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2020-01-13 08:56點擊量：
化工設備常用材料
化工生產過程的工藝條件十分復雜，壓力從真空到高壓甚至超高壓；溫度從深冷到高溫；介質具有腐蝕性、易燃易爆、有毒甚至劇毒。
為了保證化工設備的安全運行，設計中對所選化工設備材料的可靠性有著很高的要求。化工設備常用材料可以分為金屬和非金屬兩大類。其中應用最多的是金屬材料。選擇材料時要考慮的因素很多。
對材料的一般要求如下
1. 應具有足夠的強度、剛度；良好的塑性、韌性。
2. 在所處介質中具有一定的耐腐蝕性能。
3. 加工工藝性能良好
4. 資源廣泛、供應充足、經濟合理。
材料的性能
01力學性能
力學性能是指材料在受外力作用和變形的過程中所具有的特性。材料的力學性能指標是通過試驗測得的。
①強度
強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。
材料在常溫下的強度指標有屈服極限和強度極限。屈服極限a是材料在外力作用下開始產生塑性變形時的最小應力值（MPa）。強度極限a是材料在外力作用下發生斷裂破壞前所能承受的最大應力值（MPa）。
②剛度
剛度是指材料在外力作用下抵抗變形的能力。
③穩定性
穩定性是指構件在外力作用下保持原有平衡狀態的能力。材料的穩定性參量是彈性模量E和泊松比u。
④塑性
塑性是指材料在受外力破壞前所能經受的塑性變形能力。延伸率和斷面收縮率是材料的塑性指標。
⑤韌性
斷裂韌度和沖擊韌性都是材料的韌性指標。斷裂韌度K是指材料不產生斷裂時應具有的應力強度因子，是強度和塑性的綜合指標.
⑥硬度
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能參量，它表示金屬材料表面局部體積內抵抗彈性變形、塑性變形和破斷的能力。因試驗方法不同而有不同的硬度指標。
02物理性能
材料的物理性能有密度、熔點、熱膨脹性、導熱性、導電性、磁性、彈性等。這些性能必須滿足往復運動機械、轉動機械和換熱設備等設計參數的要求。
03化學性能
金屬材料的化學性能在這里主要是指材料在所處介質中的化學穩定性。制造設備的材料在工作中應該既不污染介質又具有足夠的耐腐蝕性能。
04工藝性能
金屬的工藝性能是指材料能被加工的性能，即可鑄造性、可鍛性、可焊性、可切削加工的性能、熱處理性能和冷彎性能等加工工藝性能。
材料的分類
工程材料指包括金屬材料、有機高分子材料（樹脂）、無機非金屬材料（包括陶瓷材料）在內的三大系列的全材料范圍。制造化工設備的主要材料是金屬材料。
金屬材料的分類
金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類。
黑色金屬是鋼鐵的總稱，黑色金屬又分為生鐵和鋼。生鐵可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和合金生鐵；鋼可以分為碳素鋼和合金鋼。
有色金屬包括銅、鋁、鉛、鎳、鈦等及其合金。鋼和鐵都是鐵和碳的合金。
鐵碳合金由約95％的Fe元素、0．05％～4％的C元素和礦石中原有的以及冶煉過程融入的約1％的雜質構成。這些雜質主要是Mn、Si、S、P、O、N、H等元素。
鋼和鐵是按化學成分劃分的：
含碳量為0．02％～2％的是鋼；
含碳量大于2％的是鑄鐵（C＞4．3％時無使用價值）。
含碳量小于0．02％的是工業純鐵（極少使用）。
含碳量對鋼材的力學性能有決定性的影響。
一般來說，含碳量增加會使鋼的強度和硬度提高，塑性和韌性下降。
工業上應用最多的是鋼材，分類方法很多：
1. 按化學成分可分為：
碳素鋼和合金鋼。
2. 按品質可分為：
普通鋼（S≤0．050％、P≤0．050％）、
優質鋼（S≤0．040％、P≤0．040％）和
高級優質鋼（S≤0．02％～0．03％、P≤0．03％～0．035％）。
3. 按冶煉方法分類時，可按冶煉時的爐別不同分為：
平爐鋼、轉爐鋼、電爐鋼；
4. 按脫氧程度和澆注制度進一步分為：
鎮靜鋼（脫氧完全、質量好、價格高）、
沸騰鋼（符號F，脫氧不完全、質量差、價格低廉）、
半鎮靜鋼（符號b，性能特點介于前兩者之間）。
5. 按金相組織分類可分為：
鐵素體鋼、奧氏體鋼等，
還可以按熱處理方法進一步分類，如退火狀態的鋼、正火狀態的鋼、無相變或部分發生相變的鋼等。
6. 按用途可分為：
建筑及工程用鋼、結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼、專業用鋼。如橋梁用鋼（Q）、鍋爐用鋼（g）、容器用鋼（R）、焊條用鋼（H）等。
我國的“鋼分類”國家標準（GB／T13304－9P）是參照國際標準（ISO4948／1，ISO4948／2）制定的。
第一部分，按化學成分類；
第二部分，按主要質量等級、主要性能及使用特性分類。
化工常用非金屬材料
材料依其化學特征，一般分為無機材料和有機材料兩大類。
01無機非金屬材料
傳統的無機非金屬材料主要指陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等四類，因這四類材料的化學組成均為硅酸鹽類，故亦稱為硅酸鹽材料，又因其中陶瓷材料歷史悠久，應用最廣泛，也常稱為陶瓷材料。
從20世紀40年代起，隨著科學技術的發展，傳統硅酸鹽材料技術逐步發展成為新型無機非金屬材料科學與工程。
在這一領域中，研制工作活躍且處于整個材料科學與工程發展前沿，特別是先進陶瓷、非晶態材料、人工晶體及無機涂層等技術的研究。
無機非金屬材料一般均耐蝕、質脆、不耐溫度劇變，不能機械加工。
（1）化工陶瓷
陶瓷材料具有化學惰性、耐高溫、抗蠕變、耐磨損等良好性能，而且其機、電、聲、光、熱、磁、彈性以及它們之間的耦合性能越來越受到人們的重視。
廣義的陶瓷材料包含傳統陶瓷、無機涂層材料（搪瓷）、非晶態材料（玻璃）等陶瓷材料除在氫氟酸和強堿中外，一般均耐蝕。
在化學工業中主要用于氯氣和鹽酸工業。陶瓷磚、板等材料可用于設備襯里；陶瓷還可以用做耐酸、堿腐蝕，耐高溫、耐磨或隔熱（如氧化鋯）涂層材料以達到使設備增效或延壽的目的。
（2）化工搪瓷
搪瓷是將瓷釉涂搪在金屬底材上，經高溫燒結而成的。應用較多的有耐酸搪瓷（以鋼板或鑄鐵為底材，又稱搪玻璃）、微晶搪瓷（以鋼、不銹鋼或耐熱合金板為底材）、遠紅外輻射搪瓷和高溫搪瓷（以不銹鋼或耐熱合金板為底材）。
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