-第一章材料课件

1.碳钢与铸铁在化学成分和材料性能上的区别水工艺设备基础主要任务课程的基本要求必读：《水工艺设备基础》黄庭林编，建工版学时：24学分：1.5主要任务1.使学生系统掌握与水工艺设备的制造、设计、运行管理、常用材料等有关的基本知识；2.了解常用水工艺设备的基本结构、工作原理和工艺性能；3.使学生初步具备水工艺设备开发、设计、选型、运行管理的素质和能力。水工艺设备基础基础知识篇水工艺设备篇基础知识篇

第一章水工艺设备常用材料第二章材料设备的腐蚀与防护第三章水工艺设备理论基础第一章水工艺设备常用材料设计人员应正确合理地选用材料主要内容：1.水处理工程常用的材料种类；2.材料的特性及使用场合；§1－1材料的主要性能水工艺中常用的材料有，金属材料和非金属材料一、力学性能二、物理性能三、化学性能四、加工工艺性能一、力学性能力学性能，指衡量材料抵抗外力导致的变形或不被破坏的能力。力学性能指标：1.弹性模量：2.刚度：3.塑性4.强度5.硬度6.韧性1.弹性模量材料在弹性限度内，应力和应变成正比的比例系数。温度升高，弹性模量会降低。3.塑性定义：指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。常用指标：1）延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。2）断面收缩率（ψ）：衡量金属材料塑性大小指标，其值越大，表示材料的塑性越好。工程上：δ≥5%的材料称为塑性材料，如常温静载的低碳钢、铝、铜等；δ≤5%的材料称为脆性材料，如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。低碳钢的延伸率20-30%，灰铸铁1%，所以，低碳钢的塑性比铸铁好。4.强度定义：指材料抵抗外力作用时发生塑性变形和断裂的特性。指标:1）屈服点（σs）、屈服强度工程技术上，要求构件在弹性状态下工作，不允许发生塑性变形，常以开始塑性变形的屈服点为设计计算依据。2）抗拉强度（σbσb）屈强比（σs/σb）屈强比屈强比——钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值屈强比低表示材料的塑性较好；屈强比高表示材料的抗变形能力较强，不易发生塑性变形。屈强比越小，结构零件的可靠性越高；一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。机器零件-------屈强比高，节约材料，减轻重量锅炉压力容器-------------不要求太高屈强比

6、韧性韧性——材料的断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力。与脆性相反，材料在断裂前有较大形变、断裂时断面常呈现外延形变，此形变不能立即恢复，其应力-形变关系成非线性、消耗的断裂能很大的材料。

通常以冲击强度的大小、晶状断面率来衡量。

韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。

二、物理性能密度、熔点、导电性、导热性、磁性、膨胀系数等。1、衡量材料的导热能力指标导热系数——w/(m·℃)传热系数——w/(m2·℃)换热器应选用导热系数大的材料；保温材料应选用导热系数小的材料2、膨胀系数材料在温度变化1℃时单位长度伸缩变化值。选择设备衬里材料时，衬里与基体材料的膨胀系数差异过大，受热后因热膨胀而松动或破坏。三、化学性能钢中化学成分及作用材料组成及化学成分影响材料的性能耐腐蚀性：不同介质中，金属材料的耐腐蚀性不同。（参见p9，表1.1，1.2）如，蒙耐尔合金可用于氯化物，海水，碱等介质中作防腐材料。蒙耐尔合金不适用于强氧酸，如硝酸及亚硝酸。

哈氏合金C：是最通用的耐腐蚀合金之一，对强氧化性的盐溶液如氯化铁、氯化铜耐腐蚀性很好，适用于多种腐蚀性物质混合的介质。316及316LSST2不锈钢，是常用的耐腐蚀性材料抗氧化性碳钢用于400℃以下使用；高于该温度其抗氧化腐蚀能力差；加入Cr,Al,Si合金元素的耐热钢，增强抗蚀性。四、加工工艺性能指标：铸造性：灰铸铁流动性好，适于铸造。可锻性：焊接性切削加工性热处理：合金钢热处理性能好强度愈高的钢，切削加工性、可锻性、焊接性、冲压性性能较低。热处理钢的热处理指将钢在固态范围内加热到一定温度后，保温一段时间，再以一定速度冷却的工艺过程。钢的常用热处理方法包括：退火——炉冷，作用：消除内应力，降低硬度，提高塑性，易于加工正火——空气冷作用：与退火相似，由于冷却快，硬度强度比退火高；淬火——油或水冷，急剧冷却作用：提高硬度和强度，但韧性低，内应力大，材料易开裂变形回火——调质渗碳——化学热处理使钢表面强化的手段。回火回火——将淬火的材料重新加热，保温一段时间后，再置于空气或油中冷却的过程。作用：可以消除淬火产生的内应力；使材料获得综合力学性能。回火方式低温回火——150-250度，消除应力，有很高硬度和耐磨性中温回火——350-500度，消除应力，可得到高弹性；高温回火——500-650度，又称调质处理，可获得较高强度，较好塑性和韧性，具有良好的综合力学性能。只有中碳钢或中碳合金钢才可进行调质处理，该钢又称调质钢。思考题：1、碳钢、铸铁的化学成分与材料性能有何区别？2、普通钢与优质钢区别？3、不锈钢与碳素钢区别？4、碳钢与合金钢的区别？5、指出下列金属材料的牌号名称和符号含义，各属于哪类金属材料？16MnR，Q235A、20号钢、20R、0Cr19Ni9、9Cr17、HT200，QT400-15一、金属材料的分类金属材料主要分两大类:黑金属——碳钢和铸铁机械设备中主要是碳钢和铸铁有色金属——铜、锌、锡等水处理中常用的种类——碳钢和铸铁、合金钢、有色金属材料碳钢分类——一般按含碳量、用途、质量和冶炼方法分类按含碳量可分为：低碳钢(C<0.25％)，中碳钢(0.25％<C<0.6％)，高碳钢(C>0.6％)；按钢的用途：碳素结构钢和碳素工具钢；按钢的质量可分为：普通碳素钢(S≤0.055％，P≤0.45％)，优质碳素钢(S、P≤0.04％)高级优质碳素钢(s≤0．030％，P≤0．035％)；按冶炼方法可分为：沸腾钢和镇静钢、半镇静钢。

铸铁分类——根据碳在铸铁中存在的形式不同分为：灰口铸铁——绝大部分碳以片状石墨形式存在；断口呈灰色；抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\底座等

白口铸铁——绝大部分碳以渗碳体形式存在于铸铁中；断口呈白色耐磨损，有良好的塑性和韧性

可锻铸铁——由白口铸铁经石墨化退火制成，其中碳以团絮状石墨形式存在；球墨铸铁——灰口铸铁在浇注前经球化处理，碳以球状或团状石墨存在。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,但比灰铸铁要差)的工件二.碳素钢与铸铁钢和铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

铁碳合金的基本组织碳钢的性能及牌号——牌号参见《钢铁产品牌号表示方法》GB221-2000

碳素钢碳素结构钢（Q235）优质碳素钢（45钢，35Mn）碳素工具钢（T12）专用低合金高强度结构钢易切削结构钢

铸铁灰铸铁（HT）球墨铸铁（QT）二.碳素钢与铸铁钢和铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

碳钢和铸铁就是铁碳合金，含碳低于2．11％的铁碳合金称为钢，含碳高于2．11％的合金称为铸铁。在碳钢和铸铁中除碳之外，还含有硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等一些杂质，这些杂质是在冶炼过程中由生铁、脱氧剂和燃料等带入的。这些杂质对钢铁性能产生影响。铁碳合金的基本组织纯铁有三种同素异构状态：α-Fe：912℃以下为体心立方晶体结构：称α-Fe；γ-Fe：912～1394℃为面心立方晶体结构，称γ-Fe；δ-Fe：1394～1538℃(熔点)，又呈体心立方，称δ-Fe铁碳合金的基本组织铁素体(F)

奥氏体(A)

渗碳体(Fe3C)

珠光体(P)

莱氏体(Ld)

铁碳合金的基本组织碳在铁中存在溶解、化合、混合的多种组织，其性能显著不同。1.铁素体碳溶解于α-Fe中的间隙固溶体，称铁素体（F）特点：C＜0.008%，强度和硬度低；塑性和韧性高；2.奥氏体碳溶解于γ-Fe中的间隙固溶体，称奥氏体（A）特点：含碳量高于铁素体，强度和硬度较高；塑性好；3.渗碳体碳和铁以化合物碳化铁Fe3C存在，称渗碳体（C）特点：C＞6.67%，硬度高，又脆又硬。C＜2%，组织结构是在铁素体中散布渗碳体，形成碳素钢；C＞2.7%，部分C以游离石墨出现，形成铸铁；铸铁抗拉强度和塑性比钢低。4.珠光体珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，（P）性能介于它们二者之间，强度较高，同时保持着良好的塑性和韧性。5.莱氏体奥氏体与渗碳体的机械混合物称为莱氏体，

(Ld)

莱氏体的机械性能和渗碳体相似，硬度很高，塑性很差。碳素结构钢特点：产品能保证其标定的力学性能，不能保证化学成分，不能进行热处理加工。用途：用于受力不大，承受静载荷为主设备与零件。如，普通容器，阀门，螺栓，螺母等。牌号表示：Q235-A-F（屈服点235MPa碳素结构钢，A级，沸腾钢）Q195，Q215，Q235，Q255，Q275屈服点数字愈大，钢的强度越高。 F沸腾钢，未标是镇静钢 碳素结构钢低碳钢由于含碳量低，强度、硬度不高，塑性好，所以应用非常广泛。焊接常用的低碳钢有Q235、20号钢、20g和20R等

中碳钢含碳量比低碳钢高，强度较高，焊接性较差。常用的有35、45、55号钢。

高碳钢由于含碳量高，焊接性能很差。

优质碳素钢特点：含S，P杂质少（<0.040％），性能优于碳素钢，可以进行热处理。用途：受力较大，受变载荷和冲击载荷作用的零件。类型与牌号：按含碳量分，低碳钢，中碳钢，高碳钢按含锰量分，锰钢和高锰钢钢的分类——

按钢中碳含量碳钢：低碳钢（c＜0.25％）含碳量低，强度低，硬度不高，塑性好，适于冲压，焊接加工。所以应用非常广泛。焊接常用的低碳钢有Q235、20号钢、20g和20R等

中碳钢（c＝0.25－0.6％）中碳钢含碳量比低碳钢高，强度较高，焊接性较差，综合机械性能好，用途广，制造重要零件。常用的有35、45、55号钢。高碳钢（c＞0.6％,＜1.35%）含碳量高，焊接性能很差，具有高强度和弹性，用于制造弹簧、钢丝等。碳含量高，钢的强度高，但塑性低。给排水常用低碳优质碳素钢，10，15，20，25钢的分类——按含锰量分正常含锰钢——编号：45钢——含碳量0.45％08钢——含碳量0.08％高锰钢：15Mn，35Mn含锰量较高的钢，须将锰元素标出，如平均碳含量为0.50％，锰含量为0.7％～1.0％的钢，其钢号为“50锰”或“50Mn”。

给排水常用低碳优质碳素钢，10，15，20，25碳素工具钢特点：含碳量较高，经热处理后具有高强度、高硬度、韧性好，耐磨、耐冲击。用途：制造中、小型工具。编号：T12A表示平均含碳量为1.2%高级碳素钢专用低合金高强度结构钢一般采用代表屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值(单位为MPa)，并在尾部加按产品用途的拼音第一个字母表示。专用钢牌号压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢牌号表示为“Q420q”等。易切削结构钢牌号用规定的符号和阿拉伯数字表示。即以“易”的汉语拼音首位字母“Y”打头，其后用两位阿拉伯数字表示碳含量的万分数。具体牌号有：Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca共9个牌号铸铁特点：脆性材料，含碳量2.5-4%，含杂质高，抗拉强度、塑性、韧性较差；耐磨性好，成本低。常用种类：灰铸铁：碳元素以片状存在与铁的基体中特点：抗压强度高，切削性能好，但不能承受冲击载荷；用途：用于制造承受压力零件，如底座、机架、铸铁管件。牌号：HT200——灰铸铁，抗拉强度200MPa灰铸铁管及管件不能用于城镇供水。球墨铸铁：碳元素以球状石墨存在与铁的基体中除弹性和韧性较低外，力学性能与钢相类似。牌号：QT400-15——抗拉强度400MPa，伸长率15%球墨铸铁管DN300-1400mm是城市供水系统首选管材。三、合金钢在碳素钢中加入合金元素（Si,Mn,Cu,Ti,Cr,V），即为合金钢。合金钢的特性：合金钢种类：给排水中常用的合金钢合金钢的特性综合力学性能好；可以进行热处理；高温条件的工作性能及一些特殊理化性能比碳素钢优越。合金钢种类低合金钢（合金元素＜5％）中合金钢（合金元素5％－10％）高合金钢（合金元素＞10％）给排水中常用的合金钢普通低合金钢容器钢要求按照国标GB6654-1986压力容器用碳素钢国家标准执行不锈耐酸钢普通低合金钢普通低合金钢指在低碳钢中加入少量合金元素（Si,Mn,Cu,Ti,Cr,V）低碳钢可以保持良好的塑性；合金元素可以提高钢材的强度，改善材料的耐腐蚀和低温性能。合金钢的牌号：含碳数字2位数，表示万分之几，含碳数字1位数，表示千分之几。1Cr13，含碳0.1%含合金元素小于1.5%不表示12CrNi3钢——表示，碳的平均含量0.12%，铬低于1.5%，镍含3%常用的普通低合金高强度钢有16Mn、16MnR、15MnVN等。不锈耐酸钢指能抵抗酸和其他腐蚀性介质的钢不锈钢可分为：铬不锈钢不锈钢的含铬量为13%，如，1Cr13不锈钢中碳含量越少，铬含量多，则耐腐蚀能力强耐腐蚀——海水、淡水、弱酸、蒸汽铬镍不锈钢含碳低，该钢经热处理后，具有高强度，好的塑性韧性，耐腐蚀性好；1Cr18Ni9；18-8型高铬镍不锈钢用途：制造容器、贮槽、阀门超级铁素体不锈钢当碳含量小于0．03％时，在钢号前标以“00”，如“00Cr19Ni10”钢；当碳含量小于0．08％时，则在钢号前冠以“0”，如“0Cr19Ni9”钢等。

0Cr——C+N＞0.03%为常规铁素体不锈钢00Cr——C+N≤0.03%为超低碳铁素体不锈钢000Cr——C+N≤0.02%为高纯铁素体不锈钢；0000Cr——C+N≤0.01%为超纯铁素体不锈钢钢的分类按质量划分——普通钢：S≤0.055％P≤0.045％优质钢:S≤0.040％P≤0.040％高级优质钢:S≤0.030％P≤0.035％钢的分类按用途划分——结构钢工具钢特殊性能钢2、钢的编号钢的编号可反映出钢的成分和性能1）普通碳素钢——方法：字母－数字并列系统——Q275——Q235－A·F——屈服强度235MPa的A级沸腾钢ABCD表示钢材等级，A最低，D最高F沸腾钢，未标是镇静钢钢的编号2）优质碳素结构钢——S、P含量小于0.040％编号方法：用2位数字表示钢中碳平均含量是万分之几。编号：45钢——含碳量0.45％08钢——含碳量0.08％15Mn3）碳素工具钢——编号：T8——含碳量0.8％20g”即为平均碳含量为0．20％的锅炉用钢“20R”即为平均碳含量为0．20％的压力容器用钢。钢的编号4）合金结构钢——编号方法：2位数字＋元素符号＋数字数字2、3、4，表示1.5％、2.5％、3.5％编号：12CrNi3钢——含碳量0.12％，含Cr量小于1.5％，含Ni3％钢号后加A代表高级优质合金结构钢5）合金工具钢——编号方法同合金结构钢四、有色金属材料定义：除钢铁以外的金属称有色金属常见种类：铜、铝、铅、镍及其合金特点：具有良好的耐腐蚀性和耐低温性用途：制造容器设备和零部件1.铜及合金纯铜——普通紫铜特点：塑性好，导电、导热性能高。用途：深冷设备，高压设备的垫片。常用种类牌号：T1、T2,T3,T4铜合金——黄铜——铜与锌的合金青铜——铜与锡、铝、硅的合金。黄铜黄铜（ZCuZn38）:指铜与锌的合金Z铸造黄铜，含锌38%，含铜62%特点：具有一定强度，耐腐蚀性高，铸造性能好。用途：常用于制造管件、散热器、垫片H80,H68塑性好，用于冲压成容器。H，黄铜，含铜80%青铜指铜与锡、铝、硅的合金。普通青铜锡青铜——耐蚀性和耐磨性高，耐酸性差用途：制造耐磨擦，耐磨损零件。如，泵壳、轴瓦、阀门等常用牌号有QSn4-3，QSn4.4-2.5，QSn7-O.2，ZQSn10，ZQSn5-2-5，ZQSN6-6-3等。

特殊青铜铝青铜——耐蚀性比黄铜锡青铜更好用于制造在蒸汽和海水条件下工作的耐磨损零件。硅青铜——耐蚀性、耐磨性好牌号QSi3.5-3-1.5硅青铜

铸造铜合金编号：ZCu2.铝及合金纯铝：特点：在许多介质中具有耐腐蚀性，但铝在含卤素离子溶液中不耐腐蚀，用于制造热交换器、冷凝器、泵、阀、管（L2，L3，L4）铝合金：铝与铜、镁、锌、锰、硅的合金防锈铝合金（LF），耐腐性能高，代替不锈钢；铸造铝合金：（ZL）制造阀门、泵、离心机。3.其它合金钛及钛合金纯钛：质量轻，强度高；钝化膜稳定，耐蚀性强。钛合金：机械性能与耐蚀性比纯钛高——常用耐蚀钛合金有Ti-Pd合金，Ti-Mo合金钛合金的腐蚀形态——氢脆、应力腐蚀破裂镍及其合金：蒙乃尔合金——镍铜合金，具有良好的力学性能和机械性能，水工艺中应用较多。哈氏合金——Ni-Mo合金，耐盐酸腐蚀,因考尔合金——Ni-Cr合金，抗氧化，耐腐蚀铅及其合金：铅有毒，不常用五、耐蚀金属材料1、炭钢和普通金属的耐蚀性2、耐蚀合金铸铁3、耐蚀低合金钢4、不锈钢5、有色金属及合金1、炭钢和普通铸铁的耐蚀性碳钢的耐蚀性较差在干燥气体、有机溶剂中具有耐蚀性在低浓度碱溶液及浓硫酸、浓氢氟酸中具有耐蚀性2、耐蚀合金铸铁铸铁中加入合金元素（Si、Cr、Al）提高铸铁的耐蚀性五、耐蚀金属材料3、耐蚀低合金钢：加入＜3％的合金元素耐大气腐蚀钢种铜系、磷钒系、磷稀土系、磷铌稀土系钢16MnCu耐海水腐蚀钢种10CrMoAl、09CuWSn、08PV钢耐硫化氢腐蚀钢种耐高温硫化氢腐蚀钢种：12AlV、12MoAlV五、耐蚀金属材料4、不锈钢：铬镍含量高的合金钢不锈钢：耐大气腐蚀耐酸钢：耐酸、耐其他腐蚀性介质马氏体不锈钢：在氧化性介质、有机酸中具有耐蚀性。例，1Cr13铁素体不锈钢：抗高温氧化、耐硝酸腐蚀。例，1Cr17奥氏体不锈钢：耐酸碱腐蚀、无磁性、易于加工。例，

1Cr18Ni9在铬镍不锈钢中加钛（≯0.8％）增强不锈钢耐热性§1－3非金属材料一、无机非金属材料二、有机非金属材料三、复合材料一、无机非金属材料1.种类：2.陶瓷材料的性能3.耐蚀无机非金属材料及其性能1.种类：传统陶瓷玻璃玻璃陶瓷特种陶瓷金属陶瓷搪瓷水泥给排水工程中常用种类水泥压力管

石棉水泥管(ACP)现已不推广使用

自应力管(SSCP)容易出现二次膨胀及横向断裂

在小城镇及农村用于中小口径管道

预应力管(PCP)

一阶段管、国外称“逊他布管”

三阶段管、预应力钢筒砼管

水箱的搪瓷衬里预应力钢筒砼管(PCCP)，产品有两个类型——内衬式管及埋置式管

内衬式管：采用离心工艺成型，口径偏小(DN≤1200mm)，埋置式管：采用立式振动工艺成型，口径偏大(DN≥1200mm)。

适用于大中口径管道此种管材的管径范围是DN400～4000mm，最大可达DN7600mm。此种管材抗渗压力很高，工作压力通常为1.5～3.0MPa，可达5.0MPa。供水管大于1400mm采用PCCP管2.陶瓷材料的性能陶瓷性能的主要特点：不可燃烧性高耐热性高化学稳定性不老化性高硬度抗压性好陶瓷的主要缺点：脆性大、抗拉、抗弯性能差、对温度剧变的抵抗力低3.耐蚀无机非金属材料及其性能无机非金属材料成分是硅酸盐材料无机非金属材料耐蚀性能取决于SiO2和其它金属氧化物的含量SiO2

＞60％耐酸腐蚀，但不耐碱腐蚀。硅酸盐中ZrO2和TiO2含量高，能耐酸碱腐蚀。1、陶瓷及耐蚀性能耐酸陶瓷——化工陶瓷优点：耐酸缺点：不耐碱，脆性，抗拉强度低，温度骤变易碎裂。用途：制作耐酸容器、塔器、泵、阀门、管道等氮化硅陶瓷——工程陶瓷、高强度陶瓷优点：耐酸碱、耐磨、耐温度急变性好、抗氧化性强用途：制作机械密封环、球阀等耐蚀耐磨耐高温的部件碳化硅陶瓷——耐火材料，耐磨2、玻璃及耐蚀性能优点：耐酸、抗氧化性强、光滑透明、缺点：质脆、易碎、不耐温度急变用途：制作容器、管道、阀门、金属管道内衬常见防腐玻璃：石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、低碱无硼玻璃3、化工搪瓷及耐蚀性特点：耐普通无机酸、弱碱、有机酸、盐类等4、石墨及耐蚀性天然石墨：耐蚀性差人造石墨：空隙多，腐蚀液易渗漏不透性石墨：用浸渍剂或粘结剂浸渍人造石墨耐蚀性强。种类有酚醛树脂浸渍石墨、呋喃树脂浸渍石墨用途：制造热交换器、塔、管道、管件等二、有机非金属材料1.工程塑料2.橡胶3.涂料1.工程塑料主要原料：高分子合成树脂，加入少量添加剂添加剂作用：改善材料性能填料：提高塑料的力学性能；增塑剂：降低材料的硬度和脆性，增强可塑性；稳定剂：延缓塑料的老化；固化剂：加快塑料的固化速度，提高机械强度；润滑剂、着色剂、阻燃剂1.工程塑料工程塑料的性能：优点：质轻、耐蚀性好，有一定机械强度，价格低。缺点：强度低、耐热性差、易老化常用的工程塑料种类：硬聚氯乙烯塑料（PVC）聚乙烯塑料（PE）聚丙烯管（PP）ABS塑料耐酸酚醛塑料（PF）聚四氟乙烯塑料(F-4)玻璃钢（FRP）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）丙烯酸共聚聚氯乙烯管（AGR）常用的工程塑料及性能一览表（p33表1-6）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）又称有机玻璃特点：材质透明抗稀酸、稀碱；易溶于有机溶剂；导热性差，不耐热易于加工用途：水处理工艺中小型试验设备ABS塑料由丙烯晴（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）合成特点：具有硬、韧、刚混合特性，综合机械性能好等优点。用途：制造容器、贮槽内衬、贮液箱、水箱硬聚乙烯塑料优点：良好的耐腐蚀性，一定机械强度，焊接性能好。缺点：耐热性能差。用途：制造塔、贮槽、容器、管件、阀门。UPVC管材不能用于饮用水管道设计室内外给水管道限制使用含铅盐稳定剂制造的PVC塑料管材

聚乙烯塑料优点：具有优良的电绝缘性、防水性、化学稳定性。用途：制造管件、泵、阀。PE管材HDPE：高密度聚乙烯缠绕增强管耐酸酚醛塑料（PE）优点：良好的耐腐蚀性和耐热性；能耐多种酸、盐和有机溶剂的腐蚀。聚四氟乙烯塑料（F-4）优点：耐腐蚀性非常好，称塑料之王。用途：制造耐腐蚀和耐高温的密封元件，管道。玻璃钢（FRP）优点：强度高，耐腐蚀，良好的工艺性。用途：制造塔、贮槽、容器、泵、阀、管道。常用工程塑料及性能（p33）表1.6名称符号名称符号名称符号聚乙烯PE环氧塑料EP有机玻璃PMMA聚氯乙稀PVC聚丙烯PPABS塑料ABS聚苯乙烯PS聚酰胺PA聚甲醛POM聚碳酸酯PC国内当前应用量较大的塑料管道有：聚氯乙烯（PVC-U）管聚化聚乙烯（C-PVC）管聚乙烯（PE）管耐热聚乙烯（PE-RT）管交联聚乙烯（PE-X）管共聚聚丙烯（PP-R、PP-B）管铝塑复合（PAP）管玻璃钢夹沙（GRP）管聚丁烯（PB）管钢塑复合（SP）管ABS工程（ABS）管单双壁波纹管、环型肋管、缠绕管等等2.橡胶天然橡胶特点：软橡胶——耐蚀性、抗渗性较差硬橡胶——耐蚀性、耐热性、机械强度较好不耐强氧化性酸和芳香族化合物的腐蚀用途：软橡胶用于设备的衬里，硬橡胶制造设备、合成橡胶原料：石油、煤、天然气、增塑剂、填料、硬化剂特点：氯丁、丁睛橡胶对油、汽油的耐蚀性好丁基橡胶不透气性和耐氧化性好硅橡胶具有耐热性氟橡胶具有优良的耐高温、耐油耐酸碱、耐氧化剂、3.涂料涂料是一种高分子胶体的混合物溶液，涂在物体表面，固化成薄涂层，保护物体防止腐蚀用途：涂刷设备、管道的外表面，设备内壁的防腐蚀涂层。种类：防锈漆、底漆、大漆、酚醛树脂漆、环氧树脂漆等。三、复合材料复合材料：是由两种或两种以上的金属或非金属材料复合而成的一种新型材料。基体相——起粘结剂作用增强相——提高强度或韧性作用三、复合材料1.纤维复合材料的种类2.复合材料的性能特点3.复合材料的应用1.纤维复合材料的种类1）玻璃纤维复合材料——玻璃钢用玻璃钢纤维作增强剂的塑料用途：耐蚀耐压容器、管道、配件等2）碳纤维复合材料——碳纤维作增强材料3）硼纤维复合材料——4）金属纤维复合材料——2.复合材料的性能特点优点：比强度、比刚度高抗疲劳性能好减振能力强高温性能好断裂安全性高减摩性、耐蚀性、工艺性能好缺点：横向拉伸强度和层间剪切强度不高，伸长率低，冲击韧性低，成本高。3.复合材料的应用钢塑复合管(SP)、铝塑复合管(PAP)内筋嵌入式衬塑钢管钢衬不锈钢双层金属管钢丝网骨架塑料复合管FRP/PVC玻璃钢聚氯乙烯复合管水工艺设备常用材料选择原则设备设计人员应正确合理地选用材料选用材料基本要求：1）满足力学性能要求——具有一定强度、连接性能、加工性能好2）安全性——材料无毒、对水质无污染；耐腐蚀，化学性质稳定3）经济性——维修、管理方便，经济等方面因素常用给水管材和排水管材的种类（查资料）管材类别金属管材

(1)钢管(SP)

(2)铸铁管(CIP)

(3)有色金属管包括铜管、铝管(适用于小口径管道)非金属管材

(1)水泥压力管石棉水泥管(ACP)现已不推广使用；自应力管(SSCP)在小城镇及农村用于中小口径管道预应力管(PCP)(2)塑料管热塑性塑料管热固性塑料管(GRP)

热塑性塑料管硬聚氯乙烯管(UPVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)适用于中小口径管道；聚乙烯夹铝复合管(PAP)、孔网钢带塑料复合管(PSSCP)、交联聚乙烯管(PEX)、改性聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、尼龙管(PA)适用于小口径管道；工程塑料管(ABS)主要适用于水厂投加氯及净水剂的管道，目前也有中口径管道产品。

热固性塑料管(GRP)GRP管又称玻璃纤维增强树脂塑料管或玻璃钢管。玻璃钢管或加砂的玻璃钢管用途：GRP管在大口径工业用水管道上、排污管道及源水管道上有较大的适用前景。小结第一章水工艺设备常用材料§1－1材料的主要性能（四个方面）§1－2金属材料碳钢和铸铁、合金钢、有色金属材料的特性和编号；材料中化学成分与材料性能关系；耐蚀金属材料种类§1－3非金属材料各种常用塑料管材的名称及应用§1－4水工艺设备常用材料选择原则思考题1.说明以下几种材料的名称及数字的含义：Q215，45钢，T12A，HT200，12CrNi3钢，1Cr13UPVC，PE，PP，PAP，2.金属材料的基本性能包括哪些内容？3.给排水工程设备常用的合金钢有哪些？4.设计给排水工程设备选择材料时，需考虑什么因素？5.目前饮用水管道为什么不准使用UPVC管道、镀锌管、灰铸铁管？6.灰铸铁管与球墨铸铁管有何区别？碳钢与铸铁的区别7.钢中化学成分及主要作用？8.常用给水管材和排水管材的种类ThankYou!

UPVC给水管，按照国标GB/T10002.1-1996进行检测，其中包括哪些检测指标？铝塑复合管目前市场上出现铝塑复合管有三种：PE／AL／PE；第一种是内外层为聚乙烯第一种一般用于冷水管道系统PE／AL／XPE；第二种是内层为交联聚乙烯，外层为聚乙烯，XPE／AL／XPE：第三种是内外层均为交联聚乙烯，中部层均为铝层。后两种一般用于热水管。

（1.3）交联聚乙烯管(PEX)

预应力钢筒砼管PCCP——Prestressedconcretecylinderpipe

硬聚氯乙烯管UPVC——Unplasticizedpolyvinylchloridepipe

聚乙烯管PE——Polyethylenepipe

孔网钢带塑料复合管PSSCP——Perforatedsteelstripcompositepiastic

聚乙烯夹铝复合管PAP——PE-Al-PEpipe

聚丙烯管PP——Polypropylenepipe

聚丁烯管PB——polybutylenepipe

工程塑料管ABS——Acrylonitrile-ButadieneStyrenepipe

玻璃钢管GRP——Glassreinfocedplastics灰铸铁和球墨铸铁的区别和应用场合灰铸铁组织里的石墨是以片状存在,球墨铸铁组织里的石墨是以球状存在的.

组织上的差别导致它们的性能也有巨大差异:灰铸铁强度\塑性低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好.主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\底座等.球墨铸铁:球形石墨对基体的割裂作用降到最低,应力集中作用最小,故其强度很高,可以和中碳钢蓖美,可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性.常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,但比灰铸铁要差)的工件,比如内燃机曲轴\连杆等之类的零件.球墨铸铁一般还可以经过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度(片状石墨的影响).

灰铸铁HT200HT灰铸铁200ø