《设备材料及》PPT课件

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1、第三章设备材料及防腐蚀MaterialsofequipmentandanticorrosionGMP的要求凡是水、气系统中的管路、管件、过滤器、喷咀等都应采用优质奥氏不锈钢材料。选用其它材料必须耐腐蚀、不生锈。设备材料通常设备材料可分为金属材料和非金属材料金属材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铝、铅和铜等。具有良好的物理和机械性能，且传热传质优良非金属材料来源广泛，如聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PV）、聚四氟乙烯（PTF）等。具有价格低廉，易于生产等优点，且耐腐蚀性能好材料的性能材料的性能包括力学性能物理性能化学性能加工工艺性能力学性能力学性能：是指材料在外

2、力作用下抵抗变形或破坏的能力，有强度、硬度、弹性、塑性、韧性等这些性能是进行设备材料选择及计算时决定许用应力的依据材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确定各种工程设计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应力-应变曲线。材料强度材料强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。不破坏的要求，称为强度要求。作用形式分为，抵抗外力的静强度，抵抗冲击外力的冲击强度，抵抗交变外力的疲劳强度常温强度、高温强度、低温强度常温条件下的屈服强度和抗拉强度屈服所谓屈服，是指达到一定的变形应力之后，

3、金属开始从弹性状态非均匀的向塑性状态过度，它标志着宏观塑性变形的开始。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）屈服强度当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。屈服强度屈服强度：材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力抗拉强度：材料抵抗外力而不致断裂的最大应力屈强比：屈服强度与抗拉强度的比值屈强比小

4、的材料制造的零件，具有高的安全可靠性，在超载的情况下塑性变形使金属的强度增高，不会立刻断裂；太低材料利用率过低。屈服强度有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2％)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yieldstrength）蠕变现象蠕变现象：材料长期在不变的温度和不变的应力作用下，发生缓慢的塑性变形的现象疲劳破坏：指金属材料在小于屈服强度极限的循环荷载长期作用下发生破坏的现象静荷载：指不随时间变化的荷载。如设备自重，构件本身自重静荷载下的断裂与疲劳破坏不同，前者有一外塑性变形的过程，后者没有，所以更具破

5、坏性硬度硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力硬度试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBSHBW）（参照

6、GB/T231－1984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中HRC用得最多。压痕较小，可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999），测量极薄试样。塑性(plastic)塑性：指材料受力时。当应力超过屈服点后，能产生显著变形而不即行断裂的性质。利用金属材料的塑性性质加工，使之具有所需形状的过程。金属材料经成形过程后，其组织、性能获得改善和提高

7、。凡受交变载荷作用或受力条件恶劣的构件，一般都要通过塑性成形过程，才能达到使用要求。塑性塑性成形是无切屑成形方法，因而能使工件获得良好的流线形状及合理的材料利用率。用塑性成形方法可使工件尺寸达到较高精度，具有很高的生产效率。塑性成形分冷成形、温成形和热成形。温成形要考虑温度对材料性质的影响，热成形还要考虑材料的蠕变效应。冲击韧性冲击韧性（冲击值）ak工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。而用试样缺口处的截面积F去除Ak，可得到材料的冲击韧度（冲击值）指标，即ak=A

8、k/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。因此，冲击韧度ak表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。ak值的大小表示材