PTA裝置常用材料相關(guān)知識講座

1、PTA裝置常用材料知識講座一、工程常用材料總體分類一、工程常用材料總體分類 在機械、工程等工業(yè)領(lǐng)域中，采用的材料種類及品種繁多、涉及范圍及其廣泛。其分類如下： 二、金屬材料性能二、金屬材料性能 為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過程中材料應(yīng)具備的性能（工藝性能）。 材料的使用性能包括: 1、物理性能（如比重、熔點、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等） 2、化學(xué)性能（耐用腐蝕性、抗氧化性）； 3、力學(xué)性能（機械性能） 4、工藝性能：材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。 1、化學(xué)性能 化學(xué)性能指金屬材料與周圍介質(zhì)掃

2、觸時抵抗發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)的性能。l 耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。l 抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。 2、機械性能（力學(xué)性能） 機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。l強度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應(yīng)力。l屈服點（s）：稱屈服強度，指材料在拉抻過程中，材料所受應(yīng)力達到某一臨界值時，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生0.2%L，時應(yīng)力值，單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。l抗拉強度（b）也叫強度極限指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。l 延伸率（）：材料在拉伸斷裂后，總

3、伸長與原始標(biāo)距長度的百分比。l斷面收縮率（）材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。l硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測定分布 氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）l沖擊韌性（Ak）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2（J/cm2）. 3、工藝性能 工藝性能指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。l鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；l偏析指化學(xué)成分不均性。l焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，

4、接口處能滿足使用目的的特性。l頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。l冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度（外角）或彎心直徑d 對材料厚度a 的比l值表示，a 愈大或d/a 愈小，則材料的冷彎性愈好。l沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。l鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。 主要指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的鋼。有時也稱為普碳鋼或碳素鋼。碳鋼也叫碳素鋼，指含炭量Wc小于2.11%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫

5、、磷等元素。 分類：（1）按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類，碳素結(jié)構(gòu)鋼又分為工程構(gòu)建鋼和機器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種；（2）按冶煉方法可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼；（3）按脫氧方法可分為沸騰鋼（F）、鎮(zhèn)靜鋼（Z）、半鎮(zhèn)靜鋼（b）和特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）；（4）按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼（WC 0.25%）,中碳鋼（WC0.25%0.6%）和高碳鋼（WC0.6%）；（5）按鋼的質(zhì)量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼（含磷、硫較高）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（含磷、硫較低）和高級優(yōu)質(zhì)鋼（含磷、硫更低）和特級優(yōu)質(zhì)鋼。三、PTA裝置常用金屬材料1、碳鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：如Q235優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：如20#鋼，45#鋼碳

6、素工具鋼：T7，T10鑄鋼： ZG200-400我司常用碳鋼材料種類2、合金鋼、合金鋼 合金鋼是指鋼中除含硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素（如鉻、鎳、鉬、釩、鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和其他元素等），有的還含有某些非金屬元素（如硼、氮等）的鋼。按用途分類：l合金結(jié)構(gòu)鋼：主要包括低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（Q345），合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、滾動軸承鋼等；l合金工具鋼：用于制作各種刃具、模具和量具；l特殊性能鋼：用于制造在特殊工作條件下或特殊環(huán)境（如腐蝕介質(zhì)、高溫等）下工作，具有特殊物理、化學(xué)性能要求的機械零件的鋼材；包括：不銹鋼不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等；不銹鋼不銹鋼l馬氏體不銹鋼：如

7、1Cr13、3Cr13、7Cr17等，含碳量較高，具有較 高的強度、硬度和耐磨性，但是耐腐蝕性較差；l鐵素體不銹鋼：耐腐蝕性和抗氧化性能好，力學(xué)性能差；PTA裝置用得較少；l奧氏體不銹鋼：l雙相鋼：所謂雙相不銹鋼是在其固溶組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半，一般量少相的含量也需要達到30%。在含C較低的情況下，Cr含量在18%28%，Ni含量在3%10%。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間副食和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。SS304SS304LSS316LSS317L2205我司常用不銹鋼材料我司常用其他合金材料HAC276TI金屬牌號組成特

8、 點主要用途30418Cr-8Ni作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性，耐熱性，低溫強度和機械特性。沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（無磁性，使用溫度-196800）家庭用品（1、2類餐具、廚柜，室內(nèi)管線，熱水器、鍋爐、浴缸）、汽車配件（風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品）、醫(yī)療器具、建材、化學(xué)，食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、船舶部件304L18Cr-8Ni-低碳作為低C的304鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性與304鋼相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀。在未進行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，一般在400以下使用（無磁性，使用溫度-196800應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤碳、石油產(chǎn)

9、業(yè)的野外露天機器、建材、耐熱零件及熱處理有困難的零件31618Cr-12Ni-2.5Mo應(yīng)添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，可在苛酷的條件下使用。加工硬化性優(yōu)（無磁性）海水里用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙。草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備；照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施、繩索、CD桿、螺栓、螺母316L18Cr-12Ni-2.5Mo低碳作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。316鋼鐵用途中，對抗晶界腐蝕怕有特別要求的產(chǎn)品317L00Cr19Ni13Mo3冷軋產(chǎn)品外觀光澤度好,與316L比較,其耐點腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂性能更好,具有更高的延展性、耐壓強度及耐高溫性能

10、,具有良好的焊接性能，通常焊后不需要進行退火處理化學(xué)反應(yīng)器、罐，核電站熱交換器管，海洋工業(yè)設(shè)備,石油化工儲藏罐部件等要求耐腐蝕要求高的化學(xué)設(shè)備等TI 有很好的鈍化性能，鈍化膜很穩(wěn)定，在許多環(huán)境中表現(xiàn)出很好的耐蝕性。有耐海水腐蝕之王之稱。高溫下，鈦的化學(xué)活性很高，能與鹵素、氧、氮、碳、硫等元素發(fā)生劇烈反應(yīng)。鈦一般不發(fā)生孔蝕；除在幾種個別介質(zhì)（如發(fā)煙硝酸、甲醇溶液）中，也不發(fā)生晶間腐蝕；鈦的應(yīng)力腐蝕破裂敏感性小，具有抗腐蝕疲勞的性能，耐縫隙腐蝕性能良好名 稱優(yōu) 點適 用 溫 度 或 壓 力缺 陷PVC有 較 好 的 耐 溶 劑 性 和 化 學(xué) 穩(wěn) 定性 ,耐 石 油 、 汽 油 、 丙 烷 、 丁

11、 烷等 烷 烴 類 的 腐 蝕 和 溶 解 ， 對 一 般無 機 酸 、 有 機 酸 、 堿 類 和 醇 類 均耐 蝕 ； 有 很 好 的 加 工 性 能 ， 可 機加 工 、 熱 成 型 和 焊 接 。推 薦 使 用 溫 度 小于 60度氯 代 烷 烴 、 酮 類 、 醚 類 、芳 烴 類 等 溶 劑 對 其 有 很 大的 溶 脹 性 ， 強 氧 化 劑 可 和其 起 作 用 。PP具 有 優(yōu) 良 的 耐 化 學(xué) 藥 品 性 ， 對 于有 機 酸 、 堿 或 鹽 類 溶 液 （ 氧 化 性除 外 ） 幾 乎 溫 度 高 到 100度 而 無破 壞 ； 有 很 好 的 加 工 性 能 ， 可

12、機加 工 、 熱 成 型 、 焊 接 和 消 除 應(yīng) 力退 火 處 理 。推 薦 使 用 溫 度 小于 120度低 溫 性 能 較 差 ， 彈 性 模 量不 到 PVC的 一 半 ， 抗 沖 擊 強度 不 高 。 對 于 發(fā) 煙 硫 酸 、濃 硝 酸 和 氯 磺 酸 等 強 氧 化性 酸 ， 即 使 在 室 溫 下 也 不能 使 用 。玻 璃 鋼 管道以 玻 璃 纖 維 及 其 制 品 為 增 強 材料 ， 以 合 成 樹 脂 為 粘 結(jié) 劑 ， 經(jīng) 過一 定 的 成 型 工 藝 制 作 而 成 。 集 中了 玻 璃 纖 維 和 合 成 樹 脂 的 優(yōu) 點 ，具 有 輕 質(zhì) 、 高 強 、 耐

13、 溫 、 耐 腐 蝕、 電 絕 緣 、 隔 熱 等 優(yōu) 點溫 度 -30-120度 ；常 溫 下 壓 力 可 大3.0MPA機 械 性 能 較 差 ， 無 法 機 加工氟 塑 料具 有 高 度 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 和 耐 高 低溫 性 能 ， 除 熔 融 堿 金 屬 、 三 氟 化氯 及 氣 態(tài) 氟 外 ， 能 耐 任 何 強 腐 蝕性 化 學(xué) 介 質(zhì) ； 一 般 和 碳 鋼 管 制 作成 內(nèi) 襯 四 氟 管 使 用溫 度 范 圍 -195度250度無 流 動 性 ， 不 能 用 模 壓 、注 射 等 方 法 加 工 成 型 四、材料腐蝕 腐蝕是材料在環(huán)境的作用下引起的破壞或變質(zhì)。 金屬和

14、合金的腐蝕主要是由于化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞，有時還同時伴有機械、物理或生物作用。例如應(yīng)力腐蝕破裂就是應(yīng)力和化學(xué)物質(zhì)共同作用的結(jié)果。單純物理作用的破壞，如合金在液態(tài)金屬中的物理溶解，也屬于腐蝕范疇，但這類破壞實例不多。單純的機械破壞，如金屬被切削、研磨，不屬于腐蝕范疇非金屬的破壞一般是由于化學(xué)或物理作用引起，如氧化、溶解、溶脹等。1、金屬腐蝕的分類2、金屬腐蝕的形態(tài) 1、金屬腐蝕的分類 均勻（全面）腐蝕根據(jù)腐蝕的形態(tài)分為 局部腐蝕 化學(xué)腐蝕 根據(jù)腐蝕的作用原理分 電化學(xué)腐蝕其中局部腐蝕包括： 孔蝕 縫隙腐蝕 晶間腐蝕 應(yīng)力腐蝕破裂 腐蝕疲勞 氫腐蝕破裂 選擇腐蝕 磨損腐蝕， 脫層腐蝕等 2、

15、金屬腐蝕的形態(tài)l孔蝕 l縫隙腐蝕l晶間腐蝕 l應(yīng)力腐蝕破裂 l腐蝕疲勞 l氫腐蝕破裂 l選擇腐蝕 l磨損腐蝕l脫層腐蝕 孔蝕孔蝕 孔蝕是一種高度局部的腐蝕形態(tài)?？子写笥行?，多數(shù)情況下比較小，一般孔表面直徑等于或小于它的深度，也有些情況為碟形淺孔。小而深的孔可能使金屬板穿透，引起物料流失、火災(zāi)、爆炸等事故。它是破壞性和隱患最大的腐蝕形態(tài)之一。 孔蝕通常發(fā)生在表面有鈍化膜或有保護膜的金屬，如不銹鋼、鈦、鋁合金等。由于金屬表面存在缺陷（露頭的螺位錯，非金屬夾雜物等）和液體內(nèi)存在能破壞鈍化膜的活性離子（如CI、Br），鈍化膜在局部被破壞，微小的膜破口處的金屬成為陽極，其電流高度集中，破口周圍廣大面積的

16、膜成為陰極，因此腐蝕迅速向內(nèi)發(fā)展，形成蝕孔。 當(dāng)孔蝕形成不久，孔內(nèi)的氧很快耗盡，因此只有陽極反應(yīng)在孔內(nèi)進行，很快就積累了帶正電的金屬離子。為了保持電中性，帶負(fù)電的CI從外部溶液擴散到孔內(nèi)，由于金屬（Fe、Cr）氯化物的水解產(chǎn)生了鹽酸： MCIH2OMOHHCI 孔內(nèi)pH 下降，變?yōu)樗嵝裕}酸使更多的金屬溶解，又有更多的CI遷入孔內(nèi)，形成自催化加速的腐蝕。鄰接蝕孔的表面由于產(chǎn)生陰極氧還原反應(yīng)而不受腐蝕，亦即獲得了陰極保護。 蝕孔形成以后，是否繼續(xù)深入發(fā)展直至穿孔，由于影響因素復(fù)雜，現(xiàn)在還不能精確預(yù)測，一般地說，如孔少，腐蝕電流集中，深入發(fā)展的可能性大；如孔多，就較淺，危險性也較小。 晶間腐蝕晶間

17、腐蝕 腐蝕從表面沿晶粒邊界向內(nèi)發(fā)展，外表沒有腐蝕跡象，但晶界沉積疏松的腐蝕產(chǎn)物。由金相顯微鏡可看到晶界呈現(xiàn)網(wǎng)狀腐蝕。嚴(yán)重的晶間腐蝕可使金屬失去強度和延展性，在正常載荷下碎裂。 晶間腐蝕是晶界在一定條件下產(chǎn)生了化學(xué)和組成上的變化，耐蝕性降低所致，這種變化通常是由于熱處理或冷加工引起的。以奧氏體不銹鋼為例，含鉻量須大于11%才有良好耐蝕性。當(dāng)焊接時，焊縫兩側(cè)23mm 處可被加熱到400910，在這個溫度（敏化溫度）下晶界的鉻和碳易化合形成Cr3C6，Cr 從固溶體中沉淀出來，晶粒內(nèi)部的Cr 擴散到晶界很慢，晶界就成了貧鉻區(qū)，鉻量可降到遠(yuǎn)低于11%的下限，在適合的腐蝕溶液中就形成“碳化鉻晶粒（陰極）

18、-噴鉻區(qū)（陽極）”電池，使晶界貧鉻區(qū)腐蝕。 奧氏體不銹鋼晶間腐蝕在工業(yè)中較常見，危害也最大。防止方法有：“固溶淬火”處理：將已產(chǎn)生貧鉻區(qū)的鋼加熱到1100左右，使碳化鉻溶解，水淬，迅速通過敏化溫度區(qū)，使合金保持含Cr 的均一態(tài)。鋼中加入少量更易生成碳化物的元素鈦或鈮。碳含量降低到0.03%以下，從晶界沉淀的鉻量就很少。各類管道材料耐腐蝕的順序u不銹鋼材料耐點腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕能力的順序1、奧氏體不銹鋼： 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9（304）0Cr18Ni11Ti（321）00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti（316）00Cr17Ni14Mo2（316L）00Cr19Ni13Mo3（317L） 00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L00Cr27Ni31Mo4Cu 2、 鐵素體不銹鋼： 0Cr13（410S）0Cr13Al（405）00Cr12Ti（409L）00Cr17（430LX） 00Cr18Mo2 00Cr26Mo1 00Cr30Mo2 3、雙相不銹鋼： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）00Cr25Ni7Mo4N（