PTA装置常用材料相关知识讲座

1、PTA装置常用材料知识讲座一、工程常用材料总体分类一、工程常用材料总体分类 在机械、工程等工业领域中，采用的材料种类及品种繁多、涉及范围及其广泛。其分类如下： 二、金属材料性能二、金属材料性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 材料的使用性能包括: 1、物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等） 2、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性）； 3、力学性能（机械性能） 4、工艺性能：材料适应冷、热加工方法的能力。 1、化学性能 化学性能指金属材料与周围介质扫

2、触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。l 耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。l 抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 2、机械性能（力学性能） 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。l强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。l屈服点（s）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L，时应力值，单位用牛顿/毫米2（N/mm2）表示。l抗拉强度（b）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米2（N/mm2）表示。l 延伸率（）：材料在拉伸断裂后，总

3、伸长与原始标距长度的百分比。l断面收缩率（）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。l硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布 氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）l冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/厘米2（J/cm2）. 3、工艺性能 工艺性能指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。l铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；l偏析指化学成分不均性。l焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，

4、接口处能满足使用目的的特性。l顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。l冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度（外角）或弯心直径d 对材料厚度a 的比l值表示，a 愈大或d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。l冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。l锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 主要指碳的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的钢。有时也称为普碳钢或碳素钢。碳钢也叫碳素钢，指含炭量Wc小于2.11%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫

5、、磷等元素。 分类：（1）按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类，碳素结构钢又分为工程构建钢和机器制造结构钢两种；（2）按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢；（3）按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（TZ）；（4）按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC 0.25%）,中碳钢（WC0.25%0.6%）和高碳钢（WC0.6%）；（5）按钢的质量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。三、PTA装置常用金属材料1、碳钢普通碳素结构钢：如Q235优质碳素结构钢：如20#钢，45#钢碳

6、素工具钢：T7，T10铸钢： ZG200-400我司常用碳钢材料种类2、合金钢、合金钢 合金钢是指钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外，还含有其他合金元素（如铬、镍、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌、锆和其他元素等），有的还含有某些非金属元素（如硼、氮等）的钢。按用途分类：l合金结构钢：主要包括低合金高强度结构钢（Q345），合金渗碳钢、合金调质钢、滚动轴承钢等；l合金工具钢：用于制作各种刃具、模具和量具；l特殊性能钢：用于制造在特殊工作条件下或特殊环境（如腐蚀介质、高温等）下工作，具有特殊物理、化学性能要求的机械零件的钢材；包括：不锈钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢等；不锈钢不锈钢l马氏体不锈钢：如

7、1Cr13、3Cr13、7Cr17等，含碳量较高，具有较 高的强度、硬度和耐磨性，但是耐腐蚀性较差；l铁素体不锈钢：耐腐蚀性和抗氧化性能好，力学性能差；PTA装置用得较少；l奥氏体不锈钢：l双相钢：所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下，Cr含量在18%28%，Ni含量在3%10%。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。SS304SS304LSS316LSS317L2205我司常用不锈钢材料我司常用其他合金材料HAC276TI金属牌号组成特

8、 点主要用途30418Cr-8Ni作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性，耐热性，低温强度和机械特性。冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196800）家庭用品（1、2类餐具、厨柜，室内管线，热水器、锅炉、浴缸）、汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品）、医疗器具、建材、化学，食品工业、农业、船舶部件304L18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304钢相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀。在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，一般在400以下使用（无磁性，使用温度-196800应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤碳、石油产

9、业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件31618Cr-12Ni-2.5Mo应添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用。加工硬化性优（无磁性）海水里用设备、化学、染料、造纸。草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母316L18Cr-12Ni-2.5Mo低碳作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。316钢铁用途中，对抗晶界腐蚀怕有特别要求的产品317L00Cr19Ni13Mo3冷轧产品外观光泽度好,与316L比较,其耐点腐蚀和应力腐蚀开裂性能更好,具有更高的延展性、耐压强度及耐高温性能

10、,具有良好的焊接性能，通常焊后不需要进行退火处理化学反应器、罐，核电站热交换器管，海洋工业设备,石油化工储藏罐部件等要求耐腐蚀要求高的化学设备等TI 有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出很好的耐蚀性。有耐海水腐蚀之王之称。高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫等元素发生剧烈反应。钛一般不发生孔蚀；除在几种个别介质（如发烟硝酸、甲醇溶液）中，也不发生晶间腐蚀；钛的应力腐蚀破裂敏感性小，具有抗腐蚀疲劳的性能，耐缝隙腐蚀性能良好名 称优 点适 用 温 度 或 压 力缺 陷PVC有 较 好 的 耐 溶 剂 性 和 化 学 稳 定性 ,耐 石 油 、 汽 油 、 丙 烷 、 丁

11、 烷等 烷 烃 类 的 腐 蚀 和 溶 解 ， 对 一 般无 机 酸 、 有 机 酸 、 碱 类 和 醇 类 均耐 蚀 ； 有 很 好 的 加 工 性 能 ， 可 机加 工 、 热 成 型 和 焊 接 。推 荐 使 用 温 度 小于 60度氯 代 烷 烃 、 酮 类 、 醚 类 、芳 烃 类 等 溶 剂 对 其 有 很 大的 溶 胀 性 ， 强 氧 化 剂 可 和其 起 作 用 。PP具 有 优 良 的 耐 化 学 药 品 性 ， 对 于有 机 酸 、 碱 或 盐 类 溶 液 （ 氧 化 性除 外 ） 几 乎 温 度 高 到 100度 而 无破 坏 ； 有 很 好 的 加 工 性 能 ， 可

12、机加 工 、 热 成 型 、 焊 接 和 消 除 应 力退 火 处 理 。推 荐 使 用 温 度 小于 120度低 温 性 能 较 差 ， 弹 性 模 量不 到 PVC的 一 半 ， 抗 冲 击 强度 不 高 。 对 于 发 烟 硫 酸 、浓 硝 酸 和 氯 磺 酸 等 强 氧 化性 酸 ， 即 使 在 室 温 下 也 不能 使 用 。玻 璃 钢 管道以 玻 璃 纤 维 及 其 制 品 为 增 强 材料 ， 以 合 成 树 脂 为 粘 结 剂 ， 经 过一 定 的 成 型 工 艺 制 作 而 成 。 集 中了 玻 璃 纤 维 和 合 成 树 脂 的 优 点 ，具 有 轻 质 、 高 强 、 耐

13、 温 、 耐 腐 蚀、 电 绝 缘 、 隔 热 等 优 点温 度 -30-120度 ；常 温 下 压 力 可 大3.0MPA机 械 性 能 较 差 ， 无 法 机 加工氟 塑 料具 有 高 度 的 化 学 稳 定 性 和 耐 高 低温 性 能 ， 除 熔 融 碱 金 属 、 三 氟 化氯 及 气 态 氟 外 ， 能 耐 任 何 强 腐 蚀性 化 学 介 质 ； 一 般 和 碳 钢 管 制 作成 内 衬 四 氟 管 使 用温 度 范 围 -195度250度无 流 动 性 ， 不 能 用 模 压 、注 射 等 方 法 加 工 成 型 四、材料腐蚀 腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。 金属和

14、合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物作用。例如应力腐蚀破裂就是应力和化学物质共同作用的结果。单纯物理作用的破坏，如合金在液态金属中的物理溶解，也属于腐蚀范畴，但这类破坏实例不多。单纯的机械破坏，如金属被切削、研磨，不属于腐蚀范畴非金属的破坏一般是由于化学或物理作用引起，如氧化、溶解、溶胀等。1、金属腐蚀的分类2、金属腐蚀的形态 1、金属腐蚀的分类 均匀（全面）腐蚀根据腐蚀的形态分为 局部腐蚀 化学腐蚀 根据腐蚀的作用原理分 电化学腐蚀其中局部腐蚀包括： 孔蚀 缝隙腐蚀 晶间腐蚀 应力腐蚀破裂 腐蚀疲劳 氢腐蚀破裂 选择腐蚀 磨损腐蚀， 脱层腐蚀等 2、

15、金属腐蚀的形态l孔蚀 l缝隙腐蚀l晶间腐蚀 l应力腐蚀破裂 l腐蚀疲劳 l氢腐蚀破裂 l选择腐蚀 l磨损腐蚀l脱层腐蚀 孔蚀孔蚀 孔蚀是一种高度局部的腐蚀形态。孔有大有小，多数情况下比较小，一般孔表面直径等于或小于它的深度，也有些情况为碟形浅孔。小而深的孔可能使金属板穿透，引起物料流失、火灾、爆炸等事故。它是破坏性和隐患最大的腐蚀形态之一。 孔蚀通常发生在表面有钝化膜或有保护膜的金属，如不锈钢、钛、铝合金等。由于金属表面存在缺陷（露头的螺位错，非金属夹杂物等）和液体内存在能破坏钝化膜的活性离子（如CI、Br），钝化膜在局部被破坏，微小的膜破口处的金属成为阳极，其电流高度集中，破口周围广大面积的

16、膜成为阴极，因此腐蚀迅速向内发展，形成蚀孔。 当孔蚀形成不久，孔内的氧很快耗尽，因此只有阳极反应在孔内进行，很快就积累了带正电的金属离子。为了保持电中性，带负电的CI从外部溶液扩散到孔内，由于金属（Fe、Cr）氯化物的水解产生了盐酸： MCIH2OMOHHCI 孔内pH 下降，变为酸性，盐酸使更多的金属溶解，又有更多的CI迁入孔内，形成自催化加速的腐蚀。邻接蚀孔的表面由于产生阴极氧还原反应而不受腐蚀，亦即获得了阴极保护。 蚀孔形成以后，是否继续深入发展直至穿孔，由于影响因素复杂，现在还不能精确预测，一般地说，如孔少，腐蚀电流集中，深入发展的可能性大；如孔多，就较浅，危险性也较小。 晶间腐蚀晶间

17、腐蚀 腐蚀从表面沿晶粒边界向内发展，外表没有腐蚀迹象，但晶界沉积疏松的腐蚀产物。由金相显微镜可看到晶界呈现网状腐蚀。严重的晶间腐蚀可使金属失去强度和延展性，在正常载荷下碎裂。 晶间腐蚀是晶界在一定条件下产生了化学和组成上的变化，耐蚀性降低所致，这种变化通常是由于热处理或冷加工引起的。以奥氏体不锈钢为例，含铬量须大于11%才有良好耐蚀性。当焊接时，焊缝两侧23mm 处可被加热到400910，在这个温度（敏化温度）下晶界的铬和碳易化合形成Cr3C6，Cr 从固溶体中沉淀出来，晶粒内部的Cr 扩散到晶界很慢，晶界就成了贫铬区，铬量可降到远低于11%的下限，在适合的腐蚀溶液中就形成“碳化铬晶粒（阴极）

18、-喷铬区（阳极）”电池，使晶界贫铬区腐蚀。 奥氏体不锈钢晶间腐蚀在工业中较常见，危害也最大。防止方法有：“固溶淬火”处理：将已产生贫铬区的钢加热到1100左右，使碳化铬溶解，水淬，迅速通过敏化温度区，使合金保持含Cr 的均一态。钢中加入少量更易生成碳化物的元素钛或铌。碳含量降低到0.03%以下，从晶界沉淀的铬量就很少。各类管道材料耐腐蚀的顺序u不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序1、奥氏体不锈钢： 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9（304）0Cr18Ni11Ti（321）00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti（316）00Cr17Ni14Mo2（316L）00Cr19Ni13Mo3（317L） 00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L00Cr27Ni31Mo4Cu 2、 铁素体不锈钢： 0Cr13（410S）0Cr13Al（405）00Cr12Ti（409L）00Cr17（430LX） 00Cr18Mo2 00Cr26Mo1 00Cr30Mo2 3、双相不锈钢： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）00Cr25Ni7Mo4N（