化工设备材料
化工厂材料采购清单
化工厂材料采购清单一、原材料1、化工原料各类基础化学品，如酸（盐酸、硫酸、硝酸等）、碱（氢氧化钠、氢氧化钾等）、醇（甲醇、乙醇等）。
有机化合物，如苯、甲苯、二甲苯等芳烃类化合物，以及乙烯、丙烯等烯烃类化合物。
无机化合物，如氯化钠、碳酸钠、碳酸钙等。
2、气体工业气体，如氧气、氮气、氩气等，用于反应过程中的气体保护、吹扫等。
特殊气体，如氢气、氯气、氨气等，用于特定的化学反应。
3、石油产品原油、燃料油等，作为能源供应。
二、助剂1、催化剂用于加速化学反应的进程，如铂、钯等贵金属催化剂，以及各类金属氧化物催化剂。
2、溶剂常用的有机溶剂，如丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷等，用于溶解反应物或产物。
3、添加剂如抗氧化剂、稳定剂、消泡剂等，用于改善产品性能和延长保质期。
三、设备及零部件1、反应设备反应釜，包括不锈钢反应釜、搪玻璃反应釜等，不同材质适应不同的反应条件。
换热器，如板式换热器、管式换热器等，用于控制反应温度。
2、分离设备离心机，用于固液分离。
蒸馏塔，用于液体混合物的分离。
3、输送设备泵，包括离心泵、柱塞泵等，用于液体输送。
压缩机，用于气体输送。
4、储罐原料储罐、成品储罐等，材质有不锈钢、碳钢等。
5、阀门截止阀、球阀、蝶阀等，用于控制物料的流动。
6、管道及管件各种材质和规格的管道，以及弯头、三通、法兰等管件。
7、仪表温度传感器、压力传感器、流量传感器等，用于监测生产过程中的参数。
控制仪表，如调节阀、控制器等，用于实现自动化控制。
8、电气设备电机、变压器、开关柜等，为设备运行提供电力支持。
四、劳保用品1、个人防护装备安全帽、防护眼镜、防护面罩、耳塞等，保护员工头部、眼部、耳部等部位。
防护服、手套、安全鞋等，防止化学物质对身体的伤害。
2、消防器材灭火器、消防栓、消防水带等，用于火灾预防和扑救。
五、包装材料1、桶塑料桶、铁桶等，用于液体产品的包装。
2、袋编织袋、纸袋等，用于固体产品的包装。
六、其他材料1、实验室用品化学试剂、实验仪器等，用于产品质量检测和研发。
化工设备常用材料
8
磷（P） 来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
有益作用
少量能溶入铁素体（F）中 ，使强度、硬度显著提高 。
有害影响
引起钢的塑性和韧性急剧下 降，尤其在低温时脆性更大 ，这种现象称为冷脆性。含 量﹤0.045％
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硫（S） 来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低熔点（985℃） 共晶体 分布在晶界上，使得对钢进行热加工时 容易脆化开裂，这种现象称为热脆性。含量＜ 0.05％
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氢（H） 来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
造成氢脆、白点等缺陷
11
杂质元素总结
Mn Si
PSH
元素有益与有害是相对的：硅锰虽有益，但也 不是多多益善；硫磷虽有害，但炼铁过程中又 不可避免其存在，因此应严格控制其含量。
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牌号
普通碳素钢
屈服极限代号Q 屈服极限数值（MPa）（强度指标） 质量等级符号（A、B、C、D） 脱氧方法（F、b、Z、TZ）
三、化工设备常用材料
1
黑色金属（钢、铸铁）
碳素钢
合金钢
有色金属（铜、铝、铅及其合 金等）
2
1.碳素钢
碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合 金。它是指在冶炼时没有特意加入合 金元素，且含碳量小于2.11％的铁碳 合金。
3
按含碳 量
碳素钢的分类
按质量按用途ຫໍສະໝຸດ 按脱氧 程度4（1）按钢的质量分类
S≤0.050% P≤0.045%
弹簧
板簧
弹簧垫圈
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（3）按冶炼时的脱氧程度不同分类
脱氧程度不完全的钢F 沸腾钢
脱氧程度最 彻底的钢TZ
特殊 镇静钢
碳素钢 半 镇静钢
化工设备材料及其选择
化工设备材料及其选择引言在化工领域，选择合适的设备材料至关重要。
化工设备材料的选择决定了设备的性能、耐用性以及安全性。
本文将介绍一些常见的化工设备材料，并说明如何选择适合的材料。
常见化工设备材料不锈钢不锈钢是一种常见的化工设备材料，由于其耐腐蚀性、机械强度和耐高温等特性，被广泛应用于化工工业中。
常见的不锈钢包括304不锈钢和316不锈钢。
选择合适的不锈钢取决于化学介质的性质以及操作条件。
聚合物聚合物材料在化工设备中也有广泛的应用。
聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和聚四氟乙烯（PTFE）是常见的聚合物材料。
选择聚合物材料时需要考虑介质的腐蚀性、温度和压力等因素。
玻璃钢玻璃钢由玻璃纤维和树脂构成，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
它在化工领域中用于制造贮罐、管道和反应器等设备。
玻璃钢设备的选择主要考虑介质的腐蚀性和工艺要求。
陶瓷陶瓷材料在化工设备中常用于耐腐蚀和高温场景。
氧化铝陶瓷和碳化硅陶瓷是常见的选择。
陶瓷具有优异的耐腐蚀性和高温稳定性，但也比较脆弱，需要谨慎处理和使用。
化工设备材料的选择原则选择合适的化工设备材料需要考虑多个因素，包括介质的性质、操作条件、预算和可用性等。
介质性质首先要了解介质的腐蚀性、温度和压力等特性。
根据介质的性质选择合适的耐腐蚀材料，以确保设备在长期使用过程中不受到腐蚀的侵害。
操作条件操作条件也是选择化工设备材料的重要因素。
例如，如果设备需要承受高温条件，则需要选择具有良好耐高温性能的材料。
同时，还需考虑操作的压力和振动等因素。
预算和可用性预算和可用性也是选择化工设备材料时需要考虑的因素。
一些高性能材料价格昂贵，因此需要权衡其性能和成本之间的关系。
同时，要确保所选择的材料能够得到供应，以确保设备的维修和更换。
材料选择的案例研究以下是一个化工设备材料选择的案例研究。
某化工企业需要制造一套耐腐蚀的反应器。
介质为酸性溶液，温度在150°C到200°C之间，压力在10MPa到15MPa之间。
化工设备材料及其选择概述
化工设备材料及其选择概述引言化工设备在化工工艺中起着至关重要的作用，而化工设备材料的选择对化工工艺的运行和产品质量都有着重要影响。
本文将介绍化工设备材料的选取原则和一些常用的化工设备材料，以及对不同工艺条件下的推荐使用。
化工设备材料的选取原则在选择化工设备材料时，需考虑以下几个原则：耐腐蚀性化工工艺中常涉及到腐蚀性介质的处理，因此化工设备材料首先要具备较高的耐腐蚀性。
一般来说，金属材料中不锈钢的耐腐蚀性较好，可以耐受多种酸、碱、盐的侵蚀。
此外，还有一些耐腐蚀性较好的合金材料可选择，如镍钛合金、钽等。
强度和刚性化工设备在工艺中承受着各种力和压力，因此需要具备足够的强度和刚性来确保设备的安全和可靠运行。
常用的金属材料如不锈钢、铝合金都有较高的强度和刚性，可以满足大部分化工设备的要求。
密封性对于需要处理液态或气体的化工设备，密封性是一个非常重要的考虑因素。
一般来说，塑料材料比金属材料具有更好的密封性能，可用于制作管道、阀门等。
但在一些工艺条件较为苛刻的情况下，金属密封件如不锈钢密封件更适合使用。
导电性和绝缘性在一些特殊的化工工艺中，需要考虑电导率和绝缘性。
金属材料具有良好的导电性，适用于需要传导电流的设备。
而对于需要绝缘的设备，塑料材料则更适合使用。
常用的化工设备材料下面是一些常用的化工设备材料及其特点：不锈钢不锈钢是一种耐腐蚀性较好的金属材料，具有较高的强度和刚性。
不同的不锈钢材料具有耐不同介质的特点，如304不锈钢能耐酸碱性介质，316不锈钢能耐盐水等。
不锈钢广泛用于储罐、管道、反应釜等化工设备。
玻璃钢玻璃钢是一种复合材料，由玻璃纤维和树脂组成。
它具有良好的耐腐蚀性、绝缘性和强度。
玻璃钢常用于制作储罐、管道、风扇叶片等设备。
同时，玻璃钢具有较好的耐温性能，在高温环境下依然可以保持稳定性。
塑料塑料材料具有良好的耐腐蚀性、绝缘性和密封性。
常见的塑料材料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。
它们被广泛应用于制作管道、阀门、泵等设备。
化工设备常用材料PPT课件
2、淬火和回火
加热至淬火温度(临界点以上30℃～50℃)， 并保温一段时间，后投入淬火剂中冷却。
淬火后得到的组织是马氏体。增加硬度、强 度和耐磨性。
淬火剂：空气、油、水、盐水，冷却能力递增。 碳钢在水和盐水中淬火，合金钢在油中淬火。
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回火是淬火后进行的一种较低温度的加热 与冷却热处理工艺。
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三、化学性能
1、耐腐蚀性
金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗能力
2、抗氧化性
高温氧化，降低表面硬度和抗疲劳强度 选耐热材料
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四、加工工艺性能
1、可铸性：收缩与偏析 2、可锻性 3、焊接性 4、可切削加工性
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第二节 碳钢与铸铁
液相
符号 表示
F
A
Fe3C L
概念
性能
碳溶于α－Fe中 的间隙固溶体
碳溶于γ－Fe中 的间隙固溶体
具有良好的塑性和韧性， 但强度硬度不高
与溶碳量和晶粒大小有 关，硬度较低而塑性较 高，易于锻压成形
具有复杂晶格的 硬度很高而塑性和韧性
间隙化合物
几乎为零，脆性极大
基本组织： 单相组织： F、A、 Fe3C 莱氏体Ld：（A＋ Fe3C ）在共晶点上得到，塑性韧性很差，是硬而脆的组织 珠光202体3/1P2/：1 （ F＋ Fe3C ）在共析点上得到，具有良好的力学性能 22
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3、塑性
延伸率 δ
P
100%
L1 L
L 100%
断面收缩率 ψ A A1 100%
化工机械及设备资料
第四章 轴与轴承
轴的分类
①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩 ，是机械中最常见的轴，如各种减速器 中的轴等。②心轴，用来支承转动零件 只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转 动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不 转动，如支承滑轮的轴等。③传动轴， 主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起 重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动 轴等。
第二章 化工设备常用材料
洛氏硬度（HR）
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器 求得的硬度，用于硬度极高的材料（如 硬质合金等）。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm 淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较 低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器 求得的硬度，用于硬度很高的材料（如 淬火钢等）。
第三章 机械传动
机械传动
齿轮传动
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互 啮合传递动力和运动的机械传动。 具有结构紧凑、效率高、寿命长等 特点。
第三章 机械传动
常用连接件 螺纹连接件是机械中最常用的零件 之一
常用螺纹:普通螺纹（60度）、圆柱 管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹
螺纹连接的类型 螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连 接
①钢号开头的两位数字表示钢的碳 含量，以平均碳含量的万分之几表 示，如40Cr。
第二章 化工设备常用材料
②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外
，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜ 1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标 明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素 符号后亦可标以数字“1”，例如钢号 “12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.40.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。 当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、 ≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量， 可相应表示为2、3、4……等。例如 18Cr2Ni4WA。
化工设备材料
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其他领域的发展趋势
环保领域：随着 环保意识的提高， 化工设备材料在 环保领域的应用 将越来越广泛
生物医药领域： 化工设备材料在 生物医药领域的 应用将越来越重 要，如生物反应 器、生物制药等
电子信息领域： 随着电子信息产 业的快速发展， 化工设备材料在 电子信息领域的 应用将越来越广 泛
新能源领域：随着 新能源产业的快速 发展，化工设备材 料在新能源领域的 应用将越来越广泛， 如太阳能电池、燃 料电池等
复合材料的种类：金属复合材料、非金属复合材料、有机复合材料等 复合材料的特点：具有高强度、高韧性、耐腐蚀、耐高温等优良性能 复合材料的应用：广泛应用于化工、航天、汽车、建筑等领域
化工设备材料的 性能要求
耐腐蚀性
化学腐蚀：抵抗酸、碱、盐等化学 物质的腐蚀
物理腐蚀：抵抗高温、高压、冲击 等物理因素的腐蚀
耐磨性：抵抗磨损的能 力
导热性：传递热量的能 力
机械强度：抵抗外力破 坏的能力
环保性：对环境无污染 的能力
经济性
成本：选择价格低廉、性价比高的 材料
寿命：选择使用寿命长、耐用的材 料
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维护费用：考虑设备的维护和维修 费用
回收利用：考虑材料的回收利用价 值
安全性
化学稳定性：材料应具有良好的化学稳定性，不易被腐蚀或分解 耐高温性：材料应具有良好的耐高温性，能够承受高温工作环境 耐低温性：材料应具有良好的耐低温性，能够承受低温工作环境 抗冲击性：材料应具有良好的抗冲击性，能够承受机械冲击和振动 防火性：材料应具有良好的防火性，能够防止火灾的发生和蔓延 环保性：材料应具有良好的环保性，不会对环境造成污染和危害
化工设备的材料与选项
化工设备的材料与选项引言化工设备是化工生产中必不可少的工具，其材料的选择在设备的性能和可靠性上起着关键作用。
本文将探讨化工设备的材料选择及其相关选项，以帮助化工从业者在设计和购买设备时做出明智的决策。
1. 设备材料的选择因素在选择化工设备的材料时，需考虑以下因素：1.化学性质：化工设备常接触各种化学物质，因此材料应具有良好的耐腐蚀性能。
2.温度和压力：化工过程中常涉及高温高压环境，材料应具有足够的耐温和耐压性能。
3.物理性质：材料的密度、硬度、强度等物理性质会直接影响设备的使用寿命和安全性。
4.成本：材料的成本也是一个重要的考虑因素。
综合考虑以上因素，化工设备常采用以下几种材料：2. 常用的化工设备材料2.1 不锈钢不锈钢是目前最常用的化工设备材料之一。
其主要特点包括：•良好的耐腐蚀性：不锈钢具有较好的耐酸碱性能，在化工领域中广泛应用。
•良好的耐高温性：不锈钢能够在高温环境下保持其力学性能。
•强度高：不锈钢具有较高的强度和硬度。
不锈钢按成分和性能可分为多种类型（如Austenitic、Ferritic、Martensitic等），根据具体应用需求，选择合适的不锈钢材料。
2.2 碳钢碳钢是另一种常用的化工设备材料，其特点包括：•良好的强度和韧性：碳钢具有较高的强度和韧性，适用于承受高压力和冲击载荷的设备制造。
•较低的成本：与不锈钢相比，碳钢具有较低的成本，适用于经济考虑较为重要的应用场合。
•较差的耐腐蚀性：相比于不锈钢，碳钢的耐腐蚀性较差，需采取防腐措施，如涂层、防腐工艺等。
2.3 合金钢合金钢是由钢中添加一定比例的合金元素而形成的材料，其特点包括：•增强的耐腐蚀性能：合金钢能够抵抗更广泛的化学腐蚀，扩大了其应用范围。
•提高的强度和硬度：合金钢具有更好的强度和硬度，适用于高温、高压和冲击载荷较大的环境。
合金钢的成分可根据具体要求进行调整，以满足不同的化工设备应用需求。
2.4 聚合物材料聚合物材料，如聚乙烯、聚丙烯等，在化工设备中也有广泛应用。
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3、碳钢的基本组织
碳在铁中的存在形式有固溶体、化合物 和混合物三种。
固溶体：两种或两种以上的元素在固态 下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原来形 式的物体
这三种不同的存在形式，形成了不同的 碳钢组织。
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（1）铁素体
碳溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体。 a-Fe原子间隙小，溶碳能力低（室温下 0.006％），强度和硬度低，但塑性和韧性很 好。低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧的 性能。
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（2）奥氏体
碳溶解在g-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。 g-Fe原子间隙较大，碳的溶解度比a-Fe中大 得多，如在723℃时可溶解0.8％，在1147℃ 时可达最大值2.06％。
3、〈工程力学〉，朱熙然主编，上海交通大 学出版社
4、〈金属材料及热处理〉，史美堂主编，上 海科学技术出版社
5、〈金属工业学〉上册，范全福主编，高等 教育出版社
6、〈化工机械制造〉，第八章、第九章，姚
慧珠、郑海泉编，化学工业出版社
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第一篇 材料与焊接
第一章 化工设备材料 第一节 概 述
奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变时 产生的。由于奥氏体有较大的溶解度，故塑 性、韧性较好，且无磁性。
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（3）渗碳体
碳和铁形成一种化合物（Fe3C）称渗碳体。 熔点约1600℃，硬度高，塑性几乎等于零。 铁碳合金含碳量小于2％时，其组织是在铁素 体中散布着渗碳体，是碳素钢。 含碳量大于2％时，部分碳以石墨形式存在， 称铸铁。抗拉强度和塑性都比碳钢低。但铸铁具 有一定消震能力。
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3、塑性
延伸率δ
P
100%
L1 L 100% L
断面收缩率ψ A A1 100%
A
化工设备材料一般要求δ5=10%-20%
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4、冲击韧性
冲击韧度αk，使其破坏所消耗的功或吸收的 能除以试件的截面面积
低温容器所用钢板αk值不得低于30J/cm2
1、可铸性：收缩与偏析 2、可锻性 3、焊接性 4、可切削加工性
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第三节 碳钢与铸铁
“铁碳合金”：由95％以上铁和0.05％～4％ 碳及1％左右杂质元素所组成合金； 一般含碳量0.02％～2％称为钢； 大于2％称为铸铁； 当含碳量小于0.02％时称纯铁(工业纯铁)； 含碳量大于4.3％的铸铁极脆
根据物料与适宜工作条件选材 物料腐蚀性 压力与温度 蠕变、氢腐蚀、低温脆性等
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第二节 材料的性能
力学性能、物理性能、化学性能和加工性能等 一、力学性能
决定许用应力
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n
强度、硬度、弹性、塑性、韧性等
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1、强度 是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力
按所抵抗外作用形式可分为
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铸铁一般碳以石墨形式存在，有不同的组织形貌。
球墨铸铁强度最高；细片状石墨次之； 粗片状石墨最差。
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2、纯铁的同素异构转变
体心立方晶格的纯铁称a-Fe，面心立方晶 格的铁称为g-Fe。
a-Fe加热可变为g-Fe，反之高温下的g-Fe冷 却可变为a-Fe。
在固态下晶体构造随温度发生变化的现 象，称“同素异构转变”。
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（4）珠光体
铁素体与渗碳体的机械混合物。 力学性能介于铁素体和渗碳体之 间，即其强度、硬度比铁素体显著提 高；塑性、韧性比铁素体差，但比渗 碳体要好得多。
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（5）莱氏体
珠光体和初次渗碳体的共晶混合物。 具有较高的硬度，是一种较粗而硬的金 相组织，存在于白口铸铁、高碳钢中。
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一、铁碳合金的组织结构
1、金属的组织与结构
在金相显微镜下 看到的金属的晶 粒，简称组织
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电子显微镜观察到金属原子各种规则排列，称为金 属的晶体结构，简称结构；
不同温度下纯铁体心立方与面心立方晶格
体心立方晶格塑性比面心立方晶格的好， 而后者的强度高于前者。
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二、物理性能
密度、熔点、比热容、热导率、线膨 胀系数、导电性、磁性、弹性模量与泊 松比等。
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三、化学性能
1、耐腐蚀性 金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗能力 2、抗氧化性 高温氧化，降低表面硬度和抗疲劳强度 选耐热材料
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四、加工工艺性能
抵抗外力的静强度 抵抗冲击外力的冲击强度 抵抗交变外力的疲劳强度
按环境温度可分为
常温下抵抗外力的常温强度 高温下抵抗外力的高温强度 低温下抵抗外力的低温强度
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常温强度指标：
• 屈服强度σs和抗拉(压)强度σb (σy) • 屈强比σs/ σb适当 • 蠕变强度σn ：在高温时，材料抵抗发生缓慢
设备常用材料特性，掌握典型化工 设备的设计计算。
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二、主要内容及学时安排
• 第一篇 化工设备材料
6 学时
• 第二篇 化工容器设计
24 学时
• 第三篇 典型化工设备机械设计
14学时
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参考书目
1、〈理论力学〉上册，哈尔滨工业大学理论 力学教研室，高等教育出版社
2、〈材料力学〉上册，刘鸿文主编，高等教 育出版社
塑性变形的能力 • 持久强度σD ：在给定温度下，促使试样经
过一定时间发生断裂的应力 • 疲劳强度σ-1：σ-1,以106-107次不被破坏的应力
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2、硬度
• 局部抵抗能力 • 弹性、强度与塑性的综合性能指标 • 压入硬度：布氏硬度(HB)、洛氏硬度
(HRC、HRB)和维氏硬度(HV) 低碳钢 σb = 0.36 HB 高碳钢 σb = 0.34 HB 灰铸铁 σb = 0.1 HB
化工设备机械基础
现代化企业的雄姿
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现代化企业的雄姿
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现代化企业的雄姿
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பைடு நூலகம்
教材：
高等学校理工科规划教材 “化工设备机械基础”，刁玉玮
主编大连理工大学出版社
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绪言
一、目的和意义 • 合理设备可以简化流程，降低成本 • 设备的结构和材质 • 具备基本工程力学知识，了解化工