第六章化工設(shè)備常用金屬與非金屬材料

1、2022-4-131第六章第六章 化工設(shè)備常用金屬與非金屬材料化工設(shè)備常用金屬與非金屬材料 第一節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、金屬原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與金屬鍵 帶負(fù)電的原子氣將帶正電的金屬正離子牢固地束縛在一起，這種金屬原子之間的結(jié)合方式稱為金屬鍵。 金屬中的原子總是處于原子離子狀態(tài)。2022-4-132二、金屬的晶體結(jié)構(gòu) 理想晶體其原子在空間的排列方式有三種： 體心立方晶格結(jié)構(gòu)，面心立方晶格結(jié)構(gòu)， 密排六方晶格結(jié)構(gòu)。 2022-4-133 把每個(gè)原子看成一個(gè)點(diǎn)，將這些點(diǎn)用直線連接起來，就形成一個(gè)空間格子，稱為晶胞，即一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。晶體的晶格就是由晶胞在空間重復(fù)堆積而成的。 在金相顯微鏡下看到 的金屬的晶粒

2、，簡稱 組織2022-4-134第二節(jié) 鐵碳合金 一、鐵碳合金1、鐵碳合金：由95以上鐵和0.054碳及1左右雜質(zhì)元素所組成合金 一般含碳量0.022稱為鋼； 大于2稱為鑄鐵； 當(dāng)含碳量小于0.02時(shí)稱純鐵(工業(yè)純鐵)； 含碳量大于4.3的鑄鐵極脆2022-4-135 鑄鐵一般碳以石墨形式存在，有不同的組織形貌。 球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之；粗片狀石墨最差。2022-4-1362、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變體心立方晶格的純鐵稱a-Fe，面心立方晶格的鐵稱為g-Fe。a-Fe加熱可變?yōu)間-Fe，反之高溫下的g-Fe冷卻可變?yōu)閍-Fe。在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”。純鐵的

3、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是在910恒溫下完成的。在固態(tài)下重新排列、結(jié)晶過程。是鋼進(jìn)行熱處理的依據(jù)。2022-4-1373、碳鋼的基本組織 碳在鐵中的存在形式有固溶體、化合物和混合物三種。 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來形式的物體 這三種不同的存在形式，形成了不同的碳鋼組織。 2022-4-138（1）鐵素體碳溶解在a-Fe中形成固溶體稱鐵素體。 a-Fe原子間隙小，溶碳能力低（室溫下0.006），強(qiáng)度和硬度低，但塑性和韌性很好。低碳鋼是含鐵素體的鋼，具有軟而韌的性能。2022-4-139（2）奧氏體碳溶解在g-Fe鐵中形成固溶體稱奧氏體。g-Fe原子間隙較大，碳的溶解

4、度比a-Fe中大得多，如在723時(shí)可溶解0.8，在1147時(shí)可達(dá)最大值2.06。奧氏體組織是在a-Fe發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的。由于奧氏體有較大的溶解度，故塑性、韌性較好，且無磁性。2022-4-1310（3）滲碳體 碳和鐵形成一種化合物（Fe3C）稱滲碳體。熔點(diǎn)約1600，硬度高，塑性幾乎等于零。 鐵碳合金含碳量小于2時(shí)，其組織是在鐵素體中散布著滲碳體，是碳素鋼。含碳量大于2時(shí)，部分碳以石墨形式存在，稱鑄鐵。抗拉強(qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄鐵具有一定消震能力。2022-4-1311（4）珠光體 鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。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；塑性、韌

5、性比鐵素體差，但比滲碳體要好得多。 （5）萊氏體 珠光體和初次滲碳體的共晶混合物。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、高碳鋼中。2022-4-1312（6）馬氏體鋼和鐵從高溫急冷下來的組織，是碳原子在a-Fe中過飽和的固溶體。具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，幾乎不能承受沖擊載荷。2022-4-1313二、鋼的熱處理 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、化學(xué)與力學(xué)性能，稱為熱處理。目的就是消除鋼材某些缺陷或改善鋼材的某些性能。2022-4-13141、退火和正火退火：緩慢加熱到臨界點(diǎn)以上的某一溫度，保溫一段時(shí)間，隨爐緩慢冷卻。目的：細(xì)化

6、晶粒，提高力學(xué)性能；降低硬度、提高塑性、便于冷加工；消除部分內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形。正火是置于空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，韌性可顯著提高。鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。2022-4-13152、淬火和回火加熱至淬火溫度(臨界點(diǎn)以上3050)，并保溫一段時(shí)間，后投入淬火劑中冷卻。淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨性。 淬火劑有空氣、油、水、鹽水，冷卻能力遞增。碳鋼在水和鹽水中淬火，合金鋼在油中淬火。2022-4-1316回火是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝。回火可以降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。在150250范圍內(nèi)的回火稱“低溫回火”?；鼗瘃R氏體有較高的硬度

7、和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低。刃具、量具，要進(jìn)行低溫回火處理。 2022-4-1317中溫回火溫度是300450。有一定的彈性和韌性，并有較高硬度。軸類、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。高溫回火溫度為500680。綜合性能：強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好淬火加高溫回火習(xí)慣上稱為“調(diào)質(zhì)處理”。用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。2022-4-13183、表面淬火使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則具有一定的韌性。2022-4-13194、化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮(氮化)、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化(碳與氮共滲)等。滲碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性；滲鋁可提高耐熱、抗氧化性；

8、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；滲硅可提高耐酸性等。2022-4-1320第三節(jié) 碳素鋼一、分類與牌號按用途：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（不銹鋼、耐熱鋼）。按含碳量：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。按脫氧方式：鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼。按品質(zhì)：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼。2022-4-13211、普通碳素鋼Q235，屈服強(qiáng)度數(shù)值（MPa）質(zhì)量等級A，B，C，D。脫氧方法為F，b，Z，TZ?；毫θ萜饔娩撘话氵x用鎮(zhèn)靜鋼。 普通碳素鋼有 Q195、 Q215、 Q235、 Q255及 Q275五個(gè)鋼種。2022-4-1322（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼S0.03%0.045% ；P

9、0.04%08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、80等。平均含碳量的萬分之幾。45號鋼中含碳量平均為0.45%(0.42%0.50%)。45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。2022-4-1323專業(yè)用鋼鍋爐用鋼，壓力容器用鋼、焊接氣瓶用鋼等。在鋼號后面分別加注 g、 R或HP等，如20g、16MnR和15MnVHP等。質(zhì)地均勻、雜質(zhì)含量低，能滿足某些力學(xué)性能的特殊檢驗(yàn)項(xiàng)目要求。 2022-4-1324二、碳鋼的性能1、碳鋼的力學(xué)性能 鋼的含碳量：含碳量越高，鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性下降。 溫度：溫度升高，鋼的強(qiáng)度下降，塑性提高。高溫時(shí)有蠕變現(xiàn)象。 經(jīng)退火處理的碳鋼硬度低、塑

10、性好。 中、高碳鋼通過調(diào)質(zhì)處理提高它們的綜合力學(xué)性能2022-4-13252、加工工藝性能 碳鋼的綜合力學(xué)性能較好，有較好的加工工藝性能。1、可鑄性：2、可鍛性：3、焊接性：低碳鋼4、可切削加工性2022-4-13263、化學(xué)性能、耐腐蝕性金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力、抗氧化性高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度選耐熱材料2022-4-1327三、碳鋼的品種及規(guī)格品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼1、鋼板（壓力容器用熱軋鋼板） 4mm6mm厚度間隔為0.5mm 6mm30mm厚度間隔為 lmm 30mm60mm厚度間隔為2mm 一般碳素鋼板材有 Q235-A、 Q235-B、 08、10、

11、15、20等。 2022-4-13282、鋼管 種類： 無縫鋼管和有縫鋼管。 無縫鋼管有冷拔和熱軋。 普通無縫鋼管常用材料有10、15、20等。 專門用途的無縫鋼管，如熱交換器用鋼管、石油裂化用無縫管、鍋爐用無縫管等。有縫管、水煤氣管，分鍍鋅(白鐵管)和不鍍鋅(黑鐵管)兩種。2022-4-1329 尺寸系列： 無縫鋼管按公稱直徑DN。 有縫鋼管主要用于輸送低壓流體的焊接 鋼管。 2022-4-1330第四節(jié) 合金鋼碳鋼在使用中所受的限制： 強(qiáng)度低； 耐蝕性差； 無法滿足高溫或低溫工況。 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。 按合金元素總含量分： 合金含量10%，高合金鋼2

12、022-4-1331一、合金元素對鋼的影響 目前常用的合金元素有：鉻(Cr)， 錳(Mn)，鎳(Ni)，硅(Si)，硼(B)， 鎢(W)，鉬(Mo)，釩(V)，鈦(Ti)和稀土元素(Re)等。2022-4-13321、鉻Cr提高耐腐蝕性能和抗氧化性能。含量達(dá)到13時(shí)，能使鋼的耐腐蝕能力顯著提高，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、硬度和耐磨性，但使塑性和韌性降低。2022-4-13332、錳提高強(qiáng)度和提高低溫沖擊韌性。3、鎳提高淬透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。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。鎳被廣泛應(yīng)用于不銹耐酸鋼和耐熱鋼中。2022-4

13、-13344、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。硅含量增高會降低鋼的塑性和沖擊韌性。 5、鋁強(qiáng)脫氧劑，顯著細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，降低冷脆性。提高抗氧化性和耐熱性，對抵抗H2S介質(zhì)腐蝕有良好作用。價(jià)格便宜，在耐熱鋼中常以它來代替鉻。 2022-4-13356、鉬提高高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火脆性。鉬能抗氫腐蝕。 7、釩于固溶體中提高高溫強(qiáng)度，細(xì)化晶粒，提高淬透性。鉻鋼中加少量釩，在保持鋼的強(qiáng)度情況下，能改善鋼的塑性。2022-4-13368、鈦強(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。在不銹鋼中穩(wěn)定碳，防止晶間腐蝕提高耐熱性。 9、

14、稀土元素提高強(qiáng)度，改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能。2022-4-1337二、低合金鋼 1、鋼號： 20表示含碳量平均為萬分之二十(或0.2%)，35CrMo表示含碳量平均為萬分之三十五(或0.35%)，含 Cr、Mo不大于1.5%。當(dāng)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%、2.5%，3.5%時(shí)，在元素符號后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4。如36Mn2Si。2022-4-13382、低合金鋼分類： 低合金結(jié)構(gòu)鋼,合金結(jié)構(gòu)鋼。 主要由于含碳量不同。三、高合金鋼 主要指不銹鋼和耐熱鋼2022-4-1339第六節(jié) 鍛件和緊固件u 鍛件分為I、II、III、IV四個(gè)等級。 壓力容器使用鍛件不得低于II級。u

15、 緊固件：專用級和商品級。2022-4-1340 第七節(jié) 鑄鐵含碳量2%以上，含有 S、 P、 Si、 Mn等雜質(zhì)。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。在一些介質(zhì)(濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶劑等)中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。鑄鐵可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。2022-4-13411、灰鑄鐵2.7%4.0%，片狀石墨形式，斷面暗灰色。有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，支架、閥體、泵體(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、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。HT和抗拉強(qiáng)度Sb值表示，如 HT100，其中100表示Sb100MPa。

16、常用灰鑄鐵牌號有HT100、 HT150、 HT200、 HT250、 HT300、 HT350。2022-4-13422、球墨鑄鐵簡稱球鐵。在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰鑄鐵，甚至接近鋼材。用QT、抗拉強(qiáng)度值、延伸率表示，如QT400-18，其中400表示sb400MPa，18表示d=18%。2022-4-13433、高硅鑄鐵有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加。強(qiáng)度低、脆性大及內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂熱導(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。常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器牌號有：STSi11Cu2CrR、STSi15R、STSi15Mo3R等。2022-4-13

17、44三、可焊接的低合金高強(qiáng)度鋼碳含量通常小于0.25%。有較高的屈服強(qiáng)度（3001000MPa）和屈強(qiáng)比（ss/sb=0.650.95），較好的冷熱加工性能、良好的焊接性能，較低的冷脆傾向以及較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。2022-4-1345低合金高強(qiáng)度鋼按性能和用途分高強(qiáng)度鋼、低溫鋼和耐蝕鋼1、高強(qiáng)度鋼350MPa強(qiáng)度級，典型牌號為16Mn；400MPa強(qiáng)度級，典型鋼號為14MnMoV500MPa強(qiáng)度級，典型12MnNiCrMoVCu用于船舶、車軸、壓力容器、鍋爐、輸送管線等的焊接結(jié)構(gòu)件。2022-4-13462、低溫鋼主要有09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)3、耐蝕鋼10Mn

18、PNbRE鋼耐海洋大氣及海水腐蝕，12MnAlV鋼制造煉油廠耐高溫硫化氫設(shè)備。 2022-4-1347大型化工容器16MnR，質(zhì)量比碳鋼輕 l/3；與碳鋼相比，用15MnV制造球形貯罐可節(jié)省鋼材約45%。根據(jù)容器的具體操作條件(溫度、壓力)和制造加工(卷板、焊接)要求，選用2022-4-1348五、特殊性能鋼不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金及低溫用鋼1、不銹鋼不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱，也稱不銹耐酸鋼一般稱耐空氣、蒸汽和水等弱腐蝕介質(zhì)的鋼為不銹鋼，稱耐酸、堿、鹽等強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼為耐酸鋼。2022-4-1349通常按鋼的金相組織分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼和馬氏體不銹鋼等202

19、2-4-1350（1）鐵素體不銹鋼含碳0.15，鉻量在1230。有些鋼種還含有鉬、鈦等元素。不銹綱中的含碳量都較低， Cr23C6而消耗了鉻。都在13以上。對晶間腐蝕比較敏感；鉻含量高時(shí)，脆性轉(zhuǎn)變溫度高，可焊性較差。 lCr13、2Cr13、受沖擊載荷較大的零件 0Cr13、0Cr17Ti耐氧化性酸和硫化氫氣體的腐蝕，部分代替高鉻鎳型不銹鋼 2022-4-1351（2）奧氏體不銹鋼優(yōu)異的綜合性能，包括優(yōu)良的力學(xué)性能，冷、熱加工和成型性，可焊性和在許多介質(zhì)中的良好耐蝕性。含氯離子，發(fā)生晶間腐蝕的傾向。 錳和氮代替不銹鋼中的鎳，發(fā)展出了鉻錳鎳氮系和鉻錳氮系不銹鋼。例如 Cr18Mn8Ni5、 Cr

20、18Mn10Ni5Mo3N。2022-4-1352在400800的溫度范圍內(nèi)，碳從奧氏體中以碳化鉻（Cr23C6）形式沿晶界析出，使晶界附近的合金元素（鉻與鎳）含鉻量降低到耐腐蝕所需的最低含量（12%）以下，腐蝕就在此貧鉻區(qū)產(chǎn)生。這種沿晶界的腐蝕稱為晶間腐蝕。2022-4-1353防止晶間腐蝕的方法：1）降低含碳量 0.06%時(shí)不易產(chǎn)生，0.03%時(shí)可靠地克服，超低碳不銹鋼，如00Cr19Nil0 2）穩(wěn)定碳原子，加入Ti，Nb，V，Mo穩(wěn)定劑，廣泛用，0Cr18Nil0Ti、 0Cr18NillNb 3）形成雙相組織，加入鐵素體促成元素Ti，Al，Si，Mo，鐵素體含鉻高、補(bǔ)充快，5%以內(nèi)，

21、阻斷腐蝕通路。2022-4-1354防止晶間腐蝕的方法：4）控制熱規(guī)范，快速加熱和冷卻，或非常緩慢。5）補(bǔ)充熱處理穩(wěn)定化退火（免疫處理）：850度保溫2小時(shí)，充分?jǐn)U散高溫淬火水冷（固熔） ：1100度左右加熱后淬火，單相奧氏體2022-4-1355加入Mo提高對氯離子 Cl-的耐蝕能力，lCr18Nil2Mo3Ti。0Cr18Nil8Mo2Cu2Ti。同時(shí)加入 Mo、 Cu，則在室溫、濃度為50%以下的硫酸中也具有較高的耐蝕性，也可提高在低濃度鹽酸中的抗腐蝕性2022-4-13562、耐熱鋼和高溫合金例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，溫度往往達(dá)到1000以上。300350即需選用耐熱鋼，一般

22、耐熱鋼工作溫度都在700以下，7001000用高溫合金。2022-4-1357耐熱鋼Cr、 Al、 Si鐵素體形成元素，被高溫氣體氧化后生成一種致密的氧化膜。Ni、Mn奧氏體形成元素， 提高高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。V、Nb、Ti形成強(qiáng)碳化物提高高溫強(qiáng)度。C和N擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體提高高溫強(qiáng)度B和Re均為耐熱鋼中添加的微量元素，可以顯著提高鋼材的抗氧化性，并改善其熱塑性。2022-4-1358耐熱鋼按特性和用途可分為抗氧化鋼（又稱高溫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼?？寡趸撌侵父邷叵戮哂休^好的抗氧化性，并有適當(dāng)強(qiáng)度的鋼種。熱強(qiáng)鋼高溫下有較好的抗氧化性和耐腐蝕能力，且有較高的強(qiáng)度。常用來高溫工作下的汽缸、螺栓及鍋

23、爐的過熱器等。 2022-4-1359高溫合金鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金。鐵基耐熱合金工作溫度在700以下，含有相當(dāng)高的鉻、鎳成分和其他強(qiáng)化元素。鎳基耐熱合金是目前在700900范圍內(nèi)使用得最廣泛的一種高溫合金。這類合金的鎳含量通常在50%以上。鈷基耐熱合金的高溫強(qiáng)度主要靠固溶強(qiáng)化獲得。鈷價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到很大的限制，一般在1000以上才用。 2022-4-13603、低溫用鋼深冷分離、空氣分離等。 （溫度-20）目前國外低溫設(shè)備用的鋼材主要是以高鉻鎳鋼為主，也有使用鎳鋼、銅和鋁等。我國無鉻鎳的低溫鋼材系列。16MnDR、07MnNiCrMoVDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09M

24、nNiDR2022-4-1361第五節(jié) 有色金屬銅 T 黃銅H 青銅Q 鋁L 鉛Pb 鑄造合金 Z軸承合金Ch2022-4-1362一、鋁及其合金濃硝酸以及干氯化氫、氨氣中耐腐蝕 鹵素離子的鹽類、氫氟酸以及堿溶液都會破壞鋁表面的氧化膜。鋁不會產(chǎn)生火花，常用于制作含易揮發(fā)性介質(zhì)的容器；鋁不會使食物中毒，不沾污物品，不改變物品顏色，在食品工業(yè)中代替不銹鋼。鋁的導(dǎo)熱性能好，適合于作換熱設(shè)備 2022-4-1363變形鋁合金（工業(yè)純鋁和防銹鋁）和鑄造鋁合金1、變形鋁合金（1）工業(yè)純鋁工業(yè)高純鋁1A85、1A90，抗硫腐蝕，濃硝酸設(shè)備，高壓釜、槽車、貯槽、閥門、泵。工業(yè)純鋁8A06，耐硫腐蝕、防污染而不

25、要求強(qiáng)度的設(shè)備，例如：反應(yīng)器、熱交換器、深冷設(shè)備、塔器等。 2022-4-1364（2）防銹鋁由鋁錳系或鋁鎂組成的鋁合金，5A02、5A03、5A05、5A06等。強(qiáng)度比純鋁高5A02、5A03用于中等強(qiáng)度的零件或設(shè)備； 5A05制造油箱、管道、低壓容器、鉚釘5A06用于受力零件及焊制容器。由于熔焊的鋁材在低溫(0-196)下沖擊韌性不下降，很適合做低溫設(shè)備。2022-4-13652、鑄造鋁合金是鋁、硅合金。Al-Si系，俗稱硅鋁明，典型牌號ZAlSi7Mg，合金號為ZL101；Al-Cu系，應(yīng)用最早，熱強(qiáng)性高，300，耐腐蝕性較差。典型牌號ZAlCu5Mn，合金號為ZL201；Al-Mg系，

26、室溫力學(xué)性能高，耐腐蝕性能好，但熱強(qiáng)性低。鑄造性能差，典型牌號ZAlMg10，合金號為ZL301；2022-4-1366Al-Zn系，Zn在Al中溶解度大，再加入硅及少量鎂、鉻等元素，具有良好的綜合性能，典型牌號ZAlZn11Si17，合金號為ZL401。 鋁的鑄造性、流動性好，鑄造時(shí)收縮率和生成裂紋的傾向性都很小。耐蝕性好，且密度小，廣泛用來鑄造形狀復(fù)雜的耐蝕零件，如管件、泵、閥門、汽缸、活塞等。2022-4-1367二、銅及其合金半貴重金屬1、純銅（紫銅）低溫時(shí)可保持較高的塑性和沖擊韌性，用于制作深冷設(shè)備和高壓設(shè)備墊片。耐稀硫酸、亞硫酸、稀的和中等濃度的鹽酸、醋酸、氫氟酸及其它非氧化性酸等

27、介質(zhì)的腐蝕，對淡水、大氣、堿類溶液的耐蝕能力很好。不耐各種濃度的硝酸、氨和銨鹽溶液。2022-4-1368變形純銅的牌號 Tl、T2、T3、TU1、TU2、TP1、TP2等。T1、T2是高純度銅，用于制造電線，配制高純度合金。T3雜質(zhì)含量和含氧量比T1、T2高，主要用于一般材料，如墊片、鉚釘?shù)?。TU1、TU2為無氧銅，純度高，主要用作真空器件。TP1、TP2為磷脫氧銅，多以管材供應(yīng)，主要用于冷凝器、蒸發(fā)器、換熱器、熱交換器的零件等。2022-4-13692、銅合金黃銅：銅與鋅的合金稱黃銅 白銅：鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量低于50%的銅鎳合金稱為簡單（普通）白銅，再加入錳、鐵、鋅或鋁等元素的白銅稱為復(fù)雜（

28、特殊）白銅。 青銅：其它合金。銅與錫的合金稱為錫青銅；銅與鋁、硅、鉛、鈹、錳等組成的合金稱無錫青銅。2022-4-1370（1）黃銅銅與鋅的合金稱黃銅。鑄造性能好，力學(xué)性能比純銅高，耐蝕性能與純銅相似，在大氣中耐腐蝕性比純銅好，價(jià)格便宜，應(yīng)用較廣。 在黃銅中加入錫、鋁、硅、錳等元素，特種黃銅。 錳、鋁能提高強(qiáng)度；鋁、錳和硅提高抗蝕性和減磨性；鋁能改善切削加工性。2022-4-1371常用的黃銅牌號有H80、H68、H62等H80大氣、淡水及海水中有較高耐腐蝕性、加工性能優(yōu)良，可作薄壁管和波紋管。 H68塑性好，可在常溫下沖壓 H62在室溫下塑性較差，但機(jī)械強(qiáng)度較高，易焊接，價(jià)格低廉，可做深冷設(shè)

29、備的筒體、管板、法蘭及螺母等。 錫黃銅 HSn70-l含有1%的錫，能提高在海水中的耐蝕性。稱海軍黃銅。2022-4-1372（2）白銅鎳含量低于50%的銅鎳合金稱為簡單（普通）白銅，再加入錳、鐵、鋅或鋁等元素的白銅稱為復(fù)雜（特殊）白銅。白銅是工業(yè)銅合金中耐腐蝕性能最優(yōu)者，抗沖擊腐蝕、應(yīng)力腐蝕性能亦良好，是海水冷凝管的理想材料。2022-4-1373（3）青銅銅與錫的合金稱為錫青銅；銅與鋁、硅、鉛、被、錳等組成的合金稱無錫青銅。錫青銅分鑄造錫青銅和壓力加工錫青銅。 錫青銅典型牌號 ZQSn10-1，有高強(qiáng)度和硬度，能承受沖擊載荷，耐磨性很好，具有優(yōu)良的鑄造性，比純銅耐腐蝕。錫青銅用來鑄造耐腐蝕

30、和耐磨零件，如泵殼、閥門、軸承、蝸輪、齒輪、旋塞等。無錫青銅力學(xué)性能好2022-4-1374三、鈦及其合金鈦的密度?。?.507g/cm3）、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、熔點(diǎn)高。工業(yè)純鈦牌號有 TA0、TA2、TA3(編號愈大、雜質(zhì)含量愈多)。純鈦加工性能良好；有良好的耐蝕性。鈦也是很好的耐熱材料。在鈦中添加錳、鋁或鉻鉬等元素，可獲得性能優(yōu)良的鈦合金。2022-4-1375四、鎳及其合金高強(qiáng)度和塑性，好的延伸性和可鍛性。好的耐腐蝕性，用于制造處理堿介質(zhì)的化工設(shè)備。牌號為 NCu28-2.5-1.5的蒙乃爾耐蝕合金應(yīng)用最廣。蒙乃爾合金能在500時(shí)保持高的力學(xué)性能，能在750以下抗氧化，在非氧化性酸、鹽和

31、有機(jī)溶液中比純鎳、純銅更具耐蝕性。2022-4-1376五、鉛及其合金硬度低、強(qiáng)度小，不宜單獨(dú)作為設(shè)備材料，只適于做設(shè)備的襯里。熱導(dǎo)率?。患冦U不耐磨，非常軟。但在許多介質(zhì)中，特別是在硫酸(80%的熱硫酸及92%的冷硫酸)中鉛具有很高的耐蝕性。鉛與銻合金稱為硬鉛，硬度、強(qiáng)度都比純鉛高，在硫酸中的穩(wěn)定性也比純鉛好。硬鉛的主要牌號為 PbSb4、 PbSb6、 PbSb8和 PbSb10。2022-4-1377鉛和硬鉛在硫酸、化肥、化纖、農(nóng)藥、電器設(shè)備中可用來做加料管、鼓泡器、耐酸泵和閥門等零件。由于鉛具有耐輻射的特點(diǎn)，在工業(yè)上用作 X射線和g射線的防護(hù)材料。鉛合金的自潤性、磨合性和減振性好，噪音小

32、，是良好的軸承合金。鉛合金還用于鉛蓄電池極板、鑄鐵管口、電纜封頭的鉛封等。2022-4-1378第六節(jié) 非金屬材料既可用作結(jié)構(gòu)材料，又能作設(shè)備的保護(hù)襯里、涂層，還可做設(shè)備的密封材料、保溫材料和耐火材料。非金屬材料分為無機(jī)非金屬材料（陶瓷、搪瓷、巖石、玻璃等）及有機(jī)非金屬材料（塑料、涂料、橡膠等）及近2030年來發(fā)展的復(fù)合材料（玻璃鋼、不透性石墨等）。 2022-4-1379一、無機(jī)非金屬材料1、化工陶瓷好的耐腐蝕性、耐熱性和一定機(jī)械強(qiáng)度。導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)較大，受碰擊或溫差急變而易破裂。2022-4-13802、化工搪瓷由含硅量高的瓷釉通過900左右的高溫煅燒，使瓷釉密著在金屬表面。具有優(yōu)良

33、的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和電絕緣性能，但易碎裂。 熱導(dǎo)率不到鋼的1/4，熱膨脹系數(shù)大。不能直接用火焰加熱，以免損壞搪瓷表面，可以用蒸汽或油浴緩慢加熱。使用溫度為-30270。2022-4-13813、 輝綠巖鑄石用輝綠巖熔融后制成，可制成板、磚等材料作設(shè)備襯里，也可做管材。鑄石除對氫氟酸和熔融堿不耐腐蝕外，對各種酸、堿、鹽都具有良好的耐腐蝕性能。2022-4-13824、玻璃 化工用的玻璃不是一般的鈉鈣玻璃，而是硼玻璃（耐熱玻璃）或高鋁玻璃，它們有好的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。有耐腐蝕性、清潔、透明、阻力小、價(jià)格低等特點(diǎn)，但質(zhì)脆、耐溫度急變性差，不耐沖擊和振動。目前已成功采用在金屬管內(nèi)襯玻璃或用玻璃鋼

34、加強(qiáng)玻璃管道，來彌補(bǔ)其不足。2022-4-1383二、有機(jī)非金屬材料1、工程塑料是用高分子合成樹脂為主要原料，加入添加劑以改善產(chǎn)品性能。熱塑性材料遇熱軟化或熔融，冷卻后又變硬，可反復(fù)多次。聚氯乙烯、聚乙烯等。熱固性塑料固化后不能用加熱的方法使之再軟化，酚醛樹脂、氨基樹脂等。有良好的耐腐蝕性能、一定機(jī)械強(qiáng)度、良好的加工性能和電絕緣性能，價(jià)格較低2022-4-1384（1）硬聚氯乙烯（PVC）塑料使用溫度為-10+55。當(dāng)溫度在6090時(shí)，強(qiáng)度顯著下降。 （2）聚乙烯（PE）塑料在室溫下，除硝酸外，對各種酸、堿鹽溶液均穩(wěn)定，對氫氟酸特別穩(wěn)定。（3）耐酸酚醛塑料（PF）使用溫度為-30+130。這種塑料性質(zhì)較脆、沖擊韌性較低。 2022-4-1385（4）聚四氟乙烯（PTFE）塑料耐強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)腐蝕。甚至超過貴重金屬金和銀，有塑料王之稱。常用作耐腐蝕、耐高溫密封元件及高溫管道。有良好的自潤滑性，還可以用作無油潤滑壓縮機(jī)的活塞環(huán)。有突出的耐熱和耐寒性，使用溫度范圍為-200250。2022-4-1386（5）玻璃鋼又稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料。用合成樹脂為粘結(jié)劑，以玻璃纖維為增強(qiáng)材