第二篇材料與焊接

1、Company LOGO 第二篇第二篇 材料與焊接材料與焊接 Company Logo2 換熱器換熱器攪拌器攪拌器塔設(shè)備塔設(shè)備 Company Logo3 Company Logo4 第八章化工設(shè)備材料第八章化工設(shè)備材料 Company Logo5 v掌握化工設(shè)備材料掌握化工設(shè)備材料選用的原則選用的原則，掌握幾種，掌握幾種 常用化工設(shè)備材料（普低鋼和低合金鋼）常用化工設(shè)備材料（普低鋼和低合金鋼） 的的牌號、性能、用途牌號、性能、用途；掌握常用金屬材料；掌握常用金屬材料 熱處理的方法和作用熱處理的方法和作用。 v熟悉化工設(shè)備中常用金屬材料的熟悉化工設(shè)備中常用金屬材料的機(jī)械性能機(jī)械性能 指標(biāo)指標(biāo)和

2、主要和主要化學(xué)成分含量化學(xué)成分含量。 v了解材料各項了解材料各項性能性能的意義、碳鋼與鑄鐵、的意義、碳鋼與鑄鐵、 常用有色金屬和非金屬材料的常用有色金屬和非金屬材料的分類分類。 本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求 Company Logo6 第一節(jié) 概述 一、化工設(shè)備選材的重要性和復(fù)雜性一、化工設(shè)備選材的重要性和復(fù)雜性 1.1.操作條件操作條件的限制的限制: :壓力、溫度、物料腐蝕性等壓力、溫度、物料腐蝕性等 2.2.制造條件制造條件的限制的限制: :要經(jīng)過各種冷、熱加工使它要經(jīng)過各種冷、熱加工使它 成型，例如下料、卷板、焊接、熱處理等，要求成型，例如下料、卷板、焊接、熱處理等，要求 材料的加工性能要好

3、。材料的加工性能要好。 3.3.材料材料自身性能自身性能的限制的限制 二、選材要遵循二、選材要遵循 適用、安全和經(jīng)濟(jì)適用、安全和經(jīng)濟(jì)的原則。的原則。 Company Logo7 第二節(jié)第二節(jié) 材料的性能材料的性能 材料的性能 加工加工 工藝工藝 化學(xué)化學(xué) 力學(xué)力學(xué) 物理物理 Company Logo8 TITANIC 建造中的建造中的Titanic 號號 1995年年2月美國月美國科學(xué)大眾科學(xué)大眾 （Popular Science）雜志發(fā)表了）雜志發(fā)表了 R Gannon 的文章，標(biāo)題是的文章，標(biāo)題是 What Really Sank The Titanic,付標(biāo)題是付標(biāo)題是“為什么為什么不不

4、 會沉沒的會沉沒的船在撞上一個冰山后船在撞上一個冰山后3 小時就沉沒了？小時就沉沒了？ Company Logo9 第二節(jié) 材料的性能 材料在外力材料在外力(或外加能量或外加能量)作用下抵抗外力所表現(xiàn)的行作用下抵抗外力所表現(xiàn)的行 為，包括變形和抗力，即在外力作用下抵抗變形或破為，包括變形和抗力，即在外力作用下抵抗變形或破 壞的能力。壞的能力。 強(qiáng)強(qiáng) 度度 硬硬 度度 塑塑 性性 一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能 韌韌 性性 Company Logo10 是指材料抵抗外加載荷而不致失效破是指材料抵抗外加載荷而不致失效破 壞的能力壞的能力 1、強(qiáng)度、強(qiáng)度 v按所抵抗外力作用的按所抵抗外力作用的 形式分為：

5、形式分為： v抵抗外力的凈強(qiáng)度，抵抗外力的凈強(qiáng)度， v抵抗沖擊外力的的沖抵抗沖擊外力的的沖 擊強(qiáng)度，擊強(qiáng)度， v抵抗交變外力的疲勞抵抗交變外力的疲勞 強(qiáng)度強(qiáng)度 v按環(huán)境溫度可分為：按環(huán)境溫度可分為： v常溫強(qiáng)度常溫強(qiáng)度 v高溫強(qiáng)度高溫強(qiáng)度 v低溫強(qiáng)度低溫強(qiáng)度 Company Logo11 金屬材料承受載荷作金屬材料承受載荷作 用，當(dāng)載荷不再增加用，當(dāng)載荷不再增加 或緩慢增加時，仍繼或緩慢增加時，仍繼 續(xù)發(fā)生明顯的塑性變續(xù)發(fā)生明顯的塑性變 形，這種現(xiàn)象就稱為形，這種現(xiàn)象就稱為 屈服。屈服。 持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度D 蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s(0.2) 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 疲勞極限疲勞極限

6、n Company Logo12 l0=10d0 l0= 5d0 或或 常溫拉應(yīng)力下常溫拉應(yīng)力下20號鋼的拉抻試驗號鋼的拉抻試驗 從開始加載到發(fā)生斷裂所從開始加載到發(fā)生斷裂所 能達(dá)到的最大應(yīng)力值，叫能達(dá)到的最大應(yīng)力值，叫 做抗拉強(qiáng)度。做抗拉強(qiáng)度。 開始出現(xiàn)塑性變形時的開始出現(xiàn)塑性變形時的 應(yīng)力，稱為應(yīng)力，稱為“屈服極限屈服極限” s ss s sb Company Logo14 持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度D 蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s(0.2) 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 疲勞極限疲勞極限n 金屬在拉伸條件金屬在拉伸條件 下，從開始加載下，從開始加載 到發(fā)生斷裂所能到發(fā)生斷裂所能 承受的最大應(yīng)力承受

7、的最大應(yīng)力 值，叫作抗拉強(qiáng)值，叫作抗拉強(qiáng) 度。度。 Company Logo15 持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度D 蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s(0.2) 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 疲勞極限疲勞極限n 材料在材料在高溫高溫下，下， 在一定的在一定的應(yīng)力應(yīng)力下，下， 抵抗發(fā)生緩慢塑抵抗發(fā)生緩慢塑 性變形的能力。性變形的能力。 Company Logo16 在一定溫度下，經(jīng)在一定溫度下，經(jīng) 過一定時間斷裂時過一定時間斷裂時 的應(yīng)力，的應(yīng)力，-一定一定 溫度和一定載荷下，溫度和一定載荷下， 材料抵抗斷裂的能材料抵抗斷裂的能 力。力。 持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度D 蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s(0.2) 抗拉強(qiáng)

8、度抗拉強(qiáng)度b 疲勞極限疲勞極限n 規(guī)定規(guī)定：化工設(shè)備設(shè)計壽命一：化工設(shè)備設(shè)計壽命一 般為十萬小時，所以用試件般為十萬小時，所以用試件 在在十萬小時十萬小時斷裂時的應(yīng)力作斷裂時的應(yīng)力作 為持久強(qiáng)度。為持久強(qiáng)度。 Company Logo17 材料在材料在交變載荷交變載荷作用作用 下，會在下，會在遠(yuǎn)低于遠(yuǎn)低于材料材料 本身的屈服點時就已本身的屈服點時就已 經(jīng)斷裂了，這種現(xiàn)象經(jīng)斷裂了，這種現(xiàn)象 就是疲勞。我們把經(jīng)就是疲勞。我們把經(jīng) 過過106107次次循環(huán)試驗循環(huán)試驗 而不發(fā)生斷裂的最大而不發(fā)生斷裂的最大 應(yīng)力，作為疲勞強(qiáng)度。應(yīng)力，作為疲勞強(qiáng)度。 持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度D 蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n 屈服強(qiáng)度屈服

9、強(qiáng)度s(0.2) 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 疲勞極限疲勞極限r(nóng) Company Logo18 頻繁開、停車頻繁開、停車容器內(nèi)壓力或溫度波動；容器內(nèi)壓力或溫度波動； 活塞式壓縮機(jī)壓縮氣體活塞式壓縮機(jī)壓縮氣體容器及管道內(nèi)壓力波動；容器及管道內(nèi)壓力波動； 離心泵頻繁開停機(jī)或震動離心泵頻繁開停機(jī)或震動泵軸受力成交變式。泵軸受力成交變式。 軸的疲勞斷口軸的疲勞斷口疲勞輝紋（掃描電鏡照片疲勞輝紋（掃描電鏡照片） 通過通過改善材料的形改善材料的形 狀結(jié)構(gòu)，減少表面狀結(jié)構(gòu)，減少表面 缺陷，提高表面光缺陷，提高表面光 潔度，進(jìn)行表面強(qiáng)潔度，進(jìn)行表面強(qiáng) 化化等方法可提高材等方法可提高材 料疲勞抗力。料疲勞抗力。 Com

10、pany Logo19 2、硬度、硬度 局部抵抗能力局部抵抗能力 彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo)彈性、強(qiáng)度與塑性的綜合性能指標(biāo) 金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。 布氏硬度計布氏硬度計 Company Logo20 布氏硬度布氏硬度HB（一般在（一般在HB450以上就不能使以上就不能使 用用) 、 洛氏硬度洛氏硬度HR (可以用于硬度很高的可以用于硬度很高的 材料材料) 、 維氏硬度維氏硬度HV ( 比洛氏硬度更適合比洛氏硬度更適合 于測定極薄試樣的硬度于測定極薄試樣的硬度) ，顯微硬度。，顯微硬度。 低碳鋼低碳鋼 b=0.36 HB 高碳鋼高

11、碳鋼 b=0.34 HB 灰鑄鐵灰鑄鐵 b=0.1 HB Company Logo21 h 1- h 0 洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度測試示意圖 洛氏硬度洛氏硬度 計計 維氏維氏 硬度硬度 計計 維氏硬維氏硬 度試驗度試驗 原理原理 維氏維氏 硬度硬度 壓痕壓痕 鋼球鋼球 壓頭壓頭 與金與金 剛石剛石 壓頭壓頭 洛氏洛氏 硬度硬度 壓痕壓痕 Company Logo22 v金屬的塑性：外力作用下產(chǎn)生塑性變形，而不破金屬的塑性：外力作用下產(chǎn)生塑性變形，而不破 壞的性質(zhì)。壞的性質(zhì)。 v因塑性不足引起材料破壞的例子：因塑性不足引起材料破壞的例子： 鍛件裂紋鍛件裂紋; ; 卷板裂紋卷板裂紋; ; 焊縫熱

12、影響區(qū)裂紋焊縫熱影響區(qū)裂紋 3、塑性、塑性 Company Logo23 延伸率延伸率 %100%100 1 L LL P 斷面收縮率斷面收縮率 %100 1 A AA 化工設(shè)備材料一般要求化工設(shè)備材料一般要求5=10%-20% Company Logo24 塑性指標(biāo)的實際意義：塑性指標(biāo)的實際意義： v便于成型加工和焊接。如彎卷、便于成型加工和焊接。如彎卷、 鍛壓、冷沖、焊接等；鍛壓、冷沖、焊接等； v使構(gòu)件在承載后由于變形而避免使構(gòu)件在承載后由于變形而避免 發(fā)生斷裂。發(fā)生斷裂。 壓力容器及其零件都需要具備壓力容器及其零件都需要具備 這個性質(zhì)這個性質(zhì)。 Company Logo25 4 4、沖

13、擊韌性、沖擊韌性 是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞 的能力。的能力。 沖擊韌度沖擊韌度k，使其破壞所消耗的功或，使其破壞所消耗的功或 吸收的能除以試件的截面面積。吸收的能除以試件的截面面積。 低溫容器所用鋼板低溫容器所用鋼板k值不得低于值不得低于 30J/cm2 Company Logo26 沖擊功沖擊功AK=GH1-GH2， ，而沖擊韌度 而沖擊韌度K= AK/F（F為面積）為面積） 圖圖1-1沖擊試樣的安放沖擊試樣的安放 1-擺錘擺錘2-試樣試樣3-機(jī)座機(jī)座 圖圖1-2 沖擊試驗原理沖擊試驗原理 1-擺錘擺錘2-試樣試樣 Company Logo27 韌脆轉(zhuǎn)

14、變溫度韌脆轉(zhuǎn)變溫度 v材料的沖擊韌性隨溫材料的沖擊韌性隨溫 度下降而下降。在某度下降而下降。在某 一溫度范圍內(nèi)沖擊韌一溫度范圍內(nèi)沖擊韌 性值急劇下降的現(xiàn)象性值急劇下降的現(xiàn)象 稱稱韌脆轉(zhuǎn)變韌脆轉(zhuǎn)變。發(fā)生韌。發(fā)生韌 脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱 韌脆轉(zhuǎn)變韌脆轉(zhuǎn)變溫度。材料溫度。材料 的使用溫度應(yīng)高于韌的使用溫度應(yīng)高于韌 脆轉(zhuǎn)變溫度。脆轉(zhuǎn)變溫度。 韌 體心立方金屬具有韌脆轉(zhuǎn)體心立方金屬具有韌脆轉(zhuǎn) 變溫度，而大多數(shù)面心立變溫度，而大多數(shù)面心立 方金屬沒有。方金屬沒有。 Company Logo28 TITANIC 建造中的建造中的Titanic 號號 TITANIC的沉沒的沉沒 與船體材料的質(zhì)

15、量與船體材料的質(zhì)量 直接有關(guān)直接有關(guān) Company Logo29 Titanic 號鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗結(jié)果號鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗結(jié)果 Titanic近代船用鋼板近代船用鋼板 Company Logo30 韌性高的材料，塑性好；塑性較高韌性高的材料，塑性好；塑性較高 的材料，韌性也好。的材料，韌性也好。 思考題思考題 判斷正誤并說出理由判斷正誤并說出理由 Company Logo31 注意！韌性是材料在外加動載荷注意！韌性是材料在外加動載荷 突然襲擊時的一種及時和迅速塑性突然襲擊時的一種及時和迅速塑性 變形的能力。韌性高的材料，一般變形的能力。

16、韌性高的材料，一般 都有較高的塑性指標(biāo)；但塑性較高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。的材料，卻不一定都有高的韌性。 其所以如此，就是因為靜載菏下能其所以如此，就是因為靜載菏下能 夠緩慢塑性變形的材料在動載荷夠緩慢塑性變形的材料在動載荷 下不一定能迅速塑性變形。下不一定能迅速塑性變形。 Company Logo32 材料的力學(xué)性能所包括的強(qiáng)度、塑性、韌性、材料的力學(xué)性能所包括的強(qiáng)度、塑性、韌性、 硬度四個指標(biāo)中，強(qiáng)度和塑性占主導(dǎo)地位，硬度四個指標(biāo)中，強(qiáng)度和塑性占主導(dǎo)地位， 但使用時要考慮溫度的變化。但使用時要考慮溫度的變化。 s s T T s s Company L

17、ogo33 二、物理性能二、物理性能 密度、熔點、比熱容、熱導(dǎo)率、線膨密度、熔點、比熱容、熱導(dǎo)率、線膨 脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與 泊松比等。泊松比等。 Company Logo34 化工設(shè)備設(shè)計與制造主要考慮的物理性能化工設(shè)備設(shè)計與制造主要考慮的物理性能： 1.線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù) 異種鋼焊接異種鋼焊接收縮率不同，引起變形收縮率不同，引起變形 或損壞；或損壞； 復(fù)合鋼板（如不銹鋼與碳鋼復(fù)合鋼板（如不銹鋼與碳鋼)熱變性熱變性 不同不同,容器殼體將會？容器殼體將會？ 設(shè)備襯里（如碳鋼殼體內(nèi)噴涂鋁）設(shè)備襯里（如碳鋼殼體內(nèi)噴涂鋁） 熱變性不同時？熱變性不同時？

18、固定管板式換熱器的管子與殼體固定管板式換熱器的管子與殼體線線 膨脹量相差過大，將會？膨脹量相差過大，將會？ Company Logo35 2.彈性模量彈性模量E E與泊桑比與泊桑比 彈性模量彈性模量E E：金屬材料對彈性變形抗力：金屬材料對彈性變形抗力 的指標(biāo)，的指標(biāo)，是衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易是衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易 程度的。程度的。隨著溫度升高而降低隨著溫度升高而降低。 泊桑比泊桑比：拉伸試件的單位橫向收縮與：拉伸試件的單位橫向收縮與 單位縱向伸長之比。單位縱向伸長之比。 各種鋼材近乎為各種鋼材近乎為 =0.3 =0.3 。 Company Logo36 三、化學(xué)性能三、化學(xué)性能 金屬的

19、化學(xué)性能是指材料在所處介質(zhì)中的金屬的化學(xué)性能是指材料在所處介質(zhì)中的 化學(xué)穩(wěn)定性，即材料是否會與周圍介質(zhì)發(fā)化學(xué)穩(wěn)定性，即材料是否會與周圍介質(zhì)發(fā) 生生 化學(xué)或電化學(xué)作用而引起腐蝕?；瘜W(xué)或電化學(xué)作用而引起腐蝕。 1、耐腐蝕性、耐腐蝕性 金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力 2、抗氧化性、抗氧化性 高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度 選耐熱材料選耐熱材料 Company Logo37 四、加工工藝性能四、加工工藝性能 1、可鑄性：收縮與偏析、可鑄性：收縮與偏析 2、可鍛性、可鍛性 3、焊接性、焊接性 4、可切削加工性、可切削加工性 良好

20、的冷熱加工性能良好的冷熱加工性能 良好的焊接性能良好的焊接性能 Company Logo38 常用的加工工藝：常用的加工工藝： Company Logo39 常見的加工工藝：常見的加工工藝： Company Logo40 常見的加工工藝： Company Logo41 Company Logo42 常見的加工工藝：常見的加工工藝： Company Logo43 常見的加工工藝：典型塑性加工常見的加工工藝：典型塑性加工 Company Logo44 第三節(jié)第三節(jié) 碳鋼與鑄鐵碳鋼與鑄鐵 “鐵碳合金鐵碳合金”由由95以上鐵和以上鐵和0.054碳碳 及及1左右雜質(zhì)元素所組成合金左右雜質(zhì)元素所組成合金

21、一般含碳量一般含碳量0.022稱為鋼；稱為鋼； 大于大于2稱為鑄鐵；稱為鑄鐵； 當(dāng)含碳量小于當(dāng)含碳量小于0.02時稱純鐵時稱純鐵(工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵)； 含碳量大于含碳量大于4.3的鑄鐵極脆的鑄鐵極脆 Company Logo45 一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu) 1、金屬的組織與、金屬的組織與 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 在金相顯微鏡下在金相顯微鏡下 看到的金屬的晶看到的金屬的晶 粒，簡稱組織粒，簡稱組織 Company Logo46 電子顯微鏡觀察到金屬原子各種規(guī)則排列，稱電子顯微鏡觀察到金屬原子各種規(guī)則排列，稱 為金屬的晶體結(jié)構(gòu)，簡稱結(jié)構(gòu)為金屬的晶體結(jié)構(gòu)，簡稱結(jié)構(gòu) 不同溫度下純鐵體心立方與面心立

22、方晶格不同溫度下純鐵體心立方與面心立方晶格 體心立方晶格塑性比面心立方晶格的體心立方晶格塑性比面心立方晶格的 好，而后者的強(qiáng)度高于前者。好，而后者的強(qiáng)度高于前者。 Company Logo47 Company Logo48 Company Logo49 鑄鐵一般碳以石墨形式存在，有不同的組鑄鐵一般碳以石墨形式存在，有不同的組 織形貌。織形貌。 球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之；球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之； 粗片狀石墨最差。粗片狀石墨最差。 Company Logo50 2. 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： -Fe -Fe 910 （面心立方晶格）（面心立方晶格）（體心立方晶格）

23、（體心立方晶格） 在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變 化的現(xiàn)象，稱化的現(xiàn)象，稱“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”。 2、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 Company Logo51 v在鐵中加入少量的碳在鐵中加入少量的碳鐵碳合金鐵碳合金 改變內(nèi)部組織改變內(nèi)部組織獲得各種優(yōu)良性能獲得各種優(yōu)良性能 取決于兩個主要因素取決于兩個主要因素 含碳量含碳量含碳量越高：強(qiáng)度含碳量越高：強(qiáng)度 硬度硬度 塑性塑性 碳在鐵碳合金中存在的基本形式碳在鐵碳合金中存在的基本形式 固溶體、化合物和混合物固溶體、化合物和混合物三種三種 3、碳鋼的基本組織、碳鋼的基本組織 Company Logo52

24、 固溶體：兩種或兩種以上的元素在固態(tài)固溶體：兩種或兩種以上的元素在固態(tài) 下互相溶解，而仍然保持溶劑晶格原下互相溶解，而仍然保持溶劑晶格原 來形式的物體來形式的物體 碳溶解在鐵的晶格中形成固溶體。碳溶解在鐵的晶格中形成固溶體。 碳碳溶質(zhì)溶質(zhì) 鐵鐵溶劑溶劑 Company Logo53 置換固溶體和間隙固溶體的區(qū)別置換固溶體和間隙固溶體的區(qū)別 Company Logo54 （1）鐵素體（）鐵素體（F） 體心立方晶格（體心立方晶格（-Fe ）+C 鐵素體鐵素體 （固溶體）（固溶體） 強(qiáng)度、硬度低，強(qiáng)度、硬度低， 塑性韌性好塑性韌性好。 室溫下室溫下0.006， 727 ，最大含碳量，最大含碳量0.0

25、2% Company Logo55 （2）奧氏體（）奧氏體（A） 面心立方晶格面心立方晶格+C 奧氏體奧氏體 （固溶體）（固溶體） -Fe原子間隙較大，碳的溶解度比原子間隙較大，碳的溶解度比a-Fe中大得多，中大得多， 如在如在727時可溶解時可溶解0.77，在，在1147時可達(dá)最時可達(dá)最 大值大值2.11。 奧氏體組織是在奧氏體組織是在a-Fe發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的。發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的。 由于奧氏體有較大的溶解度，故由于奧氏體有較大的溶解度，故塑性、韌性較塑性、韌性較 好，且無磁性。好，且無磁性。 -Fe Company Logo56 鐵碳關(guān)系：鐵碳關(guān)系：化合態(tài)化合態(tài) C+Fe Fe

26、3C Fe3C 稱為滲碳體。稱為滲碳體。 性能特點性能特點: : .硬，脆硬，脆； .在一定條件下可以分解在一定條件下可以分解 （3）滲碳體（）滲碳體（C） 游離石墨游離石墨+鐵。鐵。 滲碳體的作用滲碳體的作用：少量滲碳體散布在鐵素鐵中：少量滲碳體散布在鐵素鐵中 （總含（總含c量量2%）成為）成為碳素鋼碳素鋼。提高了強(qiáng)度和。提高了強(qiáng)度和 硬度，可軋制成鋼材。硬度，可軋制成鋼材。 Company Logo57 鐵碳合金中含碳量鐵碳合金中含碳量2%時，部時，部 分碳以石墨形式存在于其中，即分碳以石墨形式存在于其中，即 所謂所謂鑄鐵鑄鐵。 組織結(jié)構(gòu)特點組織結(jié)構(gòu)特點 性能特點：性能特點：石墨性軟、強(qiáng)度

27、極低，石墨性軟、強(qiáng)度極低， 相當(dāng)于鑄鐵中存在許多孔洞。相當(dāng)于鑄鐵中存在許多孔洞?？箍?拉強(qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄拉強(qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄 鐵具有一定消震能力。鐵具有一定消震能力。 Company Logo58 （4）珠光體）珠光體 鐵素體與滲碳體的機(jī)械鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物混合物。 力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，即力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，即 其強(qiáng)度、硬度比鐵素體顯著提高；塑其強(qiáng)度、硬度比鐵素體顯著提高；塑 性、韌性比鐵素體差，但比滲碳體要性、韌性比鐵素體差，但比滲碳體要 好得多。好得多。 Company Logo59 1、共析反應(yīng)、共析反應(yīng) 一定成分的一定成分的固相固相在一

28、定的溫度下同時在一定的溫度下同時析出析出兩兩 種成分和結(jié)構(gòu)均種成分和結(jié)構(gòu)均不相同不相同的的 新的新的固相固相的反應(yīng)。的反應(yīng)。 A2.11%c 727 F0.02%c+Fe3C6.69%c 共析反應(yīng)的產(chǎn)物即共析反應(yīng)的產(chǎn)物即珠光體珠光體 PF0.02%c+Fe3C6.69%c 兩種反應(yīng)兩種反應(yīng) Company Logo60 兩種反應(yīng)兩種反應(yīng) 1148 2、共晶反應(yīng)、共晶反應(yīng) 一定成分的一定成分的液相液相在一定的溫度下同時在一定的溫度下同時結(jié)晶結(jié)晶 出兩種成分和結(jié)構(gòu)均出兩種成分和結(jié)構(gòu)均不相同不相同的固相的反應(yīng)。的固相的反應(yīng)。 L 4.3%cA2.11%c+Fe3C6.69%c 共晶反應(yīng)的產(chǎn)物即共晶反

29、應(yīng)的產(chǎn)物即萊氏體萊氏體 Ld=(A2.11%c+Fe3C6.69%c) Company Logo61 （5）萊氏體）萊氏體 珠光體和初次滲碳體的共晶珠光體和初次滲碳體的共晶混合物混合物。 具有較高的硬度，是一種較粗而硬的具有較高的硬度，是一種較粗而硬的 金相組織，存在于白口鑄鐵、高碳鋼金相組織，存在于白口鑄鐵、高碳鋼 中。中。 Company Logo62 （6）馬氏體）馬氏體 鋼和鐵從高溫急冷下來的組織，是碳原鋼和鐵從高溫急冷下來的組織，是碳原 子在子在a a-Fe中過飽和的中過飽和的固溶體固溶體。 具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，具有很高的硬度，但很脆，延伸性低， 幾乎不能承受沖擊載荷。

30、幾乎不能承受沖擊載荷。 Company Logo63 鐵碳合金狀態(tài)圖分析鐵碳合金狀態(tài)圖分析 滲碳體的熔點滲碳體的熔點 共晶點共晶點 共析線共析線 共析點共析點 純鐵的熔點純鐵的熔點 共晶線共晶線 ACD線線液相線液相線 AECF線線固相線固相線 碳在奧氏體中的最大溶解度碳在奧氏體中的最大溶解度 A3線線 Acm Company Logo64 鐵碳合金相圖中主要特性點的含義鐵碳合金相圖中主要特性點的含義 特性點的特性點的 符號符號 溫度溫度t/ 含碳量含碳量 wc% 含義含義 A A C C D D E E G G P P S S Q Q 15381538 1148 1148 1227 1227

31、 1148 1148 912 912 727 727 727 727 室溫室溫 0 0 4.34.3 6.696.69 2.112.11 0 0 0.020.02 0.770.77 0.00080.0008 純鐵的熔點純鐵的熔點 共晶點共晶點 滲碳體的熔點滲碳體的熔點 碳在奧氏體中的最大溶解度碳在奧氏體中的最大溶解度 -Te -Te-Te -Te同素異晶轉(zhuǎn)同素異晶轉(zhuǎn) 變點變點 碳在鐵素體中的最大溶解度碳在鐵素體中的最大溶解度 共析點共析點 碳在鐵素體中的溶解度碳在鐵素體中的溶解度 Company Logo65 ACD線線液相線液相線 是不同成分鐵碳合金開始結(jié)晶的溫度線。是不同成分鐵碳合金開始結(jié)

32、晶的溫度線。 AECF線線固相線固相線 各種成分的合金均處在固體狀態(tài)。結(jié)晶溫度終止線。各種成分的合金均處在固體狀態(tài)。結(jié)晶溫度終止線。 ECF水平線水平線共晶線共晶線 含碳量為含碳量為4.3%的液態(tài)合金冷卻到此線時，在的液態(tài)合金冷卻到此線時，在 1148 由液態(tài)合金同時結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物，此反由液態(tài)合金同時結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物，此反 應(yīng)稱為共晶反應(yīng)。應(yīng)稱為共晶反應(yīng)。 PSK水平線水平線共析線共析線（A1線）線） 含碳量為含碳量為0.77%的奧氏體冷卻到此線的奧氏體冷卻到此線 時，在時，在727 同時同時析出析出鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，此反應(yīng)稱為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混

33、合物，此反應(yīng)稱為 共析反應(yīng)。共析反應(yīng)。 GS線線（A3線）線） 是冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線。是冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線。 ES線線稱稱Acm線線 是碳在奧氏體中的溶解度線，實際上是冷卻時由是碳在奧氏體中的溶解度線，實際上是冷卻時由 奧氏體中析出二次滲碳體的開始線。奧氏體中析出二次滲碳體的開始線。 鐵碳合金相圖中主要線的含義鐵碳合金相圖中主要線的含義 Company Logo66 鐵碳鐵碳 合金合金 含碳量為含碳量為2.11%6.69%2.11%6.69%的鐵碳合金。的鐵碳合金。 亞共晶生鐵：亞共晶生鐵：含碳量在含碳量在2.11%4.3%2.11%4.3%之間；之間； 共晶生鐵：

34、共晶生鐵： 含碳量為含碳量為4.3%;4.3%; 過共晶生鐵：過共晶生鐵：含碳量在含碳量在4.3%6.69%4.3%6.69%之間；之間； 含碳量小于含碳量小于0.02%0.02%的鐵碳合金。的鐵碳合金。工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 鋼鋼 生生 鐵鐵 亞共析鋼：亞共析鋼：含碳量在含碳量在0.02%0.77%之間；之間； 共析鋼：共析鋼： 含碳量為含碳量為0.77%; 過共析鋼：過共析鋼：含碳量在含碳量在0.77%2.11%之間；之間； 含碳量為含碳量為0.02%2.11%的鐵碳合金。根據(jù)的鐵碳合金。根據(jù) 金相金相 組織的不同，可分為三種。組織的不同，可分為三種。 Company Logo67 三、鋼的熱處

35、理三、鋼的熱處理 鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方 式，改變金相組織以滿足所要求的物理、式，改變金相組織以滿足所要求的物理、 化學(xué)與力學(xué)性能，稱為熱處理?；瘜W(xué)與力學(xué)性能，稱為熱處理。 加熱加熱 保溫保溫 冷卻冷卻 臨界溫度臨界溫度 熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線 T Company Logo68 熱處理熱處理 普通熱處理普通熱處理 表面熱處理表面熱處理 退火退火 正火正火 淬火淬火 回火回火 表面淬火表面淬火 化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理 滲碳滲碳 滲氮滲氮 碳氮共滲碳氮共滲 其它熱處理其它熱處理 形變形變 真空真空 激光激光 Company Logo69 1、退

36、火和正火、退火和正火 緩慢加熱，保溫一定時間后緩慢加熱，保溫一定時間后 隨爐冷卻（曲線隨爐冷卻（曲線1） - 退火；退火； 空氣中冷卻（曲線空氣中冷卻（曲線2）-正火正火 ； Company Logo70 退火退火：緩慢加熱到臨界點以上的某一溫：緩慢加熱到臨界點以上的某一溫 度，保溫一段時間，隨爐緩慢冷卻。度，保溫一段時間，隨爐緩慢冷卻。 目的：目的：細(xì)化晶粒，提高力學(xué)性能；降低細(xì)化晶粒，提高力學(xué)性能；降低 硬度、提高塑性、便于冷加工；消除硬度、提高塑性、便于冷加工；消除 部分內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形。部分內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形。 正火正火：是置于空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，：是置于空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，

37、 韌性可顯著提高。韌性可顯著提高。 鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正 火?；稹?Company Logo71 v緩慢加熱，保溫一定時間緩慢加熱，保溫一定時間 淬火劑中冷卻淬火劑中冷卻 （曲線曲線3）淬火淬火； v淬火劑淬火劑: v 水，鹽水水，鹽水-用于用于 碳鋼；碳鋼； v 油油-用于合金鋼。用于合金鋼。 v淬火后得到的組織是淬火后得到的組織是馬氏體馬氏體。 v作用：作用：提高硬度、強(qiáng)度和耐磨性。提高硬度、強(qiáng)度和耐磨性。 2、淬火和回火、淬火和回火 Company Logo72 回火回火是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加

38、熱與冷卻熱 處理工藝。處理工藝。 作用作用：消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，滿足技術(shù)要求。消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，滿足技術(shù)要求。 低溫回火（低溫回火（150250 ）：刃具、量具）：刃具、量具 有較高的硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低有較高的硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低 中溫回火（中溫回火（300450 ）：軸類、刀桿、軸套）：軸類、刀桿、軸套 有一定的彈性和韌性，并有較高硬度。有一定的彈性和韌性，并有較高硬度。 Company Logo73 高溫回火（高溫回火（500680）：）：連桿、曲軸、齒輪連桿、曲軸、齒輪 綜合性能：強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好綜合性能：強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好 淬火加高溫回

39、火習(xí)慣上稱為淬火加高溫回火習(xí)慣上稱為“調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理”。 用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。 時效熱處理時效熱處理：材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后，：材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后， 在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨 時間而變化的過程。時間而變化的過程。 時效可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，它時效可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，它 與回火作用相類似。與回火作用相類似。 Company Logo74 3、表面淬火、表面淬火 使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng) 度、硬度、耐磨性和疲

40、勞強(qiáng)度，而度、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而 心部則具有一定的韌性。心部則具有一定的韌性。 Company Logo75 4、化學(xué)熱處理、化學(xué)熱處理 將零件放到化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行將零件放到化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行加熱加熱 保溫保溫 冷卻冷卻 的過程，使零件表面改性。的過程，使零件表面改性。 滲碳、氰化可提高零件的滲碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性硬度和耐磨性； 滲鋁可提高耐熱、抗?jié)B鋁可提高耐熱、抗氧化性氧化性； 氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高 耐磨和耐腐蝕性耐磨和耐腐蝕性； 滲硅可提高滲硅可提高耐酸性耐酸性等。等。 Company Logo76 四、碳鋼四、碳鋼

41、 1、常存雜質(zhì)元素對鋼材性能的影響、常存雜質(zhì)元素對鋼材性能的影響 硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等 1）硫）硫2 來源來源礦石和焦炭。礦石和焦炭。 存在形式：存在形式：FeS。 作用作用FeS 的熔點低于鋼材熱加工開始溫度，的熔點低于鋼材熱加工開始溫度， 它過早熔化，導(dǎo)致工件開裂，稱為它過早熔化，導(dǎo)致工件開裂，稱為熱脆性熱脆性。 有害元素有害元素！ 高級優(yōu)質(zhì)鋼：高級優(yōu)質(zhì)鋼：S0.02%0.03%； 優(yōu)質(zhì)鋼：優(yōu)質(zhì)鋼：S0.03%0.045%； 普通鋼：普通鋼：S0.055%0.7%以下。以下。 Company Logo77 （2）磷）磷 v來源來源礦石礦石。 v作用作用溶

42、于鐵素體，使鋼材常溫下脆溶于鐵素體，使鋼材常溫下脆 性增加，塑性、韌性下降，即所謂性增加，塑性、韌性下降，即所謂“冷冷 脆性脆性”。 有害元素！有害元素！ 高級優(yōu)質(zhì)鋼：高級優(yōu)質(zhì)鋼： P0.025%； 優(yōu)質(zhì)鋼：優(yōu)質(zhì)鋼： P0.04%； 普通鋼：普通鋼： P0.085%。 Company Logo78 （3）錳）錳 來源來源在冶煉過程中加入錳鐵。在冶煉過程中加入錳鐵。 作用作用脫氧脫氧劑，鋼材中錳含量高于劑，鋼材中錳含量高于0.8%時，時， 即為合金元素即為合金元素 存在存在MnO提高強(qiáng)度；提高強(qiáng)度； MnS(1600) ，部分消除硫的有害作用。，部分消除硫的有害作用。 有益元素！有益元素！ 優(yōu)質(zhì)

43、碳素結(jié)構(gòu)鋼中，正常含錳量是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，正常含錳量是0.5% 0.8%；高錳結(jié)構(gòu)鋼可達(dá)；高錳結(jié)構(gòu)鋼可達(dá)0.7%1.2%。 Company Logo79 （4）硅）硅 脫氧劑。脫氧劑。 硅與硅與FeO能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐 渣而被除去。渣而被除去。 有益的元素！有益的元素！ 硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度 增加，塑性、韌性降低。增加，塑性、韌性降低。 鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在0.1%0.37%， 沸騰鋼中只含有沸騰鋼中只含有0.03%0.07%。 Company Logo80 （5）氧）氧 在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵

44、和鋁進(jìn)行在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行 脫氧，但不可能除盡。脫氧，但不可能除盡。 FeO、MnO、SiO2、Al2O3，使強(qiáng)度、，使強(qiáng)度、 塑性降低。尤其是對疲勞強(qiáng)度、沖擊塑性降低。尤其是對疲勞強(qiáng)度、沖擊 韌性等有嚴(yán)重影響。韌性等有嚴(yán)重影響。 有害元素！有害元素！ Company Logo81 （6）氮）氮 長時間放置或在長時間放置或在200300加熱氮以加熱氮以 氮化物形式的析出，硬度、強(qiáng)度提氮化物形式的析出，硬度、強(qiáng)度提 高，塑性下降，發(fā)生時效。高，塑性下降，發(fā)生時效。 鋼液中加入鋼液中加入Al、Ti或或V進(jìn)行固氮處理，進(jìn)行固氮處理， 使氮固定在使氮固定在AlN、TiN或或VN中，可消

45、中，可消 除時效傾向。除時效傾向。 Company Logo82 （7）氫）氫 來源來源鋼由高溫奧氏體冷至常溫時，鋼由高溫奧氏體冷至常溫時， 氫的溶解度降低，來不及到鋼的表面逸氫的溶解度降低，來不及到鋼的表面逸 出而積聚，并產(chǎn)生高壓力，在鋼材內(nèi)產(chǎn)出而積聚，并產(chǎn)生高壓力，在鋼材內(nèi)產(chǎn) 生生“白點白點”。 “白點白點”裂紋源裂紋源 有害元素！有害元素！ Company Logo83 2、分類與編號、分類與編號 按按用途用途：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈 簧鋼、軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼簧鋼、軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼 （不銹鋼、耐熱鋼）（不銹鋼、耐熱鋼） 按按含碳量含碳量：

46、低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼 按按脫氧脫氧方式：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜、方式：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜、 鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼 按按品質(zhì)品質(zhì)：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼 Company Logo84 （1）普通碳素鋼）普通碳素鋼 含含P、S等等有害雜質(zhì)較多有害雜質(zhì)較多（S0.055% P0.045%) Q普通碳鋼，普通碳鋼，“屈服屈服”的拼音首位字母。的拼音首位字母。 235材料屈服點（材料屈服點（MPa) A,B,C,D鋼材質(zhì)量等級，越后越高。鋼材質(zhì)量等級，越后越高。 F沸騰鋼沸騰鋼 化工壓力容器用鋼一般選用鎮(zhèn)靜鋼?；毫θ萜饔娩撘话氵x用

47、鎮(zhèn)靜鋼。 普通碳素鋼有普通碳素鋼有 Q215-A, Q235-A, Q235-A.F #Q235-B, # Q235-C, Q275 #GB150-98規(guī)定使用材料規(guī)定使用材料 p15p15表表1-71-7 Company Logo85 （2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼）優(yōu)質(zhì)碳素鋼 S0.03%0.045% ；P0.04% 常用的有：常用的有：08,08,1010,15,15,2020,20g,20g,20R20R,30Mn,40Mn,30Mn,40Mn等。等。 式中式中 數(shù)字?jǐn)?shù)字-含含c c量的萬分?jǐn)?shù)量的萬分?jǐn)?shù); ; g g - -鍋爐鋼；鍋爐鋼； R R - -容器鋼；容器鋼； MnMn - -含錳元素約

48、含錳元素約1%1%。 45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。 20g,20R-Q245R p16表1-8 16MnR-Q345R Company Logo86 優(yōu)質(zhì)低碳鋼優(yōu)質(zhì)低碳鋼（含（含C C0.25%0.25%），），如如0808、1010、 1515、2020、2525；塑性好，焊接性能好，殼體、；塑性好，焊接性能好，殼體、 接管。接管。 優(yōu)質(zhì)中碳鋼優(yōu)質(zhì)中碳鋼（含（含C C量量0.3%0.3%0.60%0.60%）, ,如如3030、 3535、4040、4545、5050與與5555； 4545號鋼攪拌軸號鋼攪拌軸 優(yōu)質(zhì)高碳鋼優(yōu)質(zhì)高碳鋼（含（含C C0.6%0

49、.6%），），如如6060、6565、7070、 8080。6060、6565鋼主要用來制造彈簧，鋼主要用來制造彈簧，7070、8080 鋼用來制造鋼絲繩等。鋼用來制造鋼絲繩等。 Company Logo87 （3）高級優(yōu)質(zhì)鋼）高級優(yōu)質(zhì)鋼 S0.02%0.03%； P0.025%， 均均0.03%。 它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)鋼號后面加一個它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)鋼號后面加一個 A字，特級優(yōu)質(zhì)鋼加字，特級優(yōu)質(zhì)鋼加E，優(yōu)質(zhì)鋼不用字，優(yōu)質(zhì)鋼不用字 母表示母表示 18MnMoNbER Company Logo88 3、碳鋼的品種及規(guī)格、碳鋼的品種及規(guī)格 品種：品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼鋼板、鋼管、型鋼

50、、鑄鋼和鍛鋼 （1）鋼板（壓力容器用熱軋厚鋼板）鋼板（壓力容器用熱軋厚鋼板） 4mm6mm厚度間隔為厚度間隔為0.5mm 6mm30mm厚度間隔為厚度間隔為 lmm 30mm60mm厚度間隔為厚度間隔為2mm 一般碳素鋼板材有一般碳素鋼板材有 Q235-A、 Q235-AF、 08、10、15、20等。等。 Company Logo89 （2）鋼管）鋼管 無縫鋼管和有縫鋼管無縫鋼管和有縫鋼管。 無縫鋼管有冷軋和熱軋。無縫鋼管有冷軋和熱軋。 普通無縫鋼管常用材料有普通無縫鋼管常用材料有1010、1515、2020等。等。 專門用途的無縫鋼管，如熱交專門用途的無縫鋼管，如熱交 換器用鋼管、石油裂化

51、用無縫換器用鋼管、石油裂化用無縫 管、鍋爐用無縫管等。有縫管、管、鍋爐用無縫管等。有縫管、 水煤氣管，分鍍鋅水煤氣管，分鍍鋅( (白鐵管白鐵管) )和和 不鍍鋅不鍍鋅( (黑鐵管黑鐵管) )兩種。兩種。 Company Logo90 （3）型鋼）型鋼 v圓鋼圓鋼 v方鋼方鋼 v扁鋼扁鋼 v等邊角鋼等邊角鋼 v不等邊角鋼不等邊角鋼 v工字鋼工字鋼 v槽鋼槽鋼 Company Logo91 4）鑄鋼和鍛鋼 鋼水鑄造成型鋼水鑄造成型-鑄鋼。鑄鋼。 如：如：ZG200-400ZG200-400 式中式中200-200-屈服點屈服點 400-400-抗拉強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度。 用于制造各種承受重載荷用于制造各

52、種承受重載荷 的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門、的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門、 泵葉輪等。泵葉輪等。 鋼坯鍛壓成型鋼坯鍛壓成型 -鍛鋼鍛鋼 石油化工容器制作管板、法蘭、頂石油化工容器制作管板、法蘭、頂 蓋等。蓋等。 （4）鑄鋼和鍛鋼）鑄鋼和鍛鋼 Company Logo92 五、鑄鐵五、鑄鐵 含碳量含碳量2%2%以上，含有以上，含有 S S、 P P、 SiSi、 MnMn 等雜質(zhì)。等雜質(zhì)。 脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好鑄脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好鑄 造性、耐磨性、減振性及切削加工性。造性、耐磨性、減振性及切削加工性。 在一些介質(zhì)在一些介質(zhì)( (濃硫酸、醋酸、鹽溶液、濃硫酸、醋酸、鹽溶液、 有機(jī)

53、溶劑等有機(jī)溶劑等) )中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。 鑄鐵可分為鑄鐵可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄 鐵、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵鐵、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。等。 Company Logo93 1、灰鑄鐵、灰鑄鐵 2.7%2.7%4.0%4.0%，片狀石墨片狀石墨形式，斷面暗灰色。形式，斷面暗灰色。 有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，支架、閥體、有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，支架、閥體、 泵體泵體( (機(jī)座、管路附件等機(jī)座、管路附件等) )。 在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、 聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔

54、及淡鹽水泵等。 HTHT和抗拉強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度s sb b值表示，如值表示，如 HT100HT100，其中，其中 100100表示表示s sb b100MPa100MPa。 常用灰鑄鐵牌號有常用灰鑄鐵牌號有HT100HT100、 HT150HT150、 HT200HT200、 HT250HT250、 HT300HT300、 HT350HT350。 Company Logo94 2、球墨鑄鐵、球墨鑄鐵 簡稱球鐵。簡稱球鐵。 在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰 鑄鐵，甚至接近鋼材。鑄鐵，甚至接近鋼材。 用用QTQT、抗拉強(qiáng)度值抗拉強(qiáng)度值、延伸率延伸率表示，如表示，如 Q

55、T400-18QT400-18，其中，其中400400表示表示s sb b400MPa400MPa， 1818表示表示d d=18%=18%。 Company Logo95 3、高硅鑄鐵、高硅鑄鐵 有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加。有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加。 強(qiáng)度低、脆性大及內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂強(qiáng)度低、脆性大及內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂 熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，不適于制造溫?zé)釋?dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，不適于制造溫 差較大的設(shè)備，否則容易產(chǎn)生裂紋。差較大的設(shè)備，否則容易產(chǎn)生裂紋。 常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器 牌號有：牌號有：STSi11Cu2CrR

56、STSi11Cu2CrR、STSi15RSTSi15R、 STSi15Mo3RSTSi15Mo3R等。等。 Company Logo96 第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼 在碳鋼中添加適量的一種或多種合金元在碳鋼中添加適量的一種或多種合金元 素，得到或改善某些性能。素，得到或改善某些性能。 一、分類與編號一、分類與編號 按合金元素總含量分：按合金元素總含量分： 合金含量合金含量5%10%10%，高合金鋼，高合金鋼 Company Logo97 按用途分：按用途分： 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼 低碳馬氏體鋼、非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼低碳馬氏體鋼、非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼合金

57、工具鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼等等 Company Logo98 一種是漢字牌號，如一種是漢字牌號，如35鉻鉬；鉻鉬； 另一種是用國際化學(xué)符號，如另一種是用國際化學(xué)符號，如35CrMo。 表示含碳量平均為萬分之三十五表示含碳量平均為萬分之三十五(或或 0.35%)，含，含 Cr、Mo在在1%左右。左右。 當(dāng)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)當(dāng)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%、2.5%， 3.5%時，在元素符號后面應(yīng)標(biāo)明含時，在元素符號后面應(yīng)標(biāo)明含 量，可相應(yīng)表示為量，可相應(yīng)表示為2、3、4。如。如 36Mn2Si。 Company Logo99 二、合金元素對鋼的影響二、合金元素對鋼的影響 目前常用

58、的合金元素有：鉻目前常用的合金元素有：鉻(Cr)，錳，錳 (Mn)，鎳，鎳(Ni)，硅，硅(Si)，硼，硼(B)，鎢，鎢(W)， 鉬鉬(Mo)，釩，釩(V)，鈦，鈦(Ti)和稀土元素和稀土元素(Re) 等。等。 Company Logo100 1、鉻、鉻 提高提高耐腐蝕耐腐蝕性能和性能和抗氧化抗氧化性能。性能。 含量達(dá)到含量達(dá)到13時，能使鋼的耐腐蝕能時，能使鋼的耐腐蝕能 力顯著提高，并增加鋼的熱強(qiáng)性。力顯著提高，并增加鋼的熱強(qiáng)性。 提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、 硬度和耐磨性，但使塑性和韌性降低。硬度和耐磨性，但使塑性和韌性降低。 Company Log

59、o101 2、錳、錳 提高提高強(qiáng)度強(qiáng)度和提高和提高低溫沖擊韌性低溫沖擊韌性。 3、鎳、鎳 提高淬透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良提高淬透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良 好的塑性和韌性。好的塑性和韌性。 提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。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。鎳基合金具有更高的熱強(qiáng)性能。 鎳被廣泛應(yīng)用于鎳被廣泛應(yīng)用于不銹耐酸鋼和耐熱鋼不銹耐酸鋼和耐熱鋼中。中。 Company Logo102 4、硅、硅 提高強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐提高強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐H2S等等 介質(zhì)的腐蝕性。介質(zhì)的腐蝕性。 硅含量增高會降低鋼的塑性和沖擊韌性。硅含量增高會降低鋼的塑性和沖擊韌性。 5、鋁、鋁 強(qiáng)脫氧劑，顯著細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，降強(qiáng)脫氧劑，顯著細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，降 低冷脆性。低冷脆性。 提高抗氧化性和耐熱性，對抵抗提高抗氧化性和耐熱性，對抵抗H2S介質(zhì)腐蝕介質(zhì)腐蝕 有良好作用。有良好作用。 價格便宜，在耐熱鋼中常以它來代替價格便宜，在耐熱鋼中常以它來代替鉻鉻。 Company Logo103 6、鉬、鉬 提高高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火提高高溫強(qiáng)