化工设备基础(2)

1,化工设备机械基础,授课课件,大连理工大学化工学院化机系王立业编2004.5,2,课程简介,请看化工装置,3,1.确定设计原则经济指标，生产可靠度，能力，材质，自动化程度，设备备用，进一步的发展，等。2.确定设计基础年操作时间，原材料，产品，消耗与回收，界区交接条件，公用工程规格等。3.工艺流程图设计(PFD)过程确定，系统合成，工艺计算，设备特性要求，控制要求等。4.带控制点的管道流程图（PID)5.工艺设备设计设计温度，设计压力，结构设计，材质选择，壁厚确定等。,设计内容！,4,6.定型设备选型。7.设备布置设计。8.管道工程设计。9.保温工程设计。10.公用工程设计。,自己具备了哪些基础知识和技能？,5,本课程将学些什麽？,看看再说,6,化工设备储罐,固定管板式换热器,膨胀节式固定管板换热器,塔设备,反应釜,7,1.这些设备要满足什麽生产工艺要求？结构如何才可以？2.用什麽材料，如何制作出来的？3.抵抗压力，温度的能力如何？安全性如何？4.经济性如何？,8,一.主要内容：,1.化工设备常用材料简介化工设备常用材料性能、分类、热处理方法；2.中、低压化工容器设计薄膜理论；内、外压容器设计方法、容器零部件设计；3.典型化工设备机械设计列管式换热器、塔设备以及反应釜的结构及机械设计方法。,9,二.学习本课程的目的与要求：,目的：基本掌握化工设备常用材料的主要性能及选用方法；基本掌握中低压、外压容器及典型化工设备的设计方法。要求：1.重点掌握设计概念及方法；2.掌握化工设备的结构特点；3.领会贯通课堂上讲授的内容。,10,三.主要参考书及参考资料：,1.化工设备机械基础(第五版）刁玉玮王立业编著；2.压力容器安全技术监察规程1999；3.钢制压力容器GB150-1998；4.管壳式换热器GB151-1999；5.钢制塔式容器JB4710-2002；,11,第一篇化工设备材料第一章化工设备材料及其选择,1.1概述1）.化工设备的使用环境：压力：真空低压中压高压超高压温度：低温中温高温介质：有毒；易燃；剧毒。,12,1.2金属材料的性能,1.2.1力学性能在外力作用下不产生超过允许的变形或不被破坏的能力。如弹性、塑性、强度、硬度和韧性等指标。1.强度及其主要指标.固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形或断裂的特性。例如：容器爆裂；管道破裂;地脚螺栓拉断;炉管爆裂；.强度不够！,13,金属材料的重要强度指标,金属材料的“拉伸图”,14,（1）.屈服点,屈服现象：金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加时，仍继续发生明显的塑性变形。屈服点：（s）材料发生屈服时的应力。单位：MPa。一些合金没有明显的屈服点,规定发生0.2%残余变形时的应力，作为“条件屈服点”。记作0.2。,15,（2）.抗拉强度(sb),定义：金属材料在受力过程中，发生断裂所达到的最大应力值，以b表示，单位MPa。是压力容器设计常用的性能指标。屈强比：s/sb屈强比小，表明材料具有较大的塑性储备。,16,（3）.蠕变强度（sn）,“蠕变”现象：高温高压的蒸汽管道下挠变形；高温高压下法兰及螺栓蠕变变形而泄漏；铅丝在常温下受重力作用而变长变细。“蠕变强度”：材料在高温下，抵抗发生缓慢塑性变形的能力，以sn表示，单位MPa。,17,（4）.持久强度（sD）,定义：在一定温度下，经过一定时间断裂时的应力，以sD表示，单位MPa。-是一定温度和一定载荷下，材料抵抗断裂的能力。材料抵抗断裂的能力越大，在相同的条件下，能支持的时间越久。规定：化工设备设计寿命一般为十万小时，所以用试件在十万小时断裂时的应力作为持久强度。,设备的设计寿命！,18,（5）疲劳强度,构件或零件受到大小和方向变化的交变载荷作用，应力远小于屈服点就断裂疲劳。“疲劳极限”构件或零件在交变载荷作用下不致断裂的最大应力。表示符号：-1(MPa)。例如：频繁开、停车容器内压力或温度波动；活塞式压缩机压缩气体容器及管道内压力波动；离心泵频繁开停机或震动泵轴受力成交变式。,19,2.塑性及其主要指标,金属的塑性：外力作用下产生塑性变形，而不破坏的性质。因塑性不足引起材料破坏的例子：锻件裂纹;卷板裂纹;焊缝热影响区裂纹,20,主要指标：,(1)延伸率（）,21,（2）断面收缩率（y）,如：纯铁的延伸率为50%，20R的d5不小于25%；16MnR的d5不小于21%；1Cr18Ni9Ti的d5不小于40%。,22,（3）冷弯性能,室温下对试板以一定的内半径（R=0.53板厚）进行弯曲，a=1200或1800，是否出现裂纹或起层。-是钢材塑性指标和冶金质量的综合指标。,23,塑性指标的实际意义：,便于成型加工和焊接。如弯卷、锻压、冷冲、焊接等；使构件在承载后由于变形而避免发生断裂。压力容器及其零件都需要具备这个性质。,24,3.硬度的概念,金属材料表面抵抗其它硬物压入的能力。硬度高材料强度也高，耐磨性较好；综合性能指标。,布氏硬度试验示意图,25,常用硬度指标：布氏硬度（HBS);洛氏硬度（HRA、HRB、HRC);维氏硬度（HV)等。,硬度和强度间有一定关系：如：低碳钢sb36HBS;,用硬度计测量！,26,4.冲击韧性及指标（Ak）,材料在外加动载荷作用下的一种吸收机械能，迅速塑性变形，抵抗断裂的能力。,包饺子用面？冲压成型用的材料？变形？断裂？,27,看看冲击试验,28,摆锤冲断试样所失去的位能为冲击功（试件所吸收的功）：Ak=G(H1-H2)焦耳！吸收功的高低取决于材料能否迅速塑性变形的能力。,冲击韧性值的试验确定,29,材料的冲击韧性高，其塑性也高；反之，材料塑性高，其冲击韧性不一定高。静载荷下能够缓慢塑性变形的材料，在动载荷下不一定能迅速塑性变形。本质区别在于材料在动载荷作用下是否能够迅速发生塑性变形，吸收冲击能量。,冲击韧性与塑性区别何在？,30,5缺口敏感性,在带有一定应力集中的缺口条件下，材料抵抗裂纹扩展的能力。韧性范畴静载荷下抵抗裂纹扩展的性能。冲击韧性？是动载荷作用下抵抗裂纹扩展的能力。,31,1.2.2物理性能,密度，熔点，线膨胀系数，导热系数，比热容，电阻率，磁导率，弹性模量，泊桑比等。化工设备设计与制造主要考虑的物理性能：1.线膨胀系数异种钢焊接收缩率不同，引起变形或损坏；复合钢板（如不锈钢与碳钢)热变性不同,容器壳体将会？设备衬里（如碳钢壳体内喷涂铝）热变性不同时？固定管板式换热器的管子与壳体线膨胀量相差过大，将会？碳钢表面电镀一层铜升温后会？,32,2.弹性模量E与泊桑比,弹性模量E：金属材料对弹性变形抗力的指标，是衡量材料产生弹性变形难易程度的。随着温度升高而降低。泊桑比：拉伸试件的单位横向收缩与单位纵向伸长之比。各种钢材近乎为=0.3。,33,1.2.3化学性能,金属材料所处介质中的化学稳定性，即是否会与介质发生化学或电化学反应，产生腐蚀。主要考虑的化学性能：1.耐腐蚀性对介质侵蚀的抵抗能力；2.抗氧化性在热加工的高温条件下抵抗氧化性介质氧化的能力。氧化性介质如水蒸气、CO2、SO2等。热加工如热卷，锻造，焊接，热处理，热冲压，铸造等等。,34,1.2.4.金属材料的工艺性能,可焊性能母材及焊剂熔融状态的流动性、凝固收缩率、热塑性等；铸造性能流动性、凝固收缩率等；可锻性能抗热裂性、抗氧化性、热塑性等；切削加工性能热处理性能,加工性能？,35,看容器加工工艺制造压力容器的材料须具备什麽性能,钢板校平,卷筒,焊后矫圆,压制封头,煨制弯管,组对与焊接,36,1.3金属材料的分类及牌号,1.3.1分类1.黑色金属1）生铁2）钢,按化学成分：,按质量分：,37,按冶炼方法分：,按用途分：,38,2.有色金属,39,1.3.2钢铁牌号及表示方法,1.牌号的表示原则依据国家标准GB221-2000,牌号中化学元素化学符号或汉字表示；产品用途、冶炼和浇铸方法汉字或汉语拼音字母表示。例如：沸腾钢F或沸灰口铸铁HT或灰铁铸钢ZG锅炉钢g或锅容器钢R或容,40,2.钢号表示法,例：优质碳素钢08F20R,沸腾钢,含碳量为0.08%；,容器钢,含碳量为0.2%,普通碳素钢,Q235-A,F,沸腾钢,类别为A,钢材屈服点(MPa),屈服点屈字的拼音首位字母,41,低合金钢16MnR16含碳量0.16%；Mn合金元素；R容器钢。特殊性能钢1Cr18Ni91含碳量0.1%（千分数）；Cr,Ni主要合金元素；18含铬量18%；9含镍量9%。,42,1.4碳钢与铸铁,钢铁的组成=95%以上铁+（0.054%）碳+1%杂质铁碳合金含碳量0.022%为钢；含碳量2%为铸铁；含碳量0.02%为工业纯铁；含碳量4.3%无实用价值。,铁碳合金！,43,1.4.1铁碳合金的组织结构,1.金属的组织与结构在1500倍显微镜下观察到的显微组织，即金属的金相组织。金相组织结构直接影响金属材料的性质。如，铸铁中的石墨形式不同，其性质也不同。,细片状石墨：次之,粗片状石墨：差,球状石墨：强度最好,44,纯铁在不同温度下的晶体结构：,45,46,2.纯铁的同素异构转变：,-Fe-Fe,910,（面心立方晶格）,（体心立方晶格）,固态下铁原子重新排列,47,3.铁与碳的相互关系和碳钢的基本组织,铁碳关系：固溶态，化合态，混合态固溶：元素于固态下相互溶解，保持溶剂晶格原来形式。（1）铁素体（F）体心立方晶格（-Fe）+C,铁素体（固溶体）,塑性好，强度低。,48,（2）奥氏体（A）面心立方晶格+C,奥氏体（固溶体）,韧性好，强度高。,49,铁碳关系之二：化合态C+FeFe3CFe3C称为渗碳体。性能特点:.硬，脆；.在一定条件下可以分解,（3）渗碳体（C）,游离石墨+铁。,渗碳体的作用：少量渗碳体散布在铁素铁中（总含c量2%）成为碳素钢。提高了强度和硬度，可轧制成钢材。,50,铁碳合金中含碳量2%时，部分碳以石墨形式存在于其中，即所谓铸铁。组织结构特点性能特点：石墨性软、强度极低，相当于铸铁中存在许多孔洞。,铁碳关系之三游离态,51,1.4.2铁碳合金状态图,略,52,1.4.3碳钢,1.碳钢中杂质对其性能的影响1）.锰(Mn)来源在冶炼过程中加入锰铁。作用钢材中锰含量高于0.8%时，即为合金元素存在提高强度。是有益元素。2）.硫(S)来源矿石和焦炭。存在形式：FeS。作用FeS的熔点低于钢材热加工开始温度，它过早熔化，导致工件开裂，称为热脆性。有害元素！,53,3).磷(P),来源矿石。作用溶于铁素体，使钢材常温下脆性增加，塑性、韧性下降，即所谓“冷脆性”。有害元素！4）.氢(H)来源钢由高温奥氏体冷至常温时，氢的溶解度降低，来不及到钢的表面逸出而积聚，并产生高压力，在钢材内产生“白点”。“白点”裂纹源有害元素！,54,2.碳钢的分类、牌号,（1）.普通碳钢含P、S等有害杂质较多（S0.055%P0.045%)常用有：Q215-A,Q235-A,Q235-A.F#Q235-B,#Q235-C,Q275(参见表1-6）式中Q普通碳钢，“屈服”的拼音首位字母。235材料屈服点（MPa)A,B,C,D钢材质量等级，越后越高。F沸腾钢#GB150-98规定使用材料,55,（2）.优质碳素钢,特点：含硫、磷等杂质较少，均0.04%，杂质少，组织均匀，表面质量好。常用有：08,10,15,20,20g,20R,30Mn,40Mn等。式中数字-含c量的万分数;g-锅炉钢；R-容器钢；Mn-含锰元素约1%。（3）.高级优质钢磷硫杂质极少P,s含量0.03%。表示法：如20A,GB150-98规定使用材料！,56,1.4.4.钢的热处理,热处理工艺实例：缝纫用钢针在火上烧，再慢慢冷下来后变软；建筑用铁线用火烧软；泵轴调质内韧外硬；扁铲淬火提高硬度和韧性；容器焊后退火消除内应力；,热处理工艺曲线：,金属材料中的金相组织发生变化！,57,（1）常用热处理工艺,缓慢加热，保温一定时间后随炉冷却（曲线1）-退火；空气中冷却（曲线2）-正火；作用：降低硬度，增加塑性，改善机械性能；使组织均匀化，消除内应力。【注】加热温度为临界点（钢的内部组织发生转变的温度)以上3050。,容器焊缝处产生内应力吗？,58,缓慢加热，保温一定时间淬火剂中冷却（曲线3）；淬火剂:水，盐水-用于碳钢；油-用于合金钢。作用：提高硬度、强度和耐磨性。,淬火,59,淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却。作用：消除内应力，稳定组织，满足技术要求。回火又分为：低温回火（150250）；中温回火（300450）；高温回火（500680）。,淬火+高温回火称为调质处理。效果：强度、塑性、韧性均提高。,回火,60,（2）化学热处理-将零件放在化学介质中进行加热-保温-冷却的过程。使零件表面改性。方式：渗碳，渗氮，渗铬，氰化等。,61,1.4.5.铸铁,铁+(2.54.0%)碳+Si、Mn、P、S等杂质铸铁1）灰铸铁如HT150-330,HT200-400HT-灰铸铁第一个数字-抗拉强度（MPa)第二个数字-抗弯强度（MPa)特点：断口呈灰色，石墨呈片状；质脆，耐磨，抗压不抗拉，可铸性好，易切削；吸音减振，某些介质中耐腐蚀性好。,用来制作机床的床身，压缩机机身如何？,62,2）球墨铸铁如QT450-10.,QT-球墨铸铁450-抗拉强度（MPa)10-延伸率（%）特点：碳以球状石墨存在，可铸性好，易切削；强度高，较好的塑性和韧性。,可制作重要轴类！,63,45号钢、球墨铸铁、灰铸铁的机械性能比较,64,3）高硅铸铁,如：STSi15R,STSi11Cu2CrR,STSi17R式中ST-高硅耐蚀铸铁，Si15-含硅15%左右，Cu2-含铜2%左右R-混合稀土元素（0.1%）。特点：耐腐蚀性好（见书表1-15）；质硬、脆，较难机加工，一般采用铸造；导热性能差，膨胀系数大，受热易裂。用途：制造耐腐蚀泵、阀门、旋塞、冷却排管、辅助阳极、管道配件等。,65,1.5低合金钢及特殊性能钢,1.5.1合金元素对钢的影响为改善钢材性能特意加入合金元素，以改变钢材性质。例如：铬：耐腐蚀抗氧化；提高了强度硬度和耐磨性；使钢材的韧性和塑性降低。锰：提高强度和低温冲击韧性。镍：提高淬透性，保持良好塑性和韧性；提高耐腐蚀性和低温冲击韧性；提高热强性能。硅：提高强度、高温疲劳强度、耐热性、耐H2S腐蚀；降低了塑性和冲击韧性。,66,1.成分特点：由碳素钢+Si、Mn、Cu、Ti、V、Nb等元素组成；含碳量均较低，0.2%；合金元素总含量5%。2.相对于碳素钢，其性能特点：强度提高；耐腐蚀性能提高；低温性能提高。,1.5.2低合金钢,67,碳素钢与低合金钢比较,68,3.常用材料：板，管，圆钢等型材。,4.用途：广泛用于造船，压力容器，桥梁，高压锅炉，汽车，矿山机械，农业机械等。5.常用材料：16MnR，15MnVR,18MnMoNbR,16MnDR,15CrMoR,14Cr1MoR.,69,1.5.3锅炉钢和容器钢,1.工作环境：锅炉：中温或高温；中压或高压。容器：压力；温度；介质腐蚀；操作特点。2.对材质要求：1）较高的强度；2）良好的塑性、韧性和冷弯性能；3）较低的缺口敏感性；4）良好的焊接性能和其他工艺性能；5）良好的冶金质量。,70,3.常用的材料：,锅炉钢20g；12Mng,16Mng,15MnVg,18MnMoNbg。容器钢（GB150-1998钢制压力容器推荐）Q235-B，Q235-C;20R;16MnR，15MnVR，15MnVNbR，18MnMoNbR。4.标准：压力容器用钢板GB6654-1996压力容器用碳素钢和低合金厚钢板YB/T40-87,71,1.5.4不锈耐酸钢,不锈-耐大气腐蚀；耐酸-耐酸及强腐蚀性介质的腐蚀。常用品种：1）铬不锈钢-如1Cr13,2Cr13,0Cr13等。第一个数字-含碳量的千分数见表1-5(1-4）；Cr13-含铬13%。组织成分：铬固溶于铁素体的晶格中形成固溶体。,72,“不锈”的原因：在氧化性介质中，铬能生成一层稳定而致密的氧化膜，对钢材起保护作用。,性能特点：碳的作用-与铬生成碳化铬(Cr23C6)，消耗大量的铬。为保证耐腐蚀性能，不锈钢中碳含量越低越好。,73,铬的作用：能提高耐腐蚀性能。实际铬不锈钢的平均含铬量13%。能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而塑性、韧性降低。用作受载荷大的耐蚀零件，如轴类，活塞杆、螺栓、浮阀等。,74,2）铬镍不锈钢,常用铬镍不锈钢型号:0Cr18Ni90Cr18Ni10Ti式中0-含碳量的千分数；（见表1-5）Cr18-含铬量18%左右；Ni9-含镍量9%左右。通常以铬镍平均含量“18-8”标志这种钢。组织特征：C、Cr、Ni固溶于奥氏体晶格中，是单一的奥氏体组织。,75,性能特点:耐腐蚀性好Cr含量13%，表面形成氧化膜；组织为单一的奥氏体，在电解液中不能形成微电池，避免了电化学腐蚀。力学性能优异。见P298附录五在400850期间，碳生成碳化铬在晶界析出，使晶界附近贫铬（铬含量低于12%）导致晶间腐蚀。！不能反复施焊，否则必须进行热处理。不耐氯离子腐蚀。,76,1.5.5耐热钢,高温环境-原油加热、裂解、催化等。如转化炉炉管，工作温度为650800。碳钢使用温度一般在400以下。如20钢500时屈服点只有50MPa,变得很软，钢中的Fe3C分解出石墨碳（石墨化过程）；同时钢表面生成氧化皮，层层剥落。碳钢在高温下强度和抗氧化性均下降。,77,高温设备对材料的要求：化学稳定性。抵抗高温气体（O2、H2S、SO2等)腐蚀的能力。钢的表面能生成致密的氧化膜。抗氧化钢抗高温氧化，强度不高。Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr25Ni12等。热强性。抗高温蠕变能力。热强钢抗蠕变，有一定抗氧化能力。12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni20等。,78,元素Cr提高抗氧化性，强化并稳定金相组织。Mo提高高温强度，强化并稳定金相组织，提高再结晶温度。Ni形成奥氏体组织，提高高温强度和耐腐蚀性。Ti稳定金相组织，不锈钢中能减少铬与碳的化合。Al,Si提高高温抗氧化性，本身生成致密的氧化膜。,各元素的作用：,79,1.5.6低温用钢,低温环境天然气液化、空气分离、润滑油脱脂、轻烃回收等。普通碳钢在低温下（-20以下）变脆，冲击韧性显著下降。低温用钢的组织成分特点：一般低温（-40-20)钢含碳量很低的铁素体组织，再加入适量的Mn、Al、Ti、Nb、Cu、V、N等元素。如16MnDR,09MnNiDR等。深冷（-40以下)用钢含碳量低的奥氏体组织。如15Mn26Al4。,80,1.5.7钢材的品种和规格,1）钢板P320附录十2）钢管P306附录七无缝钢管表示法：如f21910其中219-钢管的外径,mm；10-钢管名义壁厚,mm。有缝钢管由板卷焊接而成。用于水管，蒸汽管等。如1吋,1/4吋,3/4吋等.,81,3）型钢,圆钢方钢扁钢等边角钢不等边角钢工字钢槽钢,82,4）铸钢和锻钢,钢水铸造成型-铸钢。如：ZG200-400式中200-屈服点400-抗拉强度。,精密铸造！,钢坯锻压成型-锻钢,83,1.6有色金属材料,1.6.1铝及其合金1.特性：1）密度小，体轻；2）导电、导热性好。不产生火花；3）塑性高，强度低；4）易冷加工，可焊，可铸；5）耐低温；6）一定的耐腐蚀性；7）不污染食物。,84,1）纯铝：高纯铝L01，L02（浓硝酸设备）；工业纯铝L1，L2，L4（换热器，塔，储罐，深冷设备等）。2）铸造铝ZL（泵，阀门，离心机等）。3）防锈铝LF（深冷设备，分离塔等）。,2.常用铝材：,85,1.6.2铜及其合金,1.纯铜（紫铜）特性：1）塑性好，导电性好，导热好；2）低温下保持较高塑性和冲击韧性；3）耐低浓度酸。用场：深冷装置；密封垫片。常用材料：T2，T3，T4，TUP（用磷脱氧的无氧纯铜）。,86,2.黄铜,铜与锌的合金。特性：铸造性能好；较高的力学性能；易切削加工；可焊接；耐蚀性较好；有应力腐蚀开裂倾向。化工常用材料：H80,H68,H62等。,铜含量%,代号,87,3.青铜,常用材料：锡青铜（铜锡合金）铸造青铜用场较多。特点：良好的耐腐蚀性，耐磨性。用场：泵壳，轴承，涡轮，阀门等。,88,1.6.3钛及其合金,特点：1）密度不大而强度高；2）耐腐蚀性能近乎或超过不锈钢；3）耐热。用场：航空工业，化学工业。,89,1.7非金属材料,1.7.1无机非金属材料1.化工陶瓷特点：1）良好的耐腐蚀性能；2）足够的不透性、耐热性；3）一定的机械强度；4）性脆易裂，导热性差。用场：化工陶瓷设备及管道，管件等。,90,2.化工搪瓷,含高硅的瓷釉经900煅烧，密着在金属胎表面而成。特点：1）优良的耐腐蚀性能；2）优良的电绝缘性能；3）易碎裂。用场：搪瓷设备，如反应釜、储罐、换热器、塔、阀门等。,91,1.7.2有机非金属材料,1.工程塑料高分子合成树脂+填料提高力学性能；增塑剂降低硬度和脆性；稳定剂延缓老化；固化剂加快固化速度。特点：1）良好的耐腐蚀性能；2）一定的机械强度；3）密度不大；4）价格较低。,92,常用材料：硬聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料耐酸酚醛塑料聚四氟乙烯塑料玻璃钢,2.涂料高分子胶体的混合物溶液。用途：设备防腐常用涂料：防锈漆；底漆；大漆；环氧树脂漆；酚醛树脂漆。等。,93,3.不透性石墨,各种树脂侵汲石墨，消除孔隙而成。特点：1）较高的化学稳定性和良好的导热性，热膨胀系数小，耐温度急变性好；2）不污染介质；3）加工性能好，相对密度小；4）力学性能较低，性脆。用场：腐蚀性强的换热器；泵，管道，机械密封环，爆破片等。,94,1.8化工设备的腐蚀及防腐措施,1.8.1金属的腐蚀1.金属腐蚀的评定方法：1）质量变化评定法试验测定，单位表面、单位时间腐蚀引起的质量变化量。2）腐蚀深度评定法用每年金属厚度的减少量表示腐蚀速度。,95,2.化学腐蚀,金属遇到干燥气体或非电解质溶液发生的腐蚀。特点：1）腐蚀产物在金属表面；2）腐蚀过程中无电流产生。腐蚀产物特性：1）致密而稳定，与金属结合牢固钝化膜钝化作用；2）不稳定，与金属结合不牢固脱落活化作用。,96,（1）金属的高温氧化及脱碳,金属在高温下的气体腐蚀。,解决方法：冶炼时加入铬，硅或铝不起皮钢,97,脱碳反应：Fe3C+O2=3Fe+CO2Fe3C+CO2=3Fe+COFe3C+H2O=3Fe+CO+H2,温度700时脱碳作用。,力学性能下降。,98,（2）氢腐蚀,铁碳合金发生氢腐蚀的开始温度和压力：,第一阶段：氢脆以原子状态侵入钢材内部，聚集，使钢变脆。与氢在钢中的溶解度成正比。,99,第二阶段：氢侵蚀,发生化学反应：Fe3C+2H2=3Fe+CH4,危害：1）甲烷在晶界聚集，成为裂纹源；2）甲烷在钢材表面鼓泡，降低力学性能；3）渗碳体还原为铁素体，体积减小，产生组织应力，促进裂纹扩展。又提供氢和甲烷聚集条件，加重氢侵蚀钢材组织成为网格。,100,3.电化学腐蚀,金属与电解液接触发生电化学反映。,三个环节：,10