化工材料基础知识培训教程课件.pptx

1、化工材料化工材料西安科技大学西安科技大学 化工学院化工学院课程内容课程内容 化工材料化工材料 化工新材料化工新材料非金属化工材料非金属化工材料金属化工材料金属化工材料有机硅材料有机硅材料含氟高分子材料含氟高分子材料工程塑料合金工程塑料合金碳纤维及其复合材料碳纤维及其复合材料参考资料参考资料1.材料概论材料概论-周达人，化工出版社周达人，化工出版社2.化工新材料化工新材料-孙酣经，化工出版社孙酣经，化工出版社材料：材料：可以直接造成成品的东西，如建筑用的砖瓦、可以直接造成成品的东西，如建筑用的砖瓦、纺织用的棉纱等。纺织用的棉纱等。-现代汉语词典现代汉语词典 “化学化学”、“化工化工”和和“材料材

2、料”在字典中的解释在字典中的解释化学化学：研究物质的组成、结构、性质和变化规律的：研究物质的组成、结构、性质和变化规律的学科，是自然科学中的基础学科之一学科，是自然科学中的基础学科之一化工化工：化学工业的简称：化学工业的简称 Material:substance or things from which sth else is or can be made;thing with which sth is done-Oxford Advanced Learners English-Chinese Dictionary Chemistry:scientific study of the struc

3、ture of substances,how they react when combined or in contact with one another,and how they behave under different conditionsChemical engineering:engineering that deals with processes involving chemical changes and with the equipment needed for these 是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化

4、以及变化规律的科学。构、性质、变化以及变化规律的科学。化学工业化学工业（chemical industry）、）、化学工程化学工程（chemical engineering）、）、化学工艺化学工艺（chemical technology）都简称为）都简称为化工化工。化学、化工和材料的定义化学、化工和材料的定义 化学化学(chemistry):化工化工(chemical engineering)化学工艺化学工艺-凡运用化学方法改变物质组成或结构、凡运用化学方法改变物质组成或结构、或合成新物质的，都属于化学生产技术，也就是或合成新物质的，都属于化学生产技术，也就是化学化学工艺工艺，所得的产品被称为

5、化学品或化工产品。，所得的产品被称为化学品或化工产品。化学工程化学工程-以化学、物理学、数学为基础并结合以化学、物理学、数学为基础并结合其他工程技术，研究化工生产过程的共同规律，解其他工程技术，研究化工生产过程的共同规律，解决生产规模放大和大型化中出现的诸多工程技术问决生产规模放大和大型化中出现的诸多工程技术问题的学科就是题的学科就是化学工程化学工程。化学工业化学工业-早期生产化学品的是手工作坊，后演变早期生产化学品的是手工作坊，后演变为工厂，并逐渐形成一个特定的生产部门，即为工厂，并逐渐形成一个特定的生产部门，即化学化学工业工业。化工材料化工材料 何谓化工材料？何谓化工材料？硫化床催化裂化装

6、置常减压蒸馏“化工材料化工材料”定义定义:建造建造化工装置化工装置,如化工机械、化工仪如化工机械、化工仪表、管道和构筑物所需表、管道和构筑物所需工程材料工程材料的简称。的简称。“化工材料化工材料”特点特点:耐温、耐压、耐腐蚀耐温、耐压、耐腐蚀“化工材料化工材料”分类分类:化化工工材材料料金属材料金属材料非金属材料非金属材料黑色金属材料黑色金属材料有色金属材料有色金属材料铁铁钢钢铜铜铝铝铅铅镍镍塑料塑料橡胶橡胶玻璃玻璃搪瓷搪瓷不透性石墨不透性石墨关于金属材料关于金属材料:金属材料包括金属材料包括纯金属纯金属以及它们的以及它们的合金合金。金属的定义：金属的定义：金属是具有光泽、有良好的导电金属是具

7、有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能，并具有正的温度电性、导热性与机械性能，并具有正的温度电阻系数的物质。阻系数的物质。合金的定义：合金的定义：就是在金属中加热熔合某些金就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。属或非金属形成的具有金属特征的物质。1.1.常温下金属都是固体（汞除外）常温下金属都是固体（汞除外）2.2.有金属光泽有金属光泽3.3.大多数金属都导电导热大多数金属都导电导热4.4.有延展性有延展性5.5.密度较大密度较大6.6.熔点较高熔点较高 金属共有的物理性质金属共有的物理性质金属之最金属之最 地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素 人体中含量

8、最高的金属元素人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属硬度最高的金属 熔点最高的金属熔点最高的金属 熔点最低的金属熔点最低的金属 密度最大的金属密度最大的金属 密度最小的金属密度最小的金属铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨锂锂锇锇 金属化工材料金属化工材料黑黑色色金金属属材材料料铁铁C%wt2%:生铁或铸铁生铁或铸铁钢钢C%wt2%C%wt0.2%：熟铁或纯铁熟铁或纯铁C%wt 0.2-1.7%:钢钢硬而脆，几乎没有塑性硬而脆，几乎没有塑性强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、易

9、加工、抗冲击、易提炼易加工、抗冲击、易提炼C%wt生铁中化学元素：生铁中化学元素：除铁外，还含有碳、硅、锰、除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。磷和硫等元素。碳碳(C)：在生铁中以两种形态存在，一种是在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳游离碳（石墨）（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是，主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁）化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因

10、。石加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。性能。生铁生铁硅硅(Si)：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。也会使生铁变硬变脆。锰锰(Mn)：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在

11、高炉里锰还可以和有害杂性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。质硫形成硫化锰，进入炉渣。磷磷(P)：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。硫硫(S)：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与

12、铁化合成低熔点的硫结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，故含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造性，故含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。（车轮生铁除外）。：灰口铸铁灰口铸铁 含碳量较高（含碳量较高（2.7-4.0），碳主要以片状），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（低（1145-1250）用于制造机床床身、汽缸、）用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。箱体等结构件。各种生铁简

13、介：各种生铁简介：白口铸铁白口铸铁 碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。多用作可锻铸铁的坯件和在，断口呈银白色。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。制作耐磨损的零部件。可锻铸铁可锻铸铁 由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。其组织性能均匀，耐絮状分布，简称韧铁。其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。复杂、能承受强动载荷的零件。球墨铸铁球墨铸铁将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石将灰口铸铁铁水经球化处

14、理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。比普通灰口铸铁有较高墨呈球状，简称球铁。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。车零部件及农机具等。合金铸铁合金铸铁 普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、或无磁等特性。用于制造矿山、化工

15、机械和化工机械和仪器、仪表等的零部件。仪器、仪表等的零部件。蠕墨铸铁蠕墨铸铁 将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。用于制造汽车的零部件。铁狮子又名镇海吼，是沧州的市徽。铁狮子又名镇海吼，是沧州的市徽。“沧州狮子应州塔，正定菩萨赵州桥。沧州狮子应州塔，正定菩萨赵州桥。”狮身高狮身高3.8米，头部高米，头部高1.5米，通高米，通高5.48米，通长米，通长6.5米，身躯宽米，身躯宽3.17米，

16、重米，重29.3吨吨 耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢.不锈钢不锈钢 不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。素。铬铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含当钢中含铬铬量达到量达到1.2左右时，左右时，铬铬与腐蚀介与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除腐蚀。除铬铬外，常用的合金元素还有外，常用的合金元素

17、还有镍镍、钼钼、钛钛、铌铌、铜铜、氮氮等，等，以以满足各种用途对不锈满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。钢组织和性能的要求。不锈钢的发明人是不锈钢的发明人是19世纪英国冶金专家世纪英国冶金专家享利享利布雷尔利布雷尔利.不锈钢是具有不锈钢是具有60年发展历程的现代材料年发展历程的现代材料不锈钢的历史不锈钢的历史不锈钢通常按基体组织分为：不锈钢通常按基体组织分为：1、铁素体不锈钢铁素体不锈钢 含铬含铬12-30。其耐蚀性、韧性和可焊性。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。能优于其他种类不锈钢。2、奥氏体不锈钢奥

18、氏体不锈钢 含铬大于含铬大于18，还含有，还含有 8左右的镍及少量左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。质腐蚀。3、奥氏体奥氏体-铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢 兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。具有超塑性。4、马氏体不锈钢马氏体不锈钢 强度高，但塑性和可焊性较差。强度高，但塑性和可焊性较差。1 奥氏体形奥氏体形 1Cr17Mn6Ni5N 节镍钢种，代替牌号节镍钢种，代替牌号 1Cr17Ni7，冷加工后具有磁性。铁道车辆用。，冷加工后具有磁性。铁道车辆用。2 1Cr18Mn8Ni5N

19、 节镍钢种，代替牌号节镍钢种，代替牌号1Cr18Ni9 3 1Cr17Ni7 经冷加工有高的强度。铁道车辆，传送经冷加工有高的强度。铁道车辆，传送带，螺栓螺母带，螺栓螺母 4 1Cr18Ni9 经冷加工有高的强度，但伸长率比经冷加工有高的强度，但伸长率比1Cr17Ni7稍差。建筑用装饰部件。稍差。建筑用装饰部件。5 Y1Cr18Ni9 提高切削、耐烧蚀性。最适用于自动提高切削、耐烧蚀性。最适用于自动车床。螺栓螺母车床。螺栓螺母 6 Y1Cr18Ni9Se 提高切削、耐烧蚀性。最适用于自动提高切削、耐烧蚀性。最适用于自动车床。铆钉、螺钉车床。铆钉、螺钉不锈钢型号不锈钢型号7 0Cr19Ni9 作

20、为不锈耐热钢使用最广泛，食品用设备，作为不锈耐热钢使用最广泛，食品用设备，一般化工设备一般化工设备，原子能工业用，原子能工业用 8 00Cr19Ni11 比比0Cr19Ni9碳含量更低的钢，耐晶间腐蚀碳含量更低的钢，耐晶间腐蚀性优越，为焊接后不进行热处理部件类性优越，为焊接后不进行热处理部件类 9 0Cr19Ni9N 在牌号在牌号0Cr19Ni9上加上加N，强度提高，塑性，强度提高，塑性不降低。使材料的厚度减少。作为结构用强度部件不降低。使材料的厚度减少。作为结构用强度部件 10 0Cr19Ni10NbN 在牌号在牌号0Cr19Ni9上加上加N和和Nb，具有与，具有与0Cr19Ni9N相同的特

21、性和用途相同的特性和用途 11 00Cr18Ni10N 在牌号在牌号00Cr19Ni11上加上加N，具有以上，具有以上牌号同样特性，用途与牌号同样特性，用途与0Cr19Ni9N相同，但耐晶间腐相同，但耐晶间腐蚀性更好蚀性更好 12 1Cr18Ni12 与与0Cr19Ni9相比，加工硬化性。旋压加相比，加工硬化性。旋压加工，特殊拉拨，冷镦用工，特殊拉拨，冷镦用13 0Cr23Ni13 耐腐蚀性，耐热性均比耐腐蚀性，耐热性均比0Cr19Ni9好好 14 0Cr25Ni20 搞氧化性比搞氧化性比0Cr23Ni13好。实际上好。实际上多作为耐热钢使用多作为耐热钢使用 15 0Cr17Ni12Mo2 在

22、海水和其他各种介质中，耐腐蚀性在海水和其他各种介质中，耐腐蚀性比比0Cr19Ni9好。主要作耐点蚀材料好。主要作耐点蚀材料 16 0Cr18Ni12Mo2Ti 用于抗硫酸、磷酸、蚁酸、醋酸的用于抗硫酸、磷酸、蚁酸、醋酸的设备，有良好耐晶间腐蚀性设备，有良好耐晶间腐蚀性 17 00Cr17Ni14Mo2 为为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢，比的超低碳钢，比0Cr17Ni12Mo2耐晶间腐蚀性好耐晶间腐蚀性好 18 0Cr17Ni12Mo2N 在牌号在牌号0Cr17Ni12Mo2中加入中加入N，提，提高强度，不降低塑性，使材料厚度减薄。作耐腐蚀性高强度，不降低塑性，使材料厚度减薄。作耐腐蚀性较

23、好的强度较高的部件较好的强度较高的部件 不锈钢香皂不锈钢香皂每一次的加油，每一次的努力都是为了下一次更好的自己。22.8.122.8.1Monday,August 01,2022天生我材必有用，千金散尽还复来。22:43:1722:43:1722:438/1/2022 10:43:17 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.8.122:43:1722:43Aug-221-Aug-22得道多助失道寡助，掌控人心方位上。22:43:1722:43:1722:43Monday,August 01,2022安全在于心细，事故出在麻痹。22.8.122.8.122:43:1722:4

24、3:17August 1,2022加强自身建设，增强个人的休养。2022年8月1日下午10时43分22.8.122.8.1扩展市场，开发未来，实现现在。2022年8月1日星期一下午10时43分17秒22:43:1722.8.1做专业的企业，做专业的事情，让自己专业起来。2022年8月下午10时43分22.8.122:43August 1,2022时间是人类发展的空间。2022年8月1日星期一22时43分17秒22:43:171 August 2022科学，你是国力的灵魂；同时又是社会发展的标志。下午10时43分17秒下午10时43分22:43:1722.8.1每天都是美好的一天，新的一天开启。22.8.122.8.122:4322:43:1722:43:17Aug-22人生不是自发的自我发展，而是一长串机缘。事件和决定，这些机缘、事件和决定在它们实现的当时是取决于我们的意志的。2022年8月1日星期一22时43分17秒Monday,August 01,2022感情上的亲密，发展友谊；钱财上的亲密，破坏友谊。22.8.12022年8月1日星期一22时43分17秒22.8.1谢谢大家！谢谢大家！