化工機(jī)械基礎(chǔ)2-6

概述(ɡàishù)過(guò)程裝備用材料的種類(lèi)(1)金屬材料黑色金屬(如鋼材)、有色金屬(如鋁、銅等)。(2)非金屬材料如橡膠、石棉、塑料(sùliào)等。(3)復(fù)合材料如玻璃纖維增強(qiáng)塑料(sùliào)(FRP)。第二篇工程材料第六章過(guò)程裝備材料精品資料2/4/202316.1.1.1金屬材料(cáiliào)的主要性能(1)力學(xué)性能它是指材料(cáiliào)在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能，一般有以下幾個(gè)主要指標(biāo):6.1過(guò)程(guòchéng)裝備用金屬材料6.1.1金屬材料的基本知識(shí)精品資料2/4/202321)機(jī)械強(qiáng)度它是指材料抵抗外力作用避免引起破壞的能力(nénglì)，它是過(guò)程裝備設(shè)計(jì)與選材的主要依據(jù)之一，是材料的重要機(jī)械性能指標(biāo)。反映材料強(qiáng)度高低的指標(biāo)有:屈服極限(ReL或Rp0.2)、抗拉強(qiáng)度(Rm)，高溫時(shí)需要考慮蠕變極限(蠕變極限σn：1萬(wàn)小時(shí)變形量1%)。交變載荷作用時(shí)則需要考慮疲勞極限(σ-1：以106-107次不被破壞的應(yīng)力)。精品資料2/4/202332)塑性塑性是指材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力，通常用伸長(zhǎng)率δ和斷面收縮率Z表示。3)韌性韌性是指材料在斷裂前吸收變形能量的能力。韌性是材料對(duì)缺口(quēkǒu)或裂紋敏感程度的反映。評(píng)定材料韌性的指標(biāo)通常以標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊吸收功(AK)表示（使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積）。精品資料2/4/202344)硬度硬度是指材料抵抗其它物體壓入的能力，它是衡量材料軟硬的判據(jù)。工程上常用的硬度指標(biāo)為布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和維氏硬度(HV)等。硬度的大小說(shuō)明材料的耐磨性及切削加工(jiāgōng)的可能性，通常材料硬度愈高，零件耐磨性愈好，但其切削加工(jiāgōng)性能較差。材料的硬度與強(qiáng)度之間存在近似的對(duì)應(yīng)關(guān)系:材料的強(qiáng)度愈高，其硬度也高。精品資料2/4/20235(2)耐腐蝕(fǔshí)性能它是指材料在使用工藝條件下抵抗腐蝕(fǔshí)性介質(zhì)侵蝕的能力。對(duì)于均勻腐蝕(fǔshí)，在過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)中通常是采用普通鋼材再留有一定的腐蝕(fǔshí)裕量來(lái)解決的。對(duì)于有局部腐蝕(fǔshí)的過(guò)程設(shè)備，則必須從選擇相應(yīng)的耐腐蝕(fǔshí)材料及防護(hù)措施著手解決。精品資料2/4/20236(3)加工工藝性能金屬材料的加工工藝性能是指保證加工質(zhì)量的前提(qiántí)下，加工的難易程度。金屬材料的主要加工工藝性能有：焊接性能、鑄造性能、壓力加工性能、機(jī)加工性能及熱處理性能等。精品資料2/4/20237金屬材料具有許多優(yōu)良性能是和金屬原子的聚集狀態(tài)以及(yǐjí)它的組織有關(guān)的。固態(tài)物質(zhì)，根據(jù)其內(nèi)部原子的聚集狀態(tài)的不同分為晶體和非晶體兩大類(lèi)。所謂非晶體是其內(nèi)部原子雜亂無(wú)章地不規(guī)則的堆積。晶體則是其內(nèi)部原子有規(guī)則的排列，所有的固態(tài)金屬都是晶體。6.1.1.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)精品資料2/4/20238晶體是由許多金屬原子(或離子)在空間按一定幾何(jǐhé)形式規(guī)則地緊密地排列而成。把每一個(gè)原子看成一個(gè)小球，把這些小球用線(xiàn)條連接起來(lái)，就這樣得到一個(gè)空間格架，這種空間格架叫“晶格”，晶格的最小幾何(jǐhé)組成單元叫“晶胞”，如下圖所示：(1)金屬(jīnshǔ)晶體結(jié)構(gòu)的概念精品資料2/4/20239各種金屬晶格結(jié)構(gòu)是不同(bùtónɡ)的，常見(jiàn)的金屬晶格結(jié)構(gòu)如下圖所示：精品資料2/4/202310(2)金屬材料具有不同的性能與其不同的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)(yǒuguān)。例如，純鐵在910°C以下具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為α-Fe；鐵在910°C～1394°C為面心立方晶格結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為γ-Fe。這兩種晶格結(jié)構(gòu)的鐵，其溶碳能力是不同的：碳溶解到α-Fe中形成的固溶體叫鐵素體，其最大溶碳量不超過(guò)0.0218%；碳溶解到γ-Fe中形成的固溶體叫奧氏體，其最大溶碳量可達(dá)2.11%。這兩種性質(zhì)完全不同的組織形式在鋼中的存在狀態(tài)也直接影響著鋼的性能。精品資料2/4/2023116.1.1.3鐵碳合金(héjīn)相圖鐵碳合金相圖是用圖解的方法表示鐵碳合金在極其緩慢的冷卻速度下，合金的成分(chéngfèn)、組織和性能之間的關(guān)系及其變化規(guī)律，又稱(chēng)鐵碳合金平衡圖。鐵碳合金相圖是人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的，對(duì)于了解鋼中組織結(jié)構(gòu)變化和制定熱處理工藝具有極為重要的意義。

整個(gè)鐵碳合金相圖可以看成是由Fe-Fe3C、Fe3C-Fe2C、Fe2C-FeC和FeC-C等各部分相圖組成。然而，鐵碳合金當(dāng)含碳量超過(guò)5%時(shí)機(jī)械性能和工藝性能都差而沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，F(xiàn)e3C的含碳量達(dá)到6.69%，故實(shí)際上普遍應(yīng)用的鐵碳合金相圖是指Fe-Fe3C相圖部分。

精品資料2/4/202312圖簡(jiǎn)化(jiǎnhuà)的Fe-Fe3C相圖精品資料2/4/202313(1)鐵碳合金相圖(xiānɡtú)中的基本相鐵素體碳溶于α-Fe中形成的固溶體稱(chēng)為鐵素體，用F表示。由于鐵素體中碳的溶解度很小，最大溶解度在727°C時(shí)為0.0218%，室溫時(shí)溶碳量?jī)H為0.0008%，因此，鐵素體的強(qiáng)度(qiángdù)和硬度低、塑性好，力學(xué)性能與純鐵相似。奧氏體碳溶解到γ-Fe中形成的固溶體稱(chēng)為奧氏體，用A表示。由于奧氏體中碳的溶解度較大，在727°C時(shí)為0.77%，在1148°C時(shí)達(dá)到最大溶碳量2.11%，因此，奧氏體的強(qiáng)度和硬度不高，但塑性好，容易壓力加工。

精品資料2/4/202314滲碳體鐵和碳形成的化合物Fe3C稱(chēng)為(chēnɡwéi)滲碳體，其含碳量為6.69％。滲碳體的硬度很高，強(qiáng)度極低，脆性非常大，對(duì)鐵碳合金的力學(xué)性能有很大影響。萊氏體當(dāng)含碳量為4.30%的液態(tài)合金冷卻到1148°C時(shí)，同時(shí)結(jié)晶(jiéjīng)出奧氏體和滲碳體的共晶混合物，稱(chēng)為萊氏體，用Ld表示；在727°C以下，萊氏體中的奧氏體將發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，此時(shí)由珠光體和滲碳體所組成的萊氏體稱(chēng)為低溫萊氏體，用Ld'表示。萊氏體中由于含有大量的滲碳體，其硬度高，但脆性很大。珠光體

鐵素體和滲碳體的共析混合物稱(chēng)為珠光體，用P表示。珠光體的力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間。

精品資料2/4/202315(2)鐵碳合金(héjīn)相圖中的主要特性點(diǎn)和特性線(xiàn)S點(diǎn)——共析點(diǎn)：當(dāng)鐵碳合金的含碳量為0.77％，奧氏體在727°C時(shí)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，同時(shí)(tóngshí)析出鐵素體和滲碳體的共析混合物，即為珠光體。ACD線(xiàn)——液相線(xiàn)：所有合金在此線(xiàn)以上是液相區(qū)，用符號(hào)L表示。合金冷卻到此線(xiàn)開(kāi)始結(jié)晶。

AECF線(xiàn)——固相線(xiàn)：所有合金在此線(xiàn)以下均是固體狀態(tài)。

精品資料2/4/202316ES線(xiàn)——Acm線(xiàn)：表示碳在奧氏體中的溶解度曲線(xiàn)，由于在1148°C時(shí)奧氏體中溶碳量最大可達(dá)2.11％，而在727°C時(shí)僅為0.77％。同時(shí)，它也是合金(héjīn)在冷卻過(guò)程中從奧氏體中析出二次滲碳體的開(kāi)始線(xiàn)。GS線(xiàn)——A3線(xiàn)：表示合金(héjīn)在冷卻過(guò)程中從奧氏體中析出鐵素體的開(kāi)始線(xiàn)，或在加熱時(shí)鐵素體溶入奧氏體的終了線(xiàn)。PSK線(xiàn)——共析線(xiàn)：又稱(chēng)A1線(xiàn)，在此線(xiàn)上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體。含碳量在0.0218％～6.69％的鐵碳合金冷卻到727°C時(shí)都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生。

精品資料2/4/202317鋼的機(jī)械性能不僅因其化學(xué)成分的不同而有很大的差異，另一方面，即使化學(xué)成分相同(xiānɡtónɡ)的鋼材，當(dāng)加熱到一定的溫度時(shí)，若采用不同的冷卻方式，則鋼材的機(jī)械性能也會(huì)有很大的差異，這是由鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所引起的。將鋼材通過(guò)適當(dāng)?shù)募訜?、保溫和冷卻過(guò)程，使鋼材內(nèi)部組織按照一定的規(guī)律變化，以獲得預(yù)期的力學(xué)性能和加工性能，這種工藝過(guò)程就稱(chēng)為鋼的熱處理。6.1.1.4鋼的熱處理精品資料2/4/202318常用的熱處理方法:(1)退火；(2)正火；(3)淬火；(4)回火(huíhuǒ)；(5)化學(xué)熱處理。精品資料2/4/2023191)退火退火是把鋼件放在爐中加熱至一定溫度，根據(jù)零件形狀尺寸在該溫度保溫一定時(shí)間后，然后隨爐以緩慢的冷卻速度冷卻下來(lái)，以得到接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理工藝。鋼經(jīng)過(guò)退火處理后能達(dá)到消除(xiāochú)內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度和硬度下降而塑性、韌性提高的目的。根據(jù)鋼的成分和熱處理目的要求不同，退火可以分為完全退火、再結(jié)晶退火、低溫退火三種熱處理工藝。精品資料2/4/2023202)正火正火是將鋼件加熱到GS或ES線(xiàn)(圖8-2)以上30°C～50°C，經(jīng)適當(dāng)保溫后在空氣中冷卻的一種熱處理工藝。正火與退火不同之處在于，正火時(shí)鋼的冷卻速度比退火時(shí)大，因此，所得組織更細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。正火處理具有減少鋼件內(nèi)應(yīng)力、均勻組織和細(xì)化晶粒，為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備等作用。另外，對(duì)于(duìyú)低碳鋼也可以作為最終熱處理，因?yàn)檎鹗蛊渚Я＜?xì)化，并使碳化物分布更均勻，以獲得優(yōu)良的綜合性能。精品資料2/4/2023213)淬火與回火所謂淬火，就是把鋼件加熱到臨界溫度(wēndù)GS或PSK線(xiàn)(圖8-2)以上，使鋼的組織成為單一的奧氏體，然后保溫一定的時(shí)間后用油或水急速冷卻的熱處理工藝。由于冷卻速度很大且溫度(wēndù)很低，鋼材組織中的碳原子無(wú)能力擴(kuò)散被全部保留在鐵素體中，形成一種硬度高、脆性大、塑性和韌性都很差且極不穩(wěn)定的過(guò)飽和固溶體，稱(chēng)為馬氏體。淬火的主要目的是獲得馬氏體。由于馬氏體是一種不穩(wěn)定的組織，因此，淬火后一定要進(jìn)行回火。精品資料2/4/202322所謂回火就是將經(jīng)過(guò)淬火后的鋼件重新加熱到PSK線(xiàn)以下某一溫度，以使其轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的組織，提高鋼的綜合力學(xué)性能。在回火過(guò)程中，回火溫度是決定回火后鋼件機(jī)械能的主要因素。因此，常按回火溫度的不同分為低溫(dīwēn)回火、中溫回火、高溫回火三種熱處理工藝。通常在生產(chǎn)上將淬火加高溫回火的熱處理稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理，它廣泛應(yīng)用于要求高強(qiáng)度、承受交變載荷或沖擊載荷的工件(如過(guò)程機(jī)器中重要的軸等)。精品資料2/4/2023234)化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將鋼件置入特殊介質(zhì)中加熱和保溫，使特殊介質(zhì)中的一種或幾種元素(yuánsù)滲入鋼件表面，改變其成分和組織，從而改變鋼件表面性能的熱處理工藝。它可以提高鋼件的耐蝕性、耐磨性、抗氧化性、耐熱性和抗疲勞性。化學(xué)熱處理按照滲入的元素(yuánsù)不同可分為滲碳、滲氮、碳氮共滲以及滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硫和多元共滲等多種表面處理方法。精品資料2/4/202324鋼材按其形狀不同可分為若干類(lèi)品種(pǐnzhǒng)，過(guò)程裝備制造中所用的常見(jiàn)鋼材品種(pǐnzhǒng)如表8-1所示，每一品種(pǐnzhǒng)的鋼材又有一系列不同的規(guī)格。6.1.2過(guò)程(guòchéng)裝備常用鋼材6.1.2.1鋼材的品種和規(guī)格鋼材冶煉廠(chǎng)所生產(chǎn)的鋼材品種和規(guī)格一般應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，用戶(hù)可根據(jù)工程實(shí)際情況合理選用鋼材品種和規(guī)格。

精品資料2/4/202325精品資料2/4/202326鋼材的品種(pǐnzhǒng)很多，鋼材的分類(lèi)比較復(fù)雜，而且各種標(biāo)準(zhǔn)不盡一致。為了便于生產(chǎn)、保管、選材和研究，我國(guó)常用的鋼材分類(lèi)有如下五種：6.1.2.2鋼材(gāngcái)的分類(lèi)(1)根據(jù)鋼材的化學(xué)成分，可分為碳素鋼和合金鋼兩大類(lèi)，其中碳素鋼按含碳量的多少又分為低碳鋼(含碳量≤0.25%)、中碳鋼(含碳量在0.25%～0.60%之間)和高碳鋼(含碳量＞0.60%)，合金鋼按合金元素的總量又分為低合金鋼(合金元素的總量在10%以下)和高合金鋼(合金元素的總量大于10%)。

精品資料2/4/202327(2)根據(jù)鋼材(gāngcái)的品質(zhì)，可分為普通鋼(鋼中所含有害雜質(zhì)S≤0.050%、P≤0.045%)、優(yōu)質(zhì)鋼(鋼中所含有害雜質(zhì)S≤0.035%、P≤0.035%)、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(鋼中所含有害雜質(zhì)S≤0.025%、P≤0.025%)和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(鋼中所含有害雜質(zhì)S≤0.015%、P≤0.025%)四類(lèi)。(4)根據(jù)鋼材的金相組織，按退火(tuìhuǒ)組織分為亞共析鋼、共析鋼和過(guò)共析鋼；按正火組織分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。(3)根據(jù)鋼材的冶煉方法，按爐的種類(lèi)分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼；按脫氧的程度分為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼。

精品資料2/4/202328(5)根據(jù)鋼材的用途(yòngtú)，可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼三大類(lèi)，其中結(jié)構(gòu)鋼又分為建筑用鋼、專(zhuān)門(mén)用鋼(如鍋爐和壓力容器專(zhuān)用鋼板等)和機(jī)械零件用鋼。此外，還可根據(jù)(gēnjù)GB/T13304《鋼分類(lèi)》將鋼材進(jìn)行分類(lèi)：第一部分是按化學(xué)成分分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三大類(lèi)；第二部分是按主要質(zhì)量等級(jí)和主要性能或使用特性進(jìn)行再分類(lèi)。精品資料2/4/202329(1)碳素鋼碳素鋼是由鐵和碳組成的鐵碳合金，其含碳量為0.02%～2.11％，是各種工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的一種(yīzhǒnɡ)金屬材料。根據(jù)鋼的質(zhì)量等級(jí)，碳素鋼可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼有一定的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性和加工工藝性，特別是焊接性能良好。雖然品質(zhì)差一些，但仍能滿(mǎn)足一般結(jié)構(gòu)件的要求，且價(jià)格低廉，因而得以廣泛應(yīng)用，常熱軋成鋼板、型鋼、鋼筋等，用作低壓螺栓、螺母、支架及要求不高的軸類(lèi)零件等。6.1.2.3壓力容器用鋼壓力容器用鋼根據(jù)GB150所引用的鋼材標(biāo)準(zhǔn)，主要為碳素鋼、低合金鋼(包括(bāokuò)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低溫用鋼、中溫抗氫鋼和低合金耐蝕鋼)和高合金鋼(包括(bāokuò)不銹鋼和耐熱鋼)三大類(lèi):精品資料2/4/2023301)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)通常由四部分組成：第一部分是前綴符號(hào)+強(qiáng)度值，如通用結(jié)構(gòu)鋼前綴符號(hào)為代表屈服強(qiáng)度的拼音字母“Q”，強(qiáng)度值采用厚度(hòudù)≤16mm的最低屈服強(qiáng)度值(MPa)；第二部分(必要時(shí))為鋼的質(zhì)量等級(jí)符號(hào)，用英文字母A、B、C、D、┅表示；第三部分(必要時(shí))為脫氧方式表示符號(hào)，沸騰鋼標(biāo)以符號(hào)“F”，鎮(zhèn)靜鋼標(biāo)以符號(hào)“Z”或不標(biāo)注，特殊鎮(zhèn)靜鋼標(biāo)以符號(hào)“TZ”或不標(biāo)注；第四部分(必要時(shí))為產(chǎn)品用途、特性和工藝方法表示符號(hào)。精品資料2/4/202331Q235AF表示厚度≤16mm的最低屈服強(qiáng)度值為235MPa、質(zhì)量等級(jí)(děngjí)為A級(jí)的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。Q235A、Q235B及Q235C分別表示厚度≤16mm的最低屈服強(qiáng)度值為235MPa的低碳鎮(zhèn)靜鋼，鋼板質(zhì)量等級(jí)(děngjí)分別為A、B、C。

精品資料2/4/2023322)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼所含有害雜質(zhì)(zázhì)(S≤0.035%，P≤0.035%)及非金屬夾雜物較少，塑性及韌性較高，并可通過(guò)熱處理強(qiáng)化，多用于較為重要的零件，是應(yīng)用極廣的一種過(guò)程裝備用鋼。但成本比碳素結(jié)構(gòu)鋼高。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)通常由五部分組成：第一部分是以?xún)晌话⒗當(dāng)?shù)字表示平均含碳量(萬(wàn)分之幾)；第二部分(必要時(shí))為當(dāng)含錳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，加錳元素符號(hào)Mn；第三部分(必要時(shí))表示鋼材冶金質(zhì)量，即高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼分別以A、E表示，優(yōu)質(zhì)鋼不用字母表示；第四部分(必要時(shí))為脫氧方式表示符號(hào)；第五部分(必要時(shí))為產(chǎn)品用途、特性和工藝方法表示符號(hào)。精品資料2/4/20233320，表示平均(píngjūn)含碳量為萬(wàn)分之二十(即0.20%)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。40Mn，表示平均(píngjūn)含碳量為萬(wàn)分之四十(即0.40%)且含錳量為0.70%～1.00%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在壓力容器制造中應(yīng)用較多的是10、20鋼鋼管和16Mn、20、35鋼鍛件，其中10、20鋼鋼管主要用于壓力容器各種接管、換熱設(shè)備換熱管等的制造，16Mn、20、35鋼鍛件則主要用于壓力容器法蘭、換熱設(shè)備管板或強(qiáng)度要求較高的螺栓、螺母(luómǔ)等的制造。此外，45鋼常用于軸、齒輪等零件的制造。精品資料2/4/202334(2)低合金(héjīn)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金(héjīn)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在低碳的碳素鋼基礎(chǔ)上，通過(guò)添加少量合金(héjīn)元素，從而達(dá)到提高鋼的強(qiáng)度和改善其綜合性能的目的。低合金(héjīn)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼采用低碳的目的是為了提高鋼的塑性，以便獲得良好的焊接性能和冷變形性能，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過(guò)0.20%。低合金(héjīn)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的優(yōu)良性能是靠添加少量合金(héjīn)元素來(lái)實(shí)現(xiàn)的，常用的合金(héjīn)元素有錳(Mn)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)和銅(Cu)等，其總質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過(guò)3％。精品資料2/4/202335低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法和碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法相同，例如，Q345C表示厚度≤16mm的最低屈服(qūfú)強(qiáng)度值為345MPa、質(zhì)量等級(jí)為C級(jí)的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼不僅強(qiáng)度明顯高于具有相同含碳量的碳素鋼，而且具有良好的塑性、焊接性能和一定的耐蝕性能，因此，低合金高強(qiáng)度鋼廣泛用于車(chē)輛、船舶、高壓容器、輸油輸氣管道、起重運(yùn)輸機(jī)械和大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁等重要結(jié)構(gòu)件的制造。精品資料2/4/202336(3)不銹鋼不銹鋼是指具有耐大氣(dàqì)、酸、堿和鹽等介質(zhì)腐蝕作用的合金結(jié)構(gòu)鋼，這一類(lèi)合金結(jié)構(gòu)鋼實(shí)際上是在低碳的碳素鋼基礎(chǔ)上，通過(guò)添加較多的合金元素(總量超過(guò)10％以上)而形成的。由于較多含量合金元素的加入提高了鋼的整體熱力學(xué)穩(wěn)定性，使鋼呈現(xiàn)電化學(xué)性能穩(wěn)定的組織，并使鋼在腐蝕性介質(zhì)中呈現(xiàn)穩(wěn)定的鈍態(tài)或表面生成致密的保護(hù)膜，從而極大地提高了鋼的耐蝕性能，還具備較好的耐熱性能。精品資料2/4/202337不銹鋼牌號(hào)的表示方法是由化學(xué)元素符號(hào)和表示各元素含量(hánliàng)的阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其中碳含量(hánliàng)以?xún)晌换蛉话⒗當(dāng)?shù)字表示碳含量(hánliàng)最佳控制值(以萬(wàn)分之幾或十萬(wàn)分之幾計(jì))，合金元素含量(hánliàng)以合金元素符號(hào)及阿拉伯?dāng)?shù)字表示。例如，碳含量(hánliàng)不大于0.08%、鉻含量(hánliàng)為18%～20%、鎳含量(hánliàng)為8%～11%的不銹鋼，牌號(hào)為06Cr19Ni10；碳含量(hánliàng)不大于0.03%、鉻含量(hánliàng)為16%～19%、鈦含量(hánliàng)為0.1%～1%的不銹鋼，牌號(hào)為022Cr18Ti。精品資料2/4/202338不銹鋼中的常用合金元素(yuánsù)有鉻、鎳、鉬、銅、鈦、硅、錳和氮等，根據(jù)所含主要合金元素(yuánsù)的不同，不銹鋼常分為三類(lèi)：1)以鉻為主的鉻不銹鋼(如06Cr13等)；2)以鉻、鎳為主的鉻鎳不銹鋼(如06Cr19Ni10、06Cr19Ni11Ti等)；3)鉻鎳鉬不銹鋼(如022Cr19Mo3Si2N等)。精品資料2/4/202339過(guò)程設(shè)備制造中所用的低碳和超低碳不銹鋼，均屬于高合金結(jié)構(gòu)鋼，大多是既耐腐蝕又耐高溫。除了鉻不銹鋼之外，這些高合金結(jié)構(gòu)鋼均具有良好的高溫或低溫性能。因此，需要在高溫或低溫工況下使用時(shí)可根據(jù)不銹鋼相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)選擇必要的耐高溫或低溫鋼材。精品資料2/4/202340(4)鍋爐和壓力容器專(zhuān)用鋼板為了確保鍋爐和壓力容器的使用安全，鍋爐和壓力容器在制造技術(shù)要求上非常嚴(yán)格，其承壓元件應(yīng)采用鍋爐和壓力容器專(zhuān)用鋼板。這類(lèi)鋼板要求質(zhì)地均勻，對(duì)硫、磷等有害元素的控制更加嚴(yán)格(S≤0.015%，P≤0.025%)，且需要進(jìn)行某些機(jī)械性能方面特殊項(xiàng)目的檢驗(yàn)(jiǎnyàn)。鍋爐和壓力容器的專(zhuān)用鋼板有Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR。低溫壓力容器的專(zhuān)用鋼板有16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR。精品資料2/4/202341Q245R是制造鍋爐和壓力容器專(zhuān)用的碳素鋼板(gāngbǎn)。Q345R是制造鍋爐和壓力容器專(zhuān)用的低合金高強(qiáng)度鋼板(gāngbǎn)，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能及低溫沖擊韌性。Q345R是國(guó)產(chǎn)鍋爐和壓力容器專(zhuān)用鋼板(gāngbǎn)中使用量最大的一個(gè)鋼號(hào)，主要用于制造-20°C～400°C的中低壓壓力容器、多層高壓容器及其承壓結(jié)構(gòu)件。16MnDR是制造-40°C級(jí)低溫壓力容器的專(zhuān)用鋼板(gāngbǎn)，可用于液氨儲(chǔ)罐等的制造。精品資料2/4/202342工業(yè)上常用的鑄鐵是含碳量為2.11%～4.5%的鐵碳合金，并含有硫、磷、硅、錳等雜質(zhì)。鑄鐵是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度(kànɡlāqiánɡdù)、塑性、韌性等力學(xué)性能均較低，但具有很高的減摩性、耐磨性和優(yōu)異的消振性以及低的缺口敏感性。鑄鐵的生產(chǎn)成本低廉，鑄造性能好，且具有優(yōu)良的切削加工性，因此，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了普遍應(yīng)用。8.1.3鑄鐵(zhùtiě)精品資料2/4/202343常用的鑄鐵有如下幾種：(1)灰鑄鐵碳的全部或大部分以游離狀態(tài)的片狀石墨形式存在于鑄鐵中，其斷口呈暗灰色?；诣T鐵是目前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)鑄鐵可用于制造承受壓應(yīng)力及要求消振、耐磨的零件，如過(guò)程裝備中泵、壓縮機(jī)的支架、底盤(pán)、閥體、泵體、管路附件等。在化工生產(chǎn)中可用于制作純堿或染料(rǎnliào)介質(zhì)中工作的壓力容器、泵體、法蘭等?；诣T鐵的牌號(hào)以HT加數(shù)字表示，如HT100、HT150、HT200等。后面的數(shù)字表示其抗拉強(qiáng)度值(MPa)，數(shù)字愈大，強(qiáng)度愈高。精品資料2/4/202344(2)球墨鑄鐵球墨鑄鐵是將鐵水經(jīng)過(guò)球化處理和孕育處理后獲得的，即在澆鑄前向鐵水中加入一定量的純鎂、鎳鎂、銅鎂等合金作為球化劑，并加入一定量的硅鐵或硅鈣合金作為孕育劑，以促進(jìn)碳呈球狀石墨結(jié)晶析出。它是目前最好的鑄鐵，綜合(zōnghé)機(jī)械性能接近于鋼。過(guò)去用碳鋼和合金鋼制造的重要零件(如曲軸、連桿、主軸等)，現(xiàn)不少已改用球墨鑄鐵來(lái)制作。球墨鑄鐵的牌號(hào)是由“QT”加二組數(shù)字組成，如QT400-17、QT420-10等。其中第一組數(shù)字是抗拉強(qiáng)度(MPa)，第二組數(shù)字是最低伸長(zhǎng)率。精品資料2/4/202345(3)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經(jīng)退火處理而得，這種鑄鐵中的石墨(shímò)為團(tuán)絮狀，故又稱(chēng)馬鐵。其強(qiáng)度、塑性和韌性均比普通灰鑄鐵高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，便于組織大量生產(chǎn)，常用于制造過(guò)程裝備中的各種薄壁小型零件?？慑戣T鐵根據(jù)其組織成分和性能可以分為黑心可鍛鑄鐵KTH、珠光體可鍛鑄鐵KTZ和白心可鍛鑄鐵KTB三種，其牌號(hào)以可鍛鑄鐵的種類(lèi)代號(hào)加兩組數(shù)字表示，例如，KTH300-06表示抗拉強(qiáng)度值為300MPa、最低伸長(zhǎng)率為6%的黑心可鍛鑄鐵。精品資料2/4/202346(4)耐蝕、耐熱、耐磨鑄鐵在鑄鐵中加入適量的合金元素就形成了具有耐蝕、耐熱、耐磨性能的鑄鐵。在鑄鐵中加入硅、鉻、鋁等合金元素，使表面(biǎomiàn)形成連續(xù)而致密的氧化保護(hù)膜，從而提高鑄鐵的耐腐蝕性，這種鑄鐵稱(chēng)為耐蝕鑄鐵，如STSi15R。在鑄鐵中加入硅、鋁、鉻等合金元素，使表面(biǎomiàn)形成致密的氧化膜保護(hù)內(nèi)層不被氧化，或提高鑄鐵的相變點(diǎn)，從而提高鑄鐵的耐熱性，這種鑄鐵稱(chēng)為耐熱鑄鐵，如RTCr16。在鑄鐵中加入錳、磷等合金元素，從而提高鑄鐵的耐磨性，這種鑄鐵稱(chēng)為耐磨鑄鐵，如MTP6。精品資料2/4/202347在工業(yè)生產(chǎn)中，通常(tōngcháng)把以鐵為基的金屬材料稱(chēng)為黑色金屬，而把非鐵金屬及其合金稱(chēng)為有色金屬。與鋼鐵等黑色金屬材料相比，有色金屬及其合金具有許多優(yōu)良的特殊性能，如比強(qiáng)度高、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好、塑性和韌性高、耐腐蝕性和耐磨性強(qiáng)等性能，因而在航空、航天、航海、石油、化工、能源、機(jī)電、儀表等多個(gè)行業(yè)中起到重要的作用。主要有銅、鋁、鉛、鎳、鈦及其合金。8.1.4有色金屬(yǒusèjīnshǔ)及其合金精品資料2/4/202348(1)銅及其合金銅及其合金具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，有足夠的強(qiáng)度、彈性和耐磨性，有良好的塑性，易于加工成型，在某些介質(zhì)中有較好的耐蝕性，因此，在過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中有一定的應(yīng)用(yìngyòng)。主要有純銅、銅合金(黃銅、青銅)兩種類(lèi)型。精品資料2/4/2023491)純銅純銅又稱(chēng)紫銅，具有高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性及良好的塑性，在低溫下能保持較高的塑性及沖擊韌性。銅在大氣、淡水、海水或中性鹽類(lèi)水溶液、無(wú)氧的堿中是耐蝕的，且在稀的、中等濃度的非氧化性酸(如鹽酸)、有機(jī)酸(如醋酸、脂肪酸等)和非氧化性有機(jī)化合物介質(zhì)中均有足夠的耐蝕性，但在氧化性酸(如硝酸、鉻酸、濃硫酸等)、硫化物、氨和銨鹽溶液中是不耐蝕的。由于純銅強(qiáng)度低等原因，在過(guò)程裝備制造上應(yīng)用較多的是它的合金——黃銅和青銅，尤其青銅是經(jīng)常選用的耐蝕結(jié)構(gòu)材料。工業(yè)純銅的編號(hào)(biānhào)用其漢語(yǔ)拼音首位字母T結(jié)合順序號(hào)表示，純度隨順序號(hào)增加而降低，如T2，表示雜質(zhì)含量≤0.1%的工業(yè)純銅。精品資料2/4/2023502)銅合金①黃銅以銅和鋅為主的二元和多元(duōyuán)合金稱(chēng)為黃銅，二元銅鋅合金稱(chēng)為普通黃銅，在各類(lèi)工業(yè)中應(yīng)用廣泛。黃銅有優(yōu)良的力學(xué)性能和工藝性能，價(jià)格也比純銅便宜。黃銅色澤美麗，能耐大氣、淡水腐蝕，但在海水、含氧中性鹽的水溶液中常產(chǎn)生選擇性脫鋅腐蝕。為了進(jìn)一步改善和提高黃銅的性能，又添加錫、鋁、硅、鎳、錳、鉛等合金元素，所形成的合金稱(chēng)為特種黃銅。精品資料2/4/202351普通黃銅(huánɡtónɡ)的牌號(hào)以“黃”字的漢語(yǔ)拼音字頭的“H”加數(shù)字表示，數(shù)字代表銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如H80；特殊黃銅(huánɡtónɡ)的牌號(hào)以“H”+主加元素符號(hào)+銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)+主加元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示，如HSn70-1，表示平均含銅量為70%、含錫量1%的錫黃銅(huánɡtónɡ)；對(duì)于鑄造生產(chǎn)的黃銅(huánɡtónɡ)，其牌號(hào)前需加“鑄”字的漢語(yǔ)拼音字頭“Z”。精品資料2/4/202352②青銅青銅是人類(lèi)歷史上最早使用的一種合金。銅合金中除紫銅、黃銅、白銅外，其余的均稱(chēng)為青銅。一般按銅中第一主添加元素(如錫、鋁、鈹?shù)?分別命名為錫青銅、鋁青銅、鈹青銅等。青銅的強(qiáng)度、硬度(yìngdù)、鑄造性、耐蝕性都較高，常用來(lái)鑄造耐蝕和耐磨零件，如泵殼、閥門(mén)、齒輪、軸瓦、蝸輪等零件。青銅的牌號(hào)以“青”字漢語(yǔ)拼音的字頭“Q”加主要合金元素的名稱(chēng)及含量表示，如QSn4-3，表示平均錫含量為4%、鋅3%的青銅。鑄造青銅在牌號(hào)前加“Z”。精品資料2/4/202353(2)鋁及其合金鋁屬于輕金屬，相對(duì)密度(mìdù)小(2.72)，約為鐵的三分之一；導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、冷韌性都好，有極好的耐蝕性；強(qiáng)度中等，隨合金化程度而增大、冷加工而硬化，能承受各種壓力加工，并可進(jìn)行焊接和切削。鋁在氧化性介質(zhì)中極易生成Ａl2O3保護(hù)膜，因此鋁在干燥或潮濕的大氣中，甚至在有硫化物存在的大氣或溶液中，在氧化劑的鹽溶液中，在濃硝酸以及干氯化氫、氨氣中都是穩(wěn)定的。但含有鹵素離子的鹽類(lèi)、氫氟酸以及堿溶液都會(huì)破壞鋁表面的保護(hù)膜。所以鋁不宜在上述介質(zhì)中使用。精品資料2/4/202354過(guò)程裝備制造上常用的鋁及其合金：1)純鋁GB/T16474和GB/T3190將鋁含量不低于99.0%的都統(tǒng)稱(chēng)為純鋁，牌號(hào)用1××××系列表示，其中最后兩位數(shù)字表示純度為99.××%，如1060表示鋁含量99.60%。純鋁具有一系列優(yōu)良的工藝性能，易于鑄造，易于切削，也易于通過(guò)壓力加工制成各種規(guī)格的半成品，并且在大氣(dàqì)、淡水和一些介質(zhì)中具有良好的耐蝕性等。精品資料2/4/2023552)鋁合金防銹鋁是在大氣、淡水和油等介質(zhì)中具有良好耐腐蝕性能的變形鋁合金，主要有Al-Mn和AL-Mg兩個(gè)合金系列，常用牌號(hào)有5A05、3A21等。這類(lèi)合金不能熱處理強(qiáng)化，只能用冷塑性變形進(jìn)行強(qiáng)化，具有良好的塑性和焊接性能，強(qiáng)度比純鋁高得多，耐蝕性好，在過(guò)程工業(yè)(gōngyè)中常用來(lái)制造各式容器、換熱設(shè)備等。過(guò)程工業(yè)(gōngyè)生產(chǎn)中常用的鑄造鋁合金有Al-Si、Al-Mg、Al-Cu三種合金，其中Al-Si鑄造合金應(yīng)用最廣，其典型牌號(hào)為ZAlSi7Mg。鑄造鋁合金具有優(yōu)良的鑄造性能，可以焊接，有良好的耐蝕性和一定的力學(xué)性能，廣泛用來(lái)鑄造形狀復(fù)雜的耐蝕零件，如管件、泵、閥門(mén)、汽缸、活塞等。精品資料2/4/202356(3)鉛及其合金鉛屬于重金屬，相對(duì)密度大(11.35)，硬度低、強(qiáng)度小、熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱性差，不宜單獨(dú)作為設(shè)備材料，只適合做設(shè)備襯里。鉛與銻的合金稱(chēng)為硬鉛，它的硬度、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(hào)(páihào)有PbSb4、PbSb6、PbSb8和PbSb10。鉛和硬鉛在硫酸、化纖、農(nóng)藥、電器設(shè)備中作為耐酸、耐蝕和防護(hù)材料。在工業(yè)上還可用作x射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的防護(hù)材料、配制低熔點(diǎn)合金、軸承合金等。不過(guò)，由于鉛有毒，鉛及其合金不允許用于食品工業(yè)和制藥工業(yè)。精品資料2/4/202357(4)鎳及其合金鎳屬于稀有貴重金屬，相對(duì)密度為8.902，具有高強(qiáng)度、高塑性和冷韌的特性，它在許多介質(zhì)中有很好的耐蝕性。鎳合金主要有鎳銅合金、鎳鉻合金、鎳鉬合金、鎳鉻鉬合金、鐵鎳基合金五類(lèi)。在過(guò)程裝備制造(zhìzào)中應(yīng)用較多的是鎳銅合金，其中牌號(hào)為NCu28-2.5-1.5的合金是用量最大、用途最廣、綜合機(jī)械性能最佳的耐蝕鎳銅合金，也稱(chēng)蒙乃爾合金，它主要用于化學(xué)和石油工業(yè)、制鹽工業(yè)和海洋開(kāi)發(fā)工程中，制造(zhìzào)各種換熱設(shè)備、鍋爐給水換熱器、石油和化工用管線(xiàn)、容器、塔、槽、發(fā)應(yīng)釜、彈性部件以及泵、閥、軸等。精品資料2/4/202358(5)鈦及其合金鈦的相對(duì)密度小(4.5)，不但具有比強(qiáng)度高、耐熱性好和優(yōu)異的耐腐蝕性能，而且還具有良好的機(jī)械性能和較好的加工工藝性能，由于鈦在許多介質(zhì)中其表面能形成鈍化膜，因而具有極好的耐蝕性。工業(yè)純鈦按其雜質(zhì)含量不同可分為三個(gè)等級(jí)，牌號(hào)分別(fēnbié)用TA1、TA2、TA3表示，其純度隨序號(hào)增大依次降低。耐蝕鈦合金主要有鈦鈀合金、鈦鎳鉬合金、鈦鉬合金三類(lèi)，典型牌號(hào)有Ti-0.2Pd、Ti-0.8Ni-0.3Mo、Ti-32Mo等。主要用于各種強(qiáng)腐蝕環(huán)境的換熱設(shè)備、反應(yīng)釜、分離設(shè)備、泵、閥、管道、管件、電解槽等。精品資料2/4/2023596.2過(guò)程(guòchéng)裝備用非金屬材料非金屬材料具有耐腐蝕性好、資源豐富、品種繁多、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，它既可以單獨(dú)用作過(guò)程(guòchéng)裝備的結(jié)構(gòu)材料，又可用作金屬設(shè)備的保護(hù)襯里、涂層，還可用作過(guò)程(guòchéng)裝備的密封材料和保溫材料，是一類(lèi)有著廣闊發(fā)展前景的過(guò)程(guòchéng)裝備材料。精品資料2/4/202360常見(jiàn)的非金屬材料(cáiliào)種類(lèi)有:(1)高分子材料(cáiliào)(2)陶瓷材料(cáiliào)(3)石墨(4)搪瓷材料(cáiliào)精品資料2/4/202361高分子材料是以聚合物為基本組分(zǔfèn)的材料，所以又稱(chēng)聚合物材料或高聚物材料。高分子材料具有高強(qiáng)度、高絕緣性、高彈性、耐水、耐油、耐磨、耐腐蝕和質(zhì)輕等一系列優(yōu)異性能，因此，它已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)中，并成為各種工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的重要材料。其種類(lèi)繁多，在過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中常用的主要有塑料、橡膠、涂料等三類(lèi)。6.2.1高分子材料(cáiliào)精品資料2/4/202362(1)塑料塑料是以合成或天然樹(shù)脂作為主要成分，添加各種輔助材料(如填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、防老劑等)而加工成型的。塑料的品種很多，根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域不同可以分為如下三類(lèi):通用塑料主要包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)等品種，其特點(diǎn)是產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)格低。工程塑料主要包括聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)等品種，其特點(diǎn)是能承受一定外力作用(wàilìzuòyònɡ)、有良好機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性、在中低溫下可保持其優(yōu)良性能，適于工程結(jié)構(gòu)材料。特種塑料主要包括聚砜(PSU)等的耐高溫塑料、聚四氟乙烯(PTFE)等的氟塑料合金等品種，其特點(diǎn)是具有特殊功能，可應(yīng)用于特殊要求的場(chǎng)合，如耐高溫、潤(rùn)滑、不粘等。精品資料2/4/202363(2)橡膠橡膠是一種有機(jī)高分子材料，具有優(yōu)良的伸縮性、較好的抗撕裂和耐疲勞性以及不透水、不透氣、耐酸堿和絕緣(juéyuán)等特性，在過(guò)程裝備制造中廣泛用作密封、防腐蝕、防滲漏、減震、耐磨、絕緣(juéyuán)以及安全防護(hù)等的材料。按照橡膠的使用性能和環(huán)境可分為通用橡膠和特種橡膠兩大類(lèi)，目前橡膠的品種多達(dá)170多種，過(guò)程裝備制造中常用的品種有：1)天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)等通用橡膠；2)乙丙橡膠(EPM、EPDM)、丙烯酸酯橡膠(ACM)、聚氨酯橡膠(UR)、氟橡膠(FPM)、硅橡膠(SR)等特種橡膠。精品資料2/4/202364(3)涂料涂料是一種有機(jī)高分子膠體的混合溶液，涂在物體表面上能形成附著堅(jiān)牢的涂層。涂料主要有三大基本功能：一是保護(hù)功能，起著防止產(chǎn)品免受大氣、水分及酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕，以及避免外力碰傷、摩擦；二是裝飾功能，起著使制品表面光亮、美觀(guān)的作用；三是特殊功能，可作為標(biāo)志使用，如管道、氣瓶等。采用防腐涂層的特點(diǎn)是品種多、選擇范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便、價(jià)格低廉、適于現(xiàn)場(chǎng)(xiànchǎng)施工等。過(guò)程裝備中常用涂料有防銹漆、底漆、大漆、酚醛樹(shù)脂漆、環(huán)氧樹(shù)脂漆以及聚乙烯涂料、聚氯乙烯涂料等，大多數(shù)情況下用于涂刷設(shè)備、管道外表面，也常用于設(shè)備內(nèi)壁的防腐涂層。精品資料2/4/202365陶瓷屬無(wú)機(jī)非金屬材料，其傳統(tǒng)含義是指陶器和瓷器，隨著無(wú)機(jī)非金屬材料的發(fā)展，陶瓷材料不僅包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等全部硅酸鹽材料，而且(érqiě)還包括經(jīng)過(guò)成形、燒結(jié)等工序制得的金屬的氧化物、非氧化物等無(wú)機(jī)非金屬材料。陶瓷材料與金屬材料、高分子材料一起構(gòu)成了工程材料的三大支柱。陶瓷材料的性能特點(diǎn)是：具有高的耐熱性、良好的耐腐蝕性、不老化性、高的硬度和良好的抗壓能力，但脆性很高，溫度急變抗力很低，抗拉、抗彎性能差。6.2.2陶瓷材料精品資料2/4/202366陶瓷材料的種類(lèi)很多，根據(jù)其用途可分為普通陶瓷、特種陶瓷和其他硅酸鹽陶瓷三類(lèi)。普通陶瓷又分為日用陶瓷、建筑用陶瓷、絕緣用陶瓷、化工陶瓷、多孔陶瓷等種類(lèi)，特種陶瓷可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、復(fù)合陶瓷等種類(lèi)，其他硅酸鹽陶瓷則主要是指玻璃、鑄石、水泥、耐火材料(nàihuǒcáiliào)四種硅酸鹽陶瓷。陶瓷材料在過(guò)程工業(yè)中應(yīng)用很多，常用的三種陶瓷材料為：精品資料2/4/202367(1)化工陶瓷化工陶瓷是指用于石油、化工設(shè)備的防腐或作為獨(dú)立化工設(shè)備的陶瓷材料?；ぬ沾沙艘竽透g之外，還要求有不滲透性、能耐一定的溫度急變、承受一定壓力等優(yōu)良性能。由于化工陶瓷的耐酸性能較好而耐堿性能差，所以又稱(chēng)為耐酸陶瓷。由于化工陶瓷的主要化學(xué)成分為SiO2和Al2O3，所以化工陶瓷具有優(yōu)良的耐蝕性，因此，在石油、化工生產(chǎn)中化工陶瓷主要用于制造接觸強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的塔設(shè)備、貯槽、容器、泵、風(fēng)機(jī)等，耐酸陶瓷制作的磚、板是石油、化工生產(chǎn)設(shè)備最基本的防腐蝕襯里材料，化工陶瓷管及配件則主要用于化工或其他(qítā)工業(yè)部門(mén)輸送酸性廢水及腐蝕性介質(zhì)。精品資料2/4/202368(2)特種陶瓷特種陶瓷是指一些具有特殊力學(xué)、物理或化學(xué)性能的陶瓷，其原料都是經(jīng)過(guò)(jīngguò)人工制備的高純度化合物(如氧化物、氮化物、碳化物等)，不像普通陶瓷直接取材于天然原料，因此材料的成分與配比可以控制，制品質(zhì)量穩(wěn)定。過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中所用的特種陶瓷主要有氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷三種，其中氧化鋁陶瓷主要用于制作泵用零件(如軸套、軸承、機(jī)械密封環(huán)、葉輪)、活塞、閥、熱電偶套管等，氮化硅陶瓷，氮化硅陶瓷主要用于制作泵同時(shí)要求耐磨、耐蝕、耐高溫的泵用密封環(huán)、高溫軸承、高溫?zé)犭娕继坠堋⑶蜷y、燃汽輪機(jī)零件等，碳化硅陶瓷現(xiàn)用于制作耐磨損、耐腐蝕或同時(shí)要求耐磨、耐蝕以及耐高溫氧化的零部件。精品資料2/4/202369(3)玻璃由熔融物冷卻硬化而得的非晶態(tài)固體，不論其化學(xué)組成和硬化溫度如何(rúhé)都稱(chēng)為玻璃。工業(yè)上大量生產(chǎn)的是以SiO2為主要成分的硅酸鹽玻璃，過(guò)程工業(yè)中所用玻璃即屬于硅酸鹽玻璃，主要用作過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中的蒸餾塔、吸收塔、換熱設(shè)備、泵、管道、閥門(mén)及設(shè)備的襯里等。精品資料2/4/202370石墨