水工艺设备基础
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/5/2
水工艺设备基础
教材：
《水工艺设备基础》，黄廷林主编，中国建工出版社， 2002年6月；
参考书：
实用水处理设备手册，史惠祥主编，化工出版社，2000 年；
给水排水设计手册（第九册）专用机械，上海市政院编， 2000年；
机械工程材料，文九巴编，机械工业出版社，1998年。
2020/5/2
C：随含碳量增加，钢的强度和硬度不断 提高，塑性、韧性随之下降。含碳量超过 0.9％时，钢强度降低。含碳量高影响钢的 焊接性能。
S：硫使钢热加工时容易开裂，降低钢韧性， 含量须严格控制
P：降低韧性，冷脆现象，须严格控制 Mn:有益元素，提高强度和硬度 Si:有益元素
2020/5/2
物1理.1性.2能：金密属度材、熔料点基、热本膨性胀能系数、导
2020/5/2
主要有碳钢1、.1铸铁金、属不锈材钢料、合金钢、有色金
属 金属材料的特点：
具有较高的强度、良好的塑性和变形能力（金属 键结合）； 良好的导电性、导热性（共用电子自由运动）； 不透明，有金属光泽，对光具有良好的反射性能；
有正来自百度文库电阻温度系数。
2020/5/2
铁属1.于1.过1渡金性元属素材，料在常的压分下熔类点1538
水工艺设备基础
基本要求：
基本掌握与水工艺设备设计、制造有关的材料学、机 械制造与传动、结构力学、传热学等方面的基本知识；
系统了解和掌握常用水工艺设备的基本原理、典型构 造、工艺特点与分类及其适用条件；
能够为水工艺设备的开发、研制或改进提出工艺、材 料、结构等方面的要求；
能够根据工程及工艺要求，选择适宜的设备（器材） 类型。
2020/5/2
方法： 选材的原则和方法
1、经验法：根据经验或参考同类设备零件选材，进行必要的 校核计算选择；
2、替代法：材料短缺、经济原因、工艺手段或出现新材料； 3、综合分析法：对零件的工作条件全面分析计算，确定主要
性能指标，再选择。
原则：
1、满足零件的使用性能要求，在一定的寿命期限内正常工作； 2、具有较好的工艺性能，便于加工，并易于保证加工质量； 3、有较好的经济性。
度，固态铁的特性是同素异构转变，即 不同温度下具有不同的晶体结构。
钢在不同情况下有五种相： 液相L:铁和碳的液体溶液。 δ相：1394度，高温铁素体 γ相：912度，奥氏体 α相：1394度，铁素体 Fe3C相：渗碳体
2020/5/2
钢按化学成分分类
碳钢
低碳钢ωc<0.25% 中碳钢0.3<ωc<0.55%
高碳钢ωc>0.6%
合金钢
2020/5/2
低合金钢（合金元素总量小于5 ％ ） 中合金钢（合金元素总量5～10 ％ ） 低合金钢（合金元素总量大于10 ％ ）
按质量和用途分类
按质量（硫磷含量）分为： 普通钢：S<0.055% P<0.045% 优质钢：<0.040% 高级优质钢： S<0.030% P<0.035% 按用途分为： 结构钢:构件、零件。 工具钢:刀具、量具、模具。 特殊性能钢 2020/5/2
2020/5/2
1.1.2 金属材料基本性能
热处理性能：以改善钢材的某些性能为 目的，将钢材在固态下加热到一定温度， 在此温度下保持一定时间，然后以不同 的速度冷退正却火火的一种操作。
普通 淬火 回火 表面淬火
表面 表面化学热处理
2020/5/2
热处理工艺
退火：将钢件加热到高于或低于钢的临界温度，保温一定时 间，随后以极缓慢的速度冷却（切断热源炉冷）。目的是降 低硬度，利于切削加工；细化晶粒，改善组织，提高机械性 能；消除内应力，提高塑性和韧性。
热性、导电性、弹性模量 工艺性能：材料在加工方面的物理、化学
和机械性能的综合表现，即加工性能。 可焊性 可锻性 切削加工性 成型工艺性
2020/5/2
金属材料基本性能
机械性能： 弹性：材料在外力作 用下产生变形，当 外力去除后能够恢 复其原来形状的性 能。 塑性：在外力作用下 材料产生塑性永久 变形而不被破坏的 能力。
件。
2020/5/2
第一章 水工艺设备常用材料
钢铁材料
工程材料
金属材料 有色金属材料 合金材料
非金属材料
无机非金属材料（陶瓷） 有机高分子材料
2020/5/2
第一章 水工艺设备常用材料
选取设备材料的原则：(技术经济性)
材料在整个设备工作寿命期限内要满足工艺和 机械两方面要求，即保证材料对水质无污染或 具有良好的耐腐蚀性能，同时保证材料具有足 够的强度、良好的连接性能和其他加工性能。 另外，所选用的材料还应考虑到维修、更新等 因素在内的最经济的材料。
2020/5/2
教材章节分布
CH1 水工艺设备常用材料 重点掌握常用材料的基本性 能、不同材料的使用条件，能根据工艺结构要求合理 选用材料。
CH2 材料设备的腐蚀、防护及保温 CH3 水工艺设备理论基础：容器应力、机械传动制造、
热量传递与交换 CH4 水工艺设备分类 各种专业设备的工艺原理、基本结构、适用范围与条
水工艺设备基础
课程性质：专业基础课程。1999年制定的给水排水工 程学科专业目录。2000年通过的给水排水工程本科课 程教学大纲。
课程任务：了解与水工艺设备的制造、设计、工艺特 点、适用条件有关的基本知识。
主要内容：水工艺设备常用材料、水工艺设备理论基 础、典型水工艺设备。
要求先修课程：水力学、工程力学、无机化学、有机 化学、电子电工学基础。
1.1.1 金属材料的分类
钢的编号 1、普通碳素结构钢：Q235-AF表示屈服 强度为235MPa的A级沸腾钢 2、优质碳素结构钢：45钢、45Mn钢 3、碳素工具钢：T8钢 4、合金结构钢：30CrMnSi钢 5、合金工具钢：9SiCr
2020/5/2
金1属.1材.2料的金化属学材成分料基本性能
2020/5/2
金属材料基本性能
强度：指材料在外力作用下，抵抗塑性变形 和断裂的能力。由于载荷的作用方式有拉 伸、压缩、弯曲、剪切等，所以强度也分 为抗拉强度（最大应力）、屈服强度（产 生屈服）、疲劳强度（无限次应力循环而 不断裂的最大应力）、硬度（抵抗表面局 部塑性变形及破坏）。
韧性：材料对缺口或裂纹敏感程度的反映， 用来衡量材料的抗裂纹扩展能力。
水工艺设备基础
教材：
《水工艺设备基础》，黄廷林主编，中国建工出版社， 2002年6月；
参考书：
实用水处理设备手册，史惠祥主编，化工出版社，2000 年；
给水排水设计手册（第九册）专用机械，上海市政院编， 2000年；
机械工程材料，文九巴编，机械工业出版社，1998年。
2020/5/2
C：随含碳量增加，钢的强度和硬度不断 提高，塑性、韧性随之下降。含碳量超过 0.9％时，钢强度降低。含碳量高影响钢的 焊接性能。
S：硫使钢热加工时容易开裂，降低钢韧性， 含量须严格控制
P：降低韧性，冷脆现象，须严格控制 Mn:有益元素，提高强度和硬度 Si:有益元素
2020/5/2
物1理.1性.2能：金密属度材、熔料点基、热本膨性胀能系数、导
2020/5/2
主要有碳钢1、.1铸铁金、属不锈材钢料、合金钢、有色金
属 金属材料的特点：
具有较高的强度、良好的塑性和变形能力（金属 键结合）； 良好的导电性、导热性（共用电子自由运动）； 不透明，有金属光泽，对光具有良好的反射性能；
有正来自百度文库电阻温度系数。
2020/5/2
铁属1.于1.过1渡金性元属素材，料在常的压分下熔类点1538
水工艺设备基础
基本要求：
基本掌握与水工艺设备设计、制造有关的材料学、机 械制造与传动、结构力学、传热学等方面的基本知识；
系统了解和掌握常用水工艺设备的基本原理、典型构 造、工艺特点与分类及其适用条件；
能够为水工艺设备的开发、研制或改进提出工艺、材 料、结构等方面的要求；
能够根据工程及工艺要求，选择适宜的设备（器材） 类型。
2020/5/2
方法： 选材的原则和方法
1、经验法：根据经验或参考同类设备零件选材，进行必要的 校核计算选择；
2、替代法：材料短缺、经济原因、工艺手段或出现新材料； 3、综合分析法：对零件的工作条件全面分析计算，确定主要
性能指标，再选择。
原则：
1、满足零件的使用性能要求，在一定的寿命期限内正常工作； 2、具有较好的工艺性能，便于加工，并易于保证加工质量； 3、有较好的经济性。
度，固态铁的特性是同素异构转变，即 不同温度下具有不同的晶体结构。
钢在不同情况下有五种相： 液相L:铁和碳的液体溶液。 δ相：1394度，高温铁素体 γ相：912度，奥氏体 α相：1394度，铁素体 Fe3C相：渗碳体
2020/5/2
钢按化学成分分类
碳钢
低碳钢ωc<0.25% 中碳钢0.3<ωc<0.55%
高碳钢ωc>0.6%
合金钢
2020/5/2
低合金钢（合金元素总量小于5 ％ ） 中合金钢（合金元素总量5～10 ％ ） 低合金钢（合金元素总量大于10 ％ ）
按质量和用途分类
按质量（硫磷含量）分为： 普通钢：S<0.055% P<0.045% 优质钢：<0.040% 高级优质钢： S<0.030% P<0.035% 按用途分为： 结构钢:构件、零件。 工具钢:刀具、量具、模具。 特殊性能钢 2020/5/2
2020/5/2
1.1.2 金属材料基本性能
热处理性能：以改善钢材的某些性能为 目的，将钢材在固态下加热到一定温度， 在此温度下保持一定时间，然后以不同 的速度冷退正却火火的一种操作。
普通 淬火 回火 表面淬火
表面 表面化学热处理
2020/5/2
热处理工艺
退火：将钢件加热到高于或低于钢的临界温度，保温一定时 间，随后以极缓慢的速度冷却（切断热源炉冷）。目的是降 低硬度，利于切削加工；细化晶粒，改善组织，提高机械性 能；消除内应力，提高塑性和韧性。
热性、导电性、弹性模量 工艺性能：材料在加工方面的物理、化学
和机械性能的综合表现，即加工性能。 可焊性 可锻性 切削加工性 成型工艺性
2020/5/2
金属材料基本性能
机械性能： 弹性：材料在外力作 用下产生变形，当 外力去除后能够恢 复其原来形状的性 能。 塑性：在外力作用下 材料产生塑性永久 变形而不被破坏的 能力。
件。
2020/5/2
第一章 水工艺设备常用材料
钢铁材料
工程材料
金属材料 有色金属材料 合金材料
非金属材料
无机非金属材料（陶瓷） 有机高分子材料
2020/5/2
第一章 水工艺设备常用材料
选取设备材料的原则：(技术经济性)
材料在整个设备工作寿命期限内要满足工艺和 机械两方面要求，即保证材料对水质无污染或 具有良好的耐腐蚀性能，同时保证材料具有足 够的强度、良好的连接性能和其他加工性能。 另外，所选用的材料还应考虑到维修、更新等 因素在内的最经济的材料。
2020/5/2
教材章节分布
CH1 水工艺设备常用材料 重点掌握常用材料的基本性 能、不同材料的使用条件，能根据工艺结构要求合理 选用材料。
CH2 材料设备的腐蚀、防护及保温 CH3 水工艺设备理论基础：容器应力、机械传动制造、
热量传递与交换 CH4 水工艺设备分类 各种专业设备的工艺原理、基本结构、适用范围与条
水工艺设备基础
课程性质：专业基础课程。1999年制定的给水排水工 程学科专业目录。2000年通过的给水排水工程本科课 程教学大纲。
课程任务：了解与水工艺设备的制造、设计、工艺特 点、适用条件有关的基本知识。
主要内容：水工艺设备常用材料、水工艺设备理论基 础、典型水工艺设备。
要求先修课程：水力学、工程力学、无机化学、有机 化学、电子电工学基础。
1.1.1 金属材料的分类
钢的编号 1、普通碳素结构钢：Q235-AF表示屈服 强度为235MPa的A级沸腾钢 2、优质碳素结构钢：45钢、45Mn钢 3、碳素工具钢：T8钢 4、合金结构钢：30CrMnSi钢 5、合金工具钢：9SiCr
2020/5/2
金1属.1材.2料的金化属学材成分料基本性能
2020/5/2
金属材料基本性能
强度：指材料在外力作用下，抵抗塑性变形 和断裂的能力。由于载荷的作用方式有拉 伸、压缩、弯曲、剪切等，所以强度也分 为抗拉强度（最大应力）、屈服强度（产 生屈服）、疲劳强度（无限次应力循环而 不断裂的最大应力）、硬度（抵抗表面局 部塑性变形及破坏）。
韧性：材料对缺口或裂纹敏感程度的反映， 用来衡量材料的抗裂纹扩展能力。