化工设备常用材料.ppt
《化工设备常用材料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工设备常用材料.ppt(68页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、化工机器与设备,员 工 培 训,2,化工设备材料与防腐,3,从真空到高压,化工设备选材,操作条件的限制,压力,温度,介质,从低温到高温,腐蚀性、易燃易爆、有毒甚至剧毒,制造条件的限制,设备在制造过程中,要经过各种冷、热加工,例如下料、卷板、焊接、热处理等,要求材料的加工性能要好。,第一节 化工设备常用材料,4,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,常用化工材料,AI、Cu、Ti、Ni等,5,力学性能(机械性能)物理性能化学性能加工工艺性能,一、材料的性能,6,材料的力学性能(机械性能)包括:,力学性能,强度刚度稳定性塑性韧性硬度,7,密度 熔点
2、 线膨胀系数 导热性、导电性,物理性能,8,指材料在所处介质中的化学稳定性。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、电化学腐蚀)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。,化学性能,9,可铸性:指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。灰铸铁和青铜铸造性好;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: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的熔焊性能。低
3、碳钢的可焊性很好;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性。,加工工艺性,10,(一)分类,金属,黑色金属(钢铁),生铁,钢,碳钢,合金钢,有色金属:,二、金属材料的分类与牌号,铜、铝、铅、钛及其合金,炼钢生铁,铸造生铁,合金生铁,11,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。,钢铁铁碳合金,12,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
4、碳量的增加,钢的强度硬度增加,而塑性韧性降低。,镇静钢,脱氧完全,钢锭组织致密,质量好。,优质钢,S、P杂质含量低,质量好。,碳钢的分类,13,(二)钢的牌号与表示方法,钢的牌号简称钢号,是对每一种具体钢产品所取的名称,是人们了解钢的一种共同语言。国家标准钢铁产品牌号表示方法(GB221-79)中规定:我国钢号采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的表示方法。钢号中化学元素采用国际化学符号表示,例如Si,Mn,Cr等。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等,一般采用汉语拼音的缩写字母表示。如R、F等。钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。,14,(三)碳钢,含碳量0.02%2%,另
5、外还含有硫、磷、锰、硅等杂质。常存杂质元素对钢材性能的影响(1)硫:有害元素,“热脆”现象。(2)磷:有害元素,“冷脆”现象。(3)锰:有益元素,减少“热脆”现象。(4)硅:既有有益的一面,又有有害的一面。,15,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,1.普通碳素结构钢,含硫、磷杂质较多,钢的牌号由四部分组成。,16,表1-1 碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988),17,碳素结构钢新、老标准
6、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体和零部件,棒材和型钢用作螺栓、螺母等。,18,硫、磷含量较普通碳素钢低。牌号:用两位数字表示,表示平均含碳量的万分数。如 45 钢,含碳量为 0.45%左右。有08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、80等。,2.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,19,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(含碳量0
7、.3%0.60%),如30、35、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(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:,20,优质碳素钢的化学成分和性能,摘自GB/T699-1999,21,硫、磷含量更低。表示方法:在优质钢号后面加一个A字,如20A。4.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;,3.高级优质钢,22,铸钢用 ZG表示,如 ZG
8、25、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,23,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。常加的合金元素有:铬(Cr),锰(Mn),镍(Ni),硅(Si),钼(Mo),钒(V),钛(Ti),铝(Al)等。合金钢的分类,(四)合金钢,低合金钢:合金总含量10%,按合金元素总含量分:,合金结构钢 低合金结构钢、渗碳钢、调质钢 等。合金工具钢 刃具、模具、量具钢。特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢。,按用途分:,24,在优质碳素钢的基础上加
9、入少量合金元素而成。在低合金结构钢中常加入:Mn、Si、Cr、Mo、V、Cu、P等。典型牌号:16Mn、16MnR、15MnV、09Mn2V、18MnMoNbR等。,1.低合金钢(低合金高强钢),25,新牌号 如Q345B、Q345C Q:屈服强度 345:指屈服极限S=345MPa C:质量等级,A、B、C、D、E旧钢号(仍常用)如16Mn、16MnR 16:平均含碳量的万分数,含碳0.16%左右。Mn:合金锰1%左右。,普通低合金结构钢牌号,26,(摘自GB/T1591-1994),27,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
10、容器用16MnR制,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如09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)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,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。,2.不锈钢与不锈耐酸钢,29,铬 Cr是主要的耐蚀元素。耐蚀机理:
11、当Cr 12.5%时,生成致密氧化膜,且Cr含量越高耐蚀性越好。镍 Ni能提高不锈钢的耐蚀范围,耐电化学腐蚀。钼 Mo能提高不锈钢对氯离子的抗蚀能力;提高钢的耐热强度。钛 Ti和铌Nb防止焊接用不锈钢产生晶间腐蚀。,(1)不锈钢中的合金元素,30,元素符号,元素符号,合金元素符号,合金元素百分含量,含碳量千分数,如:0Cr13,00Cr19Ni10,1Cr18Ni9Ti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%,(2)不锈钢的牌号,31,马氏体不锈钢是指在室温下具有马氏体组织的铬不锈钢,其碳含量较高,如2Cr13、3Cr13等。1Cr13 2Cr
12、13:含碳量低具有良好的综合机械性能,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。,(3)马氏体型不锈钢,(4)铁素体不锈钢,化学成分:含碳:0.1%左右,含铬: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。,32,奥氏体不锈钢的基本型是Cr18Ni810(亦称18-8钢)。化学成分特点:含碳 0.14%、含铬:1719%、含镍:810%、Cu、Ti、Mo等。含C量低,耐蚀性好,好的冷变形性能,好的韧性,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,
13、耐高温、耐低温能力。牌号:0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3等。,(5)奥氏体不锈钢,我国和美国、日本常用不锈钢钢号的近似对照,34,含碳量2.11%以上,大多碳以石墨形式存在,并含有 较多S、P、Si、Mn等杂质。铸铁是脆性材料,抗拉强度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。,(五)铸铁,35,常用含碳2.5%4.0%
14、,80%以上碳以片状石墨存在,断面暗灰色,故得名。牌号:HT+抗拉强度sb表示 如 HT100,其中100表示sb100MPa。常用灰铸铁牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。力学性能:强度低,硬度高,塑性很差。工艺性能:优良的铸造性,切削性好,能焊接,锻造性差。,1.灰铸铁,36,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的铸铁。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:如QT400-18,其中400表示b400MPa,18表示=18%。常用:QT400-17、QT420-10、QT500-5、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工设备 常用 材料
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6102699.html