化工设备第七章(华东理工大学出版社).ppt

一、铁碳合金的组织结构 电子显微镜观察到金属原子各种规则排列，称为金属的晶体结构，简称结构 常见的有体心立方与面心立方晶格 .体心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者的强度高于前者。 冷却速度对钢材组织及机械性能的影响 可焊接的低合金高强度钢 碳含量通常小于0.25% 有较高的屈服强度（300～1000MPa）和屈强比（ss/sb=0.65～0.95） 较好的冷热加工性能、良好的焊接性能，较低的冷脆倾向以及较好的抗大气、海水等腐蚀能力。 大型化工容器16MnR，质量比碳钢轻 l/3 与碳钢相比，用15MnV制造球形贮罐可节省钢材约45% 根据容器的具体操作条件(温度、压力)和制造加工(卷板、焊接)要求，选用 专业用钢 锅炉用钢，压力容器用钢、焊接气瓶用钢等 20g 16MnR 15MnVHP 要求:质地均匀、杂质含量低，能满足某些力学性能的特殊检验项目要求。 五、特殊性能钢 不锈钢、耐热钢和高温合金及低温用钢 涂料 品种多，选择范围广、适应性强、使用方便、价格低、适于现场施工等。 涂层较薄容易脱落，应用受到了限制。 防锈漆、底漆、大漆、酚醛树脂漆、环氧树脂漆以及某些塑料涂料，如聚乙烯涂料、聚氯乙烯涂料等。 用静电喷涂。涂料利用率高，容易进行机械化、自动化的大型生产，减少溶剂和涂料的挥发和飞溅，涂膜质量稳定。 自学部分 合金元素对钢的影响 目前常用的合金元素有：铬(Cr)，锰(Mn)，镍(Ni)，硅(Si)，硼(B)，钨(W)，钼(Mo)，钒(V)，钛(Ti)和稀土元素(Re)等。 1、铬 提高耐腐蚀性能和抗氧化性能。 含量达到13％时，能使钢的耐腐蚀能力显著提高，并增加钢的热强性。 提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，但使塑性和韧性降低。 2、锰 提高强度和提高低温冲击韧性。 3、镍 提高淬透性，有很高的强度，而又保持良好的塑性和韧性。 提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。 镍基合金具有更高的热强性能。 镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢中。 4、硅 提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐H2S等介质的腐蚀性。 硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。 5、铝 强脱氧剂，显著细化晶粒，提高冲击韧性，降低冷脆性。 提高抗氧化性和耐热性，对抵抗H2S介质腐蚀有良好作用。 价格便宜，在耐热钢中常以它来代替铬。 6、钼 提高高温强度、硬度、细化晶粒、防止回火脆性。钼能抗氢腐蚀。 7、钒 于固溶体中提高高温强度，细化晶粒，提高淬透性。 铬钢中加少量钒，在保持钢的强度情况下，能改善钢的塑性。 8、钛 强脱氧剂，可提高强度、细化晶粒，提高韧性，减小铸锭缩孔和焊缝裂纹等倾向。 在不锈钢中稳定碳，防止晶间腐蚀 提高耐热性。 9、稀土元素 提高强度，改善塑性、低温脆性、耐腐蚀性及焊接性能。 通常按钢的金相组织分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢和马氏体不锈钢等 （1）铁素体不锈钢 含碳≤0.15％，铬量在12～30％。有些钢种还含有钼、钛等元素。 不锈纲中的含碳量都较低， Cr23C6而消耗了铬。都在13％以上。 对晶间腐蚀比较敏感；铬含量高时，脆性转变温度高，可焊性较差。 lCr13、2Cr13、受冲击载荷较大的零件 0Cr13、0Cr17Ti耐氧化性酸和硫化氢气体的腐蚀，部分代替高铬镍型不锈钢 （2）奥氏体不锈钢 优异的综合性能，包括优良的力学性能，冷、热加工和成型性，可焊性和在许多介质中的良好耐蚀性。 含氯离子，发生晶间腐蚀的倾向。 锰和氮代替不锈钢中的镍，发展出了铬锰镍氮系和铬锰氮系不锈钢。例如 Cr18Mn8Ni5、 Cr18Mn10Ni5Mo3N。 在400℃～800℃的温度范围内，碳从奥氏体中以碳化铬（Cr23C6）形式沿晶界析出，使晶界附近的合金元素（铬与镍）含铬量降低到耐腐蚀所需的最低含量（12%）以下，腐蚀就在此贫铬区产生。这种沿晶界的腐蚀称为晶间腐蚀。 防止晶间腐蚀的方法： 1）降低含碳量 0.06%时不易产生，0.03%时可靠地克服，超低碳不锈钢，如00Cr19Nil0 2）稳定碳原子，加入Ti，Nb，V，Mo稳定剂，广泛用，0Cr18Nil0Ti、 0Cr18NillNb 3）形成双相组织，加入铁素体促成元素Ti，Al，Si，Mo，铁素体含铬高、补充快，5%以内，阻断腐蚀通路。 防止晶间腐蚀的方法： 4）控制热规范，快速加热和冷却，或非常缓慢。 5）补充热处理 稳定化退火（免疫处理）：850度保温2小时，充分扩散 高温淬火水冷（固熔） ：1100度左右加热后淬火，单相奥氏体 加入Mo提高对氯离子 Cl-的耐蚀能力，lCr18Nil2Mo3Ti。 0Cr18Nil8Mo2Cu2Ti。同时加入 Mo、 Cu，则