压力容器材料选择.ppt

第二篇 压力容器;化学工业是国民经济的基础产业，各种化学生产工艺的要求各不尽相同，如：压力从真空到高压甚至超高压、温度从低温到高温 以及腐蚀性、易燃、易爆物料等，使得设备处在极其复杂的操作条件下运行。由于不同的生产条件对设备材料有不同的要求，因此，合理的选用材料是设计化工设备的主要环节。 例如：对于高温容器，由于钢材在高温的长期作用下，材料的力学性能和金属组织都会发生明显的变化，加之承受一定的工作压力 ，因此在选材时必须考虑到材料的强度及高温条??下组织的稳定性。容器内部盛装的介质大多具有一定的腐蚀性，因此需要考虑材料的耐腐蚀情况。对于频繁开、停车的设备或可能受到冲击载荷作用的设备，还要考虑材料的疲劳等；而低温条件下操作的设备，则需要考虑材料低温下的脆性断裂问题。 ;材料的性能:力学性能、物理性能、化学性能和加工性能。 力学性能:决定许用应力--强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。 物理性能：密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量与泊松比等。 化学性能：耐腐蚀性--金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗能力；抗氧化性--高温氧化，降低表面硬度和抗疲劳强度，选耐热材料。 加工工艺性能：可铸性－收缩与偏析；可锻性；焊接性；可切削加工性。 ;第一节 金属的晶体结构;二、金属的晶体结构;金属的结晶过程;金属的结晶过程;第二节 铁碳合金;（一）铁 铁在910oc以上是具有面心立方结构的γ－Fe(图 a); 铁在910oc以下是具有体心立方结构的α－Fe(图b)。;?－Fe变成?－Fe;（二）碳 碳在铁碳合金中的存在形式有三种： 碳溶解到铁的晶格中形成固溶体 碳与铁形成化合物 混合物：碳以石墨状态单独存在。 ;（1）铁素体;（2）奥氏体;2、化合物－渗碳体;3、混合物－碳以石墨状态单独存在 当铁碳合金中的碳含量较高，合金从液态以缓慢的速度冷却下来时，合金中没有溶入固溶体的碳将由极大部份以石墨状态存在。;（4）珠光体;（5）莱氏体;（6）马氏体;二、铁碳合金状态图;铁碳合金状态图中主要点、线含义： 图中AC、CD两曲线称为“液相线”，合金在这两曲线以上均为液态，从这两曲线以下开始结晶。 AE、CF线称为“固相线”，合金在该线以下全部结晶为固态。 ECF水平线段，温度为1147℃，在这个温度时剩余液态合金将同时析出奥氏体和渗碳体的机械混合物-莱氏体 。ECF线又称“共晶线”，其中C点称为“共晶点”。 ES（Acm）与GS（A3）分别为奥氏体的溶解度曲线，在ES线以下奥氏体开始析出二次渗碳体，在GS线以下析出铁素体。 PSK(A1)线为“共析线”，在723℃的恒温下，奥氏体将全部转变为铁素体和渗碳体的共析组织-珠光体。 ;钢在加热时形成单一的奥氏体组织。;所有生铁组织中都有莱氏体，多数碳以石墨状存在，用作铸件的生铁称为铸铁。;三、钢的热处理;1、退火和正火;2、淬火和回火;回火是淬火后进行的一种较低温度的加热与冷却热处理工艺。 回火可以降低或消除零件淬火后的内应力，提高韧性。 在150℃～250℃范围内的回火称“低温回火”。目的不降低硬度消除内应力。刃具、量具，要进行低温回火处理。 中温回火温度是300℃～450℃。目的消除内应力降低硬度提高弹性。弹簧、刀杆、轴套等进行中温回火。 高温回火温度为500℃～680℃。 调质处理：淬火后的高温回火。目的获得较高的综合机械性能。用于各种轴类零件、连杆、齿轮、受力螺栓等。;时效热处理：材料经固溶处理或冷塑变形后，在室温或高于室温条件下，其组织和性能随时间而变化的过程。 时效可进一步消除内应力，稳定零件尺寸，它与回火作用相类似。;3、表面淬火;4、化学热处理;四、碳钢;（2）磷;（3）锰;（4）硅;（5）氧;（6）氮;（7）氢;2、分类与编号;（1）普通碳素钢;（2）优质碳素钢;优质低碳钢（含C＜0.25%），如08、10、 15、20、25；塑性好，焊接性能好，壳体、接管。 优质中碳钢（含C量0.3%～0.60%）,如30、35、40、45、50与55； 45号钢搅拌轴 优质高碳钢（含C＞0.6%），如60、65、70、80。60、65钢主要用来制造弹簧，70、80钢用来制造钢丝绳等。;（3）高级优质钢;3、碳钢的品种及规格;（2）钢管;（3）型钢;（4）铸钢和锻钢;五、铸铁;1、灰铸铁;2、球墨铸铁;3、高硅铸铁; 合金钢;按用途分： 合金结构钢 调质结构钢、表面硬化钢 低碳马氏体钢、非调质结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 不锈钢和耐热钢等 ;合金钢的钢号表示方法： 一种是汉字牌号，如35铬钼； 另一种是用国际化学符号，如35CrM