化工设备材料的性能及分类
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2、制造条件的限制 设备在制造过程中，要经过各种冷、热加工使
它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要 求材料的加工性能要好。 3、材料自身性能的限制
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3/29/2020
1.1 概 述
1.1.2 选用材料的一般要求
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介 质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。
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1.2 材料的性能
（4）持久强度（ σD或σ105 ）
（5）疲劳 强度（ σ－1 ）
2、塑性
塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久 变形的能力。塑性指标是指金属在外力作用下产 生塑性变形而不被破坏的能力。常用的塑性指标 是延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。
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1.2 材料的性能
（1）屈服点（σs）
金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢 增加时，仍继续发生明显的塑性变形，这种现象， 习惯上称为“屈服”。发生屈服现象时的应力．即 开始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点”，用 σs (MPa)表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的 能力。
s
Ps F0
载荷不再增加，甚至有所降低时， 试件还在继续伸长的最小载荷，N
试件的原始横截面积，m2
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1.2 材料的性能
无明显屈服点的材料，工程中规定发生0.2％残余伸 长时的应力，作为“条件屈服点” 。
0.2
P0.2 F0
（2）抗拉强度（ σb ）
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第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
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1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃~2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
化工设备机械基础
Fundamental Chemical Process Equipment
山西省工贸学校
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主讲：温鹏飞
2011静乐培训
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绪论
化工生产和化工机械
化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。化工生 产过程不仅取决于化学工艺过程，而且与化工 机械装备密切相关，化工机械是化工生产得以 进行的外部条件，所以先进的化工机械，一方 面为化学工艺服务，另一方面又促进化学工艺 过程的发展。
选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的 原则。
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1.2 材料的性能
1.2.1、力学性能
材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破 坏的能力，叫做材料的力学性能。主要特征指标包括 强度、塑性、韧性和硬度，这是设计时选用材料的重 要依据。
1、强度 强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形
屈强比越小，材料的塑性储备越大，越不容易发生 危险的脆性破坏；
屈强比越大，材料的强度水平发挥好，但塑性储备 越小。 (3) 蠕变极限（ σn ）
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1.2 材料的性能
高温 （比如：碳素钢＞420℃，合金钢＞450℃）
一定应力
联合作用下
金属将逐渐产生塑性变形
金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所 能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
b
Pb F0
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1.2 材料的性能
由于外力形式的不同，有抗拉强度、抗压强度、抗 弯强度和抗剪强度等。抗拉强度是压力容器设计常用 的性能指标。 屈强比（ σs / σb ）：
介质的腐蚀性强 ；温度和压力变化大 介质大多易燃易爆有毒性 生产原理的多样性 生产技术含量高
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绪论
本课程主要内容： 1、化工设备材料及其选择 2、化工容器的设计
1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计； 2）外压圆筒与封头的强度设计； 3）容器的零部件（法兰 支座 开孔补强 附件：接口 管 凸缘 人、手孔 视镜）。 3、典型化工设备的机械设计 1）换热器； 2）塔设备； 3）搅拌器。
和断裂的特性。常用的强度指标有屈服点和抗拉强度 等。
Fra Baidu bibliotek
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1.2 材料的性能
金属材料的变形和破坏过程： （1）弹性变形阶段 （2）弹－塑性变形阶段 （3）断裂
断裂的两种形式： 脆性断裂：断裂之前没有明显塑性变形阶 段的。（更危险） 韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生 断裂的。
（1）延伸率（ δ）
Vlk 100% lk l0 100%
l0
l0
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1.2 材料的性能
手册中常见的是δ10和δ5。 δ越大，材料的塑性 越好。
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1.2 材料的性能
蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加 的现象，或者金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性 变形的现象。
蠕变极限：材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的 能力。表现为两种： a 在工作温度下引起规定变形速度的应 力值； b 在一定工作温度下，在规定的使用时间 内，使试件发生一定量的总变形的应力 值。
化工机械通常分为：化工设备和化工机器
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绪论
化工设备：
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绪论
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绪论
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绪论
化工生产自身的特点： 1、生产的连续性强 2、生产的条件苛刻
它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要 求材料的加工性能要好。 3、材料自身性能的限制
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1.1 概 述
1.1.2 选用材料的一般要求
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介 质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。
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1.2 材料的性能
（4）持久强度（ σD或σ105 ）
（5）疲劳 强度（ σ－1 ）
2、塑性
塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久 变形的能力。塑性指标是指金属在外力作用下产 生塑性变形而不被破坏的能力。常用的塑性指标 是延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。
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1.2 材料的性能
（1）屈服点（σs）
金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢 增加时，仍继续发生明显的塑性变形，这种现象， 习惯上称为“屈服”。发生屈服现象时的应力．即 开始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点”，用 σs (MPa)表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的 能力。
s
Ps F0
载荷不再增加，甚至有所降低时， 试件还在继续伸长的最小载荷，N
试件的原始横截面积，m2
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1.2 材料的性能
无明显屈服点的材料，工程中规定发生0.2％残余伸 长时的应力，作为“条件屈服点” 。
0.2
P0.2 F0
（2）抗拉强度（ σb ）
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第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
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1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃~2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
化工设备机械基础
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化工生产和化工机械
化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。化工生 产过程不仅取决于化学工艺过程，而且与化工 机械装备密切相关，化工机械是化工生产得以 进行的外部条件，所以先进的化工机械，一方 面为化学工艺服务，另一方面又促进化学工艺 过程的发展。
选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的 原则。
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1.2.1、力学性能
材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破 坏的能力，叫做材料的力学性能。主要特征指标包括 强度、塑性、韧性和硬度，这是设计时选用材料的重 要依据。
1、强度 强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形
屈强比越小，材料的塑性储备越大，越不容易发生 危险的脆性破坏；
屈强比越大，材料的强度水平发挥好，但塑性储备 越小。 (3) 蠕变极限（ σn ）
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1.2 材料的性能
高温 （比如：碳素钢＞420℃，合金钢＞450℃）
一定应力
联合作用下
金属将逐渐产生塑性变形
金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所 能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
b
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1.2 材料的性能
由于外力形式的不同，有抗拉强度、抗压强度、抗 弯强度和抗剪强度等。抗拉强度是压力容器设计常用 的性能指标。 屈强比（ σs / σb ）：
介质的腐蚀性强 ；温度和压力变化大 介质大多易燃易爆有毒性 生产原理的多样性 生产技术含量高
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本课程主要内容： 1、化工设备材料及其选择 2、化工容器的设计
1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计； 2）外压圆筒与封头的强度设计； 3）容器的零部件（法兰 支座 开孔补强 附件：接口 管 凸缘 人、手孔 视镜）。 3、典型化工设备的机械设计 1）换热器； 2）塔设备； 3）搅拌器。
和断裂的特性。常用的强度指标有屈服点和抗拉强度 等。
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1.2 材料的性能
金属材料的变形和破坏过程： （1）弹性变形阶段 （2）弹－塑性变形阶段 （3）断裂
断裂的两种形式： 脆性断裂：断裂之前没有明显塑性变形阶 段的。（更危险） 韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生 断裂的。
（1）延伸率（ δ）
Vlk 100% lk l0 100%
l0
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手册中常见的是δ10和δ5。 δ越大，材料的塑性 越好。
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1.2 材料的性能
蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加 的现象，或者金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性 变形的现象。
蠕变极限：材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的 能力。表现为两种： a 在工作温度下引起规定变形速度的应 力值； b 在一定工作温度下，在规定的使用时间 内，使试件发生一定量的总变形的应力 值。
化工机械通常分为：化工设备和化工机器
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化工设备：
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绪论
化工生产自身的特点： 1、生产的连续性强 2、生产的条件苛刻