第一章_化工设备材料及其选择new.pptVIP

3. 钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000） a、碳素结构钢： ①普通碳素结构钢（GB700-88） 代表钢材屈服点的字母 ＋ 屈服点的数值 ＋ 材料质量等级符号 ＋ 脱氧方法符号， 常用Q235B，Q235C，Q235A·F 如Q235－A·F。其钢号和化学成分、 力学性能见表1－6、1－7。 ②优质碳素结构钢 优质碳素结构钢（GB711-88）较普通碳素结构含S、P量较少，表面质量较好。 常用10、15 、20g、20R和20等。钢号表示方法如表1－5，其钢号和化学成分见附录2，P297。 3、钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000） b、合金（高强度）钢 在碳素钢的基础上加入少量合金元素。 特别：锅炉钢和容器钢 主要用于壳体或锅炉承压元件。 如16MnR，15MnVR，18MnMoNb等。 1.3 金属材料的分类及牌号 ③低合金钢及合金结构钢 钢号的表示方法有两个标准： GB1591－88，见表1－5 GB/T1591－94，见表1－9 两个标准的对照见表1－10 合金钢是在碳素钢的基础上加入少量合金元素，比如Si，Mn，Cu，Ti，V，Nb，P等，从而提高钢的强度、耐腐蚀性、低温性能，如大型化工容器常用16MnR，15MnVR，15MnTi 来代替碳素钢制造容器，可以在保证强度的情况下，使容器壁厚减少，从而节省钢材30% ～ 45%左右。 1.3 金属材料的分类及牌号 ④特殊性能钢 钢号表示法见表1－5。 特殊性能钢主要指不锈耐酸钢； 不锈：指耐大气腐蚀； 耐酸：抗酸和其它强腐蚀介质。 不锈耐酸钢根据合金元素的不同，分为三个大类。 第一类 铬不锈钢（常用的：1Cr13，2Cr13） 第二类 铬镍不锈钢 （典型的：如0Cr18Ni9 ） 第三类 节镍不锈钢 表1-2 压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表 钢板 牌号 使用温度℃ 设计压力MPa 壳体钢板厚度mm 其它限制 Q235-B 0~350 ≤1.6 ≤20 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 0~400 ≤2.5 ≤30 1.3 金属材料的分类及牌号 3、铸铁、铸钢牌号表示法 铸铁——GB5612－85 铸钢——GB/T 5613－1995 表示方法见表1－11。 钢和铸铁统称为铁碳合金 钢 ——含碳量为0.02％～2.0％ 铸铁——含碳量大于2.0％ 纯铁——含碳量小于0.02％ 1.4 碳钢和铸铁 1.4.1 铁碳合金的组织与结构 1、金属的组织与结构 晶体：原子按一定规律排列很整齐 非晶体：原子排列杂乱无章 铁碳合金内部的区别，用金相显微镜来观察： 组织—金属的晶粒结构—金属原子的排列 金属内部的组织和结构不同，金属材料的性能也不同。 1.4 碳钢和铸铁 铁原子在空间排列的方式： 面心立方晶格——八个原子构成立方体，在立方体的每一面的中心还有一个原子，塑性好。 体心立方晶格——在立方体的体积中心还有一个原子，强度高。 密排六方晶格——由12个原子构成简单六方体，且在上下两个六方面的中心各有一个原子，在上、下两个六方面的中间还有三个原子。 1.4 碳钢和铸铁 2、纯铁的同素异构转变 工业纯铁含0.10％～0.20％的杂质，凝固点1538℃ 同素异构转变：在固态下晶体结构随温度发生变化的现象。 面心立方晶格 910℃～1390℃ 塑性好 体心立方晶格 910℃以下 强度好 1.4 碳钢和铸铁 3、铁与碳的相互关系和碳钢的基本组织 在铁中加入少了量碳，组成铁碳合金，可获得适于工业上应用的各种优良性能。碳在铁中以固溶体、化合物和混合物的形式存在，可以形成以下几种基本组织： 1）铁素体F 2）奥氏体A 3）渗碳体C 4）珠光体P 5）莱氏体L 6）马氏体M 1.4 碳钢和铸铁 1.4.2 铁碳合金状态图 描述铁碳合金内部组织、成分与温度关系的图。纵坐标表示温度，横坐标表示含碳量的质量百分数。图1-12 1、碳钢在常温下的组织 C2.1% 钢---亚共析钢C 0.77% 共析钢C=0.77% 过共析钢2.1% C 0.77%。 C2.1% 铸铁---亚共晶白口铁4.3%C2.1% 共晶白口铁 C =4.3% 过共晶白口铁6.69%C4.3%