








【关键词】(高粘度内齿泵,高粘度螺杆泵,高粘度离心泵,高粘度转子泵)
工程材料的分类、性能及应用范围;工程材料可分为金属材料(黑色金属及有色金属)、非金属材料(高分子材料及无机非金属材料)和复合材料等。
(一) 金属材料
1. 黑色金属
(1) 生铁、铁合金。生铁分炼钢生铁和铸造生铁。铁与任何一种金属或非金属的合金都叫做铁合金。
(2) 铸铁。具有优良的铸造性能和良好的耐磨性、消震性及低的缺口敏感性。还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。铸铁包括:灰口铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁。(3) 钢。
① 钢的分类如下:
A. 按化学成分分类,可将钢分为碳素钢和合金钢。
B. 按冶炼质量分类,可将钢分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
C. 按用途分类,可将钢分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等。
D. 按冶炼方法分类,可将钢分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。
E. 按脱氧程度分类,可将钢分为镇静金刚、半镇静钢和沸腾钢。
F. 按金相组织分类,在退火状态下,可将钢分为亚共析钢、共析钢、过共析钢;在正火状态下,可将钢分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢。
G. 按供应时的保证条件分类,可将钢分为甲类钢、乙类钢和特类钢。
② 钢的牌号表示方法。根据牌号可以看出钢的类别、含碳量、合金元素及其含量、冶炼质量以及应该具备的性能和用途。例如甲类钢牌号用“A”字加上阿拉伯数字0、1、2、3、4、5、6、7表示。又如20号钢号,表示平均含碳量为0.20%的钢。再如9Cr18表示平均含碳量为0.9%、含Cr量为18%的不锈钢。
③ 国外钢的牌号的主要特点方法(见教材第4页)。
④ 几种常用钢的主要特点及用途。
A. 普通碳素钢分甲类钢和乙类钢两种。甲类钢多用于建筑工业使用的钢筋,机械制造中使用的普通螺钉、螺母、垫圈、轴套等,也能轧成板材、型材(如工字钢、槽钢、角钢等);乙类钢的用途与相同数字的甲类钢相同。
B. 普通低合金钢是在普通碳素钢的基础上。加入了少量的合金元素,不仅具有耐腐性、耐磨损等优良性能,还具有更高的强度和良好的力学性能。
C. 铸钢具有更高的力学性能,特别是塑性、韧性高,有良好的可焊性,但它的铸造性差,可用在铸造大型部件上,如轴箱、水泵体、齿轮等。
D. 优质碳素钢结构钢主要适用于优质钢或高级优质钢,主要用于制造机械零件。
E. 合金结构钢属于优质钢或高级优质钢,主要用于制造机械零件。
F. 工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类;也可分为刃具钢、模具钢和量具钢。
G. 特殊性能钢包括不锈钢、耐热钢、抗磨钢、超高强度钢和磁钢等。不锈钢除具有优良的耐腐蚀性能外,还具有较高的强度、硬度及耐磨性。常用的不锈钢有Cr13、1Cr18Ni9Ti、Mo2Ti、00Cr17Ni13Mo2。
H. 抗氧化钢,如3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N等,多用来制造炉用零件和热交换器。
I. 热强钢,如15CrMo、1Cr11MoV、1Cr14Ni14W2MoNi、4Cr14Ni14W2Mo等,用于制造燃气轮机和汽轮机转子及叶片、锅炉过热器、高温工作的螺栓和弹簧、内燃机进(排)气阀等。
J. 低温用钢主要牌号有09Mn2V、09MnTiCuXt、06MnNb、06A1NbCuN、15Mn26A14等,广泛用于冷冻设备、制氧设备及石油液化气的制造、储藏、运输等设备上。
2. 有色金属
(1) 铜及铜合金。铜对大气和水的抗蚀能力很强,是一种抗磁材料。铜具优良的减摩性和耐磨性以及高的弹性极限和疲劳极限。黄铜易于加工成殂,对一般大气、海洋大气及水等有相当好的耐蚀性,铸造性也很好。
(2) 铝及铝合金。
铝可用于制作盛装浓销酸的容器、槽车,但稀酸和碱对铝的溶解力很强。铝合金分为铸造铝合金与变形铝合金。铸铁铝合金包括铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金等;变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金。
(3) 镁及镁合金。镁在熔铸铜或镍合金时可以作去硫剂和脱氧剂使用,在熔铸球墨铸铁时,镁是重要的球化剂。镁合金加入的元素有铝、锌、锰、硅等。
(4) 钛及钛合金。钛有优良的耐蚀性和耐热性,不受腐蚀,在硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠等介质中都很稳定。钛的抗氧化能力大多数奥氏体不锈钢。钛在高温条件下仍能保持较高的强度。钛合金中常用的合金元素有铬、锰、钒、铝和钼等。
(5) 镍及镍合金。镍有很好的化学稳定性,在潮湿空气和海水中耐腐蚀,在碱性溶液和有机械酸中均有抗蚀能力。镍还有较高的热稳定性。
(6) 铅及铅合金。铅在冷盐和硫酸中很稳定,有很强的耐酸性,而且与氢氧化钠和碳酸钾等碳性溶液也不起化学反应。常用的铅管主要用铅锑合金、硬铅、特硬铅和铅银合金制造。(二) 非金属材料非金属材料包括高分子材料和无机非金属材料
1. 常见的无机非金属材料等。
(1) 铸石。其特性是耐磨、耐腐蚀,并且具有优良绝缘性和很高的抗压强度。
(2) 石墨。不透性石墨作为耐腐蚀的非金属无机材料,被广泛应用于化工防腐中。
(3) 玻璃。有石英玻璃、高硅氧玻璃、硼硅酸盐玻璃、低碱无硼玻璃中。
(4) 工业陶瓷。有建筑、卫生陶瓷和电工陶瓷及化学、化工陶瓷。
2. 常用的高分子材料
(1) 聚乙烯(PE)、聚丙燃(PP)。低压聚乙烯比较刚硬、耐磨、耐蚀、绝缘性较好,常用来制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件,如齿轮轴承等。高压聚乙烯较柔软。聚丙烯(PP)重量较轻,耐热性良好,强度、弹性模量、硬度等力学性能都高于低压聚乙烯;同时绝缘性优越。
(2) 聚氯乙烯(PVC)。常见制品有硬、软两种。硬聚氯乙烯比重很小,抗拉强度较好,有良好的耐水性、耐油性和耐化学药器侵蚀性,许多性能优于聚乙烯。
(3) 聚苯乙烯(PS)。具有优良的耐蚀性,电阻高,是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料,具有较大的刚度。其缺点是耐冲击性差,不耐沸水,耐油性有限。
(4) 工程ABS塑料。综合力学性能良好,尺寸稳定,容易电镀和易于成形,耐热和耐蚀性较好,低温下仍有一定的机械强度。
(5) 聚酰胺(PA)。韧性很好,强度较高,耐蚀性好。但耐热性差。
(6) 聚四氟乙烯(F―4)。具有非常优良的耐高、低温的性能,几乎耐所有的化学腐蚀,摩擦系数极低,不吸水,电性能优异。
(7) 酚醛塑料(PF)。有一定的机械强度和硬度,耐磨性好,绝缘性良好,耐热性较高。耐蚀性优良。缺点是性脆,不耐减。
(8) 环氧塑料(EP)。强度较高,韧性较好;尺寸稳定性高和耐久性好,具有优良的绝缘性能。耐热、耐寒、化学稳定性高,成形工艺性能好。缺点是有某些毒性。
(三) 复合材料
1. 复合材料的性能特点复合材料比强度、比模量高,抗疲劳性能好,结构件减振性能好,高温性能好,抗断裂性好。
2. 常用的几种复合材料
(1)热塑料性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂,具有高的力学性能、介电性能、耐热性能和抗老化性能,工艺性能也很好。热固性玻璃质量轻,比强度高,耐腐性能好,介电性能优越,是成形性能良好的工程材料。但刚度较差,容易老化,容易蠕变。
(2)碳纤维复合材料。碳纤维较玻璃纤维具有更高的强度和理想的弹性模量,在高温下强度和弹性模量基本保持不变,是所有耐热纤维中最高的。
(3) 硼纤维复合材料的抗压强度和抗剪切强度很高,蠕变小,硬度和弹性模量高,有很高的疲劳强度,耐辐射。对水、有机溶液和燃料、润滑剂很稳定。
(4) 金属纤维复合材料。这类材料的特点是除了强度和高温强度较高外,主要是塑性和韧性较好,而且比较容易制造。