化工设备机械基础(第一章)课件.ppt

1、Fundamental Chemical Process Equipment化工设备：开始出现塑性变形时的开始出现塑性变形时的应力，称为应力，称为“屈服点屈服点”s ss 从开始加载到发生断裂所从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值，叫做能达到的最大应力值，叫做抗拉强度抗拉强度 s sb p 定义：金属材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。定义：金属材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。p 举例：举例：锻件裂纹锻件裂纹卷板裂纹卷板裂纹焊缝热影响区裂纹焊缝热影响区裂纹y)y)积。断裂后试件的最小截面试件的原始截面积；式中kkFFFF000F%100y 布氏硬度试验示意图：Estll 1 b 1b

2、1l l =其中bbbbb1 lllll1 普通钢优质钢高级优质钢碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金钢中合金钢高合金钢沸腾钢镇静钢半镇静钢建筑钢结构钢弹簧钢轴承钢工具钢特殊性能钢 式中：式中：Q Q普通碳钢，普通碳钢，“屈服屈服”的拼音首位字母。的拼音首位字母。235235材料屈服点（材料屈服点（MPa)MPa)A,B,C,D A,B,C,D钢材质量等级，越后越高。钢材质量等级，越后越高。F F沸腾钢沸腾钢 Q235-A,F08F20R16MnR1Cr18Ni9钢号钢号种类种类含碳量含碳量%合金元素含量（合金元素含量（%）符号意义符号意义Q235-AFQ235-AF普通碳素甲普通碳素甲类钢类

3、钢F F：沸腾钢：沸腾钢Q:Q:钢材屈服点钢材屈服点Q235-AQ235-A普通碳素甲普通碳素甲类钢类钢A:A:甲类钢甲类钢20g20g优质碳素结优质碳素结构钢构钢0.2%0.2%g:g:锅炉钢锅炉钢16Mn R16Mn R普通低合金普通低合金钢钢0.16%0.16%1.5%1.5%R:R:容器钢容器钢20MnMo20MnMo普通低合金普通低合金钢钢0.2%0.2%MnMo1.5%MnMo1.5%16MnDR16MnDR普通低合金普通低合金钢钢0.16%0.16%Mn:1.5%Mn:1.5%D:D:低温钢低温钢14Cr1Mo14Cr1Mo普通低合金普通低合金钢钢0.14%0.14%Cr:0.9

4、-1.3%;Mo:1.5%Cr:0.9-1.3%;Mo:1.5%0Cr130Cr13铬不锈钢铬不锈钢0.08%0.08%Cr:13%Cr:13%1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈奥氏体不锈钢钢0.1%0.1%Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5%Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5%00Cr19Ni1000Cr19Ni10奥氏体不锈奥氏体不锈钢钢0.03%0.03%Cr:19%;Ni:10%Cr:19%;Ni:10%钢号钢号种类种类含碳量含碳量%合金元素含量（合金元素含量（%）符号意义符号意义Q235-A,FQ235-A,F普通碳素钢普通碳素钢F F：沸腾钢：沸腾钢Q:Q:

5、钢材屈服点钢材屈服点Q235-AQ235-A普通碳素钢普通碳素钢A:A:甲类钢甲类钢20g20g优质碳素钢优质碳素钢0.2%0.2%g:g:锅炉钢锅炉钢16Mn R16Mn R低合金钢低合金钢0.16%0.16%1.5%1.5%R:R:容器钢容器钢20MnMo20MnMo低合金钢低合金钢0.2%0.2%MnMo1.5%MnMo1.5%16MnDR16MnDR低合金钢低合金钢0.16%0.16%Mn:1.5%Mn:1.5%D:D:低温钢低温钢14Cr1Mo14Cr1Mo低合金钢低合金钢0.14%0.14%Cr:0.9-1.3%;Mo:1.5%Cr:0.9-1.3%;Mo:1.5%0Cr130Cr

6、13特殊性能钢特殊性能钢0.08%0.08%Cr:13%Cr:13%1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti特殊性能钢特殊性能钢0.1%0.1%Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5%Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5%00Cr19Ni1000Cr19Ni10特殊性能钢特殊性能钢0.03%0.03%Cr:19%;Ni:10%Cr:19%;Ni:10%钢号钢号种类种类含碳量含碳量%合金元素含量（合金元素含量（%）符号意义符号意义Q235-B普通碳素普通碳素乙类钢乙类钢F F：沸腾钢：沸腾钢Q:Q:钢材屈服点钢材屈服点Q235-AR普通碳素普通碳素甲类容器甲类容器钢钢R:R:容器钢容器钢16M

7、ng普通低合普通低合金钢金钢0.16%0.16%Mn:1.5%Mn:1.5%g:g:锅炉钢锅炉钢18Nbb普通低合普通低合金钢金钢0.18%0.18%Nb:1.5%Nb:1.5%b:b:半镇静钢半镇静钢18MnMoNbR普通低合普通低合金钢金钢0.18%0.18%Mn.Mo.Nb:1.5%Mn.Mo.Nb:1.5%09MnNiDR普通低合普通低合金钢金钢0.09%0.09%Mn.Ni:1.5%Mn.Ni:1.5%R:R:容器钢容器钢06MnNb普通低合普通低合金钢金钢0.06%0.06%Mn.Nb:!.5%Mn.Nb:!.5%2Cr13铬不锈钢铬不锈钢0.2%0.2%Cr13%Cr13%12C

8、r2Mo1普通低合普通低合金钢金钢0.12%0.12%Cr:1.5Cr:1.52.49%;2.49%;Mo:0.9Mo:0.91.3%1.3%0Cr18Ni12Mo2Ti奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢0.08%0.08%Cr:18%;Ni:12%;Cr:18%;Ni:12%;Mo:1.5Mo:1.52.49%;2.49%;Ti:1.5%Ti:1.5%钢号钢号种类种类含碳量含碳量%合金元素含量（合金元素含量（%）符号意义符号意义Q235-B普通碳素钢普通碳素钢F F：沸腾钢：沸腾钢Q:Q:钢材屈服点钢材屈服点Q235-AR普通碳素钢普通碳素钢R:R:容器钢容器钢16Mng低合金钢低合金钢0.16%0.

9、16%Mn:1.5%Mn:1.5%g:g:锅炉钢锅炉钢18Nbb低合金钢低合金钢0.18%0.18%Nb:1.5%Nb:1.5%b:b:半镇静钢半镇静钢18MnMoNbR低合金钢低合金钢0.18%0.18%Mn.Mo.Nb:1.5%Mn.Mo.Nb:1.5%09MnNiDR低合金钢低合金钢0.09%0.09%Mn.Ni:1.5%Mn.Ni:1.5%R:R:容器钢容器钢06MnNb低合金钢低合金钢0.06%0.06%Mn.Nb:!.5%Mn.Nb:!.5%2Cr13特殊性能钢特殊性能钢0.2%0.2%Cr13%Cr13%12Cr2Mo1低合金钢低合金钢0.12%0.12%Cr:1.5Cr:1.5

10、2.49%;2.49%;Mo:0.9Mo:0.91.3%1.3%0Cr18Ni12Mo2Ti特殊性能钢特殊性能钢0.08%0.08%Cr:18%;Ni:12%;Cr:18%;Ni:12%;Mo:1.5Mo:1.52.49%;2.49%;Ti:1.5%Ti:1.5%p 组成：组成：95%95%以上铁以上铁+（0.050.054%4%）碳）碳+1%+1%杂质杂质 蠕墨铸铁石墨呈蠕虫状蠕墨铸铁石墨呈蠕虫状普通灰铸铁石墨呈片状普通灰铸铁石墨呈片状可锻铸铁石墨呈棉絮状可锻铸铁石墨呈棉絮状球墨铸铁石墨呈球状球墨铸铁石墨呈球状2)S2)S（有害元素有害元素）。3)P3)P（有害元素有害元素）4)H4)H（有

11、害元素有害元素）成：碳素钢成：碳素钢+Si+Si、MnMn、CuCu、TiTi、V V、NbNb等元素等元素，：p 锅炉钢：锅炉钢：p 容器钢：容器钢：p 锅炉钢：锅炉钢：20g；12Mng,16Mng,15MnVg,18MnMoNbg。：p 不锈耐酸钢不锈耐酸钢=不锈钢不锈钢+耐酸钢耐酸钢p 不锈钢：耐大气腐蚀不锈钢：耐大气腐蚀p 耐酸钢：耐酸和强腐蚀性介质的腐蚀耐酸钢：耐酸和强腐蚀性介质的腐蚀（-40-40-20-20)：-40-40以下)：工程塑料工程塑料涂料涂料化学腐蚀化学腐蚀2 2）不稳定、脱落、结合不牢固）不稳定、脱落、结合不牢固=活化作用活化作用化学腐蚀化学腐蚀1 1）金属的高温

12、氧化及脱碳）金属的高温氧化及脱碳p 高温氧化高温氧化定义：金属在高温条件下的气体腐蚀定义：金属在高温条件下的气体腐蚀解决方解决方p 脱碳脱碳定义：定义：）氧化的同时，钢还发生脱碳作用。）氧化的同时，钢还发生脱碳作用。Fe3C+O2=3Fe+CO2 Fe3C+CO2=3Fe+CO Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2 导致结果：力学性能下降，降低表面硬度和抗疲劳强度导致结果：力学性能下降，降低表面硬度和抗疲劳强度化学腐蚀化学腐蚀2 2）氢腐蚀）氢腐蚀p 定义：在高温高压的条件下使材料强度和塑性显著降低，甚定义：在高温高压的条件下使材料强度和塑性显著降低，甚至损坏材料的现象。至损坏材料的现象。p 铁碳合金在高温高压条件下的氢腐蚀过程铁碳合金在高温高压条件下的氢腐蚀过程第一阶段：氢脆阶段第一阶段：氢脆阶段结合形式：原子状态分散，溶解在铁素体中形成固溶体结合形式：原子状态分散，溶解在铁素体中形成固溶体特点：钢材变脆，塑性降低特点：钢材变脆，塑性降低化学腐蚀化学腐蚀2 2）氢腐蚀）氢腐蚀第二阶段：氢侵蚀阶段：第二阶段：氢侵蚀阶段：结合形式：发生化学反应结合形式：发生化学反应 电化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀应力腐蚀应力腐蚀