工程材料的应用分析.ppt

第7章 工程材料的应用 7.1 汽车用材 7.2? 机床用材 7.3? 热能与化工设备用材 7.4? 航空航天器用材 (6) 仪器仪表用材 ①壳体材料 仪器仪表的壳体(包括面板、底盘)用材广泛。 低碳钢：Q195、Q215、Q235。 不锈钢：1Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti。 铝：工业纯铝L5及防锈铝LF5、LF11、LF21。 黄铜：H62、H68等。 ABS可制造仪表壳、仪表盘等。聚甲醛用作各种仪表板和外壳。 玻璃纤维增强尼龙可制作仪表盘、玻璃纤维增强聚乙烯可制作转矩变换器、干燥器壳体。 ②仪表轴类零件用材 仪器仪表中的轴可以使用Q235等钢、聚甲醛等工程塑料制造。 LY12、LY11和HAL60-1-1多用于制造需要耐蚀的轴销等零件。 ③仪表齿轮 用普通碳素钢Q275(不热处理)制造。 QAl10-4-4、QAl11-6-6可用来制造400~500℃以下工作的齿轮。 QBe2、QBe1.7制造钟表等仪表齿轮。 ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、酚醛等工程塑料也可制造仪表齿轮。 热能设备是指将热能转变为电能的设备。在火力发电厂，将燃料(包括煤、石油、天然气)通过锅炉(化学能转化为热能) →汽轮机(热能转化为机械能) →发电机(机械能转化为电能)。 一、锅炉设备用钢 1、锅炉管道用钢 (1) 锅炉管道的工作条件和对材料的要求 在高温、应力和腐蚀介质作用下长期工作，会产生蠕变、氧化和腐蚀。要求材料具有足够高的蠕变极限和持久温度，高的抗氧化性能和耐腐蚀性能，良好的组织稳定性，良好的工艺性能，特别是焊接性能要好。 (2) 锅炉管道用钢 ①壁温较低的过热器管和蒸汽管道：一般选用优质碳素结构钢，常用20钢。 ②壁温较高的过热器管和蒸汽管道：15CrMo钢，在500~550 ℃具有较高的热强性、足够的抗氧化性和良好的工艺性能。③壁温高的过热器管和蒸汽管道：12Cr1MoV钢应用最广泛。该钢加入0.2%的钒，其耐热性能比铬钼钢高, 工艺性能也很好。 ④壁温超过600℃过热器管和壁温超过550 ℃的蒸汽管道：12Cr2MoWVB和12Cr3MoVSiTiB钢。采用微量多元合金化，具有更高的组织稳定性和化学稳定性，耐热性能更好，使用温度更高。 ⑤过热器壁温超过650 ℃、蒸汽管道壁温超过600 ℃： 使用奥氏体耐热钢，有较高的高温强度和耐蚀性，最高使用温度可达700 ℃左右。 2、锅炉汽包用钢 (1) 低压锅炉汽包?? 12Mng、16Mng、15MnVg(g表示锅炉专用钢)综合机械性能比碳钢高，减轻锅炉汽包的重量。 (2) 高压锅炉汽包 ①14MnMoVg、14MnMoVBREg钢 屈服极限为500MPa。Mo提高屈服强度及中温机械性能。屈服极限比碳钢高一倍, 有良好的综合机械性能。 ②14CrMnMoVBg钢 屈服极限很高(650~700Mpa)，强度高，塑性、韧性也较好，焊接性能也好，能耐湿度较大地区的大气腐蚀。 锅炉汽包 3、汽轮机用钢 汽轮机主要零部件包括：汽轮机叶片、汽轮机转子、汽轮机定子。 (1) 汽轮机叶片 ①铬不锈钢(1Cr13和2Cr13)?? 在工作温度下具有足够的强度，有高的耐腐蚀性和减振性, 是使用最广泛的汽轮机叶片材料。 1Cr13在汽轮机中用于前几级动叶片； 2Cr13多用于后几级动叶片。 1Cr13和2Cr13钢的热强性不高, 当温度超过500 ℃时, 热强性明显下降。1Cr13钢的最高工作温度为480 ℃左右， 2Cr13为450℃左右。 ②强化型铬不锈钢 ? 在1Cr13和2Cr13基础上加入钼、钨、钒、铌、硼等强化元素，得到Cr11MoV、Cr12WMoNbVB、1Cr11Ni2W2MoV等强化型铬不锈钢, 它们的热强性比1Cr13和2Cr13高, 可在560~600℃下长期工作。 ③铬-镍不锈钢 ? 在600℃温度以上工作的叶片, 应选用铬-镍奥氏体不锈钢或高温合金, 如Cr17Ni13W、Cr15Ni35W3Ti3AlB等。 (2) 汽轮机转子 34CrMo钢? 采用正火(或淬火)+高温回火处理, 工作温度480℃以下的汽轮机叶轮和主轴。 有较好的工艺性能和较高的热强性, 长时期使用组织比较稳定。但工作温度超过480℃时热强性明显降低。 二、化工设备用材 化学工业部门的主要设备有压力容器、换热器、塔设备和反应釜等。这些设备使用条件比较复杂，温度从低温到高温，压力从真空(负压)到超高压；物料有易燃、易爆、剧毒或强腐等。 1、化工设备用金属材料 (1) 低合金结构钢 除要求强度外，还要求有较好的塑性和焊接性，以利设备的加工制造。 常用的钢种有16MnR、15MnVR、18MnMoNbR。 (2) 不锈钢 ①铬不锈钢?? 1Cr13、2Cr13 在海水