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1、13.1.1 3.1.1 力学性能力学性能力学性能是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力。强度强度：有常温 S、b，高温、低温强度，疲劳强度等；塑性塑性：有、等。压力容器用材料的 514%；硬度硬度：有HB、HRC等；冲击韧性冲击韧性：K，压力容器用材料 K=4060J/cm2。第1页/共71页23.1.2 3.1.2 物理性能物理性能密度熔点线膨胀系数导热性、导电性弹性模数与泊桑比 第2页/共71页3 3.1.3 3.1.3 化学性能化学性能指材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用而引起的腐蚀。耐腐蚀性耐腐蚀性：金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能力。（化学腐蚀、电
2、化学腐蚀）抗氧化性抗氧化性：在高温下，钢铁不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还会与水蒸气，CO2、SO2等气体产生高温氧化与脱碳作用，使钢的力学性能下降，因此，高温设备必须选用耐热材料。第3页/共71页43.1.4 加工工艺性能加工工艺性能可铸性可铸性：指液体金属的流动性和凝固过程中的收缩和偏析倾向。灰铸铁和青铜铸造性好；可锻性可锻性：指金属承受压力加工（锻造）而变形的能力。低碳钢的可锻性好，铸铁不能锻压加工；可焊性可焊性：指能用焊接方法使两块金属牢固地连接，且不发生裂纹，具有与母材相当的强度。低碳钢的可焊性很好；切削加工性切削加工性：指金属是否易于切削。灰铸铁的切削性很好，低碳钢也有较好的切削加工
3、性。第4页/共71页5金属黑色金属铸铁钢碳钢合金钢有色金属非金属材料有机非金属无机非金属制药设备常用材料制药设备常用材料Cu、Al、Ti 及其合金3.2 黑色金属材料黑色金属材料 第5页/共71页6碳钢：含碳2.11%铸铁：含碳2.11%铁与碳组成的合金铁碳合金含碳0.02时称工业纯铁，其冶炼困难，价格昂贵，塑性很好，但强度很低，一般不用。工业常用铁碳合金。钢铁钢铁铁碳合金铁碳合金第6页/共71页7常存杂质元素对钢材性能的影响常存杂质元素对钢材性能的影响 杂质：硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等。硫：硫：有害元素。有“热脆热脆”。应限制其含量。磷：有害元素。有“冷脆冷脆”。应限制其含量。锰：锰：有益
4、元素，能减少“热脆热脆”，有脱氧能力。硅：硅：既有有害的一面，又有有益的一面。氧、氮、氢：有害元素。第7页/共71页83.2.1 碳钢碳钢1.1.碳钢的耐腐蚀性能碳钢的耐腐蚀性能在大气和水中易生锈，耐腐蚀性不好，但在碱性溶液、液态金属、有机液体等中耐腐蚀性良好；在强氧化性酸如浓硫酸中，产生钝化膜，耐蚀性大大提高；在碱性溶液中，生成保护膜，腐蚀性很小；在酸和碱中，腐蚀均匀；第8页/共71页9 低碳钢按含碳量 高碳钢 镇静钢：Z 按脱氧方式 半镇静钢：b 普通碳素钢按品质 高级优质碳素钢中碳钢沸腾钢：F优质碳素钢随着含碳量的增加，随着含碳量的增加，钢的强度硬度增加，钢的强度硬度增加，而塑性韧性降低
5、。而塑性韧性降低。镇静钢，脱氧完全，镇静钢，脱氧完全，钢锭组织致密，质量钢锭组织致密，质量好。好。优质钢，优质钢，S S、P P杂质含杂质含量低，质量好。量低，质量好。2.碳钢的分类与编号碳钢的分类与编号第9页/共71页10普通碳素钢有 Q195、Q215、Q235、Q255及 Q275五个品种十种钢号。Q 235A F质量等级为A，共分A、B、C、D四级屈服极限s=235MPa脱氧方式：有Z、TZ、F、b四种，其中Z和TZ可省略。屈普通碳素结构钢普通碳素结构钢 含硫、磷杂质较多，钢的牌号由四部分组成。第10页/共71页11 碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988)(GB/T70
6、0-1988)牌号等级化学成分脱氧方法w(C)%w(Mn)%w(Si)%w(S)%w(P)%不大于Q1950.06-0.120.25-0.500.300.0500.045F,b,ZQ215A/B0.09-0.150.25-0.550.300.050/0.0450.045F,b,ZQ235A0.14-0.220.30-0.650.300.0500.045F,b,ZB0.12-0.200.30-0.700.300.0450.045F,b,ZC 0.180.35-0.800.300.0400.040ZD 0.170.35-0.800.300.0350.035TZQ255A/B0.18-0.280.4
7、0-0.700.300.050/0.0450.045ZQ2750.28-0.380.50-0.800.350.0500.045Z第11页/共71页12GB/T700-1988 GB/T700-1988 标准 GB700-79 GB700-79 标准化学成分和力学性能均须保证 A A 类钢 保证力学性能，B B 类钢 保证化学成分，C C 类钢 保证化学成分及力学性能。Q195 A1；B1Q215 A2；C2Q235 A3；C3Q255 A4；C4Q275 C5碳素结构钢 新、老标准钢号对照 其中Q235-A，Q235-B有良好的塑性、韧性及加工工艺性，为化工容器常用材料。其板材用作低压容器的壳
8、体和零部件，棒材和型钢用作螺栓、螺母等。第12页/共71页13硫、磷含量较普通碳素钢低。牌号：牌号：用两位数字表示，表示平均含碳量的万分用两位数字表示，表示平均含碳量的万分数数。如 45 钢，含碳量为 0.45%左右。有08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、80等。优质碳素钢优质碳素钢普通含锰量较高含锰量如45Mn，较高含锰量优质碳素钢。优质钢第13页/共71页14低碳钢低碳钢（含碳0.25%），如08、10、15、20、25；强度低，塑性好，冷冲压和焊接性能好，在石油化工设备中广泛应用。常用20钢，可做壳体、接管。中碳钢中碳钢（含碳量0.3%0.60%），如30、35、
9、40、45、50与55；综合机械性能良好；常用45钢，可做齿轮、传动轴、搅拌轴、连杆等。高碳钢高碳钢（含碳0.6%），如60、65、70、80。60、65钢主要用来制造弹簧，70、80钢用来制造钢丝绳等。按含碳量可分为：第14页/共71页15优质碳素钢的化学成分和性能优质碳素钢的化学成分和性能钢号化学成分，%s ，MPaCMnSiSP08F10203540455060650.05-0.110.07-0.130.17-0.230.32-0.390.37-0.440.42-0.500.47-0.550.57-0.650.62-0.700.25-0.500.35-0.650.35-0.650.50-
10、0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.80 0.030.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035175205245315335355375400420摘自GB/T699-1999第15页/共71页16硫、磷含量更低。表示方法：在优质钢号后面加一个A字，如20A。专
11、用钢材专用钢材压力容器用钢：在钢号后冠以“R ”，如 20R；锅炉用钢：在钢号后冠以“g”，如20g；桥梁用钢：在钢号后冠以“Q”焊接气瓶专用钢板：HP245HP365；高级优质钢高级优质钢第16页/共71页17 品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢钢板钢板（压力容器用热扎厚钢板）一般碳素钢板材有 Q235-A、Q235-B、Q235-AF、10、15、20等。碳钢的品种及规格碳钢的品种及规格第17页/共71页18 无缝钢管：冷轧、热轧 有缝钢管普通无缝钢管常用材料有10、15、20等。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、水煤气管，分镀锌(白铁管)和不
12、镀锌(黑铁管)两种。钢管钢管第18页/共71页19有圆钢、方钢、扁钢、角钢（等边与不等边）、工字钢和槽钢。圆钢与方钢主要用来制造各类轴件；扁钢常用作各种桨叶；角钢、工字钢及槽钢可做各种设备的支架、横梁、塔盘支承及各种加强结构。型钢型钢第19页/共71页20铸钢用 ZG表示，如 ZG25、ZG35等，用于制造各种承受重载荷的复杂零件，如泵壳、阀门、泵叶轮等。锻钢有08、10、15、50等牌号。石油化工容器用20、25等制作管板、法兰、顶盖等。铸钢和锻钢铸钢和锻钢第20页/共71页21在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素，以改善某些性能得到的钢 合金钢。合金钢的分类3.2.2 合金钢合金钢低合金钢
13、：合金总含量10%第21页/共71页22常用的合金元素有：铬(Cr)，锰(Mn)，镍(Ni)，硅(Si)，硼(B)，钨(W)，钼(Mo)，钒(V)，钛(Ti)，铝(Al)等。合金元素可以提高钢材的强度，改善其热处理性能，提高其高温强度，增强钢材的耐腐蚀性以及提高材料的塑性和韧性、耐低温性能，降低冷脆性等。合金元素对钢材性能的影响合金元素对钢材性能的影响第22页/共71页23在优质碳素钢的基础上加入一种或几种合金元素而成。在低合金结构钢中常加入：Mn、Si、Cr、Mo、V、Cu、P等，Mn、Si、Cr、Nb、V提高强度，Cu、P提高耐蚀性。典型牌号典型牌号：16Mn、16MnR、15MnV、09
14、Mn2V、18MnMoNbR等。3.2.2.1.低合金钢（低合金高强钢）低合金钢（低合金高强钢）第23页/共71页24 新牌号新牌号 如Q345B、Q345C Q：屈服强度 345345：指屈服极限 S S=345=345MPa C：质量等级，A、B、C、D、E 旧钢号旧钢号（仍常用）如16Mn、16MnR 1616：平均含碳量的万分数，含碳0.16%0.16%左右。Mn：合金锰1%1%左右。普通低合金结构钢牌号普通低合金结构钢牌号第24页/共71页25少量合金可提高钢的强度少量合金可提高钢的强度16Mn与Q235-A、20两种钢材相比，含碳量接近，但强度要高1/3，大型化工容器用16MnR制
15、，质量比碳钢轻 l/3（南京长江大桥）；而用15MnVR制造球形贮罐可节省钢材约45%。少量合金可提高钢的耐低温能力少量合金可提高钢的耐低温能力如09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)少量合金可提高钢的耐腐蚀能力少量合金可提高钢的耐腐蚀能力16MnCu钢耐海洋大气及海水腐蚀，12MnAlV钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。低合金高强度钢性能低合金高强度钢性能第25页/共71页26Q345钢(如16Mn、16MnR)综合性能好，用于桥梁、压力容器等。Q390钢(如15MnV、15MnVR)含V、Ti、Nb，强度高，用于压力容器。Q460钢(如18MnMoNbR)含Mo、B，强度高，用于石化中
16、温高压容器后两者焊接性差，已不推荐使用。典型低合金高强钢应用典型低合金高强钢应用第26页/共71页27钢号旧钢号主 要 化 学 成 分，%机械性能CMnSi，s，MPa b，MPa 5，%Q29509MnNb12Mn 0.160.801.500.5529557023Q34516Mn16MnR0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi 0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRE15MnVN 0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb 0.201.001.700.5
17、546072017 常用低合金结构钢的牌号、成分、性能常用低合金结构钢的牌号、成分、性能(摘自GB/T1591-1994)第27页/共71页28一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢为不锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质的钢为耐酸钢。习惯上这两种钢统称为不锈钢。不锈钢按钢的金相组织可分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体铁素体双相不锈钢和马氏体不锈钢等。3.2.2.2.不锈钢与不锈耐酸钢不锈钢与不锈耐酸钢第28页/共71页29 铬铬 Cr是主要的耐蚀元素。耐蚀机理：当Cr 12.5%时，生成致密氧化膜，且Cr含量越高耐蚀性越好。镍镍 Ni能提高不锈钢的耐蚀范围，耐电化学腐蚀。钼钼 Mo能提高
18、不锈钢对氯离子的抗蚀能力；提高钢的耐热强度。锰锰 Mn可提高强度、硬度。目前正发展用锰来代替镍。不锈钢中的合金元素不锈钢中的合金元素第29页/共71页30防止焊接用不锈钢产生晶间腐蚀。晶间腐蚀：在400400800800的温度范围内，碳从奥氏体中以碳化铬（CrCr2323C C6 6）形式沿晶界析出，使晶界附近含铬量降低到耐腐蚀所需的最低含量（12.5%12.5%）以下，腐蚀就在此贫铬区产生。这种沿晶界的腐蚀称为晶间腐蚀。Ti比Cr更容易与C化合。钛钛 Ti和铌Nb第30页/共71页元素符号元素符号合金元素符号合金元素符号合金元素百分含量合金元素百分含量含碳量千分数含碳量千分数如：0Cr13，
19、00Cr19Ni10，1Cr18Ni9Ti等注意：含碳量：1：指含碳0.080.15%0：指含碳0.030.08%00：指含碳0.03%不锈钢都是低碳或微碳的，这是为什么？不锈钢都是低碳或微碳的，这是为什么？不锈钢的牌号不锈钢的牌号第31页/共71页321）降低含碳量：含碳0.06%时不易产生，含碳0.03%时可靠地克服，即超低碳不锈钢，如00Cr19Nil0。2）加入与碳亲和力比铬更强的Ti，Nb等元素，以形成稳定的TiC、NbC等。如0Cr18Nil0Ti、0Cr18NillNb 等。防止晶间腐蚀的方法：防止晶间腐蚀的方法：第32页/共71页331Cr13 2Cr13：具有良好的综合机械性
20、能，可进行深冲、卷边、焊接等，可制汽轮机叶片等。3 Cr13、4Cr13：硬度高、焊接性差，可做耐蚀工件如医疗工具，轴承等。马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢常用不锈钢常用不锈钢第33页/共71页34 铁素体不锈钢铁素体不锈钢化学成分:Wc=0.1%左右，WCr=(1730)%牌号:1Cr17、1Cr17Ti等。用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、管道等。第34页/共71页35奥氏体不锈钢的基本型是Cr18Ni810（亦称18-8钢）。化学成分特点化学成分特点：Wc 0.14%、WCr=1719%、WNi=810%、Cu、Ti、Mo等。性能：性能：耐蚀性好，好的冷变形性能，好的韧性，
21、焊接性。优异的综合性能，包括优良的力学性能和耐腐蚀性能，耐高温、耐低温能力。牌号牌号：0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti 、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3等。奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢第35页/共71页我国和美国、日本常用不锈钢钢号的近似对照我国和美国、日本常用不锈钢钢号的近似对照 日本（日本（JISJIS）美国（美国（AISI）中国（中国（GBGB）SUS 304SUS 3043040Cr18Ni9SUS 304LSUS 304L304L00Cr19Ni10SUS
22、 309SSUS 309S309S0Cr23Ni13SUS 310SSUS 310S310S0Cr25Ni20(1Cr25Ni20Si2)SUS 316SUS 3163160Cr17Ni12Mo2SUS 316LSUS 316L316L00Cr17Ni14Mo2SUS 317SUS 3173170Cr19Ni13Mo3SUS 317LSUS 317L317L00Cr19Ni13Mo3SUS 321SUS 3213210Cr18Ni10TiSUS 430SUS 4304301Cr17SUS 410SUS 4104101Cr13第36页/共71页37含碳量2.11%以上，大多碳以石墨形式存在，并含
23、有 较多S、P、Si、Mn等杂质。铸铁是脆性材料，抗拉强度b b较低，但有良好铸造性、耐磨性、减振性及切削加工性。在一些介质如浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机溶剂等中有相当好的耐腐蚀性能。铸铁可分为灰铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁等。3.2.3 铸铁铸铁第37页/共71页3880%以上碳以片状石墨片状石墨存在，断面暗灰色，故得名。牌号牌号：HT+抗拉强度 b表示 如 HT100，其中100表示 b100MPa。常用灰铸铁牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。力学性能力学性能：强度低，硬度高，塑性很差。工艺性能：工艺性能：优良的铸造性，切削性好，能焊接，锻造性差。
24、1.灰铸铁灰铸铁第38页/共71页39使用温度300300，否则会“长大”高温生长性。减振性和耐磨性好，可做支架、阀体、泵体、机座、管路附件等。在化工生产中可做烧碱生产中的熬碱锅、联碱生产中的碳化塔及淡盐水泵等。应用应用第39页/共71页40简称球铁，球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球化剂，浇注后得到球状石墨球状石墨的铸铁。力学性能力学性能：在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁，甚至接近钢材。牌号牌号：用QT抗拉强度值延伸率抗拉强度值延伸率表示 如QT400-18，其中400表示b400MPa，18表示=18%。常用：常用：QT400-17、QT420-10、QT500-5、QT600-
25、2等2.球墨铸铁球墨铸铁第40页/共71页41球墨铸铁强度、塑性和韧性大大超过灰铸铁，甚至接近钢材，但价格低于钢，可替代部分铸钢、锻钢件，如曲轴、连杆、主轴、中压阀门等。应用应用第41页/共71页42耐蚀铸铁耐蚀铸铁（牌号ST为首），是加入大量Si、Cr、Al 等合金元素的合金铸铁。高硅铸铁含高硅铸铁含Si14.5%14.5%，能耐硝酸、硫酸、醋酸等腐蚀，随含硅量增加耐蚀性增加。牌号牌号：STSi11Cu2CrR、STSi15R等。性能性能：强度低、脆性大及内应力大，易于脆性断裂；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。应用应用：常用于各种耐酸泵、冷却排管和热交换器
26、。3.高硅铸铁高硅铸铁第42页/共71页43钢铁以外的金属称非铁金属，也称有色金属。常用的有色金属有：Al、Cu、Ti、Ni、Pb及其合金。有色金属的共性：有色金属的共性：耐腐蚀耐腐蚀性好，低温塑性、韧性好，低温塑性、韧性好性好。但价格比较昂贵。3.3 有色金属材料有色金属材料第43页/共71页44 铝及铝合金的性能特点：密度小，熔点低，导电性、导热性好；在大气中，铝和铝合金表面会很快形成一层致密的氧化膜，防止内部继续氧化；切削性好，塑性好、可冷成型，但强度低。铸铝合金的铸造性能好；不会产生火花，可用于制作易挥发性介质的容器；不沾污物品，不改变物品颜色；导热性好，适合作换热器。3.3.1.铝及
27、铝合金铝及铝合金第44页/共71页453.3.1.1 变形铝合金变形铝合金 工业纯铝工业纯铝工业高纯铝1A85(LG1)、1A90(LG2)，可用于抗硫酸、浓硝酸腐蚀设备，如高压釜、贮槽、阀门、泵。工业纯铝8A06(L6)，用于耐硫腐蚀、防污染而不要求强度的设备，例如：反应器、热交换器、深冷设备、塔器等。由铝锰系或铝镁组成的铝合金，5A02(LF2)、5A03(LF3)、5A05（LF5)、5A06(LF6)等。强度比纯铝高.防锈铝防锈铝第45页/共71页46Al Cu Mg合金，通过时效强化提铝合金强度,但耐蚀性不高。2A11(LY110、2A12(LY12)。超硬铝合金超硬铝合金Al Zn
28、 Mg Cu合金，高的硬度和强度。但耐蚀性较差。7A04(LC4)、7A09(LC9)。锻铝锻铝Al Mg Si Cu合金，具有良好的热塑性,通过固溶处理提高铝合金的力学性能。6A02(LD2)、2A4(LD10)。硬铝（杜拉铝）硬铝（杜拉铝）第46页/共71页47特点：特点：铸造性，耐蚀性好，且密度小，广泛用来铸造形状复杂的耐蚀零件，如管件、泵、阀门、汽缸、活塞等。Al-SiAl-Si系，系，俗称“硅铝明”，是铝、硅合金。如ZL101ZL101；Al-CuAl-Cu系，系，如ZL201；Al-MgAl-Mg系系，如ZL301；Al-ZnAl-Zn系系，如ZL401。3.3.1.2 铸造铝合金
29、铸造铝合金第47页/共71页48 3.3.2.1 纯铜纯铜机械性能机械性能：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。耐腐蚀性能耐腐蚀性能：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质的腐蚀，对淡水、大气、碱类溶液的耐蚀能力很好。不耐各种浓度的硝酸、氨和铵盐溶。牌号牌号：Tl、T2、T3（纯铜）、TU1、TU2（无氧铜）、TP1、TP2（磷脱氧铜）等。紫铜紫铜3.3.2.铜及其铜合金铜及其铜合金第48页/共71页49 黄铜黄铜牌号牌号:常用的有H80、H68等。H80含Cu：80%左右，Zn：20%左右。性能性能：力学性能比纯铜高，耐蚀性能
30、与纯铜相似，价格便宜，应用较广。H80在大气、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。H68塑性好，可在常温下冲压。Cu-Zn系合金3.3.2.2 铜铜合金合金第49页/共71页50只由铜、镍组成的合金叫简单（普通）白铜，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）复杂（特殊）白铜。白铜。牌号：牌号：BFe30-1-1 表示含30%Ni，1%Fe，1%Mn，其余为Cu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，是海水冷凝管的理想材料。Cu-Ni系合金系合金 白铜白铜第50页/共71页51 铜与除锌和镍以外的元素组成的合金称为青
31、铜。铜与除锌和镍以外的元素组成的合金称为青铜。A.A.压压力加工青铜力加工青铜Sn青铜 如 QSn4-3，含4%Sn、3%Zn，其余为 Cu。耐腐蚀、耐磨，做轴承、泵壳、弹簧等 Al青铜 如 QAl 10-3-1.5，做耐蚀、抗磨的齿轮、轴套Be青铜 如 QBe2，做弹簧，高速轴承等。B.B.铸造青铜铸造青铜 如Sn青铜，ZCuSn10Zn2。Cu-Sn、Cu-Al、Cu-Be系等合金青铜青铜第51页/共71页52纯钛纯钛银白色，熔点1680，密度4.54 g/cm3。牌号 工业纯钛 TA0、TA1、TA2、TA3。钛合金钛合金在钛中添加锰、铝或铬钼等元素，可获得性能 优良的钛合金。如TA4、
32、TA5、TB2、TB3、TC1 TC4。3.3.3.钛及其合金钛及其合金第52页/共71页53密度小、熔点高，纯钛是纯白色轻金属，钛合金的密度也较小。加工性能好，强度高，低温韧性好。纯钛强度低，塑性好，易于压力加工成型。钛合金的强度很高，b最高可达1400Mpa，与某些高强度合金钢相近。还具有良好的高温、低温机械性能。抗腐蚀性能好。钛及钛合金在大气、海水、含氧酸和湿氯气中其表面极易形成致密的氧化物和氮化物的保护膜，具有优良的抗蚀性。钛及钛合金的性能特点钛及钛合金的性能特点第53页/共71页54性能性能：很高的强度和塑性，良好的延伸性和可锻性。很好的耐腐蚀性，用于制造处理碱介质的化工设备。牌号为
33、 NCu28-2.5-1.5的蒙乃尔耐蚀合金蒙乃尔耐蚀合金（Cu28%，Ni70%左右，左右，Si2.5%，Fe1.5%）应用最广。蒙乃尔合金能在500时保持高的力学性能，能在750以下抗氧化，在非氧化性酸、盐和有机溶液中比纯镍、纯铜更具耐蚀性。3.3.4 镍及其合金镍及其合金第54页/共71页55密度大、硬度低、强度小，不宜单独作为设备材料，只适于做设备的衬里。热导率小；纯铅不耐磨，非常软。但在许多介质中，特别是在硫酸(80%(80%的热硫酸及92%92%的冷硫酸)中铅具有很高的耐蚀性。铅与锑合金称为硬铅，硬度、强度都比纯铅高，在硫酸中的稳定性也比纯铅好。硬铅的主要牌号为 PbSb4、PbS
34、b6、PbSb8和 PbSb10。3.3.5 铅及其合金铅及其合金第55页/共71页56 3.4.1 无机非金属材料无机非金属材料化工陶瓷化工陶瓷即耐酸陶瓷。耐酸陶瓷可耐沸腾温度下任何浓度的铬酸、96%的硫酸、沸点以下的任何浓度盐酸和任何浓度的醋酸、草酸等有机酸，但不耐氢氟酸，耐碱性也差。另外，由于其性脆、抗拉强度低，导热性差，热膨胀系数较大，受碰击或温差急变易破裂。应用：接触强腐蚀介质的：塔器；贮槽；泵；风机；旋塞；管道；管件。3.4 非金属材料非金属材料第56页/共71页57 搪瓷搪瓷由含硅量高的瓷釉通过900左右的高温煅烧，使瓷釉密着在金属表面。具有优良的耐腐蚀性能（除HF，含氟化物溶液
35、、浓热磷酸、强碱外）、力学性能和电绝缘性能，但易碎裂。热导率不到钢的1/4，热膨胀系数大。不能直接用火焰加热，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30270。目前国内的化工搪瓷制品：搪瓷反应釜；搪瓷贮槽；套环式和套管式搪瓷热交换器；塔器、管子及管件、阀门等。搪瓷设备结构特点：搪瓷制品的金属胎一般采用低碳钢；设备所有的转角必须均匀圆滑过渡，转角半径越大越好；法兰一般用较多卡子连接；小直径的允许螺 栓连接；第57页/共71页58 辉绿岩铸石辉绿岩铸石用辉绿岩熔融后制成，可制成板、砖等材料作设备衬里，也可做管材。铸石除对氢氟酸和熔融碱不耐腐蚀外，对各种酸、碱、盐都具有良好的耐腐蚀性
36、能。第58页/共71页59 玻璃玻璃化工、制药用玻璃不是一般的钠钙玻璃，而是硼玻璃（耐热玻璃）或高铝玻璃。耐腐蚀性好、清洁、透明、阻力小、价格低等特点，但质脆、耐温度急变性差，不耐冲击和振动。可作管道、管件、隔膜阀、视镜、液面计等。制药工业：玻璃瓶、注射器等常用硼硅玻璃，耐热、光滑、对人体无害。第59页/共71页60 3.4.2.1 工程塑料工程塑料p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。热塑性材料遇热软化或熔融，冷却后又变硬，可反复多次。如聚氯乙烯、聚乙烯等。热固性塑料固化后不能用加热的方法使之再软化，如酚醛树脂、氨基树脂等。p性能：有良好的耐腐蚀性能、一定机械强度、良好的
37、加工性能和电绝缘性能，能焊接，耐温范围低，价格较低。3.4.2.有机高分子材料有机高分子材料第60页/共71页61 硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯（PVC）塑料塑料使用温度为1055。当温度在6090时，强度显著下降。可用于低（常）压管道、设备。药用聚氯乙烯（PVC）塑料瓶 第61页/共71页62 聚乙烯聚乙烯（PE）塑料塑料使用温度-70-+100;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。具有优良的绝缘、防水和化学稳定性。可作为管子、管件、阀门、泵等的材料，或作为衬里、防腐涂层。口服固体药用高密度聚乙烯瓶 第62页/共71页63聚酯聚酯 PET 医用塑料瓶医用塑料瓶聚对苯二甲酸
38、乙二醇酯，简称PET。无毒，重量轻，牢固结实，可 形成任何形状(适用性好)，可以进行文字 图案印刷。第63页/共71页64耐酸酚醛塑料（PF）使用温度为30130。这种塑料性质较脆、冲击韧性较低。可作耐蚀、耐高温的密封元件。聚四氟乙烯（PTFE）塑料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。常用作耐腐蚀、耐高温密封元件及高温管道。有良好的自润滑性，可以用作无油润滑压缩机的活塞环。有突出的耐热和耐寒性，使用温度范围为200250。第64页/共71页65 玻璃钢玻璃钢 又称玻璃纤维增强塑料。用合成树脂为粘结剂，以玻璃纤维 为增强材料，按一定成型方法制成。玻璃钢的强度非常高，可达
39、到某些合金钢的水平，比重1.82.1g/cm3，只有钢铁的15左右，即材料的比强度很高。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。可用作设备衬里、整体玻璃钢设备、管道、阀门等。第65页/共71页66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。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、环氧树脂漆以及某些塑料涂料，如聚乙烯涂料、聚氯乙烯涂料等。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，减少溶剂和涂料的挥发和飞溅，涂膜质量稳定。3.4.2.3 涂料涂料第66页/共71页67由各种树脂浸渍石墨消除孔隙后得到。有较高
40、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，能保证产品纯度；加工性能良好。机械强度较低、性脆。常被用来作腐蚀性强介质的换热器，如氯碱生产中应用的换热器和盐酸合成炉。3.4.2.3 不透性石墨不透性石墨第67页/共71页68有天然与合成两大类。性能：高弹性，永久变形很小，有良好的储能性。应用：主要用于动、静密封。如作为各种油封、轴衬、垫片等，用于转轴、管道和法兰的密封。还可与其他材料（金属、纤维）复合，用作传输软管、输送胶带、三角皮带等。3.4.2.4 橡胶橡胶第68页/共71页691.化工常用钢材Q235AF、Q235B、10、20R、16MnR、15MnVR、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10各属于哪类钢（碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢、不锈钢）？钢号中的字母、数字各表示什么意思？2.不锈钢都是低碳或微碳的，这是为什么？3.谈谈不锈钢中的Cr、Ni、Ti、Mo的作用？4.含碳量对碳钢的力学性能有何影响？思思 考考 题题第69页/共71页705.金属设备的防腐蚀措施有哪些？举例说明。6.硫酸车间酸泵可用 铸铁制作。7.什么是黄铜？白铜？青铜？第70页/共71页71感谢您的观看！第71页/共71页