第六章：水工艺设备基础复习资料.doc

水工艺设备基础复习资料（PC1.0版） 金属材料是目前水工艺设备材料的主体。 钢的分类：① 按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低碳钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；② 按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③ 根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢 钢的编号：①普通碳素钢：Q+数字；Q-----屈服强度；牌号后面标注的ABCD表示钢材质量等级，若标注为F表示沸腾钢（脱氧不完全的钢），未标注为镇静钢（完全脱氧的钢） ②优质碳素结构钢：采用两位数字表示钢中平均含碳量为万分之几，若钢中含锰较高，则在钢号后面附有锰的元素符号，如15Mn; ③碳素工具钢：T+数字；T-----碳素工具钢，数字表示含碳量的千分之几。若为高级优质碳素工具钢，则在编号后面加A，如T8A ④合金结构钢：两位数字+元素符号+数字 前两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几；后面的数字表示该元素的平均含量的百分之几。（1.5 不标明1.5x2.5x3.5.....分别用2 、3、4.....）高级优质钢后边加A; ⑤合金工具钢：平均含碳量≥1.00％，含碳量不予标出；＜1.00％时，用千分之几表示。 钢的化学性质：①碳：含碳量增加（0.9%），钢的质量和硬度不断提高，而塑性和韧性随之下降。 ②硫：不溶于铁，以FeS形式存在，与Fe形成低熔点的共晶体，使钢材在加工时容易开裂，产生“热脆”现象。 ③磷：磷能全部溶于铁素体中，虽能使钢的强度和硬度增加，当也会导致塑性和冲击韧性显著降低，特别是在低温时使钢材显著变脆，产生“冷脆”现象。④锰：锰是以脱氧剂和合金元素加入钢中的，和硫可以形成高熔点的硫化锰，从而减轻硫的危害作用。 ⑤硅：能使钢的强度、硬度、弹性提高，而塑性和韧性降低。硅作为合金元素还可以提高钢的耐腐蚀和耐热性，但过高又会降低钢的热加工工艺性能。 材料的弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后又能恢复其原来形状的性能，称为材料的弹性。 材料的强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。 温度对材料机械性能的影响：①材料在高温下承受高的应力，因而材料的抗蠕变性能是关键性指标。有时零部件的总变形不能改变，但因蠕变形随时间减小，导致应力随时间降低，这种现象称为应力松弛。②材料在低温下，机械强度往往升高，而它的冲击性能值则会陡降，材料由塑性转变为脆性，这种现象称为材料的冷脆性。材料的冷脆性使得设备在低温下操作时，产生脆性破裂。 材料的耐腐蚀性能：材料抵抗周围介质对其腐蚀破坏的能力称为材料的耐腐蚀性能。 陶瓷的机械性能：刚度、硬度、强度、塑性、韧性和脆性。（具体见课本P19~20） 高分子材料的滞弹性：即应力不随作用力即时建立平衡，而有所滞后的现象。滞弹性主要表现为蠕变、应力松弛、滞后与内耗。 A.高聚物在室温下承受力的长期作用时，发生不可恢复的塑性变形称为蠕变。 B.高聚物受力变形后所产生的应力随时间而逐渐衰减的现象就是应力松弛。 C.高聚物承受周期性荷载时，出现应变落后于应力，即造成应变的滞后。 高分子材料的老化：老化是指高聚物在长期使用或存放过程中，由于受各种因素的作用，性能虽时间的变化，逐渐丧失使用价值的过程。主要原因是分子链的结构发生了降解或交联。 金属的化学腐蚀：是指金属与环境介质发生化学作用，生成金属化合物并使材料性能退化的现象。 金属的电化学腐蚀：金属在电解质中所发生的腐蚀，称为电化学腐蚀。 金属电化学腐蚀发生的条件：金属或合金的化学成份不均一，含有多种杂质，它们和基础金属的电极电位不同。另外还存在组织结构不均一、物理状态不均一、表面氧化膜不完整等，都会引起金属表面电极电位的不同，由于电极电位的不同，在电解质溶液中就形成了腐蚀原电池。 避免Fe腐蚀可采取的措施：a.将Fe的电极电位降至非腐蚀区，即对铁实施阴极保护。B.将铁的电极电位升高，进入钝化区。C.调整溶液PH值范围使PH=8—13,可使铁进入钝化区。 极化：极化是指原电池由于电流通过，使其阴极和阳极的电极电位偏离其起始电位值的现象。 金属腐蚀按其形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀。⑴全面腐蚀的电化学过程的特点是：腐蚀电池的阴极和阳极面积尺寸非常微小且紧密相连，甚至用微观手段也难以分辨。同时金属表面由于能量起伏，各点的势能随时间变化，使微阴极和微阳极处于不断的变动之中，从而导致整个金属表面受到腐蚀。⑵局部腐蚀的特征：a.存在着可以明确辨识的和比较固定的宏观或微观腐蚀电池的阳极区和阴极区；b.通常这种腐蚀电池的阳极区的面积相对较小，虽然平均腐蚀量小，但局部腐蚀可能非常严重；c.电化学反应过程往往具有自催化性，使局部腐蚀能够持续地加速进行。 电偶腐蚀：两种金属在同一种介质中接触，由于腐蚀