化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第5章化工設(shè)備材.ppt_第1頁
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第五章 化工設(shè)備用材料,一、概述 二、材料的性能 三、金屬材料的分類及牌號(hào) 四、鋼鐵的組織結(jié)構(gòu)及熱處理 五、普通低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼 六、非金屬材料 七、化工設(shè)備材料的選擇,一、概述,1. 化工設(shè)備的操作條件 化學(xué)工業(yè)是基礎(chǔ)工業(yè),化工設(shè)備的種類很多,操作條件復(fù)雜苛刻: 操作壓力:真空、常壓、低壓、中壓以至高壓和超高壓; 操作溫度:低溫、常溫、中溫和高溫; 介質(zhì):有腐蝕性、易燃、易爆、有毒等。 2. 化工設(shè)備選材的一般要求 遵循適用、安全和經(jīng)濟(jì)的原則選擇材料。 選用材料的一般要求是: 材料品種應(yīng)符合我國(guó)資源和供應(yīng)情況; 材質(zhì)可靠,能保證使用壽命; 要有足夠的強(qiáng)度,一定的塑性和韌性,對(duì)腐蝕性介質(zhì)能耐腐蝕; 便于制造加工,焊接性能良好; 經(jīng)濟(jì)上合算。,一、概述,3. 壓力容器的選材要求 壓力容器用鋼板:耐腐蝕,較高的強(qiáng)度,良好的塑性、韌性和冷彎性能,缺口敏感性要低,加工和焊接性能良好。 中、高溫容器:材料組織穩(wěn)定性和中、高溫的機(jī)械性能。 低溫設(shè)備:低溫脆性破裂問題。,二、材料的性能,2.1 力學(xué)性能 定義:材料抵抗外力而不產(chǎn)生超過允許的變形或不被破壞的能力。 彈性變形 彈塑性變形 斷裂 2.1.1 強(qiáng)度 強(qiáng)度是固體材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生塑性變形和斷裂的特性。 屈服點(diǎn)(s) 金屬材料承受載荷作用,當(dāng)載荷不再增加或緩慢增加時(shí),仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的這種現(xiàn)象稱為“屈服”。發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力,即開始出現(xiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力稱為“屈服點(diǎn)”,用s(MPa)表示,代表材料抵抗產(chǎn)生塑性變形的能力。 抗拉強(qiáng)度(b) 金屬材料在受力過程中,從開始加載到發(fā)生斷裂所能達(dá)到的最大應(yīng)力值,叫做抗拉強(qiáng)度。以b(MPa)表示。 屈強(qiáng)比(s/b)。屈強(qiáng)比愈小,就具有較大的塑性儲(chǔ)備,愈不容易發(fā)生危險(xiǎn)的脆性破壞;但屈強(qiáng)比太低,材料的強(qiáng)度水平就不能充分發(fā)揮。反之,屈強(qiáng)比愈大,材料的強(qiáng)度水平能得到充分發(fā)揮。,二、材料的性能, 蠕變強(qiáng)度(n) 蠕變:金屬材料在高溫和應(yīng)力作用下逐漸產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。 蠕變強(qiáng)度n:在一定工作溫度下,在規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi),使試件發(fā)生一定量的總變形的應(yīng)力值。 如1/10000表示材料經(jīng)10000h發(fā)生1%的總變形時(shí)的蠕變強(qiáng)度。表示材料在高溫條件下,抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力。 持久強(qiáng)度(D) 持久強(qiáng)度:在給定溫度下,促使試樣經(jīng)過一定時(shí)間發(fā)生斷裂的應(yīng)力。持久強(qiáng)度是一定溫度和一定應(yīng)力下材料抵抗斷裂的能力。 疲勞強(qiáng)度(-1) 金屬材料受到大小及方向變化的交變載荷作用發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為疲勞,往往斷裂應(yīng)力值遠(yuǎn)低于屈服點(diǎn)。 金屬在無數(shù)次交變載荷作用下,而不致引起斷裂的最大應(yīng)力,稱為疲勞極限。往往把經(jīng)106108次循環(huán)試驗(yàn)所測(cè)得的材料不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度。,二、材料的性能,2.1 力學(xué)性能 2.1.2 塑性 金屬的塑性,是指金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。常用的塑性指標(biāo)是延伸率和斷面收縮率。 延伸率() 試件受拉力拉斷后,總伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原始長(zhǎng)度之比的百分率,稱為延伸率。 斷面收縮率() 試件受拉力拉斷后,斷面縮小的面積同原始截面面積比值的百分率,叫做斷面收縮率。 【提示】材料良好的塑性的優(yōu)點(diǎn):制造過程中順利進(jìn)行彎卷、鍛壓、冷沖、焊接成型工藝;設(shè)備使用中能由于塑性變形而避免突然斷裂。,二、材料的性能,2.1 力學(xué)性能 2.1.3 硬度 硬度:金屬材料抵抗其他更硬物體壓入表面的能力。硬度是材料的重要性能指標(biāo)之一,可反映材料彈性、強(qiáng)度與塑性等的綜合性能;硬度高強(qiáng)度也高,耐磨性較好。 常用的硬度指標(biāo):布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、維氏硬度(HV)等。,二、材料的性能,2.1力學(xué)性能 2.1.4 沖擊韌性(Akv) 韌性是材料在外加動(dòng)載荷突然襲擊時(shí)的一種及時(shí)和迅速塑性變形的能力。,圖5-1 沖擊韌性測(cè)定試驗(yàn)示意圖,【注意】韌性高的材料,一般都有較高的塑性指標(biāo);但塑性較高的材料,卻不一定都有高的韌性。原因是靜載荷下能夠緩慢塑性變形的材料,在動(dòng)載荷下不一定能迅速塑性變形。,二、材料的性能,2.1力學(xué)性能 2.1.5 缺口敏感性 缺口敏感性是指在帶有一定應(yīng)力集中的缺口條件下,材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力,屬于材料的韌性范疇。但和材料的沖擊韌性不同是在靜載荷下抵抗裂紋擴(kuò)展的性能。而沖擊韌性是指材料承受動(dòng)載荷時(shí)抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。,二、材料的性能,2.2 物理性能 金屬材料的物理性能有密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性、彈性模數(shù)與泊桑比等。 2.2.1 熱膨脹性 金屬及合金受熱時(shí),一般說來體積都要脹大,這一特性稱為熱膨脹性。通常應(yīng)用的是線膨脹系數(shù),以表示,量綱為mm/(mm)。 鋼材:=9.210.410-6 mm/(mm) 2.2.2 彈性模量與泊松比 材料在彈性范圍內(nèi),應(yīng)力和應(yīng)變成正比,這個(gè)比例系數(shù)稱為彈性模量,以E表示。金屬的彈性模量主要取決于金屬原子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶點(diǎn)陣和溫度等因素。E值隨溫度的升高而逐漸降低。 鋼材:E=1.942.08105MPa 泊松比是試件單位橫向收縮與單位縱向伸長(zhǎng)之比,以表示,鋼材=0.3。,二、材料的性能,2.3 化學(xué)性能 金屬的化學(xué)性能是指材料在所處的介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性,即材料是否會(huì)與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起腐蝕。 1. 耐腐蝕性 金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì),如大氣、水汽、各種電解液侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。 2. 抗氧化性 材料在高溫、含氧工作條件下,不僅有自由氧的氧化腐蝕過程,還有其他氣體介質(zhì)如水蒸汽、CO2,SO2等的氧化腐蝕作用。 2.4 制造加工工藝性能 金屬和合金的工藝性能是指鑄造性、可鍛性、可焊性、切削加工性、熱處理性能和冷彎性能等,影響化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法。,二、材料的性能,2.5 其他性能 2.5.1 組織穩(wěn)定性 比較典型的是珠光體球化和石墨化,造成強(qiáng)度降低,韌性下降,脆性增加。 2.5.2 抗松弛性 材料在高溫和應(yīng)力狀態(tài)下,如維持總變形不變,隨著時(shí)間的延長(zhǎng)自發(fā)地減低應(yīng)力的現(xiàn)象稱為松弛。 【工程實(shí)例】法蘭的連接螺栓擰緊加上初應(yīng)力后,在高溫下經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)生松弛,總變形中的一部分彈性變形轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃?,緊固件中的應(yīng)力便降低了一部分,致使法蘭墊片的壓緊力而泄漏。此時(shí)緊固件中所剩下的應(yīng)力叫做剩余應(yīng)力。如果剩余應(yīng)力愈高,則稱材料的抗松弛性能愈好。 3. 應(yīng)變時(shí)效敏感性 應(yīng)變時(shí)效是金屬及其合金在冷加工變形后,由于在室溫或較高溫度下的內(nèi)部脫溶沉淀,會(huì)使各種性能(主要是沖擊韌性)隨時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生變化。,三、金屬材料的分類及牌號(hào),3.1分類 工程上將金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類 3.1.1 黑色金屬 生鐵:可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵(簡(jiǎn)稱鑄鐵)和合金生鐵 鋼,三、金屬材料的分類及牌號(hào), 鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼:在澆注前用Si、A1等把鋼液完全脫氧,把FeO中的氧還原出來,生成SiO2和A12O3,使得鋼中含氧量不超過0.01,錠模上大下小。壓力容器一般都要選用鎮(zhèn)靜鋼。 沸騰鋼:冶煉時(shí)只用弱脫氧劑Mn脫氧,是脫氧不完全的鋼,含氧量為0.030.07,其錠模上小下大,澆注后鋼液在錠模中發(fā)生 半鎮(zhèn)靜鋼:介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間,澆鑄前在盛鋼桶內(nèi)或鋼錠模內(nèi)加入脫氧劑,錠模也是上小下大,鋼錠的特征是具有薄的緊密外殼,頭部還有縮孔,鋼錠內(nèi)部結(jié)構(gòu)下半部好像沸騰鋼,上半部好像鎮(zhèn)靜鋼。 【特殊說明】鍋爐鋼和容器鋼是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼,但要求鋼的質(zhì)地均勻,無時(shí)效傾向,都為雜質(zhì)及有害氣體含量較低的低碳鎮(zhèn)靜鋼。 鍋爐專用鋼:鋼號(hào)后面加g(鍋漢語拼音首字母)如10g,20g,22g,16Mng等 壓力容器專用鋼:鋼號(hào)后面加R(容的漢語拼音首字母)20R,16MnR等。 低溫用鋼:鋼號(hào)后面加D(低的漢語拼音首字母)16MnDR低溫容器用鋼等。 2. 有色金屬 化工設(shè)備用的有色金屬主要有銅及銅合金、鋁、鈦、鎳及其合金等,但用量不多,只是在特殊場(chǎng)合利用。,三、金屬材料的分類及牌號(hào),3.2 鋼的牌號(hào)及表示方法 3.2.1 牌號(hào)表示原則 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,牌號(hào)中的化學(xué)元素用化學(xué)符號(hào)或漢字表示,產(chǎn)品的用途、冶煉和澆注方法采用漢字或拼音字母并用的原則。 3.2.2 鋼號(hào)的表示方法 普通碳素鋼 用甲、乙、特(A、B、C)表示類別;順序號(hào)越大表示強(qiáng)度越高,含碳量越多。A3鋼表示甲類碳素鋼,序號(hào)為3。 【舉例】壓力容器設(shè)計(jì)中常用的主要為Q235系列鋼材,Q屈服強(qiáng)度,235指材料的屈服強(qiáng)度s=235 MPa。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 含碳量以平均含量萬分之幾表示;含Mn量較高的鋼應(yīng)標(biāo)出Mn;澆注方法如為鎮(zhèn)靜鋼不標(biāo)符號(hào);專門用途的鋼牌號(hào)末尾用符號(hào)標(biāo)明。 【舉例】20g(R):碳含量0.2%,鍋爐(容器)專用鋼; 40Mn:碳含量0.4%,Mn含量較高。,三、金屬材料的分類及牌號(hào),3.2 鋼的牌號(hào)及表示方法 3.2.2 鋼號(hào)的表示方法 普通低合金鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼 含碳量以平均含量萬分之幾表示; 主要的合金元素應(yīng)標(biāo)出,含量小于1.5%時(shí)可不標(biāo)含量,若標(biāo)含量以百分?jǐn)?shù)表示; Mo,V,Ti,B一般含量很少,系有意加入時(shí),標(biāo)出元素符號(hào); 兩種鋼除一種主要元素外其余均相同,且這些主要元素的含量均在1.5%以下,則含量較高的加注1以相互區(qū)別。 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼牌號(hào)末加A。 【舉例】 16MnR:C-0.16%,Mn1.5%,容器專用鋼; 15MnVR:C-0.15%,Mn1.5%,用V細(xì)化晶粒,提高強(qiáng)度;容器專用; 12CrMoV與12Cr1MoV:只是前者Cr0.4%0.6%,后者Cr=0.9%1.3%。,三、金屬材料的分類及牌號(hào),3.2鋼的牌號(hào)及表示方法 3.2.2 鋼號(hào)的表示方法 特殊性能鋼 含碳量很低,以千分之幾表示,“0”表示C0.08%,“00”表示C0.03%,“000”表示C0.001%;主要合金元素含量以百分?jǐn)?shù)表示。 【舉例】 1Cr18Ni9Ti:C0.1%;Cr18%;Ni9%;Ti防晶間腐蝕。 0Cr18Ni9Ti:C0.08%;Cr18%;Ni9%;Ti防晶間腐蝕。 其它如:00Cr17Ni14Mo2(316L),1Cr19Ni9(304),00Cr19Ni11(304L)。,四、鋼鐵的組結(jié)構(gòu)及熱處理,工程純鐵:C 2 金屬晶體 -Fe:體心立方晶格(500910 ) -Fe:面心立方晶格(9101390 ),-Fe:體心立方晶格,-Fe:面心立方晶格,四、鋼鐵的組結(jié)構(gòu)及熱處理,4.1 鋼鐵的基本組織結(jié)構(gòu) (1)鐵素體(F) 碳溶解在-Fe中所形成的固溶體,由于-Fe的原子間隙很小,所以溶碳能力極低,在室溫下僅能溶解0.006%的碳。鐵素體強(qiáng)度和硬度低,塑性和韌性很好。 (2)奧氏體(A) 碳溶解在-Fe中所形成的固溶體,由于-Fe原子間隙較大,所以碳在-Fe鐵中的溶解度比在-Fe中大得多。如在727時(shí)可溶解0.77,在1148時(shí)可達(dá)最大值2.11。碳鋼只有加熱到727(稱為臨界點(diǎn))以上,組織發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)才存在奧氏體。奧氏體的性能特點(diǎn)是強(qiáng)度、硬度高,塑性低,韌性好且沒有磁性。,碳溶于-Fe中示意圖,碳溶于-Fe中示意圖,四、鋼鐵的組結(jié)構(gòu)及熱處理,4.1 鋼鐵的基本組織結(jié)構(gòu) (3)滲碳體(C) 鐵和碳以化合物形態(tài)出現(xiàn)的碳化鐵,稱為滲碳體,以C表示。其中鐵原子與碳原子之比為3:1,即Fe3C。其含碳量高達(dá)6.69。硬度高(HBW為784),塑性幾乎為零,熔點(diǎn)約為1600。由于Fe3C又硬又脆,它以不同的大小、形狀與分布出現(xiàn)在組織中,對(duì)鋼的組織與性能影響很大。 (4)珠光體(P) 珠光體是鐵素體和滲碳體二者組成的機(jī)械混合物,碳素鋼中珠光體組織的平均含碳量約為0.77。力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間,即其強(qiáng)度、硬度比鐵素體顯著增高,塑性、韌性比鐵索體要差,但比滲碳體要好得多。,四、鋼鐵的組結(jié)構(gòu)及熱處理,4.1 鋼鐵的基本組織結(jié)構(gòu) (5)萊氏體(L) 萊氏體是珠光體和初次滲碳體共晶混合物,以L表示。它存在于高碳鋼和白口鐵中。萊氏體具有較高的硬度(HBW686),是一種較粗而硬的組織。 (6)馬氏體(M) 鋼和鐵從高溫奧氏體狀態(tài)急冷(淬火)下來,得到一種碳原子在-Fe鐵中過飽和的固溶體,稱為馬氏體,以M表示。馬氏體組織有很高的硬度,而且硬度隨著含碳量的增大而提高。馬氏體很脆,延展性很低,幾乎不能承受沖擊載荷。馬氏體由于碳原子過飽和,所以不穩(wěn)定,加熱后容易分解或轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織。,四、鋼鐵的組結(jié)構(gòu)及熱處理,4.2 鐵碳合金相圖 鐵碳合金狀態(tài)圖是描繪鐵碳合金內(nèi)部組織、成分(含碳量)與溫度關(guān)系的圖形。它能顯示出不同含碳量的鋼和鑄鐵在緩慢加熱或冷卻過程中組織變化的規(guī)律,是研究鋼鐵組織與性能的基礎(chǔ)。,四、鋼鐵的組結(jié)構(gòu)及熱處理,4.3 鋼的熱處理 鋼鐵在固態(tài)下通過加熱、保溫和不同的冷卻方式,以改變其組織,滿足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能,這樣的加工工藝稱為熱處理。 退火:是把工件加熱到一定溫度,保溫一段時(shí)間,然后隨爐一起緩慢冷卻下來,以得到接近平衡狀態(tài)組織(壓力容器制造完成后常用來消除焊接殘余應(yīng)力) 正火:正火是將工件加熱至臨界點(diǎn)以上3050,并保溫一段時(shí)間,然后將工件從爐中取出置于空氣中冷卻下來。正火的冷卻速度要比退火的快一些,因而晶粒更細(xì)化。 【說明】退火和正火的作用相似,可以降低硬度,提高塑性;調(diào)整組織,部分改善力學(xué)性能;使組織均勻化,消除部分內(nèi)應(yīng)力。 淬火:淬火是將鋼加熱至淬火溫度臨界點(diǎn)以上3050,并保溫一定時(shí)間,然后在淬火劑中冷卻以得到馬氏體組織的熱處理工藝。 回火:回火是在零件淬火后再進(jìn)行一次較低溫度的加熱與冷卻處理工藝。,五、普通低合金鋼及化工設(shè)備用的特種鋼,5.1合金元素對(duì)鋼性能的影響 鉻。合金結(jié)構(gòu)鋼主加元素之一,在化學(xué)性能方面它不僅能提高金屬耐腐蝕性能,也能提高抗氧化性能。Cr12時(shí)鋼具有良好的鈍化特性而耐腐蝕。 錳。提高鋼的強(qiáng)度,增加錳含量對(duì)提高低溫沖擊韌性有好處。 鎳。鎳對(duì)鋼鐵性能有良好的作用。能提高鋼的強(qiáng)度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳能提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。鎳基合金具有更高的熱強(qiáng)性能。鎳被廣泛應(yīng)用于不銹鋼和耐熱鋼中。我國(guó)貧鎳。 硅。提高強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐H2S等介質(zhì)的腐蝕性。硅含量增加會(huì)降低鋼的塑性和沖擊韌性。 鋁。細(xì)化晶粒,提高沖擊韌性,降低冷脆性。鋁還能提高鋼的抗氧化性和耐熱性,對(duì)抵抗H2S介質(zhì)腐蝕有良好作用。 鉬。提高鋼的高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火脆性。 釩。提高鋼的高溫強(qiáng)度,細(xì)化晶粒,提高淬透性。鉻鋼中加一點(diǎn)釩,在保持鋼的強(qiáng)度的情況下,能改善鋼的塑性。 鈦。為強(qiáng)脫氧劑,可提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒,提高韌性,減小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。在不銹鋼中起穩(wěn)定碳的作用,減少鉻與碳化合的機(jī)會(huì),防止晶間腐蝕,還可提高耐熱性。 稀土元素??商岣邚?qiáng)度,改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能。,五、普通低合金鋼及化工設(shè)備用的特種鋼,5.2普通低合金鋼 普通低合金鋼(亦稱低合金高強(qiáng)度鋼)簡(jiǎn)稱普低鋼。普低鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素構(gòu)成的,含碳量較低,多數(shù)均小于0.2,其組織多數(shù)仍為鐵素體和珠光體組織。 典型鋼種:16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、07MnCrMoVR 5.3鍋爐和容器鋼 鍋爐和壓力容器作為特種設(shè)備,工作條件苛刻,受溫度、壓力、介質(zhì)腐蝕等,因此要求采用優(yōu)質(zhì)、低碳鎮(zhèn)靜鋼,且質(zhì)地均勻,無時(shí)效傾向,雜質(zhì)及有害氣體含量低。 較高的強(qiáng)度,包括常溫、中溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度; 良好的塑性、韌性和冷彎性能; 較低的缺口敏感性; 良好的加工工藝性能和焊接性能; 良好的冶金質(zhì)量。良好的低倍組織,分層、非金屬夾雜物、氣孔、疏松等缺陷盡可能少。不允許有白點(diǎn)及裂紋; 典型鋼種:20g、22g、16Mng、15MnVg、20R、16MnR、18MnMoNbR等,五、普通低合金鋼及化工設(shè)備用的特種鋼,5.4 不銹耐酸鋼 不銹耐酸鋼是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。嚴(yán)格講不銹鋼是指耐大氣腐蝕的鋼;耐酸鋼是指能抵抗酸和其他強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼。而耐酸鋼一般都具有不銹的性能。不銹鋼中同時(shí)加入鉻和鎳,可形成單一的奧氏體組織。 5.4.1 鉻不銹鋼 在鉻不銹鋼中,起耐腐蝕作用的主要元素是鉻,鉻能固溶于鐵的晶格中形成固溶體。在氧化性介質(zhì)中;鉻能生成一層穩(wěn)定而致密的氧化膜,對(duì)鋼材起保護(hù)作用而且耐腐蝕。但這種耐腐蝕作用的強(qiáng)弱常與鋼中的含碳、含鉻量有關(guān)。當(dāng)含鉻量大于11.7時(shí),鋼的耐蝕就有顯著的提高,而且含鉻量愈多則愈耐蝕。 典型鋼種:0Cr13、1Cr13、2Cr13制作螺栓、塔盤浮閥等。 5.4.2 鉻鎳不銹鋼 鉻鎳不銹鋼的典型鋼號(hào)是1Cr18Ni9,其中含C0.14,Cr1719,Ni811,故常以其Cr,Ni平均含量“18-8”來標(biāo)志這種鋼的代號(hào)。因鋼中含有形成奧氏體元素的鎳量較多,故18-8鋼加熱至11001150,并在水中淬火后,常溫下也能得到單一的奧氏體組織,鋼中的C,Cr,Ni都全部固溶于奧氏體晶格中。經(jīng)這種熱處理后奧氏體188不銹鋼,具有較高的抗拉強(qiáng)度、較低的屈服點(diǎn)、極好的塑性和韌性,它的焊接性能和冷彎成型等工藝性也很好。 典型鋼種:1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、304、316、316L等,五、普通低合金鋼及化工設(shè)備用的特種鋼,5.5 耐熱鋼 5.5.1 高溫設(shè)備對(duì)鋼材的要求 化學(xué)穩(wěn)定性:指鋼材抵抗高溫氣體(如O2、H2S、SO2等)腐蝕的能力,對(duì)一般耐熱鋼來說,高溫氣體主要是指O2,所以,耐熱鋼的熱穩(wěn)定性主要是抗氧性。 熱強(qiáng)性:在一定熱穩(wěn)定性的前提下,鋼材的高溫強(qiáng)度愈高,蠕變過程愈緩慢,即說明其熱強(qiáng)性愈好。提高鋼的熱強(qiáng)性常采用下面三種辦法: 強(qiáng)化固溶體。 穩(wěn)定金相組織。 提高鋼的再結(jié)晶溫度。 5.5.2 常用耐熱鋼 抗氧化鋼:主要能抗高溫氧化,強(qiáng)度并不高,常用作直接受火但受力不大的零部件,如爐管托架。常用的如Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr17Ti,Cr25Ni12等。 熱強(qiáng)鋼:主要能抗蠕變,但也有一定的抗氧化能力,常用作高溫下受力的零部件,如爐管、反應(yīng)器等,有12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni20,Cr25Ni35等。,五、普通低合金鋼及化工設(shè)備用的特種鋼,5.6 低溫用鋼 在化工生產(chǎn)中,有些設(shè)備(如深冷分離、空氣分離、潤(rùn)滑油脫脂、液化天然氣貯存等)常處于低溫狀態(tài)下工作,因而其零部件必須采用能承受低溫金屬材料制造。普通碳鋼在低溫下(-20以下)變脆,沖擊韌性顯著下降。 對(duì)低溫用鋼的基本要求是:具有良好的韌性,良好的加工工藝性和可焊性。為了保證這些性能,低溫鋼的含碳量應(yīng)盡可能降低,以形成單相鐵素體組織,再加入適量的Mn,Al,Ti,Nb,Cu,V,N等元素以改善鋼的綜合機(jī)械性能。 典型鋼種:16MnR、06AlNb

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