《设备材料及防腐蚀》PPT课件.ppt

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1、第第3 3章章 设备材料及防腐蚀设备材料及防腐蚀1 3.1 3.1 材料的性能材料的性能力学性能（机械性能）力学性能（机械性能）物理性能物理性能化学性能化学性能加工工艺性能加工工艺性能23.1.1 3.1.1 力学性能力学性能力学性能是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏力学性能是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力。的能力。强度强度：有常温有常温 S、b，高温、低温强度，疲劳强度等；，高温、低温强度，疲劳强度等；塑性塑性：有有、等。等。压力容器用材料的压力容器用材料的 514%；硬度硬度：有有HB、HRC等；等；冲击韧性冲击韧性：K，压力容器用材料压力容器用材料 K=4060J/cm2。33.

2、1.2 3.1.2 物理性能物理性能密度密度熔点熔点线膨胀系数线膨胀系数导热性、导电性导热性、导电性弹性模数与泊桑比弹性模数与泊桑比 4 3.1.3 3.1.3 化学性能化学性能指材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用而引起的腐指材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用而引起的腐蚀。蚀。耐腐蚀性耐腐蚀性：金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能力。（化学腐蚀、电化学腐蚀）抵抗能力。（化学腐蚀、电化学腐蚀）抗氧化性抗氧化性：在高温下，钢铁不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还会与水蒸在高温下，钢铁不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还会与水

3、蒸气，气，CO2、SO2等气体产生高温氧化与脱碳作用，使钢的力等气体产生高温氧化与脱碳作用，使钢的力学性能下降，因此，高温设备必须选用耐热材料。学性能下降，因此，高温设备必须选用耐热材料。53.1.4 加工工艺性能加工工艺性能可铸性可铸性：指液体金属的流动性和凝固过程中的收缩和偏析指液体金属的流动性和凝固过程中的收缩和偏析倾向。灰铸铁和青铜铸造性好；倾向。灰铸铁和青铜铸造性好；可锻性可锻性：指金属承受压力加工（锻造）而变形的能力。低指金属承受压力加工（锻造）而变形的能力。低碳钢的可锻性好，铸铁不能锻压加工；碳钢的可锻性好，铸铁不能锻压加工；可焊性可焊性：指能用焊接方法使两块金属牢固地连接，且不

4、发指能用焊接方法使两块金属牢固地连接，且不发生裂纹，具有与母材相当的强度。低碳钢的可焊性很好；生裂纹，具有与母材相当的强度。低碳钢的可焊性很好；切削加工性切削加工性：指金属是否易于切削。灰铸铁的切削性很好，指金属是否易于切削。灰铸铁的切削性很好，低碳钢也有较好的切削加工性。低碳钢也有较好的切削加工性。6金属金属黑色金属黑色金属铸铁铸铁钢钢碳钢碳钢合金钢合金钢有色金属有色金属非金属非金属材料材料有机非金属有机非金属无机非金属无机非金属制药设备常用材料制药设备常用材料Cu、Al、Ti 及其合金及其合金 黑色金属材料黑色金属材料 7碳钢：含碳碳钢：含碳2.11%铸铁：含碳铸铁：含碳2.11%铁与碳组

5、成的合金铁与碳组成的合金铁碳合金铁碳合金含碳含碳时称工业纯铁，其冶炼困难，价格昂贵，时称工业纯铁，其冶炼困难，价格昂贵，塑性很好，但强度很低，一般不用。塑性很好，但强度很低，一般不用。工业常用铁碳合金。工业常用铁碳合金。钢铁钢铁铁碳合金铁碳合金8常存杂质元素对钢材性能的影响常存杂质元素对钢材性能的影响 杂质：硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等。杂质：硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等。硫：硫：有害元素。有有害元素。有“热脆热脆”。应限制其含量。应限制其含量。磷：磷：有害元素。有有害元素。有“冷脆冷脆”。应限制其含量。应限制其含量。锰：锰：有益元素，能减少有益元素，能减少“热脆热脆”，有脱氧能力。，有脱氧能

6、力。硅：硅：既有有害的一面，又有有益的一面。既有有害的一面，又有有益的一面。氧、氮、氢：氧、氮、氢：有害元素。有害元素。9 碳钢碳钢1.1.碳钢的耐腐蚀性能碳钢的耐腐蚀性能在大气和水中易生锈，耐腐蚀性不好，但在碱性在大气和水中易生锈，耐腐蚀性不好，但在碱性溶液、液态金属、有机液体等中耐腐蚀性良好；溶液、液态金属、有机液体等中耐腐蚀性良好；在强氧化性酸如浓硫酸中，产生钝化膜，耐蚀性在强氧化性酸如浓硫酸中，产生钝化膜，耐蚀性大大提高；大大提高；在碱性溶液中，生成保护膜，腐蚀性很小；在碱性溶液中，生成保护膜，腐蚀性很小；在酸和碱中，腐蚀均匀；在酸和碱中，腐蚀均匀；10 低碳钢低碳钢按含碳量按含碳量

7、高碳钢高碳钢 镇静钢：镇静钢：Z 按脱氧方式按脱氧方式 半镇静钢：半镇静钢：b 普通碳素钢普通碳素钢按品质按品质 高级优质碳素钢高级优质碳素钢中碳钢中碳钢沸腾钢：沸腾钢：F优质碳素钢优质碳素钢随着含碳量的增加，随着含碳量的增加，钢的强度硬度增加，钢的强度硬度增加，而塑性韧性降低。而塑性韧性降低。镇静钢，脱氧完全，镇静钢，脱氧完全，钢锭组织致密，质量钢锭组织致密，质量好。好。优质钢，优质钢，S S、P P杂质含杂质含量低，质量好。量低，质量好。2.碳钢的分类与编号碳钢的分类与编号11普通碳素钢有普通碳素钢有 Q195、Q215、Q235、Q255及及 Q275五个五个品种十种钢号。品种十种钢号。

8、Q 235A F质量等级为质量等级为A，共分共分A、B、C、D四级四级屈服极限屈服极限s=235MPa脱氧方式：有脱氧方式：有Z、TZ、F、b四种，四种，其中其中Z和和TZ可省略。可省略。屈屈普通碳素结构钢普通碳素结构钢 含硫、磷杂质较多，钢的牌号由四部分组成。含硫、磷杂质较多，钢的牌号由四部分组成。12 碳素结构钢的牌号和化学成分碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988)(GB/T700-1988)牌号牌号等级等级化学成分化学成分脱氧脱氧方法方法w(C)%w(Mn)%w(Si)%w(S)%w(P)%不大于不大于Q1950.06-0.120.25-0.500.300.0500.04

9、5F,b,ZQ215A/B0.09-0.150.25-0.550.300.050/0.0450.045F,b,ZQ235A0.14-0.220.30-0.650.300.0500.045F,b,ZB0.12-0.200.30-0.700.300.0450.045F,b,ZC 0.180.35-0.800.300.0400.040ZD 0.170.35-0.800.300.0350.035TZQ255A/B0.18-0.280.40-0.700.300.050/0.0450.045ZQ2750.28-0.380.50-0.800.350.0500.045Z13GB/T700-1988 GB/T7

10、00-1988 标准标准 GB700-79 GB700-79 标准标准化学成分和力学性能均须保证化学成分和力学性能均须保证 A A 类钢类钢 保证力学性能，保证力学性能，B B 类钢类钢 保证化学成分，保证化学成分，C C 类钢类钢 保证化学成分及力学性能。保证化学成分及力学性能。Q195 A1；B1Q215 A2；C2Q235 A3；C3Q255 A4；C4Q275 C5碳素结构钢碳素结构钢 新、老标准钢号对照新、老标准钢号对照 其中其中Q235-A，Q235-B有良好的塑性、韧性及加工工艺有良好的塑性、韧性及加工工艺性，为化工容器常用材料。其板材用作低压容器的壳体和零部性，为化工容器常用材

11、料。其板材用作低压容器的壳体和零部件，棒材和型钢用作螺栓、螺母等。件，棒材和型钢用作螺栓、螺母等。14硫、磷含量较普通碳素钢低。硫、磷含量较普通碳素钢低。牌号：牌号：用两位数字表示，表示平均含碳量的万分数用两位数字表示，表示平均含碳量的万分数。如如 45 钢，含碳量为钢，含碳量为 0.45%左右。左右。有有08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、80等。等。优质碳素钢优质碳素钢普通含锰量普通含锰量较高含锰量较高含锰量如如45Mn，较高含锰量优质碳素钢。，较高含锰量优质碳素钢。优质钢优质钢15低碳钢低碳钢（含碳（含碳0.25%），如如08、10、15、20、25；强度低，塑性

12、好，冷冲压和焊接性能好，在石油化工设；强度低，塑性好，冷冲压和焊接性能好，在石油化工设备中广泛应用。常用备中广泛应用。常用20钢，可做壳体、接管。钢，可做壳体、接管。中碳钢中碳钢（含碳量（含碳量0.3%0.60%），如如30、35、40、45、50与与55；综合机械性能良好；综合机械性能良好；常用常用45钢，可做齿轮、钢，可做齿轮、传动轴、搅拌轴、连杆等。传动轴、搅拌轴、连杆等。高碳钢高碳钢（含碳（含碳0.6%），如如60、65、70、80。60、65钢主要用来制造弹簧，钢主要用来制造弹簧，70、80钢用来制造钢丝绳等。钢用来制造钢丝绳等。按含碳量可分为：按含碳量可分为：16优质碳素钢的化学成

13、分和性能优质碳素钢的化学成分和性能钢号钢号化学成分，化学成分，%s ，MPaCMnSiSP08F10203540455060650.05-0.110.07-0.130.17-0.230.32-0.390.37-0.440.42-0.500.47-0.550.57-0.650.62-0.700.25-0.500.35-0.650.35-0.650.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.80 0.030.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0

14、.370.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035175205245315335355375400420摘自摘自GB/T699-199917硫、磷含量更低。硫、磷含量更低。表示方法：在优质钢号后面加一个表示方法：在优质钢号后面加一个A字，如字，如20A。专用钢材专用钢材压力容器用钢：在钢号后冠以压力容器用钢：在钢号后冠以“R ”，如，如 20R；锅炉用钢：在钢号后冠以锅炉用钢：在钢号后冠以“g”，如，如20g；桥梁用钢：在钢号后冠以桥梁用钢：在钢号后冠以“Q”

15、焊接气瓶专用钢板：焊接气瓶专用钢板：HP245HP365；高级优质钢高级优质钢18 品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢钢板钢板（压力容器用热扎厚钢板）（压力容器用热扎厚钢板）一般碳素钢板材有一般碳素钢板材有 Q235-A、Q235-B、Q235-AF、10、15、20等。等。碳钢的品种及规格碳钢的品种及规格19 无缝钢管：冷轧、热轧无缝钢管：冷轧、热轧 有缝钢管有缝钢管普通无缝钢管常用材料有普通无缝钢管常用材料有10、15、20等。等。专门用途的无缝钢管：如热交换器用钢管、石油专门用途的无缝钢管：如热交换器用钢管、石油裂化用无缝管、锅炉用无缝管等。裂化用无缝管

16、、锅炉用无缝管等。有缝管、水煤气管，分镀锌有缝管、水煤气管，分镀锌(白铁管白铁管)和不镀锌和不镀锌(黑黑铁管铁管)两种。两种。钢管钢管20有圆钢、方钢、扁钢、角钢（等边与不等边）、有圆钢、方钢、扁钢、角钢（等边与不等边）、工字钢和槽钢。工字钢和槽钢。圆钢与方钢主要用来制造各类轴件；圆钢与方钢主要用来制造各类轴件；扁钢常用作各种桨叶；扁钢常用作各种桨叶；角钢、工字钢及槽钢可做各种设备的支架、横角钢、工字钢及槽钢可做各种设备的支架、横梁、塔盘支承及各种加强结构。梁、塔盘支承及各种加强结构。型钢型钢21铸钢用铸钢用 ZG表示，如表示，如 ZG25、ZG35等，用于制造等，用于制造各种承受重载荷的复杂

17、零件，各种承受重载荷的复杂零件，如泵壳、阀门、泵如泵壳、阀门、泵叶轮等。叶轮等。锻钢有锻钢有08、10、15、50等牌号。等牌号。石油化工容石油化工容器用器用20、25等制作管板、法兰、顶盖等。等制作管板、法兰、顶盖等。铸钢和锻钢铸钢和锻钢22在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素，以改善在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素，以改善某些性能得到的钢某些性能得到的钢 合金钢。合金钢。合金钢的分类合金钢的分类3.2.2 合金钢合金钢低合金钢：合金总含量低合金钢：合金总含量10%23常用的合金元素有：铬常用的合金元素有：铬(Cr)，锰，锰(Mn)，镍，镍(Ni)，硅，硅(Si)，硼，硼(B)，钨，钨(

18、W)，钼，钼(Mo)，钒，钒(V)，钛，钛(Ti)，铝铝(Al)等。等。合金元素可以提高钢材的强度，改善其热处理性能，合金元素可以提高钢材的强度，改善其热处理性能，提高其高温强度，增强钢材的耐腐蚀性以及提高材提高其高温强度，增强钢材的耐腐蚀性以及提高材料的塑性和韧性、耐低温性能，降低冷脆性等。料的塑性和韧性、耐低温性能，降低冷脆性等。合金元素对钢材性能的影响合金元素对钢材性能的影响24在优质碳素钢的基础上加入一种或几种合金元素而在优质碳素钢的基础上加入一种或几种合金元素而成。成。在低合金结构钢中常加入：在低合金结构钢中常加入：Mn、Si、Cr、Mo、V、Cu、P等，等，Mn、Si、Cr、Nb、

19、V提高强度，提高强度，Cu、P提高耐蚀性。提高耐蚀性。典型牌号典型牌号：16Mn、16MnR、15MnV、09Mn2V、18MnMoNbR等。等。3.2.2.1.低合金钢（低合金高强钢）低合金钢（低合金高强钢）25 新牌号新牌号 如如Q345B、Q345C Q：屈服强度：屈服强度 345 345：指屈服极限指屈服极限 S S=345=345MPa C：质量等级，：质量等级，A、B、C、D、E 旧钢号旧钢号（仍常用）（仍常用）如如16Mn、16MnR 1616：平均含碳量的万分数，含碳：平均含碳量的万分数，含碳0.16%0.16%左右。左右。Mn：合金锰：合金锰1%1%左右。左右。普通低合金结构

20、钢牌号普通低合金结构钢牌号26少量合金可提高钢的强度少量合金可提高钢的强度16Mn与与Q235-A、20两种钢材相比，含碳量接近，但强度两种钢材相比，含碳量接近，但强度要高要高1/3，大型化工容器用，大型化工容器用16MnR制，质量比碳钢轻制，质量比碳钢轻 l/3（南京长江大桥）；而用（南京长江大桥）；而用15MnVR制造球形贮罐可节省钢制造球形贮罐可节省钢材约材约45%。少量合金可提高钢的耐低温能力少量合金可提高钢的耐低温能力如如09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)少量合金可提高钢的耐腐蚀能力少量合金可提高钢的耐腐蚀能力16MnCu钢耐海洋大气及海水腐蚀，钢耐海洋大气及海水腐蚀，1

21、2MnAlV钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。低合金高强度钢性能低合金高强度钢性能27Q345钢钢(如如16Mn、16MnR)综合性能好，用于桥综合性能好，用于桥梁、压力容器等。梁、压力容器等。Q390钢钢(如如15MnV、15MnVR)含含V、Ti、Nb，强，强度高，用于压力容器。度高，用于压力容器。Q460钢钢(如如18MnMoNbR)含含Mo、B，强度高，强度高，用于石化中温高压容器用于石化中温高压容器后两者焊接性差，已不推荐使用。后两者焊接性差，已不推荐使用。典型低合金高强钢应用典型低合金高强钢应用28钢号钢号旧钢号旧钢号主主 要要 化化 学学 成成 分分，%

22、机械性能机械性能CMnSi，s，MPa b，MPa 5，%Q29509MnNb12Mn 0.160.801.500.5529557023Q34516Mn16MnR0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi 0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRE15MnVN 0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb 0.201.001.700.5546072017 常用低合金结构钢的牌号、成分、性能常用低合金结构钢的牌号、成分、性能(摘自摘自GB/T1591-1994)29

23、一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢为不一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢为不锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质的钢为锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质的钢为耐酸钢。习惯上这两种钢统称为不锈钢。耐酸钢。习惯上这两种钢统称为不锈钢。不锈钢按钢的金相组织可分为不锈钢按钢的金相组织可分为铁素体不锈钢铁素体不锈钢、奥奥氏体不锈钢氏体不锈钢、奥氏体奥氏体铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢和和马马氏体不锈钢氏体不锈钢等。等。3.2.2.2.不锈钢与不锈耐酸钢不锈钢与不锈耐酸钢30 铬铬 Cr是是主要的耐蚀元素主要的耐蚀元素。耐蚀机理：耐蚀机理：当当Cr 12.5%时，生成致生成致密氧化膜，且密氧化

24、膜，且Cr含量越高耐含量越高耐蚀性越好。性越好。镍镍 Ni能提高不锈钢的耐蚀范围，能提高不锈钢的耐蚀范围，耐电化学腐蚀耐电化学腐蚀。钼钼 Mo能能提高不锈钢对氯离子的抗蚀能力提高不锈钢对氯离子的抗蚀能力；提高钢的耐热强度。提高钢的耐热强度。锰锰 Mn可可提高强度提高强度、硬度、硬度。目前正发展用目前正发展用锰来代替镍。锰来代替镍。不锈钢中的合金元素不锈钢中的合金元素31防止焊接用不锈钢产生晶间腐蚀防止焊接用不锈钢产生晶间腐蚀。晶间腐蚀晶间腐蚀：在在400400800800的温度范围内，碳从奥氏体中的温度范围内，碳从奥氏体中以碳化铬（以碳化铬（CrCr2323C C6 6）形式沿晶界析出，使晶界

25、附近含铬量降）形式沿晶界析出，使晶界附近含铬量降低到耐腐蚀所需的最低含量（低到耐腐蚀所需的最低含量（12.5%12.5%）以下，腐蚀就在此）以下，腐蚀就在此贫铬区产生。这种沿晶界的腐蚀称为贫铬区产生。这种沿晶界的腐蚀称为晶间腐蚀。晶间腐蚀。Ti比比Cr更容易与更容易与C化化合。合。钛钛 Ti和铌和铌Nb32元素符号元素符号元素符号元素符号合金元素符号合金元素符号合金元素百分含量合金元素百分含量含碳量千分数含碳量千分数如：如：0Cr13，00Cr19Ni10，1Cr18Ni9Ti等等注意：含碳量：注意：含碳量：1：指含碳：指含碳%0：指含碳：指含碳0.08%00：指含碳：指含碳0.03%不锈钢都

26、是低碳或微碳的，这是为什么？不锈钢都是低碳或微碳的，这是为什么？不锈钢的牌号不锈钢的牌号1）降低含碳量降低含碳量：含碳含碳0.06%时不易产生，时不易产生，含含碳碳0.03%时时可可靠靠地地克克服服，即即超超低低碳碳不不锈锈钢钢，如如00Cr19Nil0。2）加加入入与与碳碳亲亲和和力力比比铬铬更更强强的的Ti，Nb等等元元素素，以以形形成成 稳稳 定定 的的 TiC、NbC等等。如如 0Cr18Nil0Ti、0Cr18NillNb 等。等。防止晶间腐蚀的方法：防止晶间腐蚀的方法：341Cr13 2Cr13：具有良好的综合机械性能，可进行深冲、：具有良好的综合机械性能，可进行深冲、卷边、焊接等

27、，可制汽轮机叶片等。卷边、焊接等，可制汽轮机叶片等。3 Cr13、4Cr13：硬度高、焊接性差，可做耐蚀工件如：硬度高、焊接性差，可做耐蚀工件如医疗工具，轴承等。医疗工具，轴承等。马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢常用不锈钢常用不锈钢35 铁素体不锈钢铁素体不锈钢化学成分化学成分:Wc=0.1%左右，左右，WCr=(1730)%牌号牌号:1Cr17、1Cr17Ti等。等。用途用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、管道等。的容器、管道等。36奥氏体不锈钢的基本型是奥氏体不锈钢的基本型是Cr18Ni810（亦称（亦称18-8钢钢）。）。化学成分特点化学

28、成分特点：Wc 0.14%、WCr=1719%、WNi=810%、Cu、Ti、Mo等。等。性能：性能：耐蚀性好，好的冷变形性能，好的韧性，焊接性。耐蚀性好，好的冷变形性能，好的韧性，焊接性。优异的综合性能，包括优良的力学性能和耐腐蚀性能，耐优异的综合性能，包括优良的力学性能和耐腐蚀性能，耐高温、耐低温能力。高温、耐低温能力。牌号牌号：0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti 、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3等。等。奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢37我国和美国、日本常用不锈钢钢

29、号的近似对照我国和美国、日本常用不锈钢钢号的近似对照 日本（日本（JISJIS）美国（美国（AISI）中国（中国（GBGB）SUS 304SUS 3043040Cr18Ni9SUS 304LSUS 304L304L00Cr19Ni10SUS 309SSUS 309S309S0Cr23Ni13SUS 310SSUS 310S310S0Cr25Ni20(1Cr25Ni20Si2)SUS 316SUS 3163160Cr17Ni12Mo2SUS 316LSUS 316L316L00Cr17Ni14Mo2SUS 317SUS 3173170Cr19Ni13Mo3SUS 317LSUS 317L317L

30、00Cr19Ni13Mo3SUS 321SUS 3213210Cr18Ni10TiSUS 430SUS 4304301Cr17SUS 410SUS 4104101Cr13含碳量含碳量2.11%以上，大多碳以石墨形式存在，并含以上，大多碳以石墨形式存在，并含有有 较多较多S、P、Si、Mn等杂质。等杂质。铸铁是脆性材料，抗拉强度铸铁是脆性材料，抗拉强度b b较低，但有良好铸较低，但有良好铸造性、耐磨性、减振性及切削加工性。造性、耐磨性、减振性及切削加工性。在一些介质如浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机溶剂在一些介质如浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机溶剂等中有相当好的耐腐蚀性能。等中有相当好的耐腐蚀性能。铸铁可

31、分为铸铁可分为灰铸铁灰铸铁、球墨铸铁球墨铸铁和和特殊性能铸铁特殊性能铸铁等。等。3.2.3 铸铁铸铁3980%以上碳以以上碳以片状石墨片状石墨存在，断面暗灰色，故得名。存在，断面暗灰色，故得名。牌号牌号：HT+抗拉强度抗拉强度 b表示表示 如如 HT100，其中，其中100表示表示 b100MPa。常用灰铸铁牌号有常用灰铸铁牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。力学性能力学性能：强度低，硬度高，塑性很差。强度低，硬度高，塑性很差。工艺性能：工艺性能：优良的铸造性，切削性好，能焊接，锻造性优良的铸造性，切削性好，能焊接，锻造性差。差。1.灰铸铁灰铸铁40使

32、用温度使用温度300300，否则会，否则会“长大长大”高温生长性。高温生长性。减振性和耐磨性好，可做支架、阀体、泵体、机座、减振性和耐磨性好，可做支架、阀体、泵体、机座、管路附件等。管路附件等。在化工生产中可做烧碱生产中的熬碱锅、联碱生产中在化工生产中可做烧碱生产中的熬碱锅、联碱生产中的碳化塔及淡盐水泵等。的碳化塔及淡盐水泵等。应用应用41简称球铁，简称球铁，球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球化剂，浇注后得到化剂，浇注后得到球状石墨球状石墨的铸铁。的铸铁。力学性能力学性能：在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁，甚在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁

33、，甚至接近钢材。至接近钢材。牌号牌号：用用QT抗拉强度值延伸率抗拉强度值延伸率表示表示 如如QT400-18，其中，其中400表示表示b400MPa，18表示表示=18%。常用：常用：QT400-17、QT420-10、QT500-5、QT600-2等等2.球墨铸铁球墨铸铁42球墨铸铁强度、塑性和韧性大大超过灰铸铁，甚至接近钢球墨铸铁强度、塑性和韧性大大超过灰铸铁，甚至接近钢材，但价格低于钢，可替代部分铸钢、锻钢件，如曲轴、材，但价格低于钢，可替代部分铸钢、锻钢件，如曲轴、连杆、主轴、中压阀门等。连杆、主轴、中压阀门等。应用应用43耐蚀铸铁耐蚀铸铁（牌号（牌号ST为首），是加入大量为首），是加

34、入大量Si、Cr、Al 等合等合金元素的合金铸铁。金元素的合金铸铁。高硅铸铁含高硅铸铁含Si14.5%14.5%，能能耐硝酸、耐硝酸、硫酸、醋酸等腐蚀，随含硅量增加耐蚀性增加。硫酸、醋酸等腐蚀，随含硅量增加耐蚀性增加。牌号牌号：STSi11Cu2CrR、STSi15R等。等。性能性能：强度低、脆性大及内应力大，易于脆性断裂；强度低、脆性大及内应力大，易于脆性断裂；热导率小，线膨胀系数大，不适于制造温差较大的设备，热导率小，线膨胀系数大，不适于制造温差较大的设备，否则容易产生裂纹。否则容易产生裂纹。应用应用：常用于各种耐酸泵、常用于各种耐酸泵、冷却排管和热交换器。冷却排管和热交换器。3.高硅铸铁

35、高硅铸铁44钢铁以外的金属称非铁金属，也称有色金属。钢铁以外的金属称非铁金属，也称有色金属。常用的有色金属有：常用的有色金属有：Al、Cu、Ti、Ni、Pb及其及其合金。合金。有色金属的共性：有色金属的共性：耐腐蚀耐腐蚀性好，低温塑性、韧性性好，低温塑性、韧性好好。但价格比较昂贵。但价格比较昂贵。3.3 有色金属材料有色金属材料45 铝及铝合金的性能特点：铝及铝合金的性能特点：密度小，熔点低，导电性、导热性好；密度小，熔点低，导电性、导热性好；在大气中，铝和铝合金表面会很快形成一层致密的氧化膜，在大气中，铝和铝合金表面会很快形成一层致密的氧化膜，防止内部继续氧化；防止内部继续氧化；切削性好，塑

36、性好、可冷成切削性好，塑性好、可冷成型，但强度低型，但强度低。铸铝合金的铸。铸铝合金的铸造性能好；造性能好；不会产生火花，可用于制作易挥发性介质的容器；不会产生火花，可用于制作易挥发性介质的容器；不沾污物品，不改变物品颜色；不沾污物品，不改变物品颜色；导热性好，适合作换热器。导热性好，适合作换热器。3.3.1.铝及铝合金铝及铝合金463.3.1.1 变形铝合金变形铝合金 工业纯铝工业纯铝工业高纯铝工业高纯铝1A85(LG1)、1A90(LG2)，可用于抗硫酸、可用于抗硫酸、浓硝酸腐蚀设备，如高压釜、贮槽、阀门、泵。浓硝酸腐蚀设备，如高压釜、贮槽、阀门、泵。工业纯铝工业纯铝8A06(L6)，用于

37、耐硫腐蚀、防污染而不要求强用于耐硫腐蚀、防污染而不要求强度的设备，例如：反应器、热交换器、深冷设备、塔器度的设备，例如：反应器、热交换器、深冷设备、塔器等。等。由铝锰系或铝镁组成的铝合金，由铝锰系或铝镁组成的铝合金，5A02(LF2)、5A03(LF3)、5A05（LF5)、5A06(LF6)等。强度比纯铝高等。强度比纯铝高.防锈铝防锈铝47Al Cu Mg合金，合金，通过时效强化提铝合金强度通过时效强化提铝合金强度,但耐蚀但耐蚀性不高。性不高。2A11(LY110、2A12(LY12)。超硬铝合金超硬铝合金Al Zn Mg Cu合金，合金，高的硬度和强度。但耐蚀性较高的硬度和强度。但耐蚀性较

38、差。差。7A04(LC4)、7A09(LC9)。锻铝锻铝Al Mg Si Cu合金，合金，具有良好的热塑性具有良好的热塑性,通过固溶处通过固溶处理提高铝合金的力学性能。理提高铝合金的力学性能。6A02(LD2)、2A4(LD10)。硬铝（杜拉铝）硬铝（杜拉铝）48特点：特点：铸造性，耐蚀性好，且密度小，铸造性，耐蚀性好，且密度小，广泛用广泛用来铸造形状复杂的耐蚀零件，如管件、泵、阀来铸造形状复杂的耐蚀零件，如管件、泵、阀门、汽缸、活塞等门、汽缸、活塞等。Al-SiAl-Si系，系，俗称俗称“硅铝明硅铝明”，是铝、硅合金。，是铝、硅合金。如如ZL101ZL101；Al-CuAl-Cu系，系，如如

39、ZL201；Al-MgAl-Mg系系，如如ZL301；Al-ZnAl-Zn系系，如如ZL401。3.3.1.2 铸造铝合金铸造铝合金49 3.3.2.1 纯铜纯铜机械性能机械性能：低温时可保持较高的塑性和冲击韧性，用低温时可保持较高的塑性和冲击韧性，用于制作深冷设备和高压设备垫片。于制作深冷设备和高压设备垫片。耐腐蚀性能耐腐蚀性能：耐稀硫酸、亚硫酸、稀的和中等浓度的耐稀硫酸、亚硫酸、稀的和中等浓度的盐酸、醋酸、氢氟酸及其它非氧化性酸等介质的腐蚀，盐酸、醋酸、氢氟酸及其它非氧化性酸等介质的腐蚀，对淡水、大气、碱类溶液的耐蚀能力很好。不耐各种对淡水、大气、碱类溶液的耐蚀能力很好。不耐各种浓度的硝酸

40、、氨和铵盐溶。浓度的硝酸、氨和铵盐溶。牌号牌号：Tl、T2、T3（纯铜）、（纯铜）、TU1、TU2（无氧铜）、（无氧铜）、TP1、TP2（磷脱氧铜）等。（磷脱氧铜）等。紫铜紫铜3.3.2.铜及其铜合金铜及其铜合金50 黄铜黄铜牌号牌号:常用的常用的有有H80、H68等。等。H80含含Cu：80%左右，左右，Zn：20%左右。左右。性能性能：力学性能比纯铜高，耐蚀性能与纯铜相似，：力学性能比纯铜高，耐蚀性能与纯铜相似，价格便宜，应用较广。价格便宜，应用较广。H80在大气、淡水及海水中有较高耐腐蚀性、加在大气、淡水及海水中有较高耐腐蚀性、加工性能优良，可作薄壁管和波纹管。工性能优良，可作薄壁管和波

41、纹管。H68塑性好，可在常温下冲压。塑性好，可在常温下冲压。Cu-Zn系合金系合金3.3.2.2 铜铜合金合金51只由铜、镍组成的合金叫只由铜、镍组成的合金叫简单（普通）白铜，简单（普通）白铜，再加再加入锰、铁、锌或铝等元素的白铜称为入锰、铁、锌或铝等元素的白铜称为复杂（特殊）复杂（特殊）白铜。白铜。牌号：牌号：BFe30-1-1 表示含表示含30%Ni，1%Fe，1%Mn，其余为，其余为Cu白铜是工业铜合金中耐腐蚀性能最优者，抗冲击腐白铜是工业铜合金中耐腐蚀性能最优者，抗冲击腐蚀、应力腐蚀性能亦良好，是海水冷凝管的理想材蚀、应力腐蚀性能亦良好，是海水冷凝管的理想材料。料。Cu-Ni系合金系合

42、金 白铜白铜52 铜与除锌和镍以外的元素组成的合金称为青铜。铜与除锌和镍以外的元素组成的合金称为青铜。A.A.压压力加工青铜力加工青铜Sn青铜青铜 如如 QSn4-3，含含4%Sn、3%Zn，其余为其余为 Cu。耐腐蚀、耐磨耐腐蚀、耐磨，做轴承、泵壳、弹簧等，做轴承、泵壳、弹簧等 Al青铜青铜 如如 QAl，做做耐蚀、抗磨耐蚀、抗磨的齿轮、轴套的齿轮、轴套Be青铜青铜 如如 QBe2，做弹簧，高速轴承等。做弹簧，高速轴承等。B.B.铸造青铜铸造青铜 如如Sn青铜青铜，ZCuSn10Zn2。Cu-Sn、Cu-Al、Cu-Be系等合金系等合金青铜青铜53纯钛纯钛银白色，熔点银白色，熔点1680，密

43、度，密度4.54 g/cm3。牌号牌号 工业纯钛工业纯钛 TA0、TA1、TA2、TA3。钛合金钛合金在钛中添加锰、铝或铬钼等元素，可获得性能在钛中添加锰、铝或铬钼等元素，可获得性能 优良的钛合金。优良的钛合金。如如TA4、TA5、TB2、TB3、TC1 TC4。3.3.3.钛及其合金钛及其合金54密度小、熔点高，密度小、熔点高，纯钛是纯白色轻金属，钛合金的密度也纯钛是纯白色轻金属，钛合金的密度也较小。较小。加工性能好，强度高，低温韧性好。加工性能好，强度高，低温韧性好。纯钛强度低，塑性好，易于压力加工成型。钛合金的强度纯钛强度低，塑性好，易于压力加工成型。钛合金的强度很高，很高，b最高可达最

44、高可达1400Mpa，与某些高强度合金钢相近。，与某些高强度合金钢相近。还具有良好的高温、低温机械性能。还具有良好的高温、低温机械性能。抗腐蚀性能好。抗腐蚀性能好。钛及钛合金在大气、海水、含氧酸和湿氯气中其表面极易钛及钛合金在大气、海水、含氧酸和湿氯气中其表面极易形成致密的氧化物和氮化物的保护膜，具有优良的抗蚀性。形成致密的氧化物和氮化物的保护膜，具有优良的抗蚀性。钛及钛合金的性能特点钛及钛合金的性能特点55性能性能：很高的强度和塑性，良好的延伸性和可锻性。：很高的强度和塑性，良好的延伸性和可锻性。很好的耐腐蚀性，很好的耐腐蚀性，用于制造处理碱介质的化工设备。用于制造处理碱介质的化工设备。牌号

45、为牌号为 的的蒙乃尔耐蚀合金蒙乃尔耐蚀合金（Cu28%，Ni70%左右，左右，%，Fe1.5%）应用最广。蒙乃尔合金能在应用最广。蒙乃尔合金能在500时保时保持高的力学性能，能在持高的力学性能，能在750以下抗氧化，在非氧以下抗氧化，在非氧化性酸、盐和有机溶液中比纯镍、纯铜更具耐蚀性。化性酸、盐和有机溶液中比纯镍、纯铜更具耐蚀性。3.3.4 镍及其合金镍及其合金56密度大、硬度低、强度小密度大、硬度低、强度小，不宜单独作为设备材料，不宜单独作为设备材料，只适于做设备的衬里。只适于做设备的衬里。热导率小；纯铅不耐磨热导率小；纯铅不耐磨，非常软。但在许多介质中，非常软。但在许多介质中，特别是在硫酸

46、特别是在硫酸(80%(80%的热硫酸及的热硫酸及92%92%的冷硫酸的冷硫酸)中铅具中铅具有很高的耐蚀性。有很高的耐蚀性。铅与锑合金称为硬铅，硬度、强度都比纯铅高，在铅与锑合金称为硬铅，硬度、强度都比纯铅高，在硫酸中的稳定性也比纯铅好。硬铅的主要牌号为硫酸中的稳定性也比纯铅好。硬铅的主要牌号为 PbSb4、PbSb6、PbSb8和和 PbSb10。3.3.5 铅及其合金铅及其合金57 3.4.1 无机非金属材料无机非金属材料化工陶瓷化工陶瓷即耐酸陶瓷。耐酸陶瓷可耐沸腾温度下任何浓度的铬酸、即耐酸陶瓷。耐酸陶瓷可耐沸腾温度下任何浓度的铬酸、96%的硫酸、沸点以下的任何浓度盐酸和任何浓度的醋酸、的

47、硫酸、沸点以下的任何浓度盐酸和任何浓度的醋酸、草酸等有机酸，但不耐氢氟酸，耐碱性也差。另外，由于草酸等有机酸，但不耐氢氟酸，耐碱性也差。另外，由于其性脆、抗拉强度低，导热性差，热膨胀系数较大，受碰其性脆、抗拉强度低，导热性差，热膨胀系数较大，受碰击或温差急变易破裂。击或温差急变易破裂。应用：接触强腐蚀介质的：塔器；贮槽；泵；风机；旋塞；应用：接触强腐蚀介质的：塔器；贮槽；泵；风机；旋塞；管道；管件。管道；管件。3.4 非金属材料非金属材料58 搪瓷搪瓷由含硅量高的瓷釉通过由含硅量高的瓷釉通过900左右的高温煅烧，使瓷釉密左右的高温煅烧，使瓷釉密着在金属表面。具有优良的耐腐蚀性能（除着在金属表面

48、。具有优良的耐腐蚀性能（除HF，含氟化含氟化物溶液、浓热磷酸、强碱外）、力学性能和电绝缘性能，物溶液、浓热磷酸、强碱外）、力学性能和电绝缘性能，但易碎裂。但易碎裂。热导率不到钢的热导率不到钢的1/4，热膨胀系数大。不能直接用火焰加，热膨胀系数大。不能直接用火焰加热，以免损坏搪瓷表面，可以用蒸汽或油浴缓慢加热。使热，以免损坏搪瓷表面，可以用蒸汽或油浴缓慢加热。使用温度为用温度为30270。目前国内的化工搪瓷制品：搪瓷反应釜；搪瓷贮槽；套环目前国内的化工搪瓷制品：搪瓷反应釜；搪瓷贮槽；套环式和套管式搪瓷热交换器；塔器、管子及管件、阀门等。式和套管式搪瓷热交换器；塔器、管子及管件、阀门等。搪瓷设备结

49、构特点：搪瓷制品的金属胎一般采用低碳钢；搪瓷设备结构特点：搪瓷制品的金属胎一般采用低碳钢；设备所有的转角必须均匀圆滑过渡，转角半径越大越好；设备所有的转角必须均匀圆滑过渡，转角半径越大越好；法兰一般用较多卡子连接；小直径的允许螺法兰一般用较多卡子连接；小直径的允许螺 栓连接；栓连接；59 辉绿岩铸石辉绿岩铸石用辉绿岩熔融后制成，可制成板、砖等材料作设用辉绿岩熔融后制成，可制成板、砖等材料作设备衬里，也可做管材。备衬里，也可做管材。铸石除对氢氟酸和熔融碱不耐腐蚀外，对各种酸、铸石除对氢氟酸和熔融碱不耐腐蚀外，对各种酸、碱、盐都具有良好的耐腐蚀性能。碱、盐都具有良好的耐腐蚀性能。60 玻璃玻璃化工

50、、制药用玻璃不是一般的钠钙玻璃，而是硼玻璃化工、制药用玻璃不是一般的钠钙玻璃，而是硼玻璃（耐热玻璃）或高铝玻璃。（耐热玻璃）或高铝玻璃。耐腐蚀性好、清洁、透明、阻力小、价格低等特点，但耐腐蚀性好、清洁、透明、阻力小、价格低等特点，但质脆、耐温度急变性差，不耐冲击和振动。质脆、耐温度急变性差，不耐冲击和振动。可作管道、管件、隔膜阀、视镜、液面计等。可作管道、管件、隔膜阀、视镜、液面计等。制药工业：玻璃瓶、注射器等常用硼硅玻璃，耐热、光制药工业：玻璃瓶、注射器等常用硼硅玻璃，耐热、光滑、对人体无害。滑、对人体无害。61 3.4.2.1 工程塑料工程塑料p是用高分子合成树脂为主要原料，加入添加剂以改