《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》第一章-習(xí)題解答

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 第一章 化工設(shè)備材料及其選擇一. 名詞解釋A組：1.蠕變：在高溫時，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時間而增加的現(xiàn)象?；蛘呓饘僭诟邷睾蛻?yīng)力的作用下逐漸產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。2.延伸率：試件受拉力拉斷后，總伸長的長度與原始長度之比的百分率。3.彈性模數(shù)(E)：材料在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變成正比，即=E,比例系數(shù)E為彈性模數(shù)。4.硬度：金屬材料表面上不大的體積內(nèi)抵抗其他更硬物體壓入表面發(fā)生變形或破裂的能力。5.沖擊功與沖擊韌性：沖擊功是沖擊負(fù)荷使試樣破斷所做的功。沖擊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變形的能力。6.泊桑比（）：拉伸試驗(yàn)中試件單位橫向收縮與單位縱向

2、伸長之比。對于鋼材，=0.3 。7.耐腐蝕性：金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕（發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用引起的破壞）的抵抗能力。8.抗氧化性：金屬和合金抵抗被氧化的能力。9.屈服點(diǎn)：金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象的應(yīng)力，即開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力。它代表材料抵抗產(chǎn)生塑性變形的能力。10.抗拉強(qiáng)度：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。B組：1.鎮(zhèn)靜鋼： 鎮(zhèn)靜鋼在用冶煉時用強(qiáng)脫氧劑 Si, Al等完全脫氧脫氧，是脫氧完全的鋼。把FeO中的氧還原出來，生成SiO2和Al2O3。鋼錠膜上大下小，澆注后鋼液從底部向上，向中心順序地凝固。鋼錠上部形成集中縮孔，內(nèi)部緊密堅實(shí)。 2.沸騰鋼：沸騰鋼在冶煉時

3、用弱脫氧劑Mn脫氧，是脫氧不完全的鋼。其錠模上小下大，澆注后鋼液在錠模中發(fā)生自脫氧反應(yīng)，放出大量CO 氣體，造成沸騰現(xiàn)象。沸騰鋼錠中沒有縮孔，凝固收縮后氣體分散為很多形狀不同的氣泡，布滿全錠之中，因而內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松。 3.半鎮(zhèn)靜鋼：介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間，錠模也是上小下大，鋼錠內(nèi)部結(jié)構(gòu)下半部像沸騰鋼，上半部像鎮(zhèn)靜鋼。4.低碳鋼：含碳量低于0.25%的碳素鋼。5.低合金鋼：一般合金元素總含量小于5%的合金鋼。6.碳素鋼：這種鋼的合金元素含量低，而且這些合金元素不是為了改善鋼材性能人為加入的。7.鑄鐵：含碳量大于2%的鐵碳合金。8.鐵素體：碳溶解在-Fe中所形成的固溶體叫鐵素體。9.奧氏體：碳溶解在

4、-Fe中所形成的固溶體叫奧氏體。10.馬氏體：鋼和鐵從高溫奧氏體狀態(tài)急冷下來，得到一種碳原子在鐵中過飽和的固溶體。C. 1.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、滿足所需要的物理,化學(xué)與機(jī)械性能，這樣的加工工藝稱為熱處理。2.正火：將加熱到臨界點(diǎn)以上的一定溫度，保溫一段時間后的工件從爐中取出置于空氣中冷卻下來，冷卻速度比退火快，因而晶粒細(xì)化。 3.退火：把工件加熱到臨界點(diǎn)以上的一定溫度，保溫一段時間，然后隨爐一起冷卻下來，得到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理方法。4.淬火：將鋼加熱至淬火溫度（臨界點(diǎn)以3050oC）并保溫一定時間，然后再淬火劑中冷卻以得到馬氏體組織的一種熱處

5、理工藝。淬火可以增加工件的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。5.回火：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?；鼗鹂梢越档秃拖ぜ慊鸷蟮膬?nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定，并獲得技術(shù)上所要求的性能。6.調(diào)質(zhì)：淬火加高溫回火的操作。要求零件的強(qiáng)度、韌性、塑性等機(jī)械性能都較好時，一般采用調(diào)質(zhì)處理。7.普通碳素鋼：這種鋼含硫,磷等有害雜質(zhì)較多，要求S0.055%，P0.045%。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表鋼材屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、材料質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號等四個部分按順序組成，例如： Q235A·F。8.優(yōu)質(zhì)碳素鋼：含硫,磷等較少（含硫S、磷P均0.04%），非金屬雜質(zhì)少，組織均勻，表面質(zhì)量

6、較好。9.不銹鋼和不銹耐酸鋼：不銹鋼是耐大氣腐蝕的鋼；耐酸鋼是能抵抗強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼。不銹耐酸鋼是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。10.鍋爐鋼：有鍋爐鋼管和鍋爐鋼板。鍋爐鋼管主要用作鍋爐及某些換熱設(shè)備的受熱面和蒸汽管路，鍋爐鋼板則常用于鍋爐和其他壓力容器的承壓殼體。由于鍋爐鋼常處于中溫高壓狀態(tài)，而且還受沖擊、疲勞、水和蒸汽的腐蝕作用，以及各種冷熱加工，因此，對其性能要求也較高。D. 1.容器鋼：化工生產(chǎn)所用容器與設(shè)備的操作條件較復(fù)雜，制造技術(shù)要求比較嚴(yán)格，對壓力容器用鋼板有比較嚴(yán)格的要求。2.耐熱鋼：能耐高溫的鋼，抗氧化性能強(qiáng)且強(qiáng)度大。3.低溫用鋼：由于普通碳鋼在低溫下（-20以下）會變脆，沖擊韌性會

7、顯著下降。因此用作低溫場合的鋼要求具有良好的韌性（包括低溫韌性），良好的加工工藝性和可焊性的鋼。4.腐蝕速度：評定金屬的腐蝕有兩種方法。（1） 根據(jù)重量評定金屬的腐蝕的速度。它是通過實(shí)驗(yàn)的方法測出金屬試件在單位表面積、單位時間腐蝕引起的重量變化。即：（g/m2·h）K：腐蝕速度，g/cm2·h；p0：腐蝕前試件的重量，g；p1：腐蝕后試件的重量，g；F： 試件與腐蝕介質(zhì)接觸的面積，m2； t ： 腐蝕作用的時間， h；（2） 根據(jù)金屬的腐蝕深度評定金屬的腐蝕速度。根據(jù)重量變化表示腐蝕速度時，沒有考慮金屬的相對密度，因此當(dāng)重量損失相同時，相對密度不同的金屬其截面的尺寸的減少則

8、不同。為了表示腐蝕前后尺寸的變化，常用金屬厚度減少量，即腐蝕深度來表示腐蝕速度。即： （mm/a） 式中：Ka：用每年金屬厚度的減少量表示的腐蝕速度，mm/a； ：金屬的相對密度，g/cm3。5.化學(xué)腐蝕：金屬遇到干燥的氣體和非電解質(zhì)溶液發(fā)生 化學(xué)作用引起的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕在金屬表面上，腐蝕過程沒有電流產(chǎn)生。6.電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的破壞，其特點(diǎn)是在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。7.氫腐蝕：氫氣在高溫高壓下對普通碳鋼及低合金鋼產(chǎn)生腐蝕，使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性顯著下降，甚至破壞的現(xiàn)象。8.晶間腐蝕：一種局部的,選擇性的破壞。9.應(yīng)力腐蝕：金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)

9、生的一種破壞形式。10.陰極保護(hù)：把盛有電解質(zhì)的金屬設(shè)備和直流電源負(fù)極相連，電源正極和一輔助陽極相連。當(dāng)電路接通后，電源便給金屬設(shè)備以陰極電流，使金屬的電極電位向負(fù)向移動，當(dāng)電位降至陽極起始電位時，金屬設(shè)備的腐蝕即停止。二. 指出下列鋼材的種類、含碳量及合金元素含量組鋼號種類含碳量%合金元素含量（%）符號意義Q235-A·F普通碳素甲類鋼F：沸騰鋼Q:鋼材屈服點(diǎn)Q235-A普通碳素甲類鋼A:甲類鋼20g優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼0.2%g:鍋爐鋼16Mn R普通低合金鋼0.16%<1.5%R:容器鋼20MnMo普通低合金鋼0.2%MnMo<1.5%16MnDR普通低合金鋼0.16%M

10、n:<1.5%D:低溫鋼14Cr1Mo普通低合金鋼0.14%Cr:0.9-1.3%;Mo:<1.5%0Cr13鉻不銹鋼<0.08%Cr:13%1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼0.1%Cr:18%;Ni:9%;Ti:<1.5%00Cr19Ni10奧氏體不銹鋼<0.03%Cr:19%;Ni:10%B組：鋼號種類含碳量%合金元素含量（%）符號意義Q235-B普通碳素乙類鋼F：沸騰鋼Q:鋼材屈服點(diǎn)Q235-AR普通碳素甲類容器鋼R:容器鋼16Mng普通低合金鋼0.16%Mn:<1.5%g:鍋爐鋼18Nbb普通低合金鋼0.18%Nb:<1.5%b:半鎮(zhèn)靜鋼18M

11、nMoNbR普通低合金鋼0.18%Mn.Mo.Nb:<1.5%09MnNiDR普通低合金鋼0.09%Mn.Ni:<1.5%R:容器鋼06MnNb普通低合金鋼0.06%Mn.Nb:<!.5%2Cr13鉻不銹鋼0.2%Cr13%12Cr2Mo1普通低合金鋼0.12%Cr:1.52.49%;Mo:0.91.3%0Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不銹鋼<0.08%Cr:18%;Ni:12%;Mo:1.52.49%;Ti:<1.5%三、選擇材料設(shè)備介質(zhì)設(shè)計溫度/設(shè)計壓力/MPa供選材料應(yīng)選材料氨合成塔外筒氮、氫、少量氨200150Cr18Ni9Ti，20，Q235-A·F ，18MnMoNbR，15MnVR, 13MnNiMoNbR18MnMoNbR或13MnNiMoNbR氯化氫吸收塔氯化氫氣體，鹽酸，水801200.2Q235-A·R ，1Cr18Ni9Ti，銅，鋁，硬聚氯乙烯塑料，酚醛樹脂漆浸漬的不透性石墨Q235-A·R+銅襯里溶解乙炔氣瓶蒸壓釜水蒸汽20015Q235