和的特点和应用场合：
16、应用场合：Q235-B钢板钢板1.6MPap 0350用于壳体时，用于壳体时，20mm不得用于不得用于高度高度或或极度危害极度危害介质的压力容器介质的压力容器注：注：Q235-A、Q235-AF不得用于制造压力容器！不得用于制造压力容器！压力容器专用钢材的磷含量压力容器专用钢材的磷含量(熔炼分析，下同熔炼分析，下同)不应大于不应大于0.030%，硫含量不应大于硫含量不应大于0.020%。(2)钢管钢管常用材料有：常用材料有：10、15、20、20G无缝钢管无缝钢管有缝钢管有缝钢管冷轧冷轧(拔拔)热轧热轧尺寸精度高尺寸精度高又称水煤气管又称水煤气管适用于输送水、煤气、空气等一适用于输送水、煤气、
17、空气等一般较低压力的流体般较低压力的流体(3)型钢型钢各种各种轴轴各种桨叶各种桨叶各种设备的支架、塔盘支承及各种各种设备的支架、塔盘支承及各种加强结构。加强结构。圆钢圆钢方钢方钢扁钢扁钢角钢角钢工字钢工字钢槽钢槽钢(4)铸钢和锻钢铸钢和锻钢锻钢锻钢牌号：牌号：08、10、15、50等等石油化工容器用锻件一般采用石油化工容器用锻件一般采用20、25钢等材料，钢等材料，用以制作管板、法兰、顶盖等。用以制作管板、法兰、顶盖等。铸钢铸钢：ZG 牌号：牌号：ZG230-450、ZG270-500等等 用途：制造各种承受重载荷的复杂零件，如泵壳、用途：制造各种承受重载荷的复杂零件，如泵壳、阀门、泵叶轮等。
18、阀门、泵叶轮等。sb8.3.5 钢的热处理钢的热处理将钢在固态下加热到预定的温度，保温一定时间，然将钢在固态下加热到预定的温度，保温一定时间，然后以预定的方式冷却到室温。后以预定的方式冷却到室温。根据热处理加热根据热处理加热和冷却条件的不和冷却条件的不同，可分为同，可分为普通热处理普通热处理表面热处理表面热处理退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火化学热处理化学热处理退火和正火退火和正火(1)退火退火将钢件放在炉中加热到某一温度，保温一定时间，将钢件放在炉中加热到某一温度，保温一定时间，然后然后。调整钢的内部组织，细化晶粒，促进组织均匀化；调整钢的内部组织，细化晶粒，促进组织均匀化；
19、降低硬度，提高塑性，便于冷加工；降低硬度，提高塑性，便于冷加工；消除钢中的内应力，防止工件变形。消除钢中的内应力，防止工件变形。(2)正火正火将钢件加热到某一温度，保温一段时间，然后从将钢件加热到某一温度，保温一段时间，然后从炉中取出置于炉中取出置于。与退火作用相似，由于正火冷却速度要比退火快一与退火作用相似，由于正火冷却速度要比退火快一些，因而晶粒变细，钢的强度提高些，因而晶粒变细，钢的强度提高(3)退火与正火的选择退火与正火的选择略略淬火和回火淬火和回火(1)淬火淬火将钢加热到一定温度，并保温一段时间，然后迅速将钢加热到一定温度，并保温一段时间，然后迅速放入放入。提高钢的硬度和耐磨性。提高
20、钢的硬度和耐磨性。淬火液：油、水、盐水等，其冷却能力依次递增。淬火液：油、水、盐水等，其冷却能力依次递增。淬火后得到淬火后得到马氏体组织马氏体组织(碳在铁素体中形成的过饱碳在铁素体中形成的过饱和固溶体和固溶体)。硬度高，很脆，塑性差，难以承受冲。硬度高，很脆，塑性差，难以承受冲击载荷。故淬火后必须配合不同温度的回火，以适击载荷。故淬火后必须配合不同温度的回火，以适应各类零件不同机械性能的需要。应各类零件不同机械性能的需要。(2)回火回火将淬火后的钢加热到某一较低温度，保温后在空气中冷却。将淬火后的钢加热到某一较低温度，保温后在空气中冷却。按照加热温度不同，回火分为低温回火、中温回火和高温回火。
21、按照加热温度不同，回火分为低温回火、中温回火和高温回火。(3)表面淬火表面淬火对零件进行快速加热，使表面温度迅速达到淬火温对零件进行快速加热，使表面温度迅速达到淬火温度，而心部来不及被加热的情况下立即冷却，使表度，而心部来不及被加热的情况下立即冷却，使表面得到高硬度的马氏体，而心部仍保持原来组织。面得到高硬度的马氏体，而心部仍保持原来组织。(4)化学热处理化学热处理将工件放入一定介质（金属或非金属元素）中，经将工件放入一定介质（金属或非金属元素）中，经加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些元素渗加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些元素渗入零件表面，改变表层的化学成分和组织结构，从入零件表面，
22、改变表层的化学成分和组织结构，从而使工件表面获得所需要的某些性能。而使工件表面获得所需要的某些性能。能渗入钢中的元素有：能渗入钢中的元素有：碳、氮、硼、铬、硫、硅、碳、氮、硼、铬、硫、硅、铝铝等。等。二、普通低合金钢二、普通低合金钢目前在合金钢中常用的合金元素有铬（目前在合金钢中常用的合金元素有铬（Cr）、锰）、锰（Mn）、镍（）、镍（Ni）、硅（）、硅（Si）、硼（）、硼（B）、钨）、钨（W）、铝（）、铝（Al）、钼（）、钼（Mo）、钒（）、钒（V）、钛（）、钛（Ti）和稀土元素（和稀土元素（Re）等。）等。合金元素对钢材性能的影响合金元素对钢材性能的影响为弥补碳钢在强度、耐腐蚀性、使用温度
23、限制的不为弥补碳钢在强度、耐腐蚀性、使用温度限制的不足，在碳钢的基础上添加少量合金元素冶炼而成合足，在碳钢的基础上添加少量合金元素冶炼而成合金钢。金钢。合金钢的分类和牌号合金钢的分类和牌号按合金元素总含量按合金元素总含量合金钢分类合金钢分类低合金钢：合金元素总含量低合金钢：合金元素总含量5%中合金钢：合金元素总含量中合金钢：合金元素总含量5%10%高合金钢：合金元素总含量高合金钢：合金元素总含量10%按按用用途途分分合金钢牌号合金钢牌号(1)合金结构钢的牌号合金结构钢的牌号若是高级优质钢，在牌号末尾加注字母若是高级优质钢，在牌号末尾加注字母“A”；若为特级优质钢，则加注字母若为特级优质钢，则加
24、注字母“E”。以平均以平均加上合金元素符号及加上合金元素符号及表示。当合金元素含量小表示。当合金元素含量小于于1.5时该元素后不注数字。时该元素后不注数字。一般，合金元素含量高的在前，含量低的在后。一般，合金元素含量高的在前，含量低的在后。例如：例如：40Cr钢钢 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.4%，主要合金元素铬含，主要合金元素铬含 量小于量小于1.5%的铬钢；的铬钢；12CrNi3A 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.12%，铬含量小于，铬含量小于1.5%，镍平均含量为镍平均含量为3%的高级优质合金结构钢。的高级优质合金结构钢。16MnR 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.16%
25、，Mn含量含量1.5%。R代表容器用钢材。代表容器用钢材。(3)特殊性能钢的牌号特殊性能钢的牌号例如，例如，4Cr13不锈钢不锈钢 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.4%，平均含铬量为，平均含铬量为13%的的 不锈钢。不锈钢。(2)合金工具钢的牌号合金工具钢的牌号略略以含碳量的千分之几、合金元素百分之几表示。以含碳量的千分之几、合金元素百分之几表示。例如，例如，Mn13 表示含锰量约为表示含锰量约为13%的高锰钢，其含碳量为的高锰钢，其含碳量为 1%1.3%，但在牌号上不予表示。，但在牌号上不予表示。普通低合金结构钢普通低合金结构钢与碳钢相比，强度高，又称与碳钢相比，强度高，又称结构钢。结构
26、钢。采用低合金钢，可减小容器厚度，减轻重量，节约钢采用低合金钢，可减小容器厚度，减轻重量，节约钢材，解决大型压力容器在材，解决大型压力容器在制造制造、检验检验、运输运输、安装安装中中因厚度太大带来的各种困难。因厚度太大带来的各种困难。例如，大型化工容器采用例如，大型化工容器采用16MnR制造，重量比用碳制造，重量比用碳钢减轻钢减轻1/3含碳量通常小于含碳量通常小于0.25%，合金总含量小于，合金总含量小于5%。同时，具有较好的冷、热加工性能，良好的焊接性能，同时，具有较好的冷、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、海水等腐蚀能较低的冷脆倾向，以及较好的抗大气、海水等腐蚀
27、能力。力。如钢板：如钢板：16MnR、15CrMoR、15MnVR、18MnMoNbR等。等。由于由于的综合性能的综合性能，常用于制造，常用于制造压力容器。压力容器。16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR 钢管：钢管：16Mn、09MnD；锻件：锻件：16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD等。等。Q345R 将将16Mng和和16MnR、19Mng合并合并 三、不锈钢三、不锈钢不锈钢的合金特点不锈钢的合金特点含碳量较低含碳量较低 铬镍钢铬镍钢主加合金元素为铬主加合金元素为铬加人钼元素加人钼元素 同时加入镍元素同时加入镍元素 铬钢铬钢铬镍钼钢。铬镍钼钢。强度、韧性、耐蚀性和
28、强度、韧性、耐蚀性和焊接性能焊接性能 钢在非氧化性酸钢在非氧化性酸中的耐蚀能力中的耐蚀能力 加入钛、铌元素加入钛、铌元素使其能优先同碳形成稳定的碳化物，使铬保留使其能优先同碳形成稳定的碳化物，使铬保留在基体中，避免晶界贫铬从而减轻钢的晶间腐在基体中，避免晶界贫铬从而减轻钢的晶间腐蚀倾向。蚀倾向。常用不锈钢常用不锈钢(1)马氏体不锈钢马氏体不锈钢又称又称Cr13型不锈钢，因其淬火组织为型不锈钢，因其淬火组织为而得名。主要而得名。主要合金元素铬的含量为合金元素铬的含量为12%14%，含碳量一般为，含碳量一般为0.1%0.4%。大量的铬元素使钢具有良好的耐腐蚀性。而碳元素。大量的铬元素使钢具有良好的
29、耐腐蚀性。而碳元素则保证钢具有一定的强度和硬度。则保证钢具有一定的强度和硬度。主要生产的钢号有主要生产的钢号有1Crl3，2Crl3和和3Crl3 餐具餐具(2)铁素体不锈钢铁素体不锈钢典型的铁素体不锈钢是典型的铁素体不锈钢是Cr17钢，含碳量小于钢，含碳量小于0.12%，含铬量含铬量16%18%；加热时没有奥氏体相变过程，组织为单相铁素体，加热时没有奥氏体相变过程，组织为单相铁素体，故称为铁素体不锈钢。故称为铁素体不锈钢。铁素体不锈钢的耐腐蚀性好，与奥氏体不锈钢大致铁素体不锈钢的耐腐蚀性好，与奥氏体不锈钢大致相同，但成本较低，塑性好，但强度低，不能热处相同，但成本较低，塑性好，但强度低，不能
30、热处理强化。理强化。表表11114 4 常用铬不锈钢的主要成分、热处理、组织、力学性能及用途常用铬不锈钢的主要成分、热处理、组织、力学性能及用途(3)奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢含碳量较低，钢中的主要合金元素奥氏体不锈钢含碳量较低，钢中的主要合金元素为铬和镍，其中含铬量为为铬和镍，其中含铬量为18%左右，镍含量大于左右，镍含量大于8%，因此常被称为，因此常被称为188型不锈钢。型不锈钢。由于含有大量的铬、镍元素，使钢在热处理后获由于含有大量的铬、镍元素，使钢在热处理后获得单一的奥氏体组织，从而使钢具有良好的塑性、得单一的奥氏体组织，从而使钢具有良好的塑性、韧性、耐蚀性、焊接性和低温韧性
31、。韧性、耐蚀性、焊接性和低温韧性。奥氏体不锈钢具有较强的耐腐蚀性，奥氏体不锈钢具有较强的耐腐蚀性，可以用于可以用于65%以下、温度低于以下、温度低于70或浓度或浓度60%以下、以下、温度低于温度低于100的硝酸，的硝酸，以及苛性碱以及苛性碱(熔融碱除外熔融碱除外)、硫酸盐、硝酸盐、硫化、硫酸盐、硝酸盐、硫化氢、醋酸等。氢、醋酸等。但对还原性介质如盐酸、稀硫酸不耐蚀。但对还原性介质如盐酸、稀硫酸不耐蚀。在含氯离子的溶液中，有发生晶间腐蚀的倾向，严在含氯离子的溶液中，有发生晶间腐蚀的倾向，严重时往往引起钢板穿孔腐蚀。重时往往引起钢板穿孔腐蚀。以形成稳定的以形成稳定的TiC、NbC等，等，将碳固定在
32、这些化合物中，可大大减少产生晶间腐将碳固定在这些化合物中，可大大减少产生晶间腐蚀的倾向。如蚀的倾向。如0Cr18Ni10Ti具有较高的抗晶间腐蚀具有较高的抗晶间腐蚀能力。能力。(2)当钢中的含碳量降低后，铬的析出也将减少，如当钢中的含碳量降低后，铬的析出也将减少，如0Cr18Ni9钢钢低碳不锈钢低碳不锈钢 当含碳量当含碳量0.02%时，即使在缓冷条件下，也不会时，即使在缓冷条件下，也不会析出碳化铬，这就是所谓的超低碳不锈钢。析出碳化铬，这就是所谓的超低碳不锈钢。防止晶间腐蚀的方法：防止晶间腐蚀的方法：含碳量大于含碳量大于0.08的为高碳级不锈钢，钢号前加的为高碳级不锈钢，钢号前加”1”，如如1
33、Crl8Ni9Ti；(0.08 C 0.12)含碳量含碳量0.08，钢号前为，钢号前为“0”，如，如0Crl8Ni9；含碳量含碳量0.03，钢号前加，钢号前加“00”，如：，如：00Crl8Nill；1Cr18Ni9Ti是落后的不锈钢生产工艺的产品代表，随是落后的不锈钢生产工艺的产品代表，随着世界各国不锈钢生产工艺的改进，已成为着世界各国不锈钢生产工艺的改进，已成为淘汰产品淘汰产品。在使用中在使用中,1Cr18Ni9Ti如果不经过稳定化处理工艺，如果不经过稳定化处理工艺，虽然化学成分合格，也容易发生晶间腐蚀。虽然化学成分合格，也容易发生晶间腐蚀。为了提高对氯离子的耐蚀能力，可在铬镍不锈钢中加为
34、了提高对氯离子的耐蚀能力，可在铬镍不锈钢中加入合金元素入合金元素Mo，如，如 0Cr18Ni12Mo2Ti 防止晶间腐蚀的方法：防止晶间腐蚀的方法：四、四、铸铁铸铁灰铸铁灰铸铁灰铸铁中碳大部或全部以灰铸铁中碳大部或全部以的的形形式存在，断口呈暗灰色，故称灰铸铁。式存在，断口呈暗灰色，故称灰铸铁。灰口铸铁灰口铸铁 X100灰铸铁产量约占铸铁总产量的灰铸铁产量约占铸铁总产量的80%以上。以上。它的抗拉强度低，承压能力强。常用来制造机座、它的抗拉强度低，承压能力强。常用来制造机座、泵体。泵体。常用牌号：常用牌号：HT100HT100、HT200HT200、HT350HT350等等灰铸铁灰铸铁MPa1
35、00b采用不同的退火工艺，可以获得铁素体和珠光体采用不同的退火工艺，可以获得铁素体和珠光体两种不同基体的可锻铸铁两种不同基体的可锻铸铁 可锻铸铁可锻铸铁可锻铸铁是可锻铸铁是 在固态下经长时间石墨化退在固态下经长时间石墨化退火而得到的具有火而得到的具有的一种铸铁。的一种铸铁。塑性和韧性强于灰铸铁。铸造性能好。强度为碳塑性和韧性强于灰铸铁。铸造性能好。强度为碳钢的钢的00%，接近于铸钢。，接近于铸钢。珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁 黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁 KTH350-10 KTZ b生铁中的一种。含碳量约生铁中的一种。含碳量约2.5，硅在，硅在1以下。因断截面呈现白色而得名。以下。因断截面呈现白
36、色而得名。可锻铸铁用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小可锻铸铁用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。门等。可锻铸铁管件可锻铸铁管件可锻铸铁又称马铁或玛钢，实际并不可以锻造，可锻铸铁又称马铁或玛钢，实际并不可以锻造，这些名称只表示它具有一定的塑性这些名称只表示它具有一定的塑性 球墨铸铁球墨铸铁在浇铸前往铁水中加人少量球化剂（如在浇铸前往铁水中加人少量球化剂（如Mg、Ca和稀土元素等），形成的球状石墨分布在钢基体和稀土元素等），形成的球状石墨分布在钢基体中的铸铁材料，称为球墨铸铁。中的铸铁材料，称为
37、球墨铸铁。强度是碳钢的强度是碳钢的7090%。其突出特点是屈强比其突出特点是屈强比(s/b)高高,约为约为0.70.8,而钢而钢一般只有一般只有0.30.5。常用牌号：常用牌号：QT450-10、QT500-7、QT600-3b用于承受震动、用于承受震动、载荷大的零件，载荷大的零件，如如曲轴曲轴、传动传动齿轮齿轮等。等。球墨铸铁球墨铸铁形变铝及铝合金形变铝及铝合金按主要性能特点，分为工业纯铝、防锈铝、硬铝、超按主要性能特点，分为工业纯铝、防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝等几类。硬铝和锻铝等几类。用于过程设备的主要是工业纯铝、防锈铝。用于过程设备的主要是工业纯铝、防锈铝。含铝量不小于含铝量不小于99.
38、0%。工业高纯铝，可用来制造对耐。工业高纯铝，可用来制造对耐腐蚀要求较高的浓硝酸设备，如高压釜、槽车、贮腐蚀要求较高的浓硝酸设备，如高压釜、槽车、贮槽、阀门、泵等。槽、阀门、泵等。根据铝合金的成分和工艺特点根据铝合金的成分和工艺特点形变铝合金形变铝合金铸造铝合金铸造铝合金主要有铝锰系、铝镁系合金。主要有铝锰系、铝镁系合金。防锈铝合金耐腐蚀性强，塑性及焊接性能较好。防锈铝合金耐腐蚀性强，塑性及焊接性能较好。铸造铝合金铸造铝合金有有:AlSi、AlCu、AlMg、AlZn 等四种系列。等四种系列。其中以其中以AlSi系铸造铝合金系铸造铝合金应用最广，常称为硅铝明，应用最广，常称为硅铝明，可用于制造
39、泵的壳体、仪表可用于制造泵的壳体、仪表壳体与支架、发动机的气缸壳体与支架、发动机的气缸头等头等铜具有良好的导电、导热性和塑性，可铸造。铜具有良好的导电、导热性和塑性，可铸造。纯铜纯铜铜合金铜合金铜与锌的铜与锌的合金合金(2)白铜白铜(3)青铜青铜 4、钛及钛合金、钛及钛合金非金属材料非金属材料用途用途它既可以它既可以单独用作结构材料单独用作结构材料，也可用作金属材料，也可用作金属材料保护衬保护衬里里或或涂层涂层,还可以用作设备的还可以用作设备的密封材料密封材料、保温材料保温材料和和耐火耐火材料材料。压力容器用非金属材料要求压力容器用非金属材料要求除要求有良好的耐腐蚀性外，除要求有良好的耐腐蚀性
40、外，还应有足够的强度，还应有足够的强度，好的热稳定性，好的热稳定性，良好的加工制造性能。良好的加工制造性能。缺点缺点大多数材料耐热性不高，对温度波动比较敏感，与金大多数材料耐热性不高，对温度波动比较敏感，与金属相比强度较低属相比强度较低(除玻璃钢外除玻璃钢外)。压力容器常用非金属材料压力容器常用非金属材料涂料涂料工程塑料工程塑料不透性石墨不透性石墨搪瓷搪瓷陶瓷陶瓷1、涂料、涂料涂料是一种有机高分子胶体的混合物，涂料是一种有机高分子胶体的混合物，将其均匀地涂在容器表面上能形成完整而坚韧的薄将其均匀地涂在容器表面上能形成完整而坚韧的薄膜，起耐腐蚀和保护作用。膜，起耐腐蚀和保护作用。热塑性塑料热塑性
41、塑料热固性塑料热固性塑料在一定温度下可以变软，而不发生化学变化，冷却在一定温度下可以变软，而不发生化学变化，冷却后又变硬，再加热又软化；后又变硬，再加热又软化；Eg.如聚氯乙烯、聚四氟乙烯、如聚氯乙烯、聚四氟乙烯、ABS等；等；可用作制造低压容器的壳体、管道可用作制造低压容器的壳体、管道,也可用作密封元也可用作密封元件、衬里等的材料。件、衬里等的材料。2、工程塑料、工程塑料3、不透性石墨、不透性石墨具有良好的化学稳定性、导电性和导热性，可用于制造具有良好的化学稳定性、导电性和导热性，可用于制造热交换器。热交换器。4、陶瓷、陶瓷具有良好的耐腐蚀性能，且有一定的强度，被用来制造塔、具有良好的耐腐蚀
42、性能，且有一定的强度，被用来制造塔、储槽、反应器和管件。储槽、反应器和管件。5、搪瓷、搪瓷搪瓷设备是由含硅量高的瓷釉通过搪瓷设备是由含硅量高的瓷釉通过9000C左右的高左右的高温锻烧，使瓷釉密着于金属胎表面而制成的。温锻烧，使瓷釉密着于金属胎表面而制成的。它具有优良的耐蚀性，较好的耐磨性，广泛用作耐它具有优良的耐蚀性，较好的耐磨性，广泛用作耐腐蚀、不挂料的反应罐、储罐、塔和反应器等。腐蚀、不挂料的反应罐、储罐、塔和反应器等。具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，是一种很有具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，是一种很有 发展前途的压力容器材料，已被用于制造天然气钢瓶、发展前途的压力容器材料，已被用于制造天然气钢瓶、液化石油气储罐等产品。液化石油气储罐等产品。复合材料复合材料共同学习相互提高谢谢观看谢谢观看
