电厂金属材料的.doc

本课程的性质和内容 1、性质： 本课程属于专业技术基础课。 2、内容： 了解金属材料的性能及测试方法； 了解电厂常用金属材料的分类性能及用途 了解热处理基本知识； 熟悉热力设备主要部件用钢； 了解火力发电厂金属监督知识。 一、材料在工程技术中的应用 1、材料是人类社会生活中广泛应用的物质，它是社会发展和进步的标志。 石器时代—青铜器时代—铁器时代 2、材料是人类用来制造各种产品的物质 3、材料的发展离不开科学技术的进步，而科学技术的继续发展又依赖于工程材料的发展 4、目前，电力工业生产中应用最广的仍为金属材料，约占80%—90% 二、电厂用金属材料的选用原则 1、火电厂热力设备主要零部件用钢 种类繁多，各零部件都应按自己的工况特点和用钢要求来选用。 锅炉受热面管按不同工况可用: 20G、16Mo、12Cr1MoVG、 钢102、F11、T91、 TP304H、 1Cr19Ni9等。 2、机组容量的增加、效率的提高对金属材料提出了越来越高的要求 第一章　金属学基本知识 金属：在元素周期表中，凡具有良好的导电性、导热性和可锻性的元素通称为金属。 金属材料：在所有应用材料中，凡以金属元素或以其为主所形成的具有金属特性的物质通称为金属材料。 金属材料分为：黑色金属：铁、锰、铬及其合金。如：钢、生铁 有色金属：指除黑色金属外的其他金属及合金。如：铜、铝及其合金 金属材料按成分分为：纯金属：指一种金属元素组成的物质。目前被发现107种元素，金属86种 合金：两种或两种以上金属或金属与非金属组成的物质。如：黄铜、 合金的性能优于纯金属，应用广泛。 金属材料的性能：使用性能：指金属材料在使用条件下所 表现的性能。 工艺性能：指金属材料在冷热加工过程中所表现的性能。 使用性能包括：机械性能 物理性能 化学性能 工艺性能包括：铸造性能 锻造性能 焊接性能 热处理性能 机加工性能 金属材料的物理性能：金属材料不需要发生化学反应所能表现出的性质。 金属材料的物理性能有：密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀、耐磨性和磁性等。 根据金属密度的大小，可以分为轻金属和重金属。 轻金属：ρ5×103kg／m3的金属 重金属：ρ5×103kg／m3的金属 常用金属材料密度如下： 铸铁为7.8×103kg／m3，纯铜为8.9×103kg／m3，铝为2.7×103kg／m3 熔点：金属由固态转变为液态时的温度。一般用摄氏温度(℃)表示。 掌握金属的熔点，对于铸造、焊接、冶炼各种合金及金属的选择使用都很重要。 例如：低熔点的金属或合金用来制造铅字、熔丝等，高熔点的合金用来制造耐高温的过热器管、汽轮机叶片等耐热部件。 导电性：金属传导电流的性能。 　　一般金属材料均有良好的导电性，其中以银的导电性最好，其次为铜、铝、铁等，铅的导电性在常用金属中最低。若银导电率为100﹪则铜为97﹪铝为57﹪。金属温度越高导电性越差。 通常金属的导电性好，则电流通过时所产生的热量就越少，从而在输电过程中的电能损失就较小。 有些物质的导电性很微弱（如鍺、硅、硒）介于导体与绝缘体之间，称半导体。 物质有导体、半导体、绝缘体之分。 金属传导热量的性能。 　　多数金属都是热的良导体，其中银的导热性最好，铜、铝次之。通常是导电性好的材料，其导热性也好。 若零件在使用中需要大量吸热或散热时，则要用导热性好的材料。在火电设备中，凝汽器的冷却管就是用导热性好的铜合金制造的。 热膨胀性：金属材料受热体积增大，遇冷体积缩小的性能。 零件在工作中，必须考虑金属的热膨胀性能所产生的影响。 例如：汽轮机转子与定子之间要留有足够的间隙，以防机组启动升温时，因其膨胀的差异而产生转子与静子碰撞造成设备损坏事故。 磁性：金属具有被磁化的性质。 　　铁或铁合金具有良好的磁性，磁性材料是制造电机、电器中不可缺少的材料，如硅钢片或铁镍合金等。另外还可利用磁性进行磁力探伤，以检查金属材料表面有无裂纹。 耐磨性：金属抵抗磨损的性能。 火力发电厂中，风机叶片、磨煤机等在工作过程中都会受到磨损，为了延长这些设备零件的使用寿命，应选用耐磨性好的材料制造。 金属材料的化学性能：金属材料在发生化学反应时表现出的性质。金属材料的化学性能主要有抗氧化性和耐腐蚀性等。 抗氧化性：金属材料在加热时，抵抗氧化性气体腐蚀的能力。　　火电厂锅炉高温汽水管道，特别是省煤器和空气预热器气管道等，就必须选择抗氧化性好的金属材料制造。 耐腐蚀性：金属材料抵抗介质(空气中的氧，各种酸、碱、盐类的水溶液，水蒸气等)腐蚀的能力。 电厂热力设备中过热器管、水冷壁管和汽轮机叶片等部件是在腐蚀介质的条件下长期工作的，如果