化工机械基础

《化工机械基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二篇压力容器第六章压力容器与化工设备常用材料第七章压力容器中应力分析与计算第八章内压容器设计第九章外压容器的稳定性计算第十、十一章容器附件第十二章压力容器的开孔和补强第十三章容器支座2021/7/142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2021/7/143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2021/7/1441、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

2、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2021/7/145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2021/7/1472、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=0.36HB高碳钢σb=0.34HB灰铸铁

3、σb=0.1HB2021/7/1483、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%2021/7/1494、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/cm22021/7/1410二、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。(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，

4、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。(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。2021/7/14132021/7/1

5、414三、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2021/7/14152021/7/1416四、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2021/7/1417第二节碳钢与铸铁“铁碳合金”由95％以上铁和0.05％～4％碳及1％左右杂质元素所组成合金一般含C量（质量分数）0.02％～2％称为钢；大于2％称为铸铁；当含C量小于0.02％时称纯铁(工业纯铁)；含C量大于4.3％的铸铁极脆2021/7/1418一、铁碳合金的组织结构1、金属的组织与结构在金相显微镜下看到的金属的晶粒，简称

6、组织2021/7/1419电子显微镜观察到金属原子各种规则排列，称为金属的晶体结构，简称结构不同温度下纯铁体心立方与面心立方晶格体心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者的强度高于前者。2021/7/1420铸铁中的C以石墨形式存在，有不同的组织形貌。球墨铸铁强度最高；细片状石墨次之；粗片状石墨最差。2021/7/14212、纯铁的同素异构转变体心立方晶格的纯铁称a-Fe，面心立方晶格的铁称为g-Fe。a-Fe加热可变为g-Fe，反之高温下的g-Fe冷却可变为a-Fe。在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称“同素异构转变”。纯铁的同素异构转变是在910℃恒温下完成的。在固态下重

7、新排列、结晶过程是钢进行热处理的依据。2021/7/14223、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。2021/7/1423组元：纯铁、Fe3C符号表示概念性能相固相固溶体铁素体F碳溶于α－Fe中的间隙固溶体具有良好的塑性和韧性，但强度硬度不高奥氏体A碳溶于γ－Fe中的间隙固溶体与溶碳量和晶粒大小有关，硬度较低而塑性较高，易于锻压成形金属化合