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2007.11 —— 2008.01 《化工设备设计基础》——薄壁容器设计 化工学院 碳（C） 硫（S） 磷（P） 锰（Mn） 硅（Si） 导热系数 线膨胀系数 密度 熔点 导电性 弹性模量 弹性和塑性 弹性 塑性 一般机器与设备在正常工作时都限制材料只发生弹性变形 由于容器制造过程中采用冷弯成型工艺，所以要求材料必须具备充分的塑性 塑性指标 断后伸长率（延伸率） 断面收缩率 强度 抗拉强度 屈服强度 持久强度 蠕变极限 疲劳极限 硬度 韧性 冲击韧性 断裂韧性 无塑性转变温度 温度对材料机械性能的影响 材料性能随温度的变化 温度对材料机械性能的影响 应力松弛 冷脆 材料抵抗周围介质对其腐蚀破坏的能力 材料腐蚀问题直接关系着设备的使用寿命、产品质量、产品产量和环境污染等 耐腐蚀性通常用腐蚀速度表示 当腐蚀速度在0.1mm/年以下时，认为材料是耐腐蚀的 金属材料在不同的介质中有不同的腐蚀速度 可焊性 可锻性 切削性 成型工艺性 铸造性 热处理性能 热处理 将钢在固态范围内，施加不同的加热、保温和冷却过程，以改变其组织结构，实现改变其性能的一种工艺 作用 改进钢的加工性能 显著提高机械性能 增加零件的强度和寿命 热处理方法 退火 正火 淬火 回火 调质处理（淬火＋高温回火） 固溶处理 化学热处理 渗碳 氮化 氰化 碳素钢的分类及牌号 工业纯铁 低碳钢 中碳钢 高碳钢 铸铁 按冶炼方法分类 平炉 转炉 电炉 按脱氧程度和浇铸制度不同 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 按品质分类 普通碳素钢 Q235-A·F Q235-A Q235-B Q235-C 按品质分类 优质碳素钢 低碳钢 08 10 15 20 25 中碳钢 30 35 40 45 50 55 60 高碳钢 60 65 70 80 85 牌号表示方法 碳钢的性能和使用 碳钢的机械性能 碳钢的工艺性能 碳钢的耐腐蚀性能 碳钢的使用 合金元素的作用 铬（Cr） 锰（Mn） 镍（Ni） 硅（Si） 铝（Al） 钼（Mo） 钒（V） 钛（Ti） 硼（B） 钨（W） 稀土元素（Re） 合金钢的分类、牌号、性能及用途 按化学成分 低合金钢 中合金钢 高合金钢 合金钢的分类、牌号、性能及用途 按用途 普通低合金钢 合金结构钢 不锈钢及不锈耐酸钢 耐热钢 普通低合金钢 在普通碳素钢的基础上加入少量合金元素（锰、硅、钒、钛、铌及稀土元素） 比碳素钢强度高 耐低温、耐腐蚀、耐磨性优于碳素钢 加工、焊接性能好 生产成本和碳素钢相近 化工容器、锅炉、管道中广泛使用 牌号表示方法 平均含碳量万分数 ＋ 合金元素符号 ＋ 平均合金元素含量百分数 平均含碳量小于千分之一——“0” 平均含碳量小于万分之三——“00” 平均合金含量小于1.5%——不标注 平均合金含量1.5～2.49%——“2” 平均合金含量2.5～3.49%——“3”，依此类推 压力容器用普通低合金钢——牌号后加“R” 低温用钢——牌号后加“D” 合金结构钢 在优质碳素钢的基础上加入适量的一种或几种合金元素 综合性能优于优质碳素钢 强度、韧性、耐磨性显著提高 广泛用于制造各种重要的机器零件和工程结构 牌号表示方法 不锈钢及不锈耐酸钢 在空气、水及一些弱腐蚀性介质中能耐腐蚀的合金钢叫不锈钢 在酸和其它强腐蚀性介质中耐腐蚀的合金钢叫不锈耐酸钢 不锈钢和不锈耐酸钢统称不锈钢 不锈钢中的主要合金因素是铬、镍、锰、钼、钛等 按组织构成分为奥氏体、铁素体、马氏体及奥氏体+铁素体双相不锈钢 化工设备使用最多的是铬镍奥氏体不锈钢 具有优良的耐蚀性和良好的热塑性、冷变形能力和可焊性 牌号表示方法 耐热钢 高温设备要求材料在高温下具有良好的化学稳定性与热强性 化学稳定性主要是指钢材抵抗高温气体腐蚀的能力 热强性是指在高温下钢材具有较高强度的能力 主要合金元素有铬、钼、钒、钛、硅、铝等 牌号表示方法 碳素钢钢板 Q235-B 容器设计压力p≤1.6MPa 钢板使用温度为0～350℃ 用于壳体时，钢板厚度不大于20mm 不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器 Q235-C 容器设计压力p≤2.5MPa 钢板使用温度为0～400℃ 用于壳体时，钢板厚度不大于30mm 20R 低合金钢钢板 16MnR 15MnVR 15MnNbR 18MnMoNbR 13MnNiMoNbR 07MnCrMoVR 16MnDR 07MnNiCrMoVDR 15MnNiDR 09MnN