精细化工设备第2章ppt课件.ppt

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1、第2章精细化工设备材料与防护主要内容：2.1常用的金属材料2.2常用的非金属材料2.3常用材料的性能要求2.4设备材料的腐蚀与防护第02-03次课1精细化工设备常用的金属材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铝、铅和铜等合金，其中碳钢、不锈钢和铸铁具有良好的物理、力学性能，且价格便宜、产量大，被大量用于制造各种设备。常用的另一类材料是非金属材料,非金属材料的耐腐蚀性能在许多环境下优于金属材料,在精细化工企业大量使用上述金属和非金属材料制造反应设备、输送设备、泵、阀门及管道等器件。2精细化工设备材料与防护22.1常用的金属材料（1）碳钢碳钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金，碳钢

2、在大气和水中易生锈，在很多介质中的耐腐蚀性也不好：在碱性溶液和强氧化性酸（如浓硫酸）中生成了保护膜，腐蚀性很小；在中性、含氧量高的溶液中，和还原性酸中，腐蚀很快。如磺化和硝化反应可以用碳钢做反应器。优质碳钢与普通碳钢区别是优质碳钢中硫磷含量低(S+P含量小于0.035%)2精细化工设备材料与防护2.1常用的金属材料3（2）铸铁铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，大致组成：2.5~4%C、0.6~3.0%Si、0.2~1.2%Mn、0.1~1.2%P、0.08~0.15%S。铸铁是脆性材料，抗拉强度较低，但具有良好的铸造性、耐磨性、减振性及切削加工性。在一些介质

3、（浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机溶剂等）中具有相当好的耐腐蚀性能，生产成本低廉，在工业中得到普遍应用。常用的铸铁可分以下四类：灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和特殊性能铸铁。2.1常用的金属材料4灰口铸铁灰口铸铁中的石墨呈片状，断口呈灰黑色。抗压强度显著大于抗拉强度（约3～4倍），冲击韧性低，不适合制造承受弯曲、拉伸和冲击载荷的零件。2.1常用的金属材料片状石墨灰口铸铁耐磨性、耐蚀性较好，与其他钢材比，有优良的铸造性、减振性和良好的可加工性，广泛用作承受压载荷、耐磨的零件，如机座、轴承、泵体等。5灰口铸铁2.1常用的金属材料6球墨铸铁球磨铸铁中石墨呈球状，球墨铸铁在强度、

4、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁，甚至接近钢材。在酸性介质中球墨铸铁耐蚀性较差，但在其他介质中耐腐蚀性比灰铸铁好。2.1常用的金属材料球墨铸铁金相照片白色碳化物沿球墨周围形成7球墨铸铁管2.1常用的金属材料8可锻铸铁可锻铸铁中石墨呈团絮状，其机械性能（特别是韧性和塑性）较灰口铸铁高，故习惯上称为可锻铸铁。2.1常用的金属材料9可锻铸铁与球墨铸铁相比具有质量稳定，铁水处理简易，成本较低等特点，在精细化工设备生产中广泛的用来制作各种管接头、低压阀门、轴、连杆、齿轮、活塞环等。2.1常用的金属材料10特殊性能铸铁精细化工设备对铸铁牲能的要求愈来愈高，不但要求它具有更高的机械

5、性能，有时还要求它具有某些特殊的性能，如耐热、耐蚀及耐磨等。为此可向铸铁（灰口铸铁或球墨铸铁等）中加入一定量的合金元素，如锰，获得特殊性能铸铁（或称合金铸铁）。2.1常用的金属材料11（3）合金钢金属材料可以和其它材料组合形成复合材料。合金钢就是在碳钢的基础上，在冶炼时经常加入的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、Al、B、W、Mo、V、Ti、Nb、Zr和稀土元素(Re)等，P、S、N等，来提高钢的机械性能、物理和化学性能，改善钢的工艺性能。合金钢按用途分主要有：合金结构钢（做一些设备的机构件）合金工具钢（做各种工具）特殊性能钢（包括不锈耐酸钢、耐热钢和耐磨钢）2.

6、1常用的金属材料12不锈耐酸钢不锈钢和耐酸钢的总称，用于制作耐腐蚀的机器零件、工具及容器等。属于这类钢的有马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢等。一般不锈钢不一定耐酸，而耐酸钢一般则都具有良好的耐腐蚀性能2.1常用的金属材料13铁910℃以下为具有体心立方晶格结构的α-铁910℃以上为具有面心立方晶格结构的-铁碳溶解到α-铁中形成的固溶体称铁素体碳溶解到-铁中形成的固溶体则称奥氏体奥氏体如以极大的冷却速度过冷到230℃以下，碳原子无法扩散，形成碳过饱和的α-固溶体，称为马氏体2.1常用的金属材料14奥氏体不锈钢：奥氏体（外文名：Austenite），碳溶解

7、在铁中形成的一种间隙固溶体，呈面心立方结构，无磁性。奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。分辨奥氏体不锈钢(含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素如1Cr18Ni9Ti不锈钢）的方法之一就是用磁铁来看其是否具有磁性。古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。2.1常用的金属材料15马氏体不锈钢：马氏体的三维组织形态通常有片状或者板条状，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状。马氏体的晶体结构为体心四方结构。高的强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种

8、淬火组织即