6化工设备常用材料

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化工设备常用零部件

化工设备常用零部件

二、典型化工设备部分常用零部件:
1. 反应罐中常用零部件 罐体 传热部分 搅拌装置 传动装置 轴封装置 附件(接管,人孔,支座)
• 罐体:物料反应空间,由筒体及封头组成
• 传热装置:用来提供或带走热量,有蛇管或夹套两种
• 搅拌装置:使物料混合均匀,包括搅拌轴和搅拌器(搅 拌桨)
• 传动装置:用来带动搅拌装置,包括电机和减速机
7、液面计:
用来观察设备内部液面位置的装置,性能 参数有PN、材料、结构形式等。
标注示例:液面计Ⅱ,PN0.6, f20×1000,HG 5-226-65 ,表示:公 称压力为0.6Mpa,接缘材料为Q235- A.F的带石棉橡胶板衬里,直径为 20mm,长1000mm的普通玻璃管液面 计。
液面计Ⅲ, PN1.6,18×304,JB 598-64, 表示:公称压力为1.6Mpa ,接缘材料 为Q235-A.F的带耐酸石棉板衬里,宽 18mm,长304mm的板式液面计。
为所连接的筒体(或封头)的内径。
1)管法兰:(GB,HG,JB,SH)
• 管法兰主要用于管道的连接。按其与管子的连接方 式分为:平焊法兰、对焊法兰、整体法兰和法兰盖 等。
法兰密封面型式和法兰标记
法兰密封面型式主要有凸面、凹凸面和榫槽面三种, 如图所示。
标记示例:JB/T81-1984 法兰100-2.5 表示管法兰的公称直径为100,公称压力为2.5MPa、尺
8、补强圈:
用来弥补设备壳体因开孔过大而造成的强 度损失。主要性能参数为PN、厚度和坡口 形式。
补强圈的形状应与被补强部分壳体的形状相符, 使之与设备壳体密切贴合,焊接后能与壳体同 时受力。
标记:
JB/T4736-1995 补强圈 DN/100×8-D-Q235-B

化工设备常用材料

化工设备常用材料

8
磷(P) 来源:炼钢原料和燃料。(有害元素)
有益作用
少量能溶入铁素体(F)中 ,使强度、硬度显著提高 。
有害影响
引起钢的塑性和韧性急剧下 降,尤其在低温时脆性更大 ,这种现象称为冷脆性。含 量﹤0.045%
9
硫(S) 来源:炼钢原料和燃料。(有害元素)
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低熔点(985℃) 共晶体 分布在晶界上,使得对钢进行热加工时 容易脆化开裂,这种现象称为热脆性。含量< 0.05%
10
氢(H) 来源:炼钢原料和燃料。(有害元素)
造成氢脆、白点等缺陷
11
杂质元素总结
Mn Si
PSH
元素有益与有害是相对的:硅锰虽有益,但也 不是多多益善;硫磷虽有害,但炼铁过程中又 不可避免其存在,因此应严格控制其含量。
12
牌号
普通碳素钢
屈服极限代号Q 屈服极限数值(MPa)(强度指标) 质量等级符号(A、B、C、D) 脱氧方法(F、b、Z、TZ)
三、化工设备常用材料
1
黑色金属(钢、铸铁)
碳素钢
合金钢
有色金属(铜、铝、铅及其合 金等)
2
1.碳素钢
碳素钢简称碳钢,是最基本的铁碳合 金。它是指在冶炼时没有特意加入合 金元素,且含碳量小于2.11%的铁碳 合金。
3
按含碳 量
碳素钢的分类
按质量按用途ຫໍສະໝຸດ 按脱氧 程度4(1)按钢的质量分类
S≤0.050% P≤0.045%
弹簧
板簧
弹簧垫圈
21
(3)按冶炼时的脱氧程度不同分类
脱氧程度不完全的钢F 沸腾钢
脱氧程度最 彻底的钢TZ
特殊 镇静钢
碳素钢 半 镇静钢

常用化工设备零部件

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常用化工设备零部件1 2007-6-24介绍零部件是压力容器的重要组成部分,必须纳入监控和管理,才能保证容器整体质量. 包括:–通用零部件:筒体,封头,支座,法兰,人手孔, 吊耳,补强圈,膨胀节,视镜,液面计,安全阀等.已标准化. –典型零部件:搅拌器,机械密封,填料密封,管板,塔盘等.重点讲述主要通用零部件的结构,材料,性能方面的要求.2 2007-6-24一,筒体筒体也是零部件. 有标准:GB9019-88, 压力容器公称直径. 两个系列:钢板卷制:300,350-800,900-2600,2800,3000-6000,3500,4500,5500钢管制:159,219,273,325,377,426标注方法:– DN1800, – DN2733 2007-6-24二,封头标准:JB/T4746-2002. 椭圆形封头:内径系列(对应钢板卷制筒体):几个重要参数: 公称直径DN, 等于理论内径直边h, DN≤2000时,h=25; DN>2000时,h=40 深度H, 到内壁,对标准椭圆形封头,H-h=DN/2 壁厚δn, 考虑厚度减薄率,12%~16%,直径越大,壁厚越薄,减薄率越高.4 2007-6-24外径系列(对应钢管制筒体):几个重要参数: 公称直径DN, 等于理论外径,如DN273. 直边h, DN159~426,h=25 深度H, 到外壁,对标准椭圆形封头,H-h=DN/2 壁厚δn, 厚度减薄率,12%~13%,δn≥8, 12%; δn < 8, 13%;标记:内径系列:EHA; 外径系列:EHB. 例EHA400X8, EHB273X5等.5 2007-6-24碟形封头:重要参数: 公称直径DN, 等于理论内径直边h, DN≤2000时,h=25; DN>2000时,h=40 大半径R=DN, A系列 r =0.15DN, B系列 r =0.1 DN, 深度H, 到内壁,取决于R和r . 壁厚δn, 考虑厚度减薄率,10%~14%,直径越大,壁厚越薄,减薄率越高. 标记:A系列DHA,B系列DHB.例DHA400X6, DHB1200X14等. 注意: 无论椭圆封头还是蝶形封头,壁厚δn都是名义厚度,不包括成形减薄量.6 2007-6-24折边锥形封头:公称直径DN, 等于大端理论内径直边h, DN(d)≤2000时,h=25; DN(d)>2000时,h=40. 壁厚δn, 可不考虑厚度减薄率. CHA 型,а=30o ,r=0.15DN CHB型,а=45o ,r=0.15DN CHC 型,а=60o ,r=0.15DN r'=0.1d d值根据需要自定,它决定H. CHA, CHB 型标记:例CHA400X5, CHB800X6, CHC1200/600X8 等.CHC型7 2007-6-24球冠形封头:公称直径DN, 等于理论外径. R=Di. 深度H, 到内壁,取决于DN和δn . 壁厚δn, 可不考虑厚度减薄率. 标记:PSH1200X10,只1个系列,DN300-3000.HG21607-96 异型筒体和封头如偏心锥体,夹套,导流筒,凸底封头和加长直边封头等等,不作详细介绍.8 2007-6-24封头的制作:制作方法:冲压,旋压. 大封头,非常规封头常采用旋压,旋压减薄率较大. 尽量不拼焊,有拼焊要焊透,且成形前打磨平,并100%RT检测,级别按筒体不允许十字焊缝,平行焊缝间距≥3δs,且不小于100mm . 封头拼焊的错边b 与筒体不同: ≤钢材厚度10%, 且不大于1.5; 对复合封头, ≤复层厚度30%, 且不大于1.0; 碳钢和低合金钢封头一般热成形,冷成形封头应进行热处理. 钛封头压制采用热压成形,应在真空炉中加热,或在微氧化炉中加热,但要涂耐高温涂料. 其它有色金属及奥氏体不锈钢封头压制可不进行热处理.除非图样另有规定.9 2007-6-24三,管法兰标准:HG20592-1997; GB/T9112~9124-2000; SH3406-96–三者基本一致,少量不能互换. –容规推荐HG20592, 分欧洲体系(参照DIN)和美洲体系(参照 ANSI). –欧洲体系HG20592-20614,分公制B和英制A两个系列,不标按 A.公称压力分0.25,1.6,2.5,4.0,6.3,10.0,16.0,25.0MPa10个等级. 公称直径10-2000mm. –美洲体系HG20615-20635, 无公制系列,公称压力分2.0,5.0,11.0,15.0,26.0,42.0等6个等级.公称直径为15-1500mm.密封面:全平面(FF):PN≤1.6, 常压和铸铁法兰场合.突面(RF):适用于各种工况,PN≤4.0MPa时, 采用非金属平垫片,当采用聚四氟乙烯包覆垫和柔性石墨复合垫时, 可车制密纹水线,标记RF(A).10 2007-6-24凹凸面(MFM):PN≤16, DN≤600. 适用于各种工况 . 为容易放置垫片,方便安装, 左右配对时,设备上为凹面, 上下配对时,朝上的为凹面.榫槽面(TG):PN≤16, DN≤600. 适用于各种工况 . 为容易放置垫片,方便安装, 左右配对时,设备上为槽面, 上下配对时,朝上的为槽面.环连接面(RJ):PN≥6.3,DN≤400,用于高压场合.11 2007-6-24板式平焊法兰 (PL)–PN≤2.5MPa,低压场合常用 . –只存在于欧洲体系,美洲体系无. –全平面(FF)和突面(RF)两种. –PN≥1.6时,背面开角焊坡口.带颈平焊法兰 (SO)–中压场合常用 .DN≤600. –欧洲体系PN≤4.0MPa;美洲体系PN≤26MPa . –全平面(FF),突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG) 四种. –PN≥1.6时,背面开角焊坡口.12 2007-6-24带颈对焊法兰 (WN)–中高压场合常用 . –欧洲体系PN≤25MPa, DN≤2000. –美洲体系PN≤42MPa, DN≤600. –全平面(FF),突面(RF),凹凸面(MFM),榫槽面(TG) 和环连接面(RJ)五种. –A1对应接管外径,欧洲体系分A,B系列,S≥接管厚度.整体法兰 (IF)–直接与容器壳体焊接,无接管. –中高压场合,国外项目常用. –适用范围,密封面与对焊法兰同.13 2007-6-24承插焊管法兰 (SW)不常用,大接管不适用. 欧系DN10-DN50, PN1.0-10MPa. 美系DN15-DN80, PN2.0-26MPa. 欧系突面(RF),凹凸面(MFM) 和榫槽面(TG)三种密封面.美系多出一种环连接面(RJ). –内部管头处焊接,并2mm间隙. –背面开坡口.焊角高≥1. 4S. ––––纹连接管法兰 (Th)以螺纹代替焊接,不常用 . 欧系DN10-DN150, PN0. 6-4. 0MPa. 美系DN15-DN150, PN2.0-5. 0MPa. 只有全平面(FF)和突面(RF)两种密封面. –纹采用550圆锥内纹(Rc).或 600圆锥管纹(NPT) –纹拧紧后接管端部接近但不超出法兰密封面. ––––14 2007-6-24对焊环松套管法兰 (PJ/SE,美LF/SE)–此种带短管焊环又称翻边,与接管对焊连接.实际应用中常与接管做成一体. –常用于有色金属制法兰,如钛法兰. –欧系DN10-DN600, PN1.0-4. 0MPa. –美系DN15-DN600, PN2.0-11MPa. –只有突面(RF)一种密封面. –欧系法兰为PL法兰,美系为SO法兰. –翻边厚度不小于0. 875倍接管壁厚. –注意反面圆角处圆滑过渡,对应法兰处有倒角.平焊环松套管法兰 (PJ/RJ)–常用于低压场合的有色金属制法兰,如钛法兰. –欧系DN10-DN600, PN0. 6-1. 6MPa. –美系无. –有突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG)三种密封面. –焊环厚度远大于对焊环的翻边. – PN=1.6MPa 时,焊环背面开角焊坡口.15 2007-6-24管法兰盖 (BL)(又称盲板)–常用于设备上预留的备用管口及人孔等. –和各种法兰对应,有全系列的公称压力和公称直径,以及各种密封面形式.不锈钢衬里法兰盖 (BL(S))–常用于不锈钢设备,目的为节省不锈钢材料. –仅欧系列入,DN40-600, PN0. 6-4. 0 MPa. –有突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG)三种密封面. –法兰盖上应开设一个M6的通气和检漏孔.通气压力不大于0.1MPa. –法兰盖和衬垫上还应按标准规定的位置和数量开设一些塞焊孔. –对超低碳不锈钢衬垫的塞焊孔,还应在碳钢法兰对应位置上开直径更大的底孔. –分过渡和盖面两次塞焊,并应选用不同的焊条.16 2007-6-24四,压力容器法兰简介–又称设备法兰,标准: J B/T4700~4707-2000 –标准适用范围:公称压力0.25-6.4MPa,工作温度70~50℃,公称直径DN300~DN2000,材料为碳钢和低合金钢. –分甲型平焊法兰,乙型平焊法兰和长颈对焊法兰三种类型. –密封面分突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG)三种密封面. –超出标准范围,需另行设计计算.甲型平焊法兰:–––––公称压力0.25~1.6MPa,工作温度-20~300℃. 匹配非金属软垫片,Q235或35钢螺柱. 材料可用钢板或锻件,钢板>50mm要正火. 用钢板可以拼焊,但要100%RT,并焊后热处理. 带衬环法兰应按图示开设检漏孔,通0.4~0.5MPa空气或0.05MPa氨气进行检漏. –衬环密封面应在衬环焊接和检验合格后进行. –标记示例:法兰—RF 1000-0.6 JB/T4701-2000 法兰C—T 300-1.6 JB/T4701-2000 17 2007-6-24乙型平焊法兰–与甲型平焊法兰的区别在于增加一个有一定厚度和长度的短节,与筒体对焊连接. –对与法兰焊接的要求更高,采用半U形破口, 更容易焊透.但在设计中实际应用不多. –公称压力0.25~4.0MPa,工作温度-20~350℃. –匹配非金属软垫片,缠绕垫片和金属包垫片, 对应35,45,40Mn及35CrMoA 螺柱. –法兰材料可用钢板或锻件,钢板>50mm要正火. –用钢板可以拼焊,但要100%RT,并焊后热处理. –带衬环法兰应按图示开设检漏孔,通0.4~0.5MPa空气或0.05MPa氨气进行检漏. –衬环密封面应在衬环焊接和检验合格后进行. –短节的制造和检验要求与相连接的筒体相同. –标记示例:法兰—RF 1000-1.6 JB/T4702-2000 法兰C—FM 300-2.5 JB/T4702-200018 2007-6-24长颈对焊法兰–中高压场合使用较多. –公称压力0.6~6.4MPa,工作温度-70~450℃. –匹配非金属软垫片,缠绕垫片和金属包垫片, 对应35,45,40Mn及35CrMoA螺柱. –法兰材料选用锻件,按JB4726或JB4727, 级别至少II级. –与筒体对焊连接,必须全焊透,坡口由工艺制定. –当法兰颈部厚度远小于相接筒体厚度时,应按GB150规定对颈部削边. –带衬环法兰应按图示开设检漏孔,通0.4~0.5MPa空气或0.05MPa氨气进行检漏. –衬环密封面应在衬环焊接和检验合格后进行. –标记示例:法兰—RF 1000-1.6 JB/T4703-2000 法兰C—FM 300-2.5 JB/T4703-200019 2007-6-24五,常用紧固件螺栓– GB5782-2000标准六角头螺栓,PN≤1.6MPa的管法兰常用. 配非金属软垫片. 管法兰常用规格:M10,M12,M16,M20,M24,M27 注意伸出长度不能太长,不然容易发生拧不紧现象. 材料:8.8级,A2-50,A2-70,非受压件常用6.8级.– GB5785-2000标准六角头细牙螺栓,PN≤1.6MPa的管法兰常用. 管法兰常用规格:M30X2,M33X2,M36X2, M39X2, M45X3,M52X3,M56X3 其它同GB5782.– GB5781-2000全螺纹六角螺栓,常用于内件等薄板连接和双螺母连接场合. 常用规格:M6,M8,M10,M12,M16,M20 常用材料:6.8,8.8,A2-50,A2-70,A4-70等.20 2007-6-24– GB901-2000等长双头螺柱,PN≤4.0MPa的管法兰常用. 配非金属软垫片. 管法兰常用规格:M10,M12,M16,M20,M24,M27.同螺栓一样,M30以上采用细牙螺纹. 注意伸出长度不能太长,不然容易发生拧不紧现象. 材料:8.8级,A2-50,A2-70.– HG20613(或20634)-97管法兰专用级螺柱,PN≤16.0MPa的管法兰常用. 规格与商品级同. 材料指定为:35CrMoA, 0Cr18Ni9, 0Cr17Ni12Mo2. PN>16MPa及高温场合,采用专用级的全螺纹螺柱.– JB/T4707-2000设备法兰专用等长双头螺柱. 中间无螺纹部分直径=螺纹外径为A 型,=根径为B型. 规格:M16,M20,M24,M27,M30,M36 常用材料:Q235-A, 35,40MnB, 40Cr, 35CrMoA等 .21 2007-6-24– GB899-1988( GB897-1988, GB898-1988)双头螺柱,一端埋入,单螺母,视镜和凸缘法兰常用. Bm=1.5d.(Bm=1.0d, Bm=1.25d) 标注方法:MdXL, 注意L长不包括bm. 其它同GB901.螺母– GB/T6170-2000普通六角头螺母,规格与商品级螺栓对应. 材料:6, 8, 10, A2-50, A2-70, A4-50, A4-70等. 螺母材料强度一般略低于对应螺栓或螺柱.– HG20613(或20634)-1997管法兰专用级螺母,规格与专用级螺柱对应. 材料: 30CrMo,0Cr18Ni9, 0Cr17Ni12Mo2 . HG20613螺母尺寸与商品级同,但HG20634螺母有增厚和增强,厚度约为公称直径尺寸.22 2007-6-24六,常用垫片管法兰用垫片:– HG20606(HG20627)-97 非金属平垫片橡胶垫片,如氯丁橡胶,乙丙橡胶等,PN≤1.6(2.0)MPa,最高使用温度100℃ 左右.常用. 石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板垫片,PN≤2.5(2.0)MPa,最高使用温度300℃. 聚四氟乙烯垫片,PN≤4.0(5.0)MPa, 使用温度-196~+260℃. 适用密封面:全平面FF,突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.标准规定DN1500以下,不允许拼接.– HG20607(HG20628)-97 聚四氟乙烯包覆垫片形状如右图,包覆层为PTFE,嵌入层为石棉橡胶板.不常用. 适用范围:0.6~4.0(2.0-5.0)MPa,≤150 ℃. 突面管法兰专用.厚度为3mm. 一般可重复使用.– HG20608(HG20629)-97 柔性石墨复合垫片形状如右图,由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石磨粒子复合而成.常用. 芯板材料一般为低碳钢或304,最高使用温度分别为450和650 ℃ . 适用范围:1.0~6.3(2.0-11.0)MPa. 适用密封面:突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.23 2007-6-24– HG20609(HG20630)-97 金属包覆垫片由金属板包覆石棉橡胶板而成,较不常用. 金属板材料一般为薄的铝板,铜板,钢板和不锈钢板. PN2.5-10.0(5.0-15.0)MPa,厚度为3mm. 仅用于突面法兰.– HG20610(HG20631)-97 金属缠绕垫片由"<"形金属带和非金属带相互缠绕而成的盘状垫片,内或外圈常带碳钢或不锈钢的金属环.常用.在钛设备中常用钛做金属带和金属环. 金属带材料为不锈钢,非金属带为石棉纸,柔性石墨或聚四氟乙烯 . 适用压力:1.6~16(2.0-26.0)MPa, 适用温度由非金属带决定. 不带内外环为A型,用于榫槽面;带内环为B 型,用于凹凸面,带外环为C型,可用于6.3(11)MPa以下的突面;带内外环为D型,用于各种突面. A,B型厚度为2.5或3.2mm.C ,D型厚度为 4.5mm, 不可重复使用.24 2007-6-24– HG20611(HG20632)-97 齿形组合垫片由加工过的金属齿形环加非金属覆盖层组合而成.中高压有用. 齿形环材料一般为低碳钢或不锈钢,覆盖层为柔性石磨或聚四氟乙烯.PN1.6-25(5.0-42.0)MPa,厚度为5mm. 仅用于突面法兰.欧系有用于凹凸面情况, 无翅片. 可重复使用.– HG20612(HG20633)-97 金属环垫片经精加工而成的八角或椭圆截面的金属环直接作为垫片. 金属环材料为低碳钢或不锈钢. 适用于6.3~25(2.0-42)MPa的高压及600℃以下的高温场合. 金属环材料的硬度值应比法兰密封面低3040HB. 金属环一般可以重复使用.25 2007-6-24设备法兰用垫片:– JB/T4704-2000 非金属垫片橡胶垫片,如氯丁橡胶,乙丙橡胶等,PN≤1.6(2.0)MPa,最高使用温度100℃ 左右.常用. 石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板垫片,PN≤2.5(2.0)MPa,最高使用温度300℃. 聚四氟乙烯垫片,PN≤4.0(5.0)MPa, 使用温度-196~+260℃. 适用密封面:全平面FF,突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.标准规定DN1500以下,不允许拼接.– JB/T4705-2000 柔性石墨复合垫片形状如右图,包覆层为PTFE,嵌入层为石棉橡胶板.不常用. 适用范围:0.6~4.0(2.0-5.0)MPa,≤150 ℃. 突面管法兰专用.厚度为3mm. 一般可重复使用.– JB/T4706-2000 金属缠绕垫片形状如右图,由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石磨粒子复合而成.常用. 芯板材料一般为低碳钢或304,最高使用温度分别为450和650 ℃ . 适用范围:1.0~6.3(2.0-11.0)MPa. 适用密封面:突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.26 2007-6-24其它标准垫片:– JB/T4718/4719/4720-92 管壳式换热器金属包/缠绕/非金属垫片适用范围:换热器专用,现多用设备垫片,已不常用.但在浮头式换热器中还常见. 分别用于≤6.4MPa, ≤ 450℃/ ≤6.4MPa, ≤ 450℃ / ≤4.0MPa, ≤ 350℃ . 垫片的材料和截面结构与管法兰和设备法兰相同,但根据需要中间常带有隔板密封条. 分管箱垫片,管箱侧垫片,浮头垫片,外头盖垫片和头盖垫片五种,具体位置和用法见附图.27 2007-6-2428 2007-6-24七,补强圈标准:JB/T 4736-2002––––––––现行惟一标准,化工部标准现已不用. 使用限制:压力,温度,厚度,壳体壁厚,材料,介质,工况. 补强圈的材料一般与壳体材料相同. 补强圈应采用整板制造,无法安装时可以径向分块拼接,但要磨平, 100%UT,II级合格. 被补强圈覆盖的焊接接头,要打磨平齐,并100%RT, 级别按筒体. 安装补强圈时,应将螺孔放在壳体最低的位置. 安装后由M10螺孔通入0.4-0.5MPa的空气进行检漏,检查焊缝质量. 根据焊接结构所需破口,补强圈分ABCDE五种类型,见下图:29 2007-6-24–与壳体的主要焊接形式:30 2007-6-24七,膨胀节标准:GB 16749-1997–用于压力容器,换热器,常压容器及管道,能实现短距离伸缩,缓解温度差等造成的轴向应力. –使用限制:设计压力≤6.4MPa,温度按膨胀节材料的使用限制. –膨胀节制作要求的资质:焊工证,中级或以上无损检测. –膨胀节的类型主要分ZX,ZD,HF,HZ四种,详见附图: –ZD和ZX型膨胀节用钢管或卷制筒体整体成型.材料不得有环缝.–HF和HZ型膨胀节由两半波拼焊而成, 每半波用环形板压制,允许拼焊,但也不允许有环缝. –整波和半波膨胀节所允许的纵焊缝条数有规定,具体可查标准. –膨胀节对接焊缝成型前应100%RT,II 级合格.对半波纵焊缝应在成型后 20%RT复检, II级合格.且膨胀节焊缝表面要求100%PT或MT. –半波膨胀节的对接焊缝错边量: S≤10 时,0.15S且≤1;10~16 时,0.1S且≤1.5. –膨胀节与筒体环缝的错边量:S≤6时, 0.25S; 6~10 时,0.2S; 10~16 时,0.1S+1; ZX型整体成型小波高膨胀节一般多层31 2007-6-24HF型, 由两半波焊接而成. 一般单层.HZ型, 由两带直边半波焊接而成.单层.ZD型,整体成型.单层注:以上四种又分卧式,立式,带和不带内衬套四种.卧式又有带与不带丝堵之分.32 2007-6-24整波允许纵缝条数半波允许纵缝条数33 2007-6-24八,检查孔(人孔与手孔)标准:HG21514~21535-95 碳素钢,低合金钢人孔和手孔–规格范围DN400-600;压力范围常压, PN0.25~6.3MPa. –常压人孔:HG21515-95结构同带法兰盖接管,FF密封面,橡胶板垫片,法兰盖上焊两个把手. 适用于工作压力≤0.07MPa的场合. 接管壁厚统一为6, 使用软垫片,垫片决定工作温度.–回转盖板式平焊法兰人孔:HG21516-95; 回转盖带颈平焊法兰人孔:HG21517-95; 回转盖带颈对焊法兰人孔:HG21518-95;以上三种结构相同,区别在法兰,适用范围由法兰和垫片决定. 密封面有RF,MFM,TG三种. 垫片有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种,在压力较高的HG21518 中,可用缠绕垫和金属环垫. 其结构的特殊性在于盖轴耳和法兰轴耳.要求能自由回转.HG21517-95 回转盖带颈平焊法兰人孔34 2007-6-24–垂直吊盖板式平焊法兰人孔:HG21519-95; 垂直吊盖带颈平焊法兰人孔:HG21520-95; 垂直吊盖带颈对焊法兰人孔:HG21521-95;以上三种结构相同,区别在法兰,适用范围由法兰和垫片决定. 密封面有RF,MFM,TG三种. 垫片有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种,在压力较高的HG21521 中,可用缠绕垫和金属环垫. 其结构的特殊性在于垂直吊臂结构.常用于立式容器特别是塔设备的筒体上.要求吊臂垂直安装,且能自由旋转. 注意吊环与人孔盖一定要焊接牢固.吊钩用双螺母固定.HG21519-95 垂直吊盖板式平焊法兰人孔35 2007-6-24–水平吊盖板式平焊法兰人孔:HG21522-95; 水平吊盖带颈平焊法兰人孔:HG21523-95; 水平吊盖带颈对焊法兰人孔:HG21524-95;以上三种结构相同,区别在法兰,适用范围由法兰和垫片决定. 密封面有RF,MFM,TG三种. 垫片有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种,在压力较高的 HG21521中,可用缠绕垫和金属环垫. 其结构的特殊性在于水平吊臂结构.常位于立式容器上封头和卧式容器壳体顶部, 要求吊臂水平安装,且能自由旋转. 注意吊环与人孔盖一定要焊接牢固.吊钩用双螺母固定.–常压旋柄快开人孔:HG21525-95;特点:快捷,一旋即开,但不常用.椭圆形回转盖快开人孔:HG21526-95;特点:椭圆形筒体,350X450, 一般安装在单向受限的空间,有快开螺栓结构.回转拱盖快开人孔:HG21527-95;特点:拱盖结构,壁薄,减轻了人孔盖重量,方便开启,有快开螺栓结构. 快开螺栓结构参见右图. 以上三种人孔用于需要经常进出的容器.HG21522-95 水平吊盖板式平焊法兰人孔快开螺栓结构36 2007-6-24–常压手孔:HG21528-95,结构同常压人孔,FF密封面,橡胶垫片,一个把手. –板式平焊法兰手孔:HG21529-95,结构同常压手孔,RF密封面,石棉橡胶板垫片,一个把手. –带颈平焊法兰手孔:HG21530-95,结构同板式平焊法兰手孔,有RF,MFM和TG三种密封面,有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种垫片,一个把手. –带颈对焊法兰手孔:HG21531-95,结构同带颈平焊法兰手孔,有RF,MFM,TG和RJ四种密封面,有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫,聚四氟乙烯包覆垫,缠绕垫和金属环垫五种垫片,一个把手,适用压力更高. –回转盖带颈对焊法兰手孔:HG21532-95,只比带颈对焊法兰手孔多了一个轴耳回转结构. –常压快开手孔,HG21533-95,见右图,一个旋柄和一个卡板,开启比较方便. –旋柄快开手孔,HG21534-95,结构同常压旋柄快开人孔,只是压力可用于PN0.25MPa, –回转盖快开手孔,HG21535-95,在板式平焊法兰手孔基础上增加快开螺栓结构和轴耳回转结构.HG21529-95板式平焊法兰手孔HG21533-95 常压快开手孔37 2007-6-24标准:HG21594~21604-99 不锈钢人,手孔–规格范围:DN450-600;压力范围:常压, PN0.25~4.0MPa. –常压不锈钢人孔:HG21595-99同常压人孔,主材料为不锈钢.–回转拱盖快开不锈钢人孔:HG21597-99除凸缘为衬垫结构,其余为不锈钢,结构同回转拱盖快开人孔.–回转盖不锈钢人孔:HG21596-99 –水平吊盖不锈钢人孔:HG21598-99 –垂直吊盖不锈钢人孔:HG21599-99以上三个标准分板式平焊,带颈平焊和长颈对焊三种,除法兰和法兰盖为衬垫结构外, 其余均同对应的碳钢人孔. 法兰盖及法兰的衬垫结构–常压快开不锈钢手孔:HG21601-99同常压快开手孔,接管和盖为不锈钢.––––椭圆快开不锈钢人孔:HG21600-99 平盖不锈钢手孔:HG21602-99 回转盖快开不锈钢手孔:HG21603-99 旋柄快开不锈钢手孔:HG21604-99以上四个标准与碳钢人,手孔对应,除接管为不锈钢,法兰及盖为衬垫结构,其余相同.38 2007-6-24九,视镜标准:视镜标准很多,化工部有一套.机械部也有一套,两者结构基本一致.常用的是化工部的HGJ501~502-86 《压力容器视镜》.–本标准规定最高使用压力为2.5MPa,介质温度0-200℃. –视镜玻璃为钢化硼硅玻璃. –常用金属材料有碳钢和不锈钢两种,特材容器一般采用加衬垫形式. –根据结构分带颈和不带颈两种,不带颈视镜结构简单,视角大,缺点是易产生焊接变形.带颈视镜带一段接管,适于在斜装和容器直径较小的场合使用. –根据需要有时会带有内部冲刷结构. –根据需要有时要装多个视镜,可多角度观察,也可互相照明,带搅拌容器装两个视镜时一般成150~170度分布.还有一些特殊结构的视镜,如带灯视镜HG/T21575-94;衬里视镜HG/T21622-90;组合式视镜HG21505-92等等.因不常用,暂不介绍.39 2007-6-24不带颈带衬里视镜带颈不带衬里视镜不带颈带钛衬垫视镜40 2007-6-24十,常用支座耳式支座,简称耳座,JB4725-92, 立式设备用,很常见.–适用范围;DN≤4000.. –耳座数量一般四个均布,DN≤700时,允许两个.特殊情况,有用三个. –耳座标准中分A,AN,B,BN四种型号,带"N"表示不带垫板,由设计计算确定;B和BN跨距较大,用于设备带保温情况. –当容器热处理时,耳座应在热处理前焊在器壁上. –为减少应力,垫板四角倒圆,且垫板中间开通气孔,焊接和热处理时排气用.垫板材料一般与壳体相同.41 2007-6-24支承式支座,JB4724-92, 椭圆形或碟形的立式设备用,不常见–适用范围;DN800~4000,L/DN≤5,容器总高≤10m. –支承式支座数量一般三个或四个均布. –标准中分A,B两种型号,A形立柱由钢板焊制, B形立柱由钢管制作, 一般带垫板,不带垫板要求计算通过.垫板材料一般与壳体相同. –支承式支座用于带夹套容器时,如夹套计算不过,可焊在容器下封头上. –为减少应力,垫板四角倒圆,且垫板中间开通气孔,焊接和热处理时排气用. `42 2007-6-24腿式支座,JB4713-92, 立式设备用,不常见.–适用范围;DN400~1600,L/DN≤5,容器总高≤5m. –腿式支座数量一般三个或四个均布. –标准中A,AN,B,BN四种型号,带"N"表示不带垫板,带垫板可改善局部应力,由设计计算确定带与不带;A和AN 为角钢支柱,B和BN为钢管支柱. –垫板材料一般与容器壳体材料相同. –为减少应力,垫板四角倒圆,且垫板中间开通气孔,焊接和热处理时排气用.43 2007-6-24裙式支座,高大形和重形立式设备常用.尚无专用标准.–适用范围;H/DN>5,容器总高>5m. –裙式支座有圆筒形和圆锥形两种形式,圆锥形半椎角≤150. –裙座顶部开直径80-100的排气孔,可以焊缝处开缺口代. –裙座底部开直径80-100的排液孔,可以开成长圆孔. –裙座上至少应开一个人孔. –裙座外径应当与封头外径平齐. –裙座材料应与封头一致,对不锈钢材和特材可以分段选材焊接.44 2007-6-24鞍式支座,JB/T4712-92, 卧式设备常用.–适用范围;DN4000以下,各种圆筒体卧式容器. –鞍式支座有轻型A,重型BI,BII,BIII,BIV和BV六种型号,其中只有BII是150o包角,其余为120o包角.BIII和BV不带垫板,其余带垫板,其它区别体现在筋板数量和位置上. –鞍座又分固定式和滑动式,滑动式鞍座地脚螺栓孔为腰形孔,允许容器受热时轴向微量伸缩,每台卧式容器一般安装两只鞍座, 有时会三只或更多,但只能有一只为固定鞍座. –鞍座垫板的圆弧表面应与容器外壁贴合,要求装配后最大间隙不超过2mm. –鞍座垫板中间应开排气孔,两侧筋板上各开两个Φ11的接地孔.45 2007-6-2446 2007-6-24十一,设备吊耳标准:HG/T 21574-94 分顶部板式,侧壁板式和轴式三种吊耳–顶部板式吊耳代号为TP(带垫板为TPP),用于轻型立式设备或部件的吊装. 顶部板式型吊耳数量不定,装在凸形封头上时,一般2~4个均布. 对于椭圆形封头和蝶形封头,吊耳中心宜处于0.7倍封头直径范围内. 吊耳与垫板或壳体须全焊透连接. 垫板上开M10排气孔. 垫板材料宜与壳体同,其它类型吊耳也一样. 单个吊耳最大公称吊重为10t.47 2007-6-24–侧壁板式吊耳代号为SP,用于DN≥ 1000mm的较重形无顶部设备法兰的立式设备的吊装. 侧壁板式吊耳只能承受竖向载荷,吊装时特别注意! 侧壁板式吊耳数量为两个,对称设置在设备顶部两侧. 单个吊耳公称吊重为10~150t. 垫板上开M10排气孔. 吊孔两侧棱角须倒圆 R4.48 2007-6-24–轴式吊耳代号为AX,用于较高和较重型的立式设备的吊装. 轴式吊耳又分A,B,C三种形式,A型无内筋板,B型为 "十"字内筋板,C型为"井"字内筋板. 轴式吊耳数量一般为两个, 对称设置在设备顶部两侧, 在设备重心1.5m以上. 单个吊耳公称吊重为5~150t. 垫板上开M10排气孔. 内筋板与管轴,内筋板之间可间断焊,内筋板与容器外壁留3mm间隙,不焊.49 2007-6-24其它非常用零部件不再介绍.再见 !50 2007-6-24。

化工设备材料及其选择

化工设备材料及其选择

化工设备材料及其选择引言在化工领域,选择合适的设备材料至关重要。

化工设备材料的选择决定了设备的性能、耐用性以及安全性。

本文将介绍一些常见的化工设备材料,并说明如何选择适合的材料。

常见化工设备材料不锈钢不锈钢是一种常见的化工设备材料,由于其耐腐蚀性、机械强度和耐高温等特性,被广泛应用于化工工业中。

常见的不锈钢包括304不锈钢和316不锈钢。

选择合适的不锈钢取决于化学介质的性质以及操作条件。

聚合物聚合物材料在化工设备中也有广泛的应用。

聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚四氟乙烯(PTFE)是常见的聚合物材料。

选择聚合物材料时需要考虑介质的腐蚀性、温度和压力等因素。

玻璃钢玻璃钢由玻璃纤维和树脂构成,具有良好的耐腐蚀性和机械强度。

它在化工领域中用于制造贮罐、管道和反应器等设备。

玻璃钢设备的选择主要考虑介质的腐蚀性和工艺要求。

陶瓷陶瓷材料在化工设备中常用于耐腐蚀和高温场景。

氧化铝陶瓷和碳化硅陶瓷是常见的选择。

陶瓷具有优异的耐腐蚀性和高温稳定性,但也比较脆弱,需要谨慎处理和使用。

化工设备材料的选择原则选择合适的化工设备材料需要考虑多个因素,包括介质的性质、操作条件、预算和可用性等。

介质性质首先要了解介质的腐蚀性、温度和压力等特性。

根据介质的性质选择合适的耐腐蚀材料,以确保设备在长期使用过程中不受到腐蚀的侵害。

操作条件操作条件也是选择化工设备材料的重要因素。

例如,如果设备需要承受高温条件,则需要选择具有良好耐高温性能的材料。

同时,还需考虑操作的压力和振动等因素。

预算和可用性预算和可用性也是选择化工设备材料时需要考虑的因素。

一些高性能材料价格昂贵,因此需要权衡其性能和成本之间的关系。

同时,要确保所选择的材料能够得到供应,以确保设备的维修和更换。

材料选择的案例研究以下是一个化工设备材料选择的案例研究。

某化工企业需要制造一套耐腐蚀的反应器。

介质为酸性溶液,温度在150°C到200°C之间,压力在10MPa到15MPa之间。

化工设备常用零部件

化工设备常用零部件

化工设备常用零部件5.1 概述化工设备零部件的种类和规格较多,但总体可以分为两类:一类是通用零部件;另一类是各种典型化工设备的常用零部件。

5.1.1 化工设备的通用零部件在化工设备中常使用的作用和结构相同的零部件称为通用零部件,如图5-4所示的筒体、封头、支座、法兰、人(手)孔、视镜、液面计及补强圈等。

1.筒体筒体是化工设备的主体结构。

筒体一般由钢板卷焊成形,当直径小于500 mm 时,可直接使用无缝钢管。

筒体较长时,可由多个筒节焊接组成,也可用设备法兰连接组装。

筒体的主要尺寸是公称直径(公称直径是指筒体内径,但当采用无缝钢管作筒体时,公称直径是指筒体外径)、高度(或长度)和厚度。

厚度由强度计算决定,公称直径和高度(或长度)应考虑满足工艺要求确定,而且公称直径应符合《压力容器公称直径》国家标准中规定的尺寸系列。

筒体的标记方法如图5-5所示。

标记示公称直径1000 mm 、厚度10 mm 、高2000 mm 的筒体标记为:“筒体 DNl000×10,H=2000 GB 9019-88”2.封头封头是设备的重要组成部分,它与筒体一起构成设备的壳体。

封头与筒体可以直接焊接,形成不可拆卸的连接;也可以分别焊上法兰,用螺栓、螺母锁紧,构成可拆卸的连接。

常见的封头形式有球形、椭圆形、碟形、锥形及平板形等,如图5-5所示。

这些封头多数已经标准化,椭圆形封头的规格和尺寸系列可参见附录中表5-2。

封头的标记方法如图5-6所示。

标记示例公称直径1000 mm 、厚度10 mm 的椭圆形封头标记为:“椭圆形封头 DNl000×10 JB/T 5535—1995”3.法兰法兰是法兰连接中的主要零件。

法兰连接是由一对法兰、密封垫片和螺栓、螺母、垫圈等零件组成的一种可拆连接,如图5-9所示。

化工设备用的标准法兰有两类:管法兰和压力容器法兰(又称设备法兰)。

标准法兰的主要参数是公称直径、公称压力和密封面形式,管法兰的公称直径为所连接管子的外径,压力容器法兰的公称直径为所连接筒体(或封头)的内径。

化工设备常用材料

化工设备常用材料
16MnDR:可用于-40℃的钢种;液氨储罐等设备 15MnNiDR:提高了低温韧性;-40℃级低温球形容器 09MnNiDR:-70℃级低温压力容器用钢;用于制造液丙烯(-
47.7℃)、液硫化氢(-61℃ )等设备
15CrMoR
低合金珠光体热强钢 中温抗氢钢板 用于制造壁温不超过560℃的压力容器
应用介绍
16MnR
屈服点为340MPa级的压力容器专用钢板 是我国压力容器行业使用量最大的钢板 具有良好的综合力学性能、制造工艺性能 主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器
16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR
低温压力容器用钢,工作在-20℃及更低温度的压力容 器专用钢板
采用低合金钢,不仅可以减薄容器的壁厚,减轻重量,节 约钢材,而且能解决大型压力容器在制造、检验、运输、 安装中因壁厚太厚所带来的各种困难。
压力容器常用低合金钢 钢板:16MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR;07MnCrMoNbR、07MnCrMoNbDR 钢管:16Mn、09MnD;(D表示低温用钢) 锻件:16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、 2.25Cr-1Mo。
(3)高合金钢
压力容器中采用的低碳或超低碳高合金钢大多是耐腐 蚀、耐高温钢;铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢
铬钢:0Cr13 是常用的铁素体不锈钢 有较高的强度、塑性、韧性和良好的切削加工性能 在室温的稀硝酸以及弱有机酸中有一定的耐腐蚀性 但不耐硫酸、盐酸、热磷酸等介质的腐蚀
铬镍钼钢:00Cr18Ni5Mo3Si2 是奥氏体-铁素体双相不锈钢 耐应力腐蚀、小孔腐蚀的性能良好,适用于制造介质 中含氯离子的设备。
二、钢材类型
按化学成分分类:碳素钢、低合金钢、高合金钢

化工设备常用材料

化工设备常用材料

结晶过程:液体中能量比较低的原子成为晶核,其它原子 通过碰撞造成晶体成长。最后结晶完成形成固体,以晶界 划定晶粒大小,晶界上有时会聚集叫多杂质,而影响金属 性能。 金属性能与晶格类型、晶粒大小等有关。 • • 结晶时,冷却速度越快,结核越多,结晶结束时的 晶粒越小。
结晶分类:通常称的结晶和重结晶。 9 同素异构转变:固体状态下的金属由于加热或冷却而引 起的晶格结构的转变。如 α-Fe 体心立方
钢的分类: • 按含碳量分:
低碳钢:C%≤0.3% 中碳钢:0.3%~0.6% 高碳钢:≥0.6%
碳钢特点:价格便宜,强度、韧性适中,加工性能好,可通 过热处理进一步改进性能,但抗腐蚀性能差,编号采用前苏 联的编制方式,限制了钢材的品种和质量。 铸铁特点 • • 含碳量比钢高,杂质比较多,塑性差,一般用于复杂零 件的铸造成型,如汽车发动机箱壳,泵体等。 分类: 9 灰口铸铁,碳以片状石墨存在,断口呈灰色,抗压强 度大,但拉伸强度和冲击韧性差,可用于铸造承受压 力,要求消振、耐磨的零件,如支架、本体、机座。 9 可锻铸铁,碳主要以团状存在,有一定的强度和较高 的塑性和韧性,可用于锻造零件。 9 球墨铸铁,碳以球状石墨存在,对基体削弱小,强度、 塑性和韧性比前两者都高,如汽车发动机曲轴。
§5.2 碳钢和铸铁 碳钢和铸铁是工程最广泛应用的金属材料,它们主要由碳和 %铁这两种元素组成。含碳量0.02%~2%的称为钢,含碳量 大于2%的称为铸铁。 合金钢除了碳和铁以外,含有镍、铬等金属元素。 碳钢主要成分:Fe、C、Si、Mn、P、S ,与炼钢原料与过 程有关。 铁矿石、焦炭、造渣剂、氧气等。炼铁→炼钢→特种钢、 型材 Si、Mn、P、S是杂质。S:热脆,热加工时形成低沸点 的硫化物,造成构件开裂 ;P:冷脆,在低温时,使构 件塑性下降。 钢材性能与含碳量的关系

化工设备材料及其选择—化工设备用其他材料

化工设备材料及其选择—化工设备用其他材料
项目一 化工设备材料及 其选择
单元四 化工设备用其他 材料
1
第四节 有色金属材料
一. 铝及其合金 1.特性:1)密度小,体轻;
2)导电、导热性好。不产生火花; 3)塑性高,强度低; 4)易冷加工,可焊,可铸; 5)耐低温; 6)一定的耐腐蚀性; 7)不污染食物。
2
2.常用铝材:
1)纯铝:高纯铝——L01,L02(浓硝酸设备); 工业纯铝—L1,L2,L4(换热器,塔,储罐, 深冷设备等)。
用场:腐蚀性强的换热器;泵,管道,机械密 封环,爆破片等。
15
4). 玻璃钢
——用合成树脂做黏结剂,玻璃纤维为骨 架制成。
特点:1)强度高 2)加工性能好 3)耐腐蚀性好
用场:容器,储槽,塔,鼓风机,搅拌器, 泵,管道,阀门等。
16
用途:设备防腐 常用涂料: • 防锈漆; • 底漆; • 大漆; • 环氧树脂漆; • 酚醛树脂漆。等。
14
3). 不透性石墨
——各种树脂侵汲石墨,消除孔隙而成。 特点:1)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; 2)不污染介质; 3)加工性能好,相对密度小; 4)力学性能较低,性脆。
6
三. 铅及其合金
特点: 1)强度低、硬度低、不耐磨、非常软; 2)耐硫酸腐蚀性能强,但不耐甲酸、乙酸、
硝酸及碱溶液; 3)耐辐射性强。 用场:加料管、鼓泡器、耐酸泵等,特别
是在一些有辐射的场合用来进行屏蔽。
7
四. 钛及其合金 特点:1)密度不大而强度高;
2)耐腐蚀性能近乎或超过不锈钢; 3)耐热。 用场:航空工业,化学工业。
用场:搪瓷设备,如反应釜、储罐、 换热器、塔、阀门等。
10

第一章 化工机械常用材料

第一章  化工机械常用材料

第一篇 机械基础第一章 化工机械常用材料由于现代化工生产过程日趋复杂,操作条件苛刻,工艺过程往往需要在深冷、高温、高压、真空、易燃、易爆、有毒、腐蚀等条件下进行,几乎每个化工产品都有独特的工艺过程和专用装置,所以化工机械种类繁多、结构复杂、取材广泛。

化工机械用材的分类如下:金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能,并具有正的温度电阻系数的物质。

黑色金属主要指铁、铬、锰及其合金,如钢、生铁、铸铁等。

黑色金属以外的金属统称为有色金属,如铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金等。

非金属材料是除金属材料以外的几乎所有的材料,如塑料、橡胶、陶瓷、玻璃钢等。

第一节 金属材料的性能由于金属材料具有许多优良的性能,因此广泛地用于制造各种化工机械。

金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。

使用性能是指金属材料在使用过程中表现出来的性能,包括物理性能、化学性能和力学性能;工艺性能是指金属材料对不同加工方法的适应能力,包括铸造性能、锻压性能、焊接性能和切削加工性能等。

一、物理性能金属的物理性能是金属的固有属性,包括密度、熔点、导热性、磁性、导电性、热膨胀性等物理特征。

铁 化工机械用材金 属非金属黑色金属有色金属无机非金属复合材料有机非金属 铸铁 碳钢 合金钢 轻金属 重金属稀有金属1.密度金属的密度是指在一定温度下单位体积金属的质量。

不同金属材料的密度也是不同的,通常把ρ>5×103kg/m3的金属称为重金属,ρ≤5×103kg/m3的金属称为轻金属。

2.熔点金属从固态向液态转变时的温度称为熔点。

金属都有固定的熔点。

例如铁的熔点为1538℃,黄铜的熔点为950℃,铝的熔点为658℃。

合金的熔点决定于它的化学成分,如碳钢及低合金钢的熔点为1400~1500℃。

3.导热性金属材料传导热量的性能称为导热性。

导热性好的金属材料,在加热或冷却时,内外温差变化较小,产生的变形也小;导热性好,零部件也易散热。

第一章_化工设备常用材料及其选择

第一章_化工设备常用材料及其选择
化工设备机械基础
2020/7/19
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。
化工生产过程的决定因素:化学工艺过程
化工机械装备
化工机械通常分为:化工设备(静设备)
2020/7/19
化工机器(动设备)
化工设备:
e P
b
a
相同,如何理解弹性模量?
o
(1)式称为虎克定律,该定律也可用于受压杆件,但符号为负
2020/7/19
1.2 材料的性能
横向线应变:
' d1 d d
dd
d
ε' 为横向线应变
研究表明在弹性阶段杆件的横向
应变ε'和轴向应变ε之比的绝对
值是一个常数
d1
拉伸
'
2020/7/19
,称为横向变形系数或者泊桑比
2020/7/19
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
2020/7/19
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)
1.2 材料的性能
(2)屈服阶段(bc段)
பைடு நூலகம்
在此阶段,曲线上升
坡度变缓,在C点附近, 应力几乎不变的情况
下,试件的应变量在 增加,此时我们认为
b c s
材料对外力“屈服”

化工机械设备基础-第六章 压力容器与化工设备常用材料

化工机械设备基础-第六章 压力容器与化工设备常用材料

五、其他性能 1.组织稳定性 . 2.抗松弛性 . 3.应变时效敏感性 .
第五节 碳钢与铸铁
铁碳合金) 一、钢铁(铁碳合金 是由 %以上的铁和 钢铁 铁碳合金 是由95%以上的铁和0.05%~4%的碳及 % % 1%的杂质元素所组成的台金。 %的杂质元素所组成的台金。 钢——C%=0.02-2% % 铸铁——C%>2%,碳以石墨存在 %,碳以石墨存在 铸铁 %, 纯铁(工业纯铁 工业纯铁)——C%<0.02% 纯铁 工业纯铁 %
5.按支承形式分类 . 立式、 立式、卧式 6.按结构材料分类 . 金属容器、 金属容器、非金属容器
第二节 容器机械设计的基本要求
容器的总体尺寸——工艺尺寸 工艺尺寸 容器的总体尺寸
(1)强度 强度 (2)刚度 刚度 (3)稳定性 稳定性 容器零部件的机械设计 (4)耐久性 使用年限为 年 耐久性 使用年限为10-15年。 (5)密封性 密封性 (5)节省材料,便于制造 节省材料, 节省材料 (5)方便操作,便于运输 方便操作, 方便操作
第三节 容器的标准化设计
一、标准化的意义 ——从产品的设计、制造、检验和维修等方面: 从产品的设计、制造、检验和维修等方面: 从产品的设计 1、 有利于成批生产,缩短生产周期,提高产品质量,降低成 、 有利于成批生产,缩短生产周期,提高产品质量, 从而提高产品的竞争能力; 本,从而提高产品的竞争能力; 2、增加零部件的互换性,有利于设计、制造、安装和维修, 、增加零部件的互换性,有利于设计、制造、安装和维修, 提高劳动生产率。 提高劳动生产率。 3、标准化为组织专业化生产提供 有利条件,有利于合理地利 有利条件, 、标准化为组织专业化生产提供f有利条件 用国家资源,节省原材料。 用国家资源,节省原材料。 4、能够有效地保障人民的安全与健康; 、能够有效地保障人民的安全与健康; 5、采用国际性的标准化,可以消除贸易障碍,提局竞争能力。 、采用国际性的标准化,可以消除贸易障碍,提局竞争能力。

化工设备机械基础(第六版)教案课件..

化工设备机械基础(第六版)教案课件..
化工设备机械基础
1
本课程将学些什么
————————看看再说
2
化工设备—— 储罐 换热设个外壳 我们把它叫做容器。
*化工中,这些外壳容器都需要承受一 定的压力,我们把它叫做压力容器。
4
压力容器一般由筒体、封头、支
接管、法兰(对
人孔、手孔、液
5
以及一些内构件

15
(2).抗拉强度(b)
定义:金属材料在受力过程中, 发生断裂所达到的最大应力值, 以σb 表示,单位MPa。 是压力容器设计常用的性能指标。 屈强比:s/ b 屈强比小,表明材料具有较大 的塑性储备。(希望屈强比大一 些)

16
( 3) .

蠕变强度(n)
“蠕变”现象: 高温高压的蒸汽管道下挠变形; 高温高压下法兰及螺栓蠕变变形而泄 漏; 铅丝在常温下受重力作用而变长变细。
如:纯铁的延伸率为50%,
20R的d5不小于25% ; 16MnR的d5不小于21%; 1Cr18Ni9Ti的d5不小于40%。
23
(3)冷弯性能---是钢材塑性指标和冶 金质量的综合指标。
室温下对试板以一定的内半径(R=0.5~3 板厚)进行弯曲,是否出现裂纹或起层。在试 样被弯曲受拉伸面出现第一条裂纹前,金属材料 的变形越大,塑性越好
17
“蠕变”现象:在高温时,在一定的应 力下,应变随时间而增加的现象,或金属 在高温和存在内应力情况下逐渐产生 塑性变形的现象.
“蠕变强度”: 材料在高温下,抵抗发生缓慢塑性变形的 能力,以n 表示,单位MPa 。
18
(4).持久强度(D)

定义:在一定温度下,经过一定时间断
裂时的应力,以
D 表示,单位MPa 。

6化工设备常用材料

6化工设备常用材料
回火可以降低或消除零件淬火后的内 应力,提高韧性。
在150℃~250℃范围内的回火称“低 温回火”。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,要进行低温回火处理。
2024/7/4
36
中温回火温度是300℃~450℃。 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。
2024/7/4
20
3、碳钢的基本组织
C在铁中的存在形式有固溶体、化合物和 混合物三种。 固溶体: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。
三种不同的存在形式,形成了不同的碳 钢组织。
2024/7/4
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组元:纯铁、 Fe3C
固相 相
固溶 体
金属 化合 物
铁素体 奥氏体 渗碳体
r= σmin/ σmax ,应力循环系数或应力比,如σ-1,以 106-107次不被破坏的应力
(r—循环特性)
2024/7/4
4
补充:静应力与变应力 稳定变应力——周期、应力幅和平均应力都
不随时间变化的变应力
2、硬度
局部抵抗能力 弹性、强度与塑性的综合性能指标 硬度:布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB) 和维氏硬度(HV) 低碳钢 σb=0.36 HB 高碳钢 σb=0.34 HB 灰铸铁 σb=0.1 HB
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3、表面淬火
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 一定的韧性。
2024/7/4
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4、化学热处理
渗碳、渗氮(氮化)、渗铬、渗硅、渗铝、氰 化(碳与氮共渗)等。
渗碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性; 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 高耐磨和耐腐蚀性; 渗硅可提高耐酸性等。

化工设备材料及其选择知识

化工设备材料及其选择知识

化工设备材料及其选择知识1. 引言化工设备的材料选择对于化工生产过程的安全性和可靠性具有重要影响。

正确选择化工设备材料,可以提高设备的抗腐蚀性能、延长使用寿命,同时确保生产质量和环境保护。

本文将介绍化工设备材料的选择知识,包括常用的材料种类、选择因素和常见的材料选择错误。

2. 常用的化工设备材料2.1 金属材料金属材料是化工设备中最常用的材料之一。

常见的金属材料有不锈钢、碳钢、铜和铝等。

不锈钢是最常用的材料,它具有耐腐蚀性、耐高温性和机械强度高的特点,适用于各种化工设备。

碳钢主要用于低温和一般温度下的设备,铜和铝则广泛应用于热交换设备和冷却塔等。

2.2 聚合物材料聚合物材料是近年来在化工设备中应用越来越广泛的材料。

聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚合物材料具有良好的耐腐蚀性、电绝缘性和机械性能,适用于储罐、管道等设备。

此外,聚合物材料还具有较低的成本和易加工的特点。

2.3 陶瓷材料陶瓷材料是一种非金属的无机非金属材料,具有良好的耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性。

常见的陶瓷材料有氧化铝、氧化锆和碳化硅等。

陶瓷材料适用于特殊环境下的化工设备,如高温、高压和强酸碱等。

3. 化工设备材料选择因素在选择化工设备材料时,需要考虑以下因素:3.1 腐蚀性化工过程中常常涉及腐蚀性介质,因此材料的耐腐蚀性是选择的重要依据。

不同材料对不同介质的耐腐蚀性不同,需要根据具体情况选择合适的材料。

3.2 温度和压力化工设备在使用过程中会受到不同的温度和压力的影响,材料的选择需要能够适应这些变化。

高温和高压下材料的热膨胀和强度变化需要考虑。

3.3 机械性能机械性能包括材料的强度、硬度和韧性等,对于设备的可靠性和寿命具有重要影响。

根据设备的具体工作条件选择合适的材料,以确保设备在运行过程中不会出现破裂或变形等问题。

3.4 经济性材料的成本也是选择的一个重要因素。

在满足设备要求的前提下,选择成本较低但性能合适的材料可以降低设备制造和维护成本。

第五章化工设备常用零部件

第五章化工设备常用零部件

第五章化工设备常用零部件概述化工设备的零部件的种类和规格较多,工艺要求不同、结构形状也各有差异。

可以分为两类:一类是通用零部件,另一类是各种典型化工设备的常用零部件。

为了便于设计、制造和检修,把这些零部件的结构形状统一成若干种规格,相互通用,称为通用零部件。

符合标准规格的零部件称为标准件。

化工设备的标准化通用零部件5.2.1 筒体筒体的主要尺寸是直径、高度(或长度)和壁厚。

5.2.2 封头封头与筒体可以直接焊接,形成不可拆卸的连接,也可以分别焊上法兰,用螺栓、螺母锁紧,构成可拆卸的连接。

常见的封头形式有椭圆形(EHA、EHB)、碟形(DHA、DHB)、折边锥形(CHA、CHB、CHC)及球冠形(PSH)。

封头标记示例:封头类型代号公称直径×封头名义厚度-封头材料牌号标准号[例]公称直径325 mm、名义厚度12 mm、材质为16MnR、以外径为基准的椭圆形封头,标记为EHB325×12-16MnR JB/T 47465.2.3 支座用来支承设备的重量和固定设备的位置。

支座一般分为立式设备支座、卧式设备支座两大类。

三种典型的标准化支座:耳式、支承式和鞍式支座。

耳式支座:用于支承在钢架、墙体或梁上的以及穿越楼板的立式容器,支脚板上有螺栓孔,用螺栓固定设备。

一般有A型和B型两种。

标准号支座型号支座号[例]A型、带垫板,3号耳式支座,支座材料为Q235AF,标记为JB/T 4725 -1992,耳座A3 材料:Q235AF支承式支座:支承式支座多用于安装在距地坪或基准面较近的具有椭圆式封头的立式容器。

标准号支座型号支座号[例]钢板焊制的3号支承式支座,支座材料和垫板材料均为Q235AF,标记为JB/T 4724 -1992,支座A3材料:Q235AF/ Q235AF鞍式支座:用于卧式容器的支座。

同一直径的鞍式支座分为A型(轻型)和B型(重型)两种,每种类型又分为F型(固定式)和S型(滑动式)。

化工设计课件-6压力容器和化工设备常用材料

化工设计课件-6压力容器和化工设备常用材料
D
CHAP. 6 压力容器和化工设备常用材料 2)碳钢的规格及品种 上述介绍的是钢号,钢必须以钢的规格和品种供货。 a.铸钢:(GB979-67) 用于制造法兰、筒体、端盖等。铸钢牌号“ ZG”,如ZG15 、ZG25等, l l 数字为碳的万分数, ZG15 含C0.15%

b.锻钢(JB755-85 Q/ZB60-73) 用于制造法兰、管板、顶盖、盲板等。牌号20、25、35、45、16Mn、 16MnD、35CrMo、15CrMo c.钢板(GB708-65,GB709-65) GB708-65《轧制薄钢板品种》,厚度0.2~4mm,有冷轧和热轧二种。 GB709-65《热轧厚钢板品种》,厚度 4.5~60mm,均为热轧。 钢板牌号:Q235-A、Q235-A.F、20R、16MnR、16MnDR(后二者是低合 金钢)
D
CHAP. 6 压力容器和化工设备常用材料 3)碳钢的性能 a. 碳钢的力学性能 强度、硬度较高,塑性、韧性较好。 碳钢机械性能与钢的含碳量、热处理条件、零件的尺寸及其适用温度有关。 l l

⑴碳含量的增多, 强度、硬度提高, 塑性下降; ⑵温度升高, 强度下降, 塑性提高; ⑶退火处理 硬度下降, 塑性提高。
D
CHAP. 6 压力容器和化工设备常用材料
s ),而塑性( 碳钢中的强度随着C含量的增加而增加( b 、 随着C含量的增加而下降。
、 )
铸铁中的碳超过了铁所能溶解的限度,多余的部分以石墨的形式存在。石 l l 墨是种良好的润滑剂,但是非常脆,强度小。因而,铸铁强度低,脆性大,由 于石墨的存在,耐磨性能好,切削性好,铸造性好,消振性能好。它适用于制 造机器的支座等大而笨的零件。 1)碳钢的分类、牌号 ⑴按含碳量分类: 低碳钢:C<0.3%, 强度低,塑性好,冷成形和焊接性能好,特适用于制造化 工设备 如Q235-A( A3) 中碳钢:C:0.3~0.6%之间 有良好的强度和塑性,适宜做轴、齿轮、高压容 器顶盖。如 35、45号钢。 高碳钢:C>0.6%,强度及硬度高,塑性较差,用来制作弹簧、钢丝绳等

化工设备材料及其选择知识

化工设备材料及其选择知识
➢ 莱氏体:珠光体与初次渗碳体组成。是一种较粗而硬的 组织。
铁的熔点
1.5 铁碳合金状态图
γ-Fe
α-Fe
(亚共析钢)
(过共析钢)
共晶白 碳含量对碳钢机械性能的影响
2. 杂质元素对碳钢性能的影响
❖ 对碳钢性能有利的元素
锰(Mn):弱氧化剂,有脱氧和减轻硫的有害作用;
退火与正火
退火:把工件加热到临界点以上的一定温度,保温一段 时间,然后随炉一起缓慢冷却下来。
正火:将加热后的工件从炉中取出,置于空气中冷却。 退火与正火:可降低硬度,提高塑性;调整组织,部分
改善机械性能;使组织均匀化,消除部分内应力。 正火烧出来的粒子更细。
淬火与回火
淬火:将钢加热到淬火温度——临界点以上30~50℃ , 并保温一定时间,然后在淬火剂中冷却以得到马氏体组 织的一种热处理工艺。可提高硬度、强度和耐磨性。
2. 设备选材的基本要求
• 有足够的力学性能; • 具有良好的加工性能; • 具有良好的耐腐蚀性能; • 经济合算; • 其它各种性能符合设计要求。
基本概念
应力(Stress) σ 应力定义为“单位面积上所承受的力”。
按照载荷(Load)作用的形式不同,应力又可以分 为拉伸压缩应力、弯曲应力和扭转应力。
3.3 维氏硬度HV (始于1925年)
原理类似于布氏硬度,而压头为锥面夹角为136o的四 方角锥体,由金刚石制成;
HV
1.854 P d2
kgf
mm 2
优点:
其中:d为压痕对角线长度
• 因为四方角锥压头,当负荷改变时,压入角不变,因此负荷可以 任意选择(最大优点);
• 通过维氏硬度试验得到的硬度值和通过布氏硬度试验得到的硬度 值完全相等;

第五章化工设备的常用零部件资料

第五章化工设备的常用零部件资料
第五章 化工设备的常用零部件
5.1 标准零部件 5.2 典型化工设备常用零部件
5.1 标准零部件
化工设备采用的标准零部件较多,主要有筒体、封 头、法兰、支座、视镜、液面计和补强圈等。
5.1.1 筒体
筒体是化工设备的主体构件,一般使用钢板卷制后 焊接成形。当筒体直径小于500mm时,可直接采用无缝主要几何尺寸为直径、长度及厚度。直径和长度 由工艺条件给出,厚度由工程设计确定。卷制筒体的公 称直径是筒体的内径如表5-1所列;无缝钢管制筒体的 公称直径是无缝钢管的外径如表5-2所列。
5.2.2 塔式容器常用零部件
塔式容器广泛用于化工、石油化工和轻工食品等工 艺过程中,塔式容器可分为板式塔和填料塔两大类,其 总体结构如图5-18所示。图5-18(a)为填料塔,图518(b)为板式塔。
这两类塔的外部结构基本相同,都是由塔体、裙座、 吊柱、人孔、液面计、接管等构件组成。只是内件不同, 下面介绍这两类塔的主要构件。
例如,接管公称直径DN100的补强圈,厚度为8mm, 坡口形式为D型,材料为Q235B。
标记示例:dNDN100×8-D-Q235-B JB/T4736-2002。 材料:16MnR
5.1 标准零部件
5.1.6 人孔与手孔
为了满足化工设备安装、清洗和检修的要求,在化 工设备上需要设置人孔或手孔。人孔的基本结构如图510所示。
化工设备的结构设计规定,当筒体的公称直径超过 700mm时,应设置人孔。人孔的形状有圆形和椭圆形两 种。圆形人孔结构如图5-10所示。圆形人孔加工方便, 应用比较广泛;椭圆形人孔加工比较困难,但对于壳体 的强度削弱较小。
5.1 标准零部件
圆形人孔的公称直径有DN400、DN450、DN500、 DN600。椭圆形人孔的最小尺寸为300×400。人孔的选 择应根据设备结构和强度条件,以检修人员进出方便为 原则。人孔的标准较常用的有HG/(21514-21535)-2005 《钢制人孔和手孔》。
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得多,如在723℃时可溶解0.8%,在1147℃ 时可达最大值2.06%。
奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变时 产生的。由于奥氏体有较大的溶解度,故塑
性、韧性较好,且无磁性。
•2020/10/3
(3)渗碳体(Cementite)
碳和铁形成一种化合物(Fe3C)称渗碳体。 熔点约1600℃,硬度高,塑性几乎等于零。 铁碳合金含碳量小于2%时,其组织是在铁素 体中散布着渗碳体,是碳素钢。 含C量大于2%时,部分C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 一定消震能力。
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。
•2020/10/3
三、钢的热处理
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 学与力学性能,称为热处理。
•1、退火和正火
•铸、锻件切削加工前一般进行退火或正火。
•(1)退火:是将工件加热至某一温度(临界点以上)
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(4)珠光体(Pearite)
铁素体与渗碳体的机械混合物 (F+Fe3C ) 用符号P表示 。
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 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 合力学性能好。
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3、碳钢的基本组织
C在铁中的存在形式有固溶体、化合物和 混合物三种。 固溶体: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。
三种不同的存在形式,形成了不同的碳 钢组织。
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组元:纯铁、 Fe3C
符号 表示
固相 相
固溶 体
金属 化合 物
铁素体 奥氏体 渗碳体
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4、冲击韧性
冲击韧度αk,使其破坏所消耗的功或吸收
的能除以试件的截面面积
低温容器所用钢板αk值不得低于30J/cm2
•2020/10/3
二、物理性能
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 比等。
•(1) 密度
• 单位体积内的质量。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。
•2020/10/3
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三、化学性能
1、耐腐蚀性
金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗能力
2、抗氧化性
高温氧化,降低表面硬度和抗疲劳强度 选耐热材料
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四、加工工艺性能
1、可铸性:收缩与偏析 2、可锻性 3、焊接性 4、可切削加工性
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2、硬度
局部抵抗能力 弹性、强度与塑性的综合性能指标 硬度:布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、 HRB)和维氏硬度(HV) 低碳钢 σb=0.36 HB 高碳钢 σb=0.34 HB 灰铸铁 σb=0.1 HB
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3、塑性
延伸率 δ • 断面收缩率 ψ • 化工设备材料一般要求δ5=10%-20%
液相
F A Fe3C L
概念
碳溶于α-Fe中 的间隙固溶体
碳溶于γ-Fe中 的间隙固溶体
具有复杂晶格的 间隙化合物
性能
具有良好的塑性和韧性 ,但强度硬度不高
与溶碳量和晶粒大小有 关,硬度较低而塑性较 高,易于锻压成形
硬度很高而塑性和韧性 几乎为零,脆性极大
•基本组织: 单相组织: F、A、 Fe3C 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 珠光体P:( F+ Fe3C )在共析点上得到,具有良好的力学性能
(5)莱氏体(Ledeburite)
❖ 莱氏体是由A+Fe3C组成的一种机械混合物,用 符号Ld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 性极差,几乎为零 。是一种较粗而硬的金相组织 ,存在于白口铸铁、高碳钢中。
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(6)马氏体(白色)
钢和铁从高温急冷下来的组织,是碳原 子在a-Fe中过饱和的固溶体。
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第三节 碳素钢
一、常存杂质元素对钢材性能的影响
硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等
1硫
有害元素。FeS和 Fe形成低熔点(985℃) 化合物。钢材热加工1150~1200℃,过早熔化
而导致工件开裂,称“热脆”。
高级优质钢:S<0.02%~0.03%; 优质钢:S<0.03%~0.045%; 普通钢:S<0.055%~0.7%以下。
•2020/10/3
• 1、强度:是指材料抵抗外加载荷而 不致失效破坏的能力
• 按所抵抗外作用形式分为:

抵抗恒定外力——静强度

抵抗冲击外力——冲击强度

抵抗交变外力——疲劳强度
• 按环境温度分为:

常温下抵抗外力——常温强度

高温下抵抗外力——高温强度

低温下抵抗外力——低温强度
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6化工设备常用材料
•2020/10/3
第六章 化工设备材料
•第一节 概 述
• 根据物料与适宜工作条件选材
• 物料腐蚀性:铸铁抗硫化氢 • 压力与温度 • 蠕变、氢腐蚀、低温脆性等
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材料的性能:
力学性能、物理性能、化学性能和机 加工性能
• 一、力学性能——决定许用应力 • 强度、硬度、弹性、塑性、韧性等
5氧
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。
常温强度指标:
屈服强度和抗拉(压)强度 屈强比适当 蠕变极限σn 疲劳极限σr , r= σmin/ σmax ,应力循环系数或应力比,如σ-1,以 106-107次不被破坏的应力
(r—循环特性)
补充:静应力与变应力 稳定变应力——周期、应力幅和平均应力都
不随时间变化的变应力
•2020/10/3
•(2) 熔点
• 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。
•(3) 导热性

金属传导热量的能力称为导热性。一般说
,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。
•(4) 导电性
• 金属传导电流的性能。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 铝合金作电热元件。
•2020/10/3
(1)铁素体(ferrite)
C溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体。 a-Fe原子间隙小,溶碳能力低(室温下 0.006%),强度、硬度低,塑性和韧性很好 。 低碳钢是含铁素体的钢,具有软而韧的性能 。
•2020/10/3
(2)奥氏体(Austenite)
C溶解在g-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。 g-Fe原子间隙较大,C的溶解度比a-Fe中大
•2020/10/3
2磷
有害元素。虽能使强度、硬度增高,但 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
“冷脆”。 使冷加工及焊接性变坏,
高级优质钢: P<0.025%; 优质钢: P<0.04%; 普通钢: P<0.085%。
•2020/10/3
3锰
脱氧剂。有益元素。 MnS(1600℃),部分消除硫的有害作用。 锰具有很好的脱氧能力,与FeO成为MnO进 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。 在0.5%~0.8%以下时,看成是常存杂质。 优质碳素结构钢中,正常含锰量是0.5%~ 0.8%;高锰结构钢可达0.7%~1.2%。
具有很高的硬度,但很脆,延伸性低, 几乎不能承受冲击载荷。
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二 、 铁 碳 合 金 状 态 图
•2020/10/3
•按组织不同: • 含C量<0.77%——亚共析钢。 • 含C量>0.77%——过共析钢 • 含C量=0.77%——共析钢
•钢在加热时形成单一的奥氏体组织。
•2020/10/3
•2020/10/3
4硅
脱氧剂。有益的元素。 硅与FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣 而被除去。 硅在钢中溶于铁素体内使强度、硬度 增加,塑性、韧性降低。 镇静钢中的含硅量常在0.1%~0.37%, 沸腾钢中只含有0.03%~0.07%。 由于钢中硅含量一般不超过0.5%,对 钢性能影响不大。
•2020/10/3
•(5) 热膨胀性
• 金属随着温度变化而膨胀、收缩的特性。
•(6) 磁性
• 金属在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的能力。铁 磁性材料(在外加磁场中,能被强烈磁化到很大程度)、 顺磁性材料(在外加磁场中呈现十分微弱的磁性)、抗磁 性材料(能够抗拒或减弱外加磁场磁化作用的金属材料) 铁磁性材料可用于制造变压器、电动机、测量仪表等。 抗磁性材料则可用作要求避免磁场干扰的零件和结构材 料。
正火和退火主要有四个区别:
(1)正火的温度较高,退火的温度较低. (2)正火的冷却速度比退火的冷却速度快. (3)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.对含碳量在0.25%以下的, 正火后可提高 硬度,改善切削加工性能,退火却做不到。 (4)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)。
高温回火温度为500℃~680℃。 综合性能:强度、韧性、塑性等都较好
淬火加高温回火习惯上称为“调质处理”。
用于各种轴类零件、连杆、齿轮、受力螺栓等。
•2020/10/3
时效热处理: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 性能随时间而变化的过程。
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