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1、二在设计设备结构时要力求合理，尽量减少应力集中和积存腐蚀介质；三在加工制造设备时，要注意消除残余应力. 1.4 腐蚀疲劳 腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。这种由于腐蚀介质而引起的抗腐蚀疲劳性能的降低，称为腐蚀疲劳。疲劳破坏的应力值低于屈服点，在一定的临界循环应力值（疲劳极限或称疲劳寿命）以上时，才会发生疲劳破坏。而腐蚀疲劳却可能在很低的应力条件下就发生破断，因而它是很危险的. 影响材料腐蚀疲劳的因素主要有应力交变速度、介质温度、介质成分、材料尺寸、加工和热处理等。增加载荷循环速度、降低介质的PH值或升高介质的温度，都会使腐蚀疲劳强度下降。材料表面的损伤或较低的粗糙度所产生的应

2、力集中，会使疲劳极限下降，从而也会降低疲劳强度. 1.5 晶间腐蚀 晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中，沿着材料的晶粒间界受到腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。受这种腐蚀的设备或零件，有时从外表看仍是完好光亮，但由于晶粒之间的结合力被破坏，材料几乎丧失了强度，严重者会失去金属声音，轻轻敲击便成为粉末. 据统计，在石油、化工设备腐蚀失效事故中，晶间腐蚀约占4%9%，主要发生在用轧材焊接的容器及热交换器上. 一般认为，晶界合金元素的贫化是产生晶间腐蚀的主要原因。通过提高材料的纯度，去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量稳定化元素（钛、铌），以控制晶界上析出的碳化物及采用适当的

3、热处理制度和适当的加工工艺，可防止晶间腐蚀的产生. 1.6 均匀腐蚀 均匀腐蚀是指在与环境接触的整个金属表面上几乎以相同速度进行的腐蚀。在应用耐蚀材料时，应以抗均匀腐蚀作为主要的耐蚀性能依据，在特殊情况下才考虑某些抗局部腐蚀的性能. 1.7 磨损腐蚀（冲蚀） 由磨损和腐蚀联合作用而产生的材料破坏过程叫磨损腐蚀。磨损腐蚀可发生在高速流动的流体管道及载有悬浮摩擦颗粒流体的泵、管道等处。有的过流部件，如高压减压阀中的阀瓣（头）和阀座、离心泵的叶轮、风机中的叶片等，在这些部位腐蚀介质的相对流动速度很高，使钝化型耐蚀金属材料表面的钝化膜，因受到过分的机械冲刷作用而不易恢复，腐蚀率会明显加剧，如果腐蚀介质

4、中存在着固相颗粒，会大大加剧磨损腐蚀. 1.8 氢脆 金属材料特别是钛材一旦吸氢，就会析出脆性氢化物，使机械强度劣化。在腐蚀介质中，金属因腐蚀反应析出的氢及制造过程中吸收的氢，是金属中氢的主要来源。金属的表面状态对吸氢有明显的影响，研究表明，钛材的研磨表面吸氢量最多，其次为原始表面，而真空退火和酸洗表面最难吸氢。钛材在大气中氧化处理能有效防止吸氢.2.泵阀常用耐蚀材料序号 牌 号 代 号 适 用 介 质1 1Cr18Ni9（Ti） 304、18-8、B 有机酸、低温低浓度各种酸碱盐 2 00Cr18Ni9 304L 有机酸、低温低浓度各种酸碱盐，抗晶间腐蚀3 0Cr18Ni12Mo2（Ti）

5、316、M 稀硫酸、磷酸、有机酸，耐蚀性比304好400Cr18Ni12Mo2Ti 316L稀硫酸、磷酸、有机酸，耐蚀性比304好，抗晶间腐蚀5 0Cr20Ni25Mo5Cu2 904有机酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低温稀硫酸和盐酸600Cr20Ni25Mo5Cu2904L有机酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低温稀硫酸和盐酸，抗晶间腐蚀70Cr30Ni42Mo3Cu2 804（因可合金） 高温高浓度烧碱和盐及高温40%50%硫酸80Cr20Ni42Mo3Cu2 824（因可合金）90Cr24Ni20Mo2Cu3 K合金 60各种浓度的硫酸100Cr26Ni5Mo2Cu3CD-4MCu 稀硫酸、磷酸（可

6、时效硬化耐磨）1100Cr25Ni6Mo2 MM-4 硝酸磷肥专用钢 120Cr18Ni5Mo5 NH55 海水130Cr21Ni32Mo2Cu3 20号合金 稀硫酸（t130，浓度40%左右）14 00Cr10Ni20Mo1.5Si6Cu SS920 浓硫酸（t130，浓度93%98%）150Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Ni941全浓度常温硫酸，特别适用100以下中等浓度（50%左右）硫酸160Cr30Ni6Mo2Mn1.5 PD合金稀硫酸（浓度1%1.5%，温度80）170Cr27Ni31Mo4.5Cu2 28号合金（ZS28） 盐酸料浆180Cr13Ni7Si4 S-05钢 中浓中

7、温硫酸190Cr17Ni17Si5 S-05钢（日本） 高浓高温硫酸2000Cr14Ni14Si4C4 全浓度硝酸，特别适用浓硝酸，是目前浓硝酸用钢综合性能最好的铸材2100Ni65Cu28Fe2.5Mn1.5 蒙耐尔合金 非氧化性介质，氢氟酸、氢氧化钠溶液，高温烧碱等220Ni60Mo22Fe20 哈氏合金A 硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、蚁酸等230Ni65Mo28Fe5V 哈氏合金B 240Ni60Mo18Fe8Cr17Cu2.5Mn 哈氏合金C 冷硝酸、次氯酸、氢氟酸等25 STNiCr202 镍铸铁 高温高浓度烧碱26STSi15高硅耐蚀铸铁（G） 硝酸、铬酸、硫酸等（不含HCl） 27

8、ZGCr28 高铬铸铁（E） 浓硝酸28 TA2工业纯钛 氧化性腐蚀介质29 TiAl6V4 TC430 TiMo32 钛32钼合金氧化性及还原性腐蚀介质等31TiPd0.2 钛钯合金 氧化性腐蚀介质，抗缝隙腐蚀能力强，对还原性酸有一定的耐蚀能力32TiMo0.3Ni0.8钛钼镍合金与TiPd0.2相近，价格较TiPd0.2低33TiTa5钛钽合金 热浓硝酸及合成树脂等强腐蚀介质常见金属材料的力学性能名称、代号、单位和涵义指标单位涵义说明名称符号弹性指标弹性模量EN/mm2金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比例关系时（符合虎克定理），这个比例系数就称为弹性模量，根据应力

9、，应变的性质通常又分为：弹性模量和切变模量，弹性模量的大小，相当于引起物体单位变形时所需应力之大小，是衡量材料刚度的指标，弹性模量愈大，刚度也愈大。切变G极限e这是表示金属最大弹性的指标，即在弹性变形阶段，试样不产生塑性变形时所能承受的最大应力强度性能指标抗拉强度b指外力是拉力时的强度极限，它是衡量金属材料强度的主要性能指标抗弯bb或w指外力是弯曲力时的强度极限抗压bc或y指外力是压力时的强度极限，压缩试验主要适用于低塑性材料，如铸铁、塑料等抗剪强度指外力是剪切力时的强度极限抗扭b指外力是扭转力时的强度极限屈服点s金属承受载荷时，当载荷不再增加，但金属本身的变形却继续增加的现象称为屈服，产生屈

10、服现象时的应力叫屈服点屈服0.2金属发生屈服现象时，为便于测量，通常按其产生永久残余变形量等于试样原长0.2%时的应力，作为屈服强度持久/h指金属在一定的高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力，一般所指的持久强度，是指在一定温度下，试样经十万小时后的破断强度蠕变金属在高温环境下，即使所受应力小于屈服点，也会随着时间的增长而缓慢地产生永久变形，这种现象叫做蠕变，在一定的温度下经一定的时间，金属的蠕变速度仍不超过规定的数值，此时所能承受的最大应力，称为蠕变极限M7W硬度性能指标T2布氏硬度HBW用淬硬小钢球或硬质合金球压入金属表面，以其压痕面积除加压在钢球上的载荷，所得之商，即为金属的布氏硬度数

11、值。使用钢球测定硬度 450HBS；使用硬质合金球测定硬度450HBW洛氏硬度C级HRC无量钢（M4用1471N载荷，将顶角为120的圆锥形金刚石的压头，压入金属表面，取其压痕的深度来计算硬度的大小，即为金属的HRC硬度，HRC用来测量HB=230700的金属材料，主要用于测定淬火钢及较硬的金属材料A级HRA3y3Dd！s指用588.4N载荷和顶角为120的圆锥形金刚石的压头所测定出来的硬度，一般用来测定硬度很高或硬而薄的金属材料，如碳化物、硬质合金或表面处理过的零件B级HRB汽轮指用980.7N载荷和直径为1.59mm（即1/16in）的淬硬钢球所测得的硬度。主要用于测定HB=60230这一

12、类较软的金属材料，如退火钢、铜、铝等维氏硬度HVpumplinx-T4Q%用49.03980.7N以内的载荷，将顶角为136的金刚石四方角锥体压头压入金属的表面，以其压痕面积除载荷所得之商，即为维氏硬度值，HV只适用于测定很薄（0.30.5mm）的金属材料，或厚度为0.030.05mm的零件表面硬化层的硬度，测定的数值比较准确1肖氏HSCHSDH（回跳高度）利用一定重量（2.5g）的钢球或金刚石球，自一定的高度（一般为254mm）落下撞击金属后，球又回跳到某一高度h，此高度为肖氏硬度值，其优点是在金属表面上不留下伤痕，缺点是测定值不够准确塑性指标汽轮机技术伸长率L0=5dL0=10d510%金

13、属受外力作用被拉断以后，在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数，称为伸长率。根据试样长度的不同，通常用符号5或10来表示；5是试样标距长度为其直径5倍时的伸长率，10是试样标距长度为其直径10倍时的伸长率断面收缩率金属受外力作用被拉断以后，其横截面的缩小量与原来横截面积相比的百分数，称为断面收缩率。、的数值愈高，表明这种材料的塑性愈好，易于进行压力加工韧性指标循环硫化床冲击韧度JaKUaKV汽轮机kJ/m2冲击韧度是评定金属材料于动载荷下承受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值作为标准的。试验结果，以冲断试样上所消耗的功与断口处横截面积之比值大小来衡量。由于aK值的大小不

14、仅取决于材料本身，还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而aK值只是一个相对指标冲击吸收功AKU AKVJ疲劳性能指标疲劳4K3e1-1n金属材料在交变负荷的作用下，经过无限次应力循环而不致引起断裂的最大循环应力，称为疲劳极限。-1表示光滑试样的对称弯曲疲劳极限，-1n表示缺口试样的对称弯曲疲劳极限泵阀按我国国家标准，一般钢铁材料采用107循环次数而不断裂的最大应力来确定其疲劳极限，对于有色金属材料，则规定应力循环次数在108或更多周次，才能确定其疲劳极限断裂韧度性能指标平面应变断裂韧度K1cN/mm1.5断裂韧度是衡量金属材料在裂纹存在的情况下抵抗脆性开裂能力的指标，它是现代断裂

15、力学在分析高强度材料使用过程中，发生一系列技术事故的基础上而提出的一个新的重要的力学性能指标。根据材料的断裂韧度和用无损探伤方法确定的内部缺陷存在的情况，可以预知零件在工作过程中有无脆性断裂的危险，从而采取合金化与热处理等措施，以满足使用性能的要求。断裂韧度是强度和塑性的综合指标，它是在裂纹试样上测得的，主要适用于高强度材料或服役条件有可能促使零件脆断的场合的普通强度材料。对一般机械零件，当断面尺寸不是太大，破坏形式主要是韧性断裂时，仍可沿用传统的五大力学性能指标，无须提出断裂韧度的指标钢铁材料中主要元素及其对组织和性能的影响1元素符号对组织的影响对性能的影响Al缩小相区，形成相圈；在铁及铁中

16、的最大溶解度分别为36%及0.6%，不形成碳化物，但与氮及氧亲和力极强主要用来脱氧和细化晶粒。在渗碳钢中促使形成坚硬耐蚀的渗碳层。含量高时，赋予钢高温抗氧化及耐氧化性介质、H2S气体的腐蚀作用。固溶强化作用大。在耐热合金中，与镍形成相（Ni3Al），从而提高其热强性。有促使石墨化倾向，对淬透性影响不显著As缩小相区，形成相圈，作用与磷相似，在钢中偏析严重含量不超过0.2%时，对钢的一般力学性能影响不大，但增加回火脆性敏感性B缩小相区，但因形成Fe2B，不形成相圈。在铁及铁中的最大溶解度分别为0.008%及0.02%微量硼在晶界上阻抑铁素体晶核的形成，从而延长奥氏体的孕育期，提高钢的淬透性。但随

17、钢中碳含量的增加，此种作用逐渐减弱以至完全消失C扩大相区，但因渗碳体的形成，不能无限固溶。在铁及铁中的最大溶解度分别为0.02%及2.1%随含量的增加，提高钢的硬度和强度，但降低其塑性和韧性Co无限固溶于铁，在铁中的溶解度为76%。非碳化物形成元素有固溶强化作用，赋予钢红硬性，改善钢的高温性能和抗氧化及耐蚀的能力，为超硬高速钢及高温合金的重要合金化元素。提高钢的MS点，降低钢的淬透性Cr缩小相区，形成相圈，在铁中无限固溶，在铁中的最大溶解度为12.5%，中等碳化物形成元素，随铬含量的增加，可形成（Fe，Cr）3C，（Cr，Fe）7C3，（Cr，Fe）23C6等碳化物增加钢的淬透性并有二次硬化作

18、用，提高高碳钢的耐磨性。含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用，并增加钢的热强性。为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金化元素。含量高时，易发生和475脆性Cu扩大相区，但不无限固溶；在铁及铁中的最大溶解度分别约2%或8.5%。在724及700时，在铁中的溶解度剧降至0.68%及0.52%当含量超过0.75%时，经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。含量低时，其作用与镍相似，但较弱。含量较高时，对热变形加工不利，如超过0.30%，在氧化气氛中加热，由于选择性氧化作用，在表面将形成一富铜层，在高温熔化并侵蚀钢表面层的晶粒边界，在热变形加工时导致高温铜脆现象。如钢中同时含有超过

19、铜含量1/3的镍，则可避免此种铜脆的发生，如用于铸钢件则无上述弊病。在低碳低合金钢中，特别与磷同时存在时，可提高钢的抗大气腐蚀性能。Cu2%3%在奥氏体不锈钢中可提高其对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性H扩大相区，在奥氏体中的溶解度远大于在铁素体中的溶解度；而在铁素体中的溶解度也随温度的下降而剧减氢易使钢产生白点等不允许有的缺陷，也是导致焊缝热影响区中发生冷裂的重要因素。因此，应采取一切可能的措施降低钢中的氢含量Mn扩大相区，形成无限固溶体。对铁素体及奥氏体均有较强的固溶强化作用。为弱碳化物形成元素，进入渗碳体替代部分铁原子，形成合金渗碳体与硫形成熔点较高的MnS，可防止因Fe

20、S而导致的热脆现象。降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其机械性能，为低合金钢的重要合金化元素之一，并为无镍及少镍奥氏体钢的主要奥氏体化元素。提高钢的淬透性的作用强，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向Mo缩小相区，形成相圈，在铁及铁中的最大溶解度分别约4%及37.5%。强碳化物形成元素阻抑奥氏体到珠光体转变的能力最强，从而提高钢的淬透性，并为贝氏体高强度钢的重要合金化元素之一。含量约0.5%时，能降低或抑止其他合金元素导致的回火脆性。在较高回火温度下，形成弥漫分布的特殊碳化物，有二次硬化作用。提高钢的热强性和蠕变强度，含Mo2%3%能增加耐蚀钢抗有机酸及还原性介质

21、腐蚀的能力N扩大相区，但由于形成氮化铁而不能无限固溶；在铁及铁中的最大溶解度分别约0.1%及2.8%。不形成碳化物，氮与钢中其他合金元素形成氮化物，如TiN，VN，AlN等有固溶强化和提高淬透性的作用，但均不太显著。由于氮化物在晶界上析出，提高晶界高温强度，从而增加钢的蠕变强度。在奥氏体钢中，可以取代一部分镍。与钢中其他元素化合，有沉淀硬化作用；对钢抗腐蚀性能的影响不显著，但钢表面渗氮后，不仅增加其硬度和耐磨性能，也显著改善其抗蚀性。在低碳钢中，残余氮会导致时效脆性Nb缩小相区，但由于拉氏相NbFe2的形成而不形成相圈；在铁及铁中的最大溶解度分别约为1.8%及2.0%。强碳化物及氮化物形成元素

22、部分元素进入固溶体，固溶强化作用很强。固溶于奥氏体时，显著提高钢的淬透性；但以碳化物及氧化物微细颗粒形态存在时，却细化晶粒并降低钢的淬透性。增加钢的回火稳定性，有二次硬化作用。微量铌可以在不影响钢的塑性或韧性的情况下，提高钢的强度。由于细化晶粒的作用，提高钢的冲击韧性并降低其脆性转折温度。当含量大于碳含量的8倍时，几乎可以固定钢中所有的碳，使钢具有很好的抗氢性能；在奥氏体钢中，可以防止氧化介质对钢的晶间腐蚀。由于固定钢中的碳和沉淀硬化作用，可以提高热强钢的高温性能，如蠕变强度等Ni扩大相区，形成无限固溶体，在铁中的最大溶解度约10%。不形成碳化物固溶强化及提高淬透性的作用中等。细化铁素体晶粒，

23、在强度相同的条件下，提高钢的塑性和韧性，特别是低温韧性。为主要奥氏体形成元素并改善钢的耐蚀性能。与铬、钼等联合使用，提高钢的热强性和耐蚀性，为热强钢及奥氏体不锈耐酸钢的主要合金元素之一O 缩小相区，但由于氧化铁的形成，不形成相圈；在铁及铁中的最大溶解度分别约为0.03%及0.003% 固溶于钢中的数量极少，所以对钢性能的影响并不显著。超过溶解度部分的氧以各种夹杂的形式存在，对钢塑性及韧性不利P 缩小相区，形成相圈；在铁及铁中的最大溶解度分别为2.8%及0.25%。不形成碳化物，但含量高时易形成Fe3P固溶强化及冷作硬化作用极强；与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能。与硫锰联合使用，增加钢的被切削性。在钢中偏析严重。增加钢的回火脆性及冷脆敏感性Pb基本上不溶于钢中含量在0.2%左右并以极微小的颗粒存在时，能在不显著影响其他性能的前提下，改善钢的被切削性RE包括元素周期表B族中镧系元素及钇和钪，共17个元素。它们都缩小相区，除镧外，都由于中间化合物的形成而不形成相圈；它们在铁中的溶解度都很低，如铈和钕的溶解度都不超过0.5%。它们在钢中，半数以上进入碳化物中，小部分进入夹杂物中，其余部分存在于固溶体中。它们和氧、硫、磷、氮、氢的亲和力很强，和砷、锑、铅、铋、锡等也都能形成