壓力容器材料選擇

1、第二篇 壓力容器第八章 化工設(shè)備材料 了解材料各項(xiàng)性能的意義、碳鋼與鑄鐵、常用有色金屬和非金屬材料的分類。熟悉化工設(shè)備中常用金屬材料的機(jī)械性能指標(biāo)和主要化學(xué)成分含量。掌握化工設(shè)備材料選用的原則，掌握幾種常用化工設(shè)備材料（普低鋼和低合金鋼）的牌號(hào)、性能、用途；掌握常用金屬材料熱處理的方法和作用。 化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，各種化學(xué)生產(chǎn)工藝的要求各不盡相同，如：壓力從真空到高壓甚至超高壓、溫度從低溫到高溫 以及腐蝕性、易燃、易爆物料等，使得設(shè)備處在極其復(fù)雜的操作條件下運(yùn)行。由于不同的生產(chǎn)條件對(duì)設(shè)備材料有不同的要求，因此，合理的選用材料是設(shè)計(jì)化工設(shè)備的主要環(huán)節(jié)。 例如：對(duì)于高溫容器，由于鋼材在高

2、溫的長(zhǎng)期作用下，材料的力學(xué)性能和金屬組織都會(huì)發(fā)生明顯的變化，加之承受一定的工作壓力 ，因此在選材時(shí)必須考慮到材料的強(qiáng)度及高溫條件下組織的穩(wěn)定性。容器內(nèi)部盛裝的介質(zhì)大多具有一定的腐蝕性，因此需要考慮材料的耐腐蝕情況。對(duì)于頻繁開、停車的設(shè)備或可能受到?jīng)_擊載荷作用的設(shè)備，還要考慮材料的疲勞等；而低溫條件下操作的設(shè)備，則需要考慮材料低溫下的脆性斷裂問題。 材料的性能:力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能和加工性能。力學(xué)性能:決定許用應(yīng)力-強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性等。物理性能：密度、熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性、磁性、彈性模量與泊松比等?；瘜W(xué)性能：耐腐蝕性-金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力；抗

3、氧化性-高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度，選耐熱材料。加工工藝性能：可鑄性收縮與偏析；可鍛性；焊接性；可切削加工性。第一節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、金屬原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與金屬鍵 金屬原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：最外層的電子數(shù)很少，一般只有一二個(gè)；而且這些最外層電子與原子核的結(jié)合力較弱，因此很容易脫離原子核的束縛而變成自由電子。 金屬鍵：在金屬中，暫時(shí)擺脫原子核束縛的電子成為共有的自由電子，在所有的金屬正離子之間穿梭運(yùn)動(dòng)，好像帶負(fù)電的氣體充滿其間，把帶正電的金屬離子牢固地束縛在一起。這種金屬原子之間的結(jié)合方式稱為金屬鍵。 二、金屬的晶體結(jié)構(gòu) 金屬的結(jié)晶過(guò)程 金屬的結(jié)晶過(guò)程第二節(jié) 鐵碳合金“鐵碳合金”由95以上鐵和0.

4、054碳及1左右雜質(zhì)元素所組成合金。 含碳量0.022稱為鋼； 含碳量大于2稱為鑄鐵； 含碳量小于0.02時(shí)稱純鐵(工業(yè)純鐵)； 含碳量大于4.3的鑄鐵極脆（一）鐵鐵在910oc以上是具有面心立方結(jié)構(gòu)的Fe(圖 a);鐵在910oc以下是具有體心立方結(jié)構(gòu)的Fe(圖b)。a-Fe加熱可變?yōu)間-Fe，反之高溫下的g-Fe冷卻可變?yōu)閍-Fe。在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”。鐵的同屬異構(gòu)轉(zhuǎn)變是構(gòu)成鐵碳合金一系列性能的依據(jù)。Fe變成Fe鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（二）碳碳在鐵碳合金中的存在形式有三種： 碳溶解到鐵的晶格中形成固溶體 碳與鐵形成化合物 混合物：碳以石墨狀態(tài)單獨(dú)存在。 1、固

5、溶體：兩種或兩種以上的元素在固態(tài)下互相溶解，而仍然保持溶劑晶格原來(lái)形式的物體。如碳原子擠到鐵的晶格中間去又不破壞鐵所具有的晶格結(jié)構(gòu)。（1）鐵素體碳溶解在a-Fe中形成固溶體稱鐵素體。a-Fe原子間隙小，溶碳能力低（最大溶解度不超過(guò)0.02），強(qiáng)度和硬度低，但塑性和韌性很好。低碳鋼是含鐵素體的鋼，具有軟而韌的性能。室溫時(shí)，鋼的組織中只有鐵素體，沒有奧氏體。（2）奧氏體碳溶解在g-Fe鐵中形成固溶體稱奧氏體。g-Fe原子間隙較大，碳的溶解度比a-Fe中大得多，如在723時(shí)可溶解0.8，在1147時(shí)可達(dá)最大值2.06。奧氏體組織是在a-Fe發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的。由于奧氏體有較大的溶解度，故塑性、

6、韌性較好，且無(wú)磁性。2、化合物滲碳體 當(dāng)鐵碳合金中的碳不能全部溶入鐵素體或奧氏體中時(shí)，剩余的碳將與鐵形成化合物 碳化鐵（Fe3C），這種化合物稱為滲碳體。 滲碳體的熔點(diǎn)約1600，硬度高，塑性幾乎等于零。 鐵碳合金含碳量小于2時(shí)，其組織是在鐵素體中散布著滲碳體，是碳素鋼。 含碳量大于2時(shí)，部分碳以石墨形式存在，稱鑄鐵。抗拉強(qiáng)度和塑性都比碳鋼低。但鑄鐵具有一定消震能力。3、混合物碳以石墨狀態(tài)單獨(dú)存在 當(dāng)鐵碳合金中的碳含量較高，合金從液態(tài)以緩慢的速度冷卻下來(lái)時(shí)，合金中沒有溶入固溶體的碳將由極大部份以石墨狀態(tài)存在。（4）珠光體鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。力學(xué)性能介于鐵素體和滲碳體之間，即其強(qiáng)度、硬度

7、比鐵素體顯著提高；塑性、韌性比鐵素體差，但比滲碳體要好得多。 （5）萊氏體珠光體和初次滲碳體的共晶混合物。具有較高的硬度，是一種較粗而硬的金相組織，存在于白口鑄鐵、高碳鋼中。 （6）馬氏體鋼和鐵從高溫急冷下來(lái)的組織，是碳原子在a-Fe中過(guò)飽和的固溶體。具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，幾乎不能承受沖擊載荷。二、鐵碳合金狀態(tài)圖 鐵碳合金狀態(tài)圖中主要點(diǎn)、線含義： 圖中AC、CD兩曲線稱為“液相線”，合金在這兩曲線以上均為液態(tài)，從這兩曲線以下開始結(jié)晶。 AE、CF線稱為“固相線”，合金在該線以下全部結(jié)晶為固態(tài)。 ECF水平線段，溫度為1147，在這個(gè)溫度時(shí)剩余液態(tài)合金將同時(shí)析出奧氏體和滲碳體的機(jī)械混

8、合物-萊氏體 。ECF線又稱“共晶線”，其中C點(diǎn)稱為“共晶點(diǎn)”。 ES（Acm）與GS（A3）分別為奧氏體的溶解度曲線，在ES線以下奧氏體開始析出二次滲碳體，在GS線以下析出鐵素體。 PSK(A1)線為“共析線”，在723的恒溫下，奧氏體將全部轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和滲碳體的共析組織-珠光體。 鋼在加熱時(shí)形成單一的奧氏體組織。所有生鐵組織中都有萊氏體，多數(shù)碳以石墨狀存在，用作鑄件的生鐵稱為鑄鐵。三、鋼的熱處理鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金相組織以滿足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，稱為熱處理。1、退火和正火 退火：把鋼（工件）放在爐中緩慢加熱到臨界點(diǎn)以上的某一溫度，保溫一段時(shí)間，隨爐緩慢冷

9、卻下來(lái)的一種熱處理工藝。 目的：消除組織缺陷、降低硬度、提高塑性、便于冷加工、消除內(nèi)應(yīng)力、防止工件變形。 正火是把鋼（工件）放在爐中緩慢加熱到臨界點(diǎn)以上的某一溫度，保溫一段時(shí)間，置于空氣中冷卻。目的：細(xì)化晶粒，提高韌性，有比退火為高的強(qiáng)度與硬度。 正火與退火不同之處，在于正火是將加熱后的工件從爐中取出置于空氣中冷卻。鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。2、淬火和回火淬火是把鋼（工件）放在爐中緩慢加熱至淬火溫度(臨界點(diǎn)以上3050)，并保溫一段時(shí)間，后投入淬火劑中冷卻。淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨性。 淬火劑有空氣、油、水、鹽水，冷卻能力遞增。碳鋼在水和鹽水中淬火，合金鋼在油

10、中淬火。回火是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝?；鼗鹂梢越档突蛳慵慊鸷蟮膬?nèi)應(yīng)力，提高韌性。 在150250范圍內(nèi)的回火稱“低溫回火”。目的不降低硬度消除內(nèi)應(yīng)力。刃具、量具，要進(jìn)行低溫回火處理。 中溫回火溫度是300450。目的消除內(nèi)應(yīng)力降低硬度提高彈性。彈簧、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。 高溫回火溫度為500680。 調(diào)質(zhì)處理：淬火后的高溫回火。目的獲得較高的綜合機(jī)械性能。用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。時(shí)效熱處理：材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后，在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨時(shí)間而變化的過(guò)程。 時(shí)效可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，它與回火作用相類似。3、表面

11、淬火使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則具有一定的韌性。4、化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮(氮化)、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化(碳與氮共滲)等。滲碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性；滲鋁可提高耐熱、抗氧化性；氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高耐磨和耐腐蝕性；滲硅可提高耐酸性等。四、碳鋼1、碳鋼中的元素除鐵外還含有碳、錳、硅、硫、磷、氧、氮、氫等，碳的含量與存在形式對(duì)碳鋼的性能具有重要影響，其他雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能也有重要影響。（1）硫 有害元素。FeS和 Fe形成低熔點(diǎn)(985)化合物。鋼材熱加工11501200，過(guò)早熔化而導(dǎo)致工件開裂，稱“熱脆”。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S0.02%

12、0.03%；優(yōu)質(zhì)鋼：S0.03%0.045%；普通鋼：S0.055%0.7%以下。（2）磷有害元素。雖能使強(qiáng)度、硬度增高，但塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱“冷脆”。 使冷加工及焊接性變壞，高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： P0.025%；優(yōu)質(zhì)鋼： P0.04%；普通鋼： P0.085%。（3）錳脫氧劑。有益元素。MnS(1600) ，部分消除硫的有害作用。錳具有很好的脫氧能力，與FeO成為MnO進(jìn)入爐渣，從而改善鋼的品質(zhì)，特別是降低脆性，提高強(qiáng)度和硬度。在0.5%0.8%以下時(shí)，看成是常存雜質(zhì)。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，正常含錳量是0.5%0.8%；高錳結(jié)構(gòu)鋼可達(dá)0.7%1.2%。（4）硅脫氧

13、劑。有益的元素。硅與FeO能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去。硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在0.1%0.37%，沸騰鋼中只含有0.03%0.07%。由于鋼中硅含量一般不超過(guò)0.5%，對(duì)鋼性能影響不大。（5）氧有害元素。在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行脫氧，但不可能除盡。FeO、MnO、SiO2、Al2O3，使強(qiáng)度、塑性降低。尤其是對(duì)疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。 （6）氮長(zhǎng)時(shí)間放置或在200300加熱氮以氮化物形式的析出，硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降，發(fā)生時(shí)效。鋼液中加入Al、Ti或V進(jìn)行固氮處理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除時(shí)效傾向。

14、（7）氫氫脆、白點(diǎn)等缺陷。變脆：氫化物變形小 白點(diǎn)：組織缺陷處擴(kuò)散氫，時(shí)間長(zhǎng) 2、分類與編號(hào)按用途：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）按含碳量：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼按脫氧方式：鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼按品質(zhì)：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（1）普通碳素鋼Q235-A，屈服強(qiáng)度數(shù)值（MPa）質(zhì)量等級(jí)A，B，C，D。脫氧方法為F，b，Z，TZ?；毫θ萜饔娩撘话氵x用鎮(zhèn)靜鋼。 普通碳素鋼有 Q195、 Q215、 Q235、 Q255及 Q275五個(gè)鋼種。（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼S0.03%0.045% ；P0.04%08、10、15、20、25、30、35、40、45、50

15、、80等。平均含碳量的萬(wàn)分之幾。45號(hào)鋼中含碳量平均為0.45%(0.42%0.50%)。45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。優(yōu)質(zhì)低碳鋼（含C0.25%），如08、10、 15、20、25；塑性好，焊接性能好，殼體、接管。優(yōu)質(zhì)中碳鋼（含C量0.3%0.60%）,如30、35、40、45、50與55； 45號(hào)鋼攪拌軸優(yōu)質(zhì)高碳鋼（含C0.6%），如60、65、70、80。60、65鋼主要用來(lái)制造彈簧，70、80鋼用來(lái)制造鋼絲繩等。（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼S0.02%0.03%； P0.025%，均0.03%。它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)鋼號(hào)后面加一個(gè)A字，如20A。3、碳鋼的品種及規(guī)格品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼

16、和鍛鋼（1）鋼板（壓力容器用熱扎厚鋼板）4mm6mm厚度間隔為0.5mm6mm30mm厚度間隔為 lmm30mm60mm厚度間隔為2mm一般碳素鋼板材有 Q235-A、 Q235-AF、08、10、15、20等。 （2）鋼管無(wú)縫鋼管和有縫鋼管。無(wú)縫鋼管有冷軋和熱軋。普通無(wú)縫鋼管常用材料有10、15、20等。專門用途的無(wú)縫鋼管，如熱交換器用鋼管、石油裂化用無(wú)縫管、鍋爐用無(wú)縫管等。有縫管如水煤氣管，分鍍鋅(白鐵管)和不鍍鋅(黑鐵管)兩種。（3）型鋼有圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼（等邊與不等邊）、工字鋼和槽鋼。圓鋼與方鋼主要用來(lái)制造各類軸件；扁鋼常用作各種槳葉；角鋼、工字鋼及槽鋼可做各種設(shè)備的支架、塔盤支

17、承及各種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。（4）鑄鋼和鍛鋼鑄鋼用 ZG表示， ZG25、 ZG35等，用于制造各種承受重載荷的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門、泵葉輪等。鍛鋼有08、10、15、50等牌號(hào)。石油化工容器用20、25等制作管板、法蘭、頂蓋等。五、鑄鐵含碳量2%以上，含有 S、 P、 Si、 Mn等雜質(zhì)。脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好鑄造性、耐磨性、減振性及切削加工性。在一些介質(zhì)(濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶劑等)中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。鑄鐵可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。1、灰鑄鐵2.7%4.0%，片狀石墨形式，斷面暗灰色。有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，支架、閥體、泵體(機(jī)座、管路附件等

18、)。在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。HT和抗拉強(qiáng)度sb值表示，如 HT100，其中100表示sb100MPa。常用灰鑄鐵牌號(hào)有HT100、 HT150、 HT200、 HT250、 HT300、 HT350。2、球墨鑄鐵簡(jiǎn)稱球鐵。在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過(guò)灰鑄鐵，甚至接近鋼材。用QT、抗拉強(qiáng)度值、延伸率表示，如QT400-18，其中400表示sb400MPa，18表示d=18%。3、高硅鑄鐵有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加。強(qiáng)度低、脆性大及內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，不適于制造溫差較大的設(shè)備，否則容易產(chǎn)生裂紋。常用于各種耐酸泵、冷卻排管

19、和熱交換器牌號(hào)有：STSi11Cu2CrR、STSi15R、STSi15Mo3R等。 合金鋼在碳鋼中添加適量的一種或多種合金元素，得到或改善某些性能。 一、分類與編號(hào)按合金元素總含量分： 合金含量10%，高合金鋼按用途分： 合金結(jié)構(gòu)鋼 調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼 低碳馬氏體鋼、非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼 特殊性能鋼 不銹鋼和耐熱鋼等 合金鋼的鋼號(hào)表示方法：一種是漢字牌號(hào)，如35鉻鉬；另一種是用國(guó)際化學(xué)符號(hào)，如35CrMo。表示含碳量平均為萬(wàn)分之三十五(或0.35%)，含 Cr、Mo在1%左右。當(dāng)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%、2.5%，3.5%時(shí)，在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4。如36Mn2

20、Si。二、合金元素對(duì)鋼的影響目前常用的合金元素有：鉻(Cr)，錳(Mn)，鎳(Ni)，硅(Si)，硼(B)，鎢(W)，鉬(Mo)，釩(V)，鈦(Ti)和稀土元素(Re)等。1、鉻提高耐腐蝕性能和抗氧化性能。含量達(dá)到13時(shí)，能使鋼的耐腐蝕能力顯著提高，并增加鋼的熱強(qiáng)性。提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但使塑性和韌性降低。2、錳提高強(qiáng)度和提高低溫沖擊韌性。3、鎳提高淬透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。鎳基合金具有更高的熱強(qiáng)性能。鎳被廣泛應(yīng)用于不銹耐酸鋼和耐熱鋼中。4、硅提高強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐H2S等介質(zhì)的腐蝕性。硅含量增高會(huì)降低鋼

21、的塑性和沖擊韌性。 5、鋁強(qiáng)脫氧劑，顯著細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，降低冷脆性。提高抗氧化性和耐熱性，對(duì)抵抗H2S介質(zhì)腐蝕有良好作用。價(jià)格便宜，在耐熱鋼中常以它來(lái)代替鉻。 6、鉬提高高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火脆性。鉬能抗氫腐蝕。 7、釩于固溶體中提高高溫強(qiáng)度，細(xì)化晶粒，提高淬透性。鉻鋼中加少量釩，在保持鋼的強(qiáng)度情況下，能改善鋼的塑性。8、鈦強(qiáng)脫氧劑，可提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒，提高韌性，減小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。在不銹鋼中穩(wěn)定碳，防止晶間腐蝕提高耐熱性。 9、稀土元素提高強(qiáng)度，改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能。三、專業(yè)用鋼鍋爐用鋼，壓力容器用鋼、焊接氣瓶用鋼等。在鋼號(hào)后面分別加注 g、

22、 R或HP等，如20g、16MnR和15MnVHP等。質(zhì)地均勻、雜質(zhì)含量低，能滿足某些力學(xué)性能的特殊檢驗(yàn)項(xiàng)目要求。 四、特殊性能鋼不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金及低溫用鋼1、不銹鋼不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱，也稱不銹耐酸鋼。一般稱耐空氣、蒸汽和水等弱腐蝕介質(zhì)的鋼為不銹鋼。稱耐酸、堿、鹽等強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)的鋼為耐酸鋼。通常按鋼的金相組織分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼和馬氏體不銹鋼等（1）鐵素體不銹鋼含碳0.15，鉻量在1230。有些鋼種還含有鉬、鈦等元素。不銹綱中的含碳量都較低， Cr23C6而消耗了鉻。都在13以上。對(duì)晶間腐蝕比較敏感；鉻含量高時(shí)，脆性轉(zhuǎn)變溫度高，可焊性較差。 lC

23、r13、2Cr13、受沖擊載荷較大的零件。 0Cr13、0Cr17Ti耐氧化性酸和硫化氫氣體的腐蝕，部分代替高鉻鎳型不銹鋼 （2）奧氏體不銹鋼優(yōu)異的綜合性能，包括優(yōu)良的力學(xué)性能，冷、熱加工和成型性，可焊性和在許多介質(zhì)中的良好耐蝕性。含氯離子，發(fā)生晶間腐蝕的傾向。 錳和氮代替不銹鋼中的鎳，發(fā)展出了鉻錳鎳氮系和鉻錳氮系不銹鋼。例如 Cr18Mn8Ni5、 Cr18Mn10Ni5Mo3N。在400800的溫度范圍內(nèi)，碳從奧氏體中以碳化鉻（Cr23C6）形式沿晶界析出，使晶界附近的合金元素（鉻與鎳）含鉻量降低到耐腐蝕所需的最低含量（12%）以下，腐蝕就在此貧鉻區(qū)產(chǎn)生。這種沿晶界的腐蝕稱為晶間腐蝕。防止

24、晶間腐蝕的方法：1）降低含碳量 0.06%時(shí)不易產(chǎn)生，0.03%時(shí)可靠地克服，超低碳不銹鋼，如00Cr19Nil0 2）穩(wěn)定碳原子，加入Ti，Nb，V，Mo穩(wěn)定劑，廣泛用，0Cr18Nil0Ti、 0Cr18NillNb 3）形成雙相組織，加入鐵素體促成元素Ti，Al，Si，Mo，鐵素體含鉻高、補(bǔ)充快，5%以內(nèi)，阻斷腐蝕通路。防止晶間腐蝕的方法：4）控制熱規(guī)范，快速加熱和冷卻，或非常緩慢。5）補(bǔ)充熱處理穩(wěn)定化退火（免疫處理）：850度保溫2小時(shí)，充分?jǐn)U散高溫淬火水冷（固熔） ：1100度左右加熱后淬火，單相奧氏體加入Mo提高對(duì)氯離子 Cl-的耐蝕能力，lCr18Nil2Mo3Ti。0Cr18N

25、il8Mo2Cu2Ti。同時(shí)加入 Mo、 Cu，則在室溫、濃度為50%以下的硫酸中也具有較高的耐蝕性，也可提高在低濃度鹽酸中的抗腐蝕性2、耐熱鋼和高溫合金例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，溫度往往達(dá)到1000以上。300350即需選用耐熱鋼，一般耐熱鋼工作溫度都在700以下，7001000用高溫合金。耐熱鋼Cr、 Al、 Si鐵素體形成元素，被高溫氣體氧化后生成一種致密的氧化膜。Ni、Mn奧氏體形成元素， 提高高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。V、Nb、Ti形成強(qiáng)碳化物提高高溫強(qiáng)度。C和N擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體提高高溫強(qiáng)度B和Re均為耐熱鋼中添加的微量元素，可以顯著提高鋼材的抗氧化性，并改善其熱塑性。耐熱鋼

26、按特性和用途可分為抗氧化鋼（又稱高溫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼?？寡趸撌侵父邷叵戮哂休^好的抗氧化性，并有適當(dāng)強(qiáng)度的鋼種。熱強(qiáng)鋼高溫下有較好的抗氧化性和耐腐蝕能力，且有較高的強(qiáng)度。常用來(lái)高溫工作下的汽缸、螺栓及鍋爐的過(guò)熱器等。 高溫合金鐵基合金、鎳基合金、鈷基合金。鐵基耐熱合金工作溫度在700以下，含有相當(dāng)高的鉻、鎳成分和其他強(qiáng)化元素。鎳基耐熱合金是目前在700900范圍內(nèi)使用得最廣泛的一種高溫合金。這類合金的鎳含量通常在50%以上。鈷基耐熱合金的高溫強(qiáng)度主要靠固溶強(qiáng)化獲得。鈷價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到很大的限制，一般在1000以上才用。 3、低溫用鋼深冷分離、空氣分離等。 （溫度-20）目前國(guó)外低溫設(shè)備用的

27、鋼材主要是以高鉻鎳鋼為主，也有使用鎳鋼、銅和鋁等。我國(guó)無(wú)鉻鎳的低溫鋼材系列。16MnDR、07MnNiCrMoVDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR壓力容器材料多種多樣壓力容器材料多種多樣鋼鋼用的最多用的最多有色金屬有色金屬非金屬非金屬?gòu)?fù)合材料復(fù)合材料其他其他壓力容器用鋼壓力容器用鋼的基本要求的基本要求較高的強(qiáng)度較高的強(qiáng)度良好的塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性良好的塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性改善鋼材性能的途徑改善鋼材性能的途徑化學(xué)成分的設(shè)計(jì)化學(xué)成分的設(shè)計(jì)組織結(jié)構(gòu)的改變組織結(jié)構(gòu)的改變零件表面改性零件表面改性一、化學(xué)成分一、化學(xué)成分鋼材化學(xué)成分對(duì)其鋼材化學(xué)成分對(duì)其性

28、能性能和和熱處理熱處理有較大的影響。有較大的影響。1、碳、碳碳含量碳含量強(qiáng)度增加強(qiáng)度增加可焊性變差可焊性變差焊接時(shí)易在熱影響區(qū)出現(xiàn)裂紋焊接時(shí)易在熱影響區(qū)出現(xiàn)裂紋在鋼中加入釩、鈦、鈮等元素，在鋼中加入釩、鈦、鈮等元素，可提高鋼的強(qiáng)度和韌性。可提高鋼的強(qiáng)度和韌性。2、釩、鈦、鈮等、釩、鈦、鈮等3、S、P是鋼中最主要的有害元素是鋼中最主要的有害元素硫硫能促進(jìn)非金屬夾雜物的形成，使塑性和韌性降低。能促進(jìn)非金屬夾雜物的形成，使塑性和韌性降低。磷磷能提高鋼的強(qiáng)度，但會(huì)增加鋼的脆性，特別是低溫脆性。能提高鋼的強(qiáng)度，但會(huì)增加鋼的脆性，特別是低溫脆性。將硫和磷等有害元素含將硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即

29、量控制在很低水平，即大大提高鋼材的純凈度大大提高鋼材的純凈度可提高鋼材的韌性、抗應(yīng)可提高鋼材的韌性、抗應(yīng)變時(shí)效性能、抗回火脆化變時(shí)效性能、抗回火脆化性能、抗中子輻照脆化能性能、抗中子輻照脆化能力和耐腐蝕性能。力和耐腐蝕性能。因此，與一般結(jié)構(gòu)鋼相比，壓力容器用鋼對(duì)硫、磷、氫等有害因此，與一般結(jié)構(gòu)鋼相比，壓力容器用鋼對(duì)硫、磷、氫等有害雜質(zhì)元素含量的控制更加嚴(yán)格。雜質(zhì)元素含量的控制更加嚴(yán)格。例如，中國(guó)壓力容器用鋼的硫和磷含量分別應(yīng)低于例如，中國(guó)壓力容器用鋼的硫和磷含量分別應(yīng)低于0.020%和和0.030%。隨著冶煉水平的提高，目前已可將硫的含量控制在隨著冶煉水平的提高，目前已可將硫的含量控制在0.0

30、02%以內(nèi)。以內(nèi)。化學(xué)成分對(duì)熱處理也有決定性的影響，化學(xué)成分對(duì)熱處理也有決定性的影響，如果對(duì)成分控制不嚴(yán)，就達(dá)不到預(yù)期的如果對(duì)成分控制不嚴(yán)，就達(dá)不到預(yù)期的熱處理效果。熱處理效果。二、力學(xué)性能二、力學(xué)性能材料的力學(xué)行為材料的力學(xué)行為由于載荷（如載荷種類、作用方式等）和應(yīng)力由于載荷（如載荷種類、作用方式等）和應(yīng)力狀態(tài)的不同，以及鋼材在受力狀態(tài)下狀態(tài)的不同，以及鋼材在受力狀態(tài)下它所處的它所處的工作環(huán)境的不同，鋼材受力后所表現(xiàn)出的不同工作環(huán)境的不同，鋼材受力后所表現(xiàn)出的不同行為，稱為材料的力學(xué)行為行為，稱為材料的力學(xué)行為。鋼材的力學(xué)行為，鋼材的力學(xué)行為，不僅與鋼材的不僅與鋼材的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)化學(xué)成

31、分、組織結(jié)構(gòu)有關(guān)有關(guān)，而，而且與材料所處的且與材料所處的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)和和環(huán)境環(huán)境有密切的關(guān)系。有密切的關(guān)系。力學(xué)性能決定力學(xué)行為力學(xué)性能決定力學(xué)行為鋼材的鋼材的力學(xué)性能力學(xué)性能主要是表征強(qiáng)度、韌性和塑性變形能力的主要是表征強(qiáng)度、韌性和塑性變形能力的判據(jù)，是機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)選材和強(qiáng)度計(jì)算的主要依據(jù)。判據(jù)，是機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)選材和強(qiáng)度計(jì)算的主要依據(jù)。a、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的強(qiáng)度判據(jù)、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的強(qiáng)度判據(jù)包括抗拉強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度b屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)s持久極限持久極限蠕變極限蠕變極限疲勞極限疲勞極限-1b、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的塑性判據(jù)、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的塑性判據(jù)延伸率延伸率5斷面收縮率斷面收縮率c

32、、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的韌性判據(jù)、壓力容器設(shè)計(jì)中，常用的韌性判據(jù)沖擊吸收功沖擊吸收功Akv韌脆轉(zhuǎn)變溫度韌脆轉(zhuǎn)變溫度斷裂韌性斷裂韌性Dsns韌性韌性臨界裂紋尺寸的大小主要臨界裂紋尺寸的大小主要取決于鋼的韌性取決于鋼的韌性。如果鋼的韌性高，壓力容器所允許的臨界裂紋尺寸就越大，安如果鋼的韌性高，壓力容器所允許的臨界裂紋尺寸就越大，安全性也越高。全性也越高。為防止發(fā)生脆性斷裂和裂紋快速擴(kuò)展，壓力容器常選用韌性好為防止發(fā)生脆性斷裂和裂紋快速擴(kuò)展，壓力容器常選用韌性好的鋼材。的鋼材。如如16MnR鋼板，要求在鋼板，要求在00C時(shí)的橫向（指沖擊試件的取時(shí)的橫向（指沖擊試件的取樣方向）樣方向）Akv不小于不小

33、于31J。當(dāng)使用溫度低于或等于。當(dāng)使用溫度低于或等于-200C時(shí)，需要考慮低溫沖擊韌性，并根據(jù)應(yīng)力水平、設(shè)計(jì)溫時(shí)，需要考慮低溫沖擊韌性，并根據(jù)應(yīng)力水平、設(shè)計(jì)溫度和厚度，確定夏比度和厚度，確定夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)溫度和型缺口沖擊試驗(yàn)溫度和Akv的指標(biāo)。的指標(biāo)。夏比夏比V型缺口沖擊吸收功型缺口沖擊吸收功Akv對(duì)溫度很敏感對(duì)溫度很敏感，能較好地能較好地反映材料的韌性，與斷裂韌性有較好的數(shù)值聯(lián)系，世界反映材料的韌性，與斷裂韌性有較好的數(shù)值聯(lián)系，世界各國(guó)壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)各國(guó)壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)Akv提出了要求。提出了要求。Akv三、制造工藝性能三、制造工藝性能制造過(guò)程中進(jìn)行冷卷、冷沖壓加工的零部件要

34、求鋼材有良好的制造過(guò)程中進(jìn)行冷卷、冷沖壓加工的零部件要求鋼材有良好的冷加工成型性能和塑性，其延伸率冷加工成型性能和塑性，其延伸率5應(yīng)在應(yīng)在1520%以上。為檢以上。為檢驗(yàn)鋼板承受彎曲變形能力，一般應(yīng)根據(jù)鋼板的厚度，選用合適驗(yàn)鋼板承受彎曲變形能力，一般應(yīng)根據(jù)鋼板的厚度，選用合適的彎心直徑，在常溫下做彎曲角度為的彎心直徑，在常溫下做彎曲角度為1800的彎曲實(shí)驗(yàn)。試樣外的彎曲實(shí)驗(yàn)。試樣外表面無(wú)裂紋的鋼材方可用于壓力容器制造。表面無(wú)裂紋的鋼材方可用于壓力容器制造。冷加工的要求冷加工的要求焊接的要求焊接的要求可焊性：指在一定焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的可焊性：指在一定焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接

35、頭的難易程度。鋼材的可焊性主要取決于它的化學(xué)成份。難易程度。鋼材的可焊性主要取決于它的化學(xué)成份。碳碳其中影響最大的是含碳量。含碳量愈低，愈不易產(chǎn)生裂其中影響最大的是含碳量。含碳量愈低，愈不易產(chǎn)生裂 紋，可焊性愈好。紋，可焊性愈好。 一般認(rèn)為，一般認(rèn)為，Ceq 小于小于0.4%時(shí)，可焊性優(yōu)良；時(shí)，可焊性優(yōu)良；Ceq 大于大于0.6%時(shí)，可焊性差。中國(guó)目前對(duì)壓力容器用鋼尚未規(guī)定碳時(shí)，可焊性差。中國(guó)目前對(duì)壓力容器用鋼尚未規(guī)定碳當(dāng)量要求，但上述計(jì)算碳當(dāng)量的公式對(duì)分析焊接裂縫的敏當(dāng)量要求，但上述計(jì)算碳當(dāng)量的公式對(duì)分析焊接裂縫的敏感性具有一定的參考價(jià)值。感性具有一定的參考價(jià)值。合金元素合金元素影響通常是用

36、碳當(dāng)量影響通常是用碳當(dāng)量Ceq來(lái)表示。來(lái)表示。式中的元素符號(hào)表示該元素在鋼中的百分含量式中的元素符號(hào)表示該元素在鋼中的百分含量壓力容器零件材壓力容器零件材料選擇綜合考慮料選擇綜合考慮壓力容器的使用條件壓力容器的使用條件零件的功能和制造工藝零件的功能和制造工藝材料性能材料性能材料使用經(jīng)驗(yàn)（歷史）材料使用經(jīng)驗(yàn)（歷史）材料價(jià)格材料價(jià)格規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)3、 壓力容器常用鋼材壓力容器常用鋼材一、鋼材形狀一、鋼材形狀鋼材的形狀包括鋼材的形狀包括板、管、棒、鍛件、鑄件板、管、棒、鍛件、鑄件等。壓力容器用鋼主要是等。壓力容器用鋼主要是板、管材板、管材和和鍛件鍛件（1）鋼板）鋼板殼體、封頭、板狀構(gòu)件等殼體、封頭

37、、板狀構(gòu)件等下料、卷板、焊接、熱處理下料、卷板、焊接、熱處理較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性、冷彎性能和焊接性能冷彎性能和焊接性能主要用途主要用途加工要求加工要求性能要求性能要求（2）鋼管）鋼管接管、換熱管等接管、換熱管等無(wú)縫鋼管、卷制無(wú)縫鋼管、卷制下料、焊接、熱處理下料、焊接、熱處理較高的強(qiáng)度、塑性和良好的較高的強(qiáng)度、塑性和良好的焊接性能焊接性能主要用途主要用途主要來(lái)源主要來(lái)源加工要求加工要求性能要求性能要求（3）鍛件）鍛件高壓容器的平蓋、端部法蘭與接高壓容器的平蓋、端部法蘭與接管法蘭等管法蘭等、四個(gè)級(jí)別。級(jí)別越四個(gè)級(jí)別。級(jí)別越高，高， 要求檢驗(yàn)項(xiàng)目越多，越嚴(yán)格，要

38、求檢驗(yàn)項(xiàng)目越多，越嚴(yán)格，價(jià)格越高。價(jià)格越高。主要用途主要用途分分 級(jí)級(jí)二、鋼材類型二、鋼材類型碳素鋼碳素鋼低合金鋼低合金鋼高合金鋼高合金鋼（按化學(xué)成分分類）（按化學(xué)成分分類）1、碳素鋼、碳素鋼含碳量小于含碳量小于2.06的鐵碳合金。以及少量的硫、磷、的鐵碳合金。以及少量的硫、磷、硅、氧、硅、氧、氮等元素。氮等元素。壓力容壓力容器用鋼器用鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼壓力容器專用鋼板壓力容器專用鋼板Q235系列鋼板；系列鋼板； 10、20鋼鋼管；鋼鋼管； 20、35鋼鍛件。鋼鍛件。20R20R的特點(diǎn)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合和應(yīng)用場(chǎng)合強(qiáng)度低，塑性和可焊性較好價(jià)格低廉；強(qiáng)度低，塑性和可焊性較好價(jià)格低廉；常用于常壓或

39、中、低壓容器；常用于常壓或中、低壓容器；也做墊板、支座等零部件材料。也做墊板、支座等零部件材料。R-壓力壓力容器專用容器專用鋼板鋼板2、低合金鋼、低合金鋼是一種低碳低合金鋼，合金元素含量較少（總量一般不超是一種低碳低合金鋼，合金元素含量較少（總量一般不超 過(guò)過(guò)3%），具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其強(qiáng)度、韌性、耐），具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其強(qiáng)度、韌性、耐 腐蝕性、低溫和高溫性能等均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼。腐蝕性、低溫和高溫性能等均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼。特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)采用低合金鋼，不僅可以減薄容器的壁厚，減輕重量，采用低合金鋼，不僅可以減薄容器的壁厚，減輕重量， 節(jié)約鋼材，而且能解決大型壓力

40、容器在制造、檢驗(yàn)、運(yùn)節(jié)約鋼材，而且能解決大型壓力容器在制造、檢驗(yàn)、運(yùn) 輸、安裝中因壁厚太厚所帶來(lái)的各種困難，以輸、安裝中因壁厚太厚所帶來(lái)的各種困難，以16MnR代代替碳素鋼制造設(shè)備可以節(jié)省鋼材替碳素鋼制造設(shè)備可以節(jié)省鋼材13，以，以15MnVR代替碳代替碳素鋼制造設(shè)備可以節(jié)省鋼材素鋼制造設(shè)備可以節(jié)省鋼材45。16MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR;壓力容器常用低合金鋼：壓力容器常用低合金鋼：16Mn、09MnD;16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、12Cr1MoV。鋼板鋼板鋼管鋼管鍛件鍛件D-低溫低溫用鋼用鋼應(yīng)用介紹應(yīng)用介紹1、16MnRs

41、s屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) 為為340MPa 級(jí)的壓力容器專用鋼板級(jí)的壓力容器專用鋼板我國(guó)壓力容器行業(yè)使用量最大的鋼板我國(guó)壓力容器行業(yè)使用量最大的鋼板具有良好的綜合力學(xué)性能、制造工藝性能具有良好的綜合力學(xué)性能、制造工藝性能主要用于制造中低壓壓力容器和多層高壓容器主要用于制造中低壓壓力容器和多層高壓容器應(yīng)用介紹應(yīng)用介紹2、16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR低溫壓力容器用鋼，工作在低溫壓力容器用鋼，工作在-20及更低溫度的壓力容器專用鋼板及更低溫度的壓力容器專用鋼板16MnDR可用于可用于-40 的鋼種的鋼種液氨儲(chǔ)罐等設(shè)備液氨儲(chǔ)罐等設(shè)備（降低碳含量，并加鎳和微量釩）（降低碳含量，并加鎳和微量釩

42、）15MnNiDR提高了低溫韌性提高了低溫韌性-40 級(jí)低溫球形容器級(jí)低溫球形容器09MnNiDR-70 級(jí)低溫壓力容器用鋼級(jí)低溫壓力容器用鋼用于制造液丙烯（用于制造液丙烯（-47.7 ）、液硫化氫（）、液硫化氫（-61 ）等設(shè)備）等設(shè)備應(yīng)用介紹應(yīng)用介紹3、15CrMoR低合金珠光體熱強(qiáng)鋼低合金珠光體熱強(qiáng)鋼中溫抗氫鋼板中溫抗氫鋼板用于制造壁溫不超過(guò)用于制造壁溫不超過(guò)560 的壓力容器的壓力容器應(yīng)用介紹應(yīng)用介紹4、20MnMo、 09MnNiD20MnMo常制造使用溫度為常制造使用溫度為-40470 的重要大中型鍛件的重要大中型鍛件良好的熱加工和焊接良好的熱加工和焊接工藝性能工藝性能09MnNi

43、D良好的低溫韌性良好的低溫韌性常制造使用溫度為常制造使用溫度為-4045 的低溫容器的低溫容器3、高合金鋼、高合金鋼壓力容器中采用的低碳或超低碳高合金鋼大多是壓力容器中采用的低碳或超低碳高合金鋼大多是耐腐蝕耐腐蝕、耐高溫鋼耐高溫鋼鉻鋼鉻鋼鉻鎳鋼鉻鎳鋼鉻鎳鉬鋼鉻鎳鉬鋼（1）鉻鋼）鉻鋼但不耐硫酸、鹽酸、熱但不耐硫酸、鹽酸、熱磷酸等介質(zhì)的腐蝕磷酸等介質(zhì)的腐蝕0Cr13是常用的鐵是常用的鐵素體不銹鋼素體不銹鋼有較高的強(qiáng)度、塑性、韌性和有較高的強(qiáng)度、塑性、韌性和良好的切削加工性能良好的切削加工性能在室溫的稀硝酸以及弱在室溫的稀硝酸以及弱有機(jī)酸中有一定的耐腐有機(jī)酸中有一定的耐腐蝕性蝕性（2）鉻鎳鋼）鉻鎳鋼

44、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10三種鋼均屬于三種鋼均屬于奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼。但長(zhǎng)期在水及蒸汽中工作時(shí)，但長(zhǎng)期在水及蒸汽中工作時(shí)，0Cr18Ni9有有傾向，并且在氯化物溶液中易發(fā)生傾向，并且在氯化物溶液中易發(fā)生開裂。開裂。具有較高的抗晶間腐蝕能力，可在具有較高的抗晶間腐蝕能力，可在-196600溫溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。為超低碳不銹鋼，具有更好的耐蝕性。為超低碳不銹鋼，具有更好的耐蝕性。0Cr18Ni9在固溶態(tài)，具有良好的塑性、韌性、冷加工性，在在固溶態(tài)，具有良好的塑性、韌性、冷加工性，在氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中耐腐蝕性亦佳氧化性酸和大氣

45、、水、蒸汽等介質(zhì)中耐腐蝕性亦佳0Cr18Ni10Ti00Cr19Ni10（3）鉻鎳鉬鋼）鉻鎳鉬鋼耐應(yīng)力腐蝕、小孔腐蝕的性能良好，適耐應(yīng)力腐蝕、小孔腐蝕的性能良好，適用于制造介質(zhì)中含氯離子的設(shè)備。用于制造介質(zhì)中含氯離子的設(shè)備。00Cr18Ni5Mo3Si2奧氏體奧氏體-鐵素體雙相鐵素體雙相不銹鋼不銹鋼復(fù)合板復(fù)合板基層基層：與介質(zhì)不接觸，主要起承載作用，：與介質(zhì)不接觸，主要起承載作用， 通常為碳素鋼和低合金鋼。通常為碳素鋼和低合金鋼。復(fù)層復(fù)層：與介質(zhì)直接接觸，要求與介質(zhì)有良好的相容性，：與介質(zhì)直接接觸，要求與介質(zhì)有良好的相容性， 通常為不銹鋼、鈦等耐腐蝕材料，其厚度一般通常為不銹鋼、鈦等耐腐蝕材料

46、，其厚度一般 為基層厚度的為基層厚度的1/101/3。復(fù)合板應(yīng)用特點(diǎn)復(fù)合板應(yīng)用特點(diǎn)用復(fù)合板制造耐腐蝕壓力容器，可大量節(jié)省昂貴的耐用復(fù)合板制造耐腐蝕壓力容器，可大量節(jié)省昂貴的耐腐蝕材料，從而降低壓力容器的制造成本。腐蝕材料，從而降低壓力容器的制造成本。復(fù)合板的焊接比一般鋼板復(fù)雜，焊接接頭往往是耐腐復(fù)合板的焊接比一般鋼板復(fù)雜，焊接接頭往往是耐腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，因此壁厚較薄、直徑小的壓力容器最好蝕的薄弱環(huán)節(jié)，因此壁厚較薄、直徑小的壓力容器最好不用復(fù)合板。不用復(fù)合板。3.2、 有色金屬和非金屬有色金屬和非金屬一、有色金屬一、有色金屬使用狀態(tài)使用狀態(tài)在退火狀態(tài)下的強(qiáng)度比較穩(wěn)定，一般都在退火狀態(tài)在退火狀態(tài)下

47、的強(qiáng)度比較穩(wěn)定，一般都在退火狀態(tài)下使用下使用選用時(shí)應(yīng)注意選擇同類有色金屬中的合適牌號(hào)選用時(shí)應(yīng)注意選擇同類有色金屬中的合適牌號(hào)壓力容器常用壓力容器常用有色金屬：有色金屬：銅及其合金銅及其合金鋁及其合金鋁及其合金鎳和鎳合金鎳和鎳合金鈦和鈦合金鈦和鈦合金 在沒有氧存在的情況下，銅在許多在沒有氧存在的情況下，銅在許多非氧化性非氧化性酸酸中都是比較耐腐蝕的。但銅最有價(jià)值的性能是中都是比較耐腐蝕的。但銅最有價(jià)值的性能是在低溫下保持較高的塑性及沖擊韌性，是制造在低溫下保持較高的塑性及沖擊韌性，是制造深深冷設(shè)備冷設(shè)備的良好材料。的良好材料。1、銅及其合金、銅及其合金特性特性：3.3、有色金屬和非金屬有色金屬和

48、非金屬半貴重金屬1、純銅（紫銅）低溫時(shí)可保持較高的塑性和沖擊韌性，用于制作深冷設(shè)備和高壓設(shè)備墊片。耐稀硫酸、亞硫酸、稀的和中等濃度的鹽酸、醋酸、氫氟酸及其它非氧化性酸等介質(zhì)的腐蝕，對(duì)淡水、大氣、堿類溶液的耐蝕能力很好。不耐各種濃度的硝酸、氨和銨鹽溶液。2、銅合金黃銅：銅與鋅的合金稱黃銅 白銅：鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量低于50%的銅鎳合金稱為簡(jiǎn)單（普通）白銅，再加入錳、鐵、鋅或鋁等元素的白銅稱為復(fù)雜（特殊）白銅。 青銅：其它合金。銅與錫的合金稱為錫青銅；銅與鋁、硅、鉛、鈹、錳等組成的合金稱無(wú)錫青銅。（1）黃銅銅與鋅的合金稱黃銅。鑄造性能好，力學(xué)性能比純銅高，耐蝕性能與純銅相似，在大氣中耐腐蝕性比純銅好，

49、價(jià)格便宜，應(yīng)用較廣。 在黃銅中加入錫、鋁、硅、錳等元素，特種黃銅。 錳、鋁能提高強(qiáng)度；鋁、錳和硅提高抗蝕性和減磨性；鋁能改善切削加工性。常用的黃銅牌號(hào)有H80、H68、H62等H80大氣、淡水及海水中有較高耐腐蝕性、加工性能優(yōu)良，可作薄壁管和波紋管。 H68塑性好，可在常溫下沖壓 H62在室溫下塑性較差，但機(jī)械強(qiáng)度較高，易焊接，價(jià)格低廉，可做深冷設(shè)備的筒體、管板、法蘭及螺母等。 錫黃銅 HSn70-l含有1%的錫，能提高在海水中的耐蝕性。稱海軍黃銅。（2）白銅鎳含量低于50%的銅鎳合金稱為簡(jiǎn)單（普通）白銅，再加入錳、鐵、鋅或鋁等元素的白銅稱為復(fù)雜（特殊）白銅。白銅是工業(yè)銅合金中耐腐蝕性能最優(yōu)者

50、，抗沖擊腐蝕、應(yīng)力腐蝕性能亦良好，是海水冷凝管的理想材料。（3）青銅銅與錫的合金稱為錫青銅；銅與鋁、硅、鉛、被、錳等組成的合金稱無(wú)錫青銅。錫青銅分鑄造錫青銅和壓力加工錫青銅。 錫青銅典型牌號(hào) ZQSn10-1，有高強(qiáng)度和硬度，能承受沖擊載荷，耐磨性很好，具有優(yōu)良的鑄造性，比純銅耐腐蝕。錫青銅用來(lái)鑄造耐腐蝕和耐磨零件，如泵殼、閥門、軸承、蝸輪、齒輪、旋塞等。無(wú)錫青銅力學(xué)性能好2、鋁及其合金、鋁及其合金特性特性：鋁很輕（密度約為鋼的三分之一），耐濃硝酸、鋁很輕（密度約為鋼的三分之一），耐濃硝酸、 醋酸、碳酸、氫銨、尿素等，不耐堿；醋酸、碳酸、氫銨、尿素等，不耐堿；在低溫下具有良好的塑性和韌性；在低

51、溫下具有良好的塑性和韌性；使用溫度范圍為使用溫度范圍為-269200；有良好的成型和焊接性能。有良好的成型和焊接性能。應(yīng)用應(yīng)用：可用來(lái)制作壓力較低的貯罐、塔、熱交換器，防止可用來(lái)制作壓力較低的貯罐、塔、熱交換器，防止污染產(chǎn)品的設(shè)備及深冷設(shè)備污染產(chǎn)品的設(shè)備及深冷設(shè)備鋁：L1,L2,L6硬鋁：AI-Cu-Mg的合金,LY1L-1L-2防銹鋁：AI-Mg的合金，LF21鑄鋁：AI-Si的合金，ZL107鋁及鋁合金（1）工業(yè)純鋁工業(yè)高純鋁用于抗硫腐蝕，濃硝酸設(shè)備，高壓釜、槽車、貯槽、閥門、泵。工業(yè)純鋁，耐硫腐蝕、防污染而不要求強(qiáng)度的設(shè)備，例如：反應(yīng)器、熱交換器、深冷設(shè)備、塔器等。 （2）防銹鋁由鋁錳系

52、或鋁鎂組成的鋁合金，強(qiáng)度比純鋁高，用于中等強(qiáng)度的零件或設(shè)備；制造油箱、管道、低壓容器、鉚釘及焊制容器。由于熔焊的鋁材在低溫(0-196)下沖擊韌性不下降，很適合做低溫設(shè)備。3）鑄造鋁合金是鋁、硅合金。Al-Si系，俗稱硅鋁明，典型牌號(hào)ZAlSi7Mg，合金號(hào)為ZL101；Al-Cu系，應(yīng)用最早，熱強(qiáng)性高，300，耐腐蝕性較差。典型牌號(hào)ZAlCu5Mn，合金號(hào)為ZL201；Al-Mg系，室溫力學(xué)性能高，耐腐蝕性能好，但熱強(qiáng)性低。鑄造性能差，典型牌號(hào)ZAlMg10，合金號(hào)為ZL301；Al-Zn系，Zn在Al中溶解度大，再加入硅及少量鎂、鉻等元素，具有良好的綜合性能，典型牌號(hào)ZAlZn11Si17

53、，合金號(hào)為ZL401。 鋁的鑄造性、流動(dòng)性好，鑄造時(shí)收縮率和生成裂紋的傾向性都很小。耐蝕性好，且密度小，廣泛用來(lái)鑄造形狀復(fù)雜的耐蝕零件，如管件、泵、閥門、汽缸、活塞等。3、鉛及其合金硬度低、強(qiáng)度小，不宜單獨(dú)作為設(shè)備材料，只適于做設(shè)備的襯里。熱導(dǎo)率??；純鉛不耐磨，非常軟。但在許多介質(zhì)中，特別是在硫酸(80%的熱硫酸及92%的冷硫酸)中鉛具有很高的耐蝕性。鉛與銻合金稱為硬鉛，硬度、強(qiáng)度都比純鉛高，在硫酸中的穩(wěn)定性也比純鉛好。硬鉛的主要牌號(hào)為 PbSb4、 PbSb6、 PbSb8和 PbSb10。鉛和硬鉛在硫酸、化肥、化纖、農(nóng)藥、電器設(shè)備中可用來(lái)做加料管、鼓泡器、耐酸泵和閥門等零件。由于鉛具有耐輻

54、射的特點(diǎn)，在工業(yè)上用作 X射線和g射線的防護(hù)材料。鉛合金的自潤(rùn)性、磨合性和減振性好，噪音小，是良好的軸承合金。鉛合金還用于鉛蓄電池極板、鑄鐵管口、電纜封頭的鉛封等。4、鎳和鎳合金、鎳和鎳合金特性特性：應(yīng)用應(yīng)用：在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中比不銹鋼有更好的耐腐蝕性，在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中比不銹鋼有更好的耐腐蝕性，比耐熱鋼有更好的抗高溫強(qiáng)度，最高使用溫度可比耐熱鋼有更好的抗高溫強(qiáng)度，最高使用溫度可達(dá)達(dá)900。由于價(jià)格高，一般只用于制造特殊要求的壓力容器。由于價(jià)格高，一般只用于制造特殊要求的壓力容器。5、鈦及鈦合金、鈦及鈦合金特性特性：應(yīng)用應(yīng)用：對(duì)中性、氧化性、弱還原性介質(zhì)耐腐蝕，對(duì)中性、氧化性、弱還原性介質(zhì)耐腐蝕， 如濕氯氣、氯化鈉和次氯酸鹽等氯化物溶液；如濕氯氣、氯化鈉和次氯酸鹽等氯化物溶液；具有密度?。ň哂忻芏刃。?4510k