《化工机械基础》课程教学资源（书籍文献）化工机械应用基础（主编：李红、孙虹雁、高德玉、闫鹏飞）.pdf

习题1169离心机117第I篇化工设备材料与防腐9.1概速1179.2离心机的分离因数、分类及标准1189. 3人工操作间款式离心机1191化工设备常用材料9.3.1三足式离心机1209.3.2上最式离心机121化工生产过程的工艺条件十分复杂，乐力从真空到高压基至趣高压：避度从操冷到高9. 4自动连续式离心机121组，介质具有离蚀性、易燃易爆、有毒甚至剧毒。为了保证化工设备的安全运行，设计中对9.4.1卧式活塞推料离心机121所选化工设备材料的可靠性有着很高的要求，化上设备常用材料可以分为金属和非金属两大9.4.2卧式刮刀卸料心机....122类。其中应用最多的是金属材料。9. 4.3螺旋卸料过滤离心机124选择材料时要考虑的因素很多，对材料的一般要求如下。9.4.4离心卸料离心机. 124①应具有足够的强度，刚度；良好的塑性，韧性。9.4.5高速离心机125②在所处介质中具有一定的耐腐蚀性能。习题·128③加工工艺性能良好10常用传动机械简介 129①资源广泛、供应充足、经济合理。10.1电动机12910.1.1三相异步电动机的用途和分类，1291.1材料的性能10.1.2三相异步电动机的型号和额定数据130材料的性能包括材料的力学性能、物理性能、化学性能和加工工艺性能等。10.1.3三相异步电动机的常见放障和处理方法130（1）力学性能是指材料在受外力作用和变形的过程中所具有的特性，材料的力学性能10.2减速．.131指标是通过试验测得的。10.2.1减速器的类型和特点131①强度。强度是指材料在外力作用下抵抗酸坏的能力。10.2.2通用园柱齿轮减速器的主要参数132材料在常温下的强度指标有届服极限和强度极限。屈服极限，是材料在外力作用下开始10.2.3减速器的选择要点132产生塑性变形时的最小应力值(MPa)，强度极限。是材料在外力作用下发生断裂破坏前所能10.2.4通用标准齿轮减速器133..承受的最大应力值（MPa)，这两个强度指标整确定在常温下工作时材料的许用应力的依据。10.3联轴器135金属材料在高溢、恒定载荷下长期工作时，会产生缓慢塑性变形的现象，称为材料的10.3.1联轴器的分类，名称和型号.135“高泄端变”，竭变变形的不断增加致使构件的弹性变形减小、应力逐渐降低，这种现象称为10.3.2儿种最常用的联轴器136“应力松弛”。应力松弛会引起不良后果，如螺检的应力松弛会使法兰密封处准漏。端变的最10.3.3联轴器的选择++*147终结果是导致构件的断裂破坏。衡量材料在高温下工作时抵抗绣变变形和螺变断裂能力的强10,3.4联轴器的主要尺寸和特性参数142习题·度指标是端变极限和持久强度极限142蜗变极限，是材料在一定温度和规定的持续时间（如10h）内，蜻变变形率为1%时附录143参考文献的最大应力值（MPa）。持久强度极限是材料在一定温度和规定的持续时间（如10h）158内，引起断裂时的最大应力值（MPa)。婚变极限和持久强度极限是确定材料在高温条件下工作时许用应力的重要强度指标。②刚度刚度是指材料在外力作用下抵抗变形的能力。弹性模量E（切变模量G》和拍松比P是材料的弹性常数。弹性模最E是材料在弹性变形范围内应力和应变之闻的比例常数（MPa)，泊松比是材料横向应变和纵向应变之比（对于碳钢可以取=0.3)。它们是反映材料弹性变形阶段变形能力的参量，是材料的刷度指标，1

1.3金属材料的分类与牌号①稳定性。稳定性是指构件在外力作用下保持原存平衡状态的能力，材料的稳定性参1.3. 1分类盐是弹性模量E和泊松比金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属是钢铁的总称。黑色金属义分为生①塑性，塑性是指材料在受外力破坏前所能经受的塑性变形能力。廷仲率和断低收缩铁和钢。生铁可分为炼钢生铁，纯造生铁和合金生铁；钢可以分为碳素钢和合金锅。有色金率是材料的塑性指标。延伸率3是金风静拉伸时均勾塑性变形和颈缔龄段的伸长率。断面收属包括钢、铝、铅、镍、钛等及其合金、缩率民试件断裂后截面面积与原面积之比钢和铁都是铁和碳的合金。铁破合金由约95%的Fe元素，0.05%~4%的C元素和矿韧性，断裂韧度和冲击钢性都是材料的韧性指标，断裂韧度K是指材料不产牛断裂石中源有的以及治炼过程融人的约1%的杂质构成，这些杂质主要是Mn、Si.S、P、0,时垃其有的应力强度固子，是强度和塑性的综合指标：冲击韧性是指材料受冲击载荷维N，H等元素。钢和铁是按化学成分划分的。含需量为0.02%2%的是钢：含碳量大于用时在断裂破坏前能迅速及时产生塑性变形的能力（J/Cm），是材料的韧性指标。2岁的是铸铁（C>4.3%时无使用价值），含碳量小于0.02%的是工业纯铁（极少使用）硬度，硬度是衡录金属材料软硬程度的一种性能参量，它表示金属材料表南局邵体含碳蛋对钢材的力学性能有决定性的影响，一般来说，含碳量增加会使钢的强度和硬度积内摄抗举性变形，塑性变形和破断的能力。因试验方法不同而有不同的硬度指标，布氏硬度HB（MPa）是试验力与压痕面积之比，常用于测定大型工件或构件的硬度：提高，性和韧性下降，洛氏硬度HR（mm）是用测定压痕保度来表示硬度的一种方法：此外，还有维氏硬度HV工业上应用最多的是钢材。钢材的分类方法很多。有按化学成分分类、按品质分类、按（MPa）、肖氏硬度HS（测冲头国跳高度与下落高度之比）等治炼方法分类、按金相组织分类和按用途分类等分类方法。按化学成分可分为碳素钢和合金（2）物理性能材料的物理性能有密度、熔点、热膨胀性、钢。按品质可分为普通钢（S0.050%、P≤0.050%）、优质钢（S≤0.040%、P、导热性、导电性、催性、弹性等，这些性能必颈满足往复送动机械，转动机械和换热设备等设计参数的要求。0.040%）和高级优质钢（S≤0.02%~0.03%、P0.03%~0.035%）。按冶炼方法分类《3》化学性能金属材料的化学性能在这量主要是指材科在所处介质中的化学稳定性、时，可按治炼时的炉别不同分为平炉钢，转炉钢、电炉钢，按脱氧程度和瓷注制度进一步分制造设备的材料在作中应该既不污染介质义具有足够的耐膚蚀性能。为镇卷钢（脱氯完全：质量好、价格高）、棉脖钢（符号F，脱氧不完全、质量差、价格低（4）工艺性能金属的工艺性能是指材料能被加工的性能，即可供造性、可锻性、可炽廉），半镇静钢（符号b，性偿特点介于前两者之间），按金相组织分类可分为铁素体解，奥氏体钢等，还可以按热处理方法进一步分类，如退火状态的钢、正火状态的钢、无相变或部推、可切前加工的性能，热处理性能和冷考性能等加工工艺性能。分发生相变的钢等。按用途可分为建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用1.2材料的分类钢，如桥菜用钢（Q）、锅炉用钢（g)、客器用钢（R）、螺条用钢（H）等。工程材料指包括金属材料、有机高分子材料（树脂），无机非金属材料（包指陶瓷材料）我国的“钢分类”国家标准（GB/T13304-91）是参照国际标准（ISO4948/1，1SO）4948/2）制定的，第一部分，按化学成分类；第二部分，按主要质量等级、主要性能及使用在内的三大系列的全材料范图。制造化工设备的主要材料总金属材料。特性分类。1.3.2牌号与表示方法工程材料国家标准《钢铁产品牌号表示方法》（GB221—79）中规定：我国钢号采用汉语拼音字金昇材料无机非金属材料新机商分子材每、化学元素符号及阿拉伯数学相结合的表示方法，低铁料料非铁金属金著质育神数批材料高汽1.3,2.1破素结构钢招森馆华货华华一烟招碳素钢的含破量范围为0.02%～2%。在钢材牌号中一般以含碳量的万分数来表系，如a（特留基复充材料》（8/理）08、10、15等.te.（1）按化学成分分类按破素钢的含碳量可以分为：低碳钢，含碳量小于0.25%：中碳钢，含碳量为0.25%~0.6%，高碳钢，含碳量大于0.6%（2）按品质分类按含碳量，含银量的控制含量以及规定的脱氧方法等质量等级可分为碳素结构钢和优质碳素结构钢，貌和磷是钢中的有害杂质。残使钢材具有热脆裂的倾向，碑则使钢材具有冷脂裂的倾向，固此，硫、磷等杂质含量越小的钢材质量越好。南医基员合材料①碳索结构钢（S≤0.050%、P≤0.045%）。按照恩服极限和不同质量等级的组合共分为十个品种，含有四个质量等级A，B、C、D.其牌号的表示方法如下。Q235-AQ235-AFd235MPa教别锦牌钢4

含有合金元素的钢按照其合金元素总量的多少分为低合金钢和合金钢。合金元素总含量碳索结构钢的钢号和化学成分见表1-1，的质量分数不起过5%的称为低合金钢：合金元素总含量的质量分数大于5%的称为合金例，表 1- 碳素结构钢的钢号和化学成分（1）低合金钢，低合金钢的含碳量较低，一般含C<0.20%，但性能优端，按其品质可化学限分的质禁分致，%以分为普适质量低合金销、优质低合金钢和高级优压低合金钢，还可以按性能成用途分为99质量等线脱银方达siLPc.Mn多种.营用的低合金锅牌号有：属于普通质量低合金钢的09MnV、16Mn、14MnNb等，优质Q1D50.06~0.129.250.500.300:0500.045F.h.zA低合金钢中的一般用途低合金结构钢15MnV、15MnTi、16MnNL等：锅炉及压力容器用o.0noQ2150.09~0:150.25~6. 856.300.045P.b.z具16Mng、15MnVg、16MnR.15MnVR、15MnVNR等，特殊质量低合金钢中的压力容器用3.0457.14-0.220, 30~0. 650.050低合金钢16MnDR、06MnNbDR等。0. 300.046F.b,2H0. 12~0, 200, 20~0. T0Q33以上牌号的低合金锅都可以广泛用于制造臣力容器及管道。C$0.180.400, 400. 35~0, 800. 31n460.17《2）合金钢合金钢的合金元素总含景大于5%，其综合力学性能、耐、别蚀性能等0.35A0.050q250.18~0. 28均优于破索钢，但价格较费，多用于高质容器。合金钢又分为优质合金钢、特殊质量合0. 40~0. 700.050: 3NB0.045金制。Q275.0.28~0. 380.50~0.800.0500.0452特殊质量合金钢中含有一类不锈、耐蚀、耐热钢。其中起耐蚀作用的主要合金元素为注：上美户GB700-88Cr 和 Ni.按照其金相组织的不同可以分为三种。2.P-海膳钢：b-年销养用：Z一供卷，TZ一种辣情养销①马氏体型不锈钢：Cr（X)，CrNi（X)，CrN（X)，CrCo（X)，CrAI（X)②优质假素钢（S≤0.040%、P≤0.040%）在我国国家标准（GB699—88）中，列CrSi(X）系列有31种优质碳家结构钢，按钢中钙含量的不网又分为誉通锂含量钢（0.25%~0.80%）和②铁素体型不锈钢：同上较高锰含量钢（锰的质量分数为0.70%~1.20%）。较高链含量钢的强度、硬度、耐密性等?奥氏体型不锈钢，CrNi(X)，CrNiMo(X)，CrNi+Ti或Nb，CrNi+V.W.Co均优于替通银含量钢，但其塑性和韧性销差。CrNiSi (X), CrMnNb (X)系列,优质碳素结构钢钢材牌号的表示方法为，普通锰含量钢，以含滕量的万分数表示钢材牌不锈钢中不同的合金元素有不同的耐蚀作用。含Ct元素的合金钢耐水和大气的属蚀；号，如08，10、20.45等，较高锂含量钢，在钢号后面加注化学元索符号Mn，如15Mn同时含有Cr、Ni元素的合金钢耐酸及背性碱的腐蚀（熔融减除外）；Mo元素的合金钢耐20Mn，35Mn等CI的腐蚀，且可以提商材料高避下的强度和抗高望氧化的性能，加人TI元素可以防止不?高级优质碳素钢（S%0.02%~0.03%，P么0.03%0.035%），其牌号的表示方法锈钢的晶间案蚀，含Ct，Si、AI等元素可以抗高温氧化。是在钢号后加A，如20A，40Mn2A等。营用特殊用途钢的牌号如下1.3.2.2合金争①不铸钢。如1Cr13、0Cr13，0Cr17，平均含碳量小于0.08%时标注“0"，小于在制中加人合金元素（Mn、Cr、Ni、Ti、Mo、V、B、N、AI、W、格土元素等）冶0.03%时标注“00"，小于0.01%时标注“000"。炼而成的钢，称为合金钢。加入合金元素，可以改善钢材的性能，如加人Mn、Cr、Ni、Ti②不锈耐酸钢。如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9（18-B系列不锈钢），其含碳量为干分数，等元素可以增强钢的强度：加人Mo、V、Si等元素可以增强钢的高温强度、抗高温氧化的其中 C<0. 14%、Cr=17%~19%、Ni=8%~11%,性能：同时Cr、Ni、Si、AI.Ti、Mo、N还可以增强不同方面的耐魔蚀性能：Ni、AI等元①耐热钢。按其具有的使用性能可以分为抗氰化型和热强型，抗氧化型有Ch13SiAI、素可以提高材料的塑性和闭性，耐低湿性能，降低冷脆性等。通过加入合金元素还可以细化Cr17Ti、Cr25Ni12：热强型有12CtMo、Cr5Mo.2C/25Ni20、1Cr18Ni9Ti等品粒、改善钢的组织、得良好的加工工艺性能。@低温用钢。国外主要采用含Cr、Ni的合金销。我国在资源上缺乏Cr、Ni，因此含合金钢的牌号是以含碳量的万分数、合金元素符号以及合金元素含量的百分数三组基本Cr、Ni元素的合金钢价格昂贵。我国自已开发的低温用钢主要是采用含碳量0.08%~符号来表示的，其标注方法如下，0.18%的制，再加人适量的Mn、AI、Ti、Nb、Cu、V、N等元素构成的合金钢。常用牌号圣均含睡量有16MnDR，用于一40℃的中，低压容器；09MnTiCuXtDR，09Mn2VDR，用于一70℃，合金元素种类合金元意含量06MnNiDR，用于一75℃。万分数元家特号百分数平均合金元素含量小于1.50%时，不标注其含量，如1.3.2. 3锌较工业带用等铁的含课量为2.5%~4.0%（含杂质Si、Mn、S、P)。铸铁是典型的瞻性15MnTi材料，无遇服极限，且张度极限6，值很小，在变形不到1.0%时就发生突能的跪性敬裂。C=0.15%Mn<1.5% TI≤L.5%其耐磨性、铸造性、减娠性、切削加工性都很好：在一整介质中有好的醛蚀性，价格平均合金元索含量为1.50%~2.49%、2.50%~3.49%时，标注为2、3.4