化纤印染设备不锈钢材料选用与焊接PDF电子书下载

第一章 不锈钢基础知识 1

第一节 不锈钢的分类与特征 1

一、不锈钢的分类 1

(一)铁素体型 1

(二)马氏体型 1

(三)奥氏体型 1

(四)奥氏体-铁素体型 1

(五)沉淀硬化型 2

二、不锈钢号编制方法 3

(一)我国标准不锈钢号编制方法 4

(二)美国标准不锈钢号编制方法 6

(三)日本标准不锈钢号编制方法 6

三、各类不锈钢的特点 7

四、不锈钢的成形性 10

第二节 不锈钢的化学成分、机械性能和物理性能 12

一、不锈钢的化学成分 12

二、不锈钢的机械性能 21

三、不锈钢的物理性能 23

四、不锈钢的高温性能 27

(一)高温机械性能 27

1.高温短时抗拉机械性能 27

2.高温蠕变强度与持久强度 29

(二)高温弹性模量 31

五、不锈钢的低温性能 33

(三)高温脆性 35

(二)σ相脆性 35

(一)475℃脆性 35

六、不锈钢的脆性 35

(四)由碳化物析出的脆性 36

(五)低温脆性 36

七、不锈钢的加工硬化 36

第三节 合金元素对不锈钢的作用 41

第四节 不锈钢的耐腐蚀性能 42

一、不锈钢的耐腐蚀机理 43

二、不锈钢的耐酸性、耐腐蚀性 45

(一)纯金属的耐酸性 45

(二)对硫酸的耐酸性 45

(三)对硝酸的耐酸性 49

(四)对盐酸的耐酸性 50

(五)对磷酸的耐酸性 52

(六)对醋酸的耐酸性 57

(七)对氢氟酸的耐酸性 58

(八)对甲酸的耐酸性 58

(九)对有硝酸混入时的硫酸的耐酸性 58

(十)对碱的耐腐蚀性 62

三、加工对不锈钢耐腐蚀性的影响 62

(一)冷加工的影响 62

(二)热加工的影响 62

(三)热处理的影响 62

1.奥氏体钢 63

2.铁素体钢 63

3.马氏体钢 64

(五)焊接的影响 65

第五节 对于不同浓度、温度、酸碱度介质的选材图 65

(四)表面状态的影响 65

第六节 不锈钢的腐蚀及其防止措施 73

一、均匀腐蚀 74

二、晶间腐蚀 75

(一)奥氏体型不锈钢的晶间腐蚀 76

1.奥氏体型不锈钢发生晶间腐蚀的机理 76

2.TTS曲线图(时间-温度-敏化) 77

3.容易引起奥氏体型不锈钢产生晶间腐蚀的介质 78

4.晶间腐蚀的防止措施 78

(二)铁素体型不锈钢的晶间腐蚀 79

2.形态 80

(二)发生应力腐蚀破裂的实例统计 80

3.容易发生应力腐蚀破裂的不锈钢钢种与介质的组合 80

三、应力腐蚀破裂 80

1.特点 80

(一)应力腐蚀破裂的特点、形态 80

(三)应力腐蚀破裂发生的机理 82

1.电化学假说或机械化学反应假说 83

2.滑移阶梯假说 85

(四)由氯化物产生的应力腐蚀破裂 86

1.氯化物浓度的影响 86

2.温度的影响 86

3.应力的影响 86

7.金属组织的影响 87

6.合金成分的影响 87

4.冷加工度的影响 87

5.pH值的影响 87

8.表面处理的影响 88

(五)由高温水产生的应力腐蚀破裂 89

1.氯离子浓度的影响 89

2.溶解氧浓度的影响 89

3.pH值的影响 91

4.温度的影响 91

5.应力的影响 91

6.气相与液相的影响 91

(七)防止应力腐蚀破裂的措施 93

(六)由NaOH产生的应力腐蚀破裂 93

9.合金成分的影响 93

8.金属组织的影响 93

7.敏化处理的影响 93

1.合理选择材料 94

2.进行消除应力的热处理 94

3.采用机械方法减缓残余拉应力或造成压应力 95

4.控制介质条件和改善使用操作条件 96

5.改进结构设计 96

6.采用电化学防护 97

四、点腐蚀 97

(一)点腐蚀的机理 97

2.电化学方法测定点腐蚀 98

(二)点腐蚀的测定 98

1.化学方法测定点腐蚀 98

(三)点腐蚀的形成因素 100

1.环境因素 100

2.材料因素 102

(四)防止点腐蚀的措施 104

五、缝隙腐蚀 105

(一)缝隙腐蚀的形成 106

(二)缝隙腐蚀的机理 106

(三)防止缝隙腐蚀的措施 106

(一)不锈钢的腐蚀疲劳极限 107

1.不锈钢在大气中的疲劳极限 107

六、腐蚀疲劳 107

2.不锈钢在各种腐蚀介质中的疲劳极限 109

(二)不锈钢腐蚀疲劳破坏的特征 109

(三)腐蚀疲劳的机理 110

(四)不锈钢产生腐蚀疲劳的因素 110

(五)腐蚀疲劳的防止措施 112

七、电偶腐蚀 112

(一)简单的异种金属接触腐蚀 112

(二)在海水中的电偶腐蚀 112

(三)带有保护膜异种金属的电偶腐蚀 113

(四)同一种金属设备上的电偶腐蚀 114

第七节 不锈钢的热处理 115

一、奥氏体型不锈钢的热处理 115

(五)电偶腐蚀的防止措施 115

(一)固溶化热处理 116

(二)稳定化热处理 116

(三)消除应力热处理 119

二、铁素体型不锈钢的热处理 120

三、马氏体型不锈钢的热处理 121

(一)软化处理 121

(二)淬火 123

(三)回火 123

1.固溶化热处理 124

2.时效处理即沉淀硬化热处理 124

(一)oCr 17 Ni 4 Cu 4 Nb(17-4PH)钢的热处理 124

四、沉淀硬化型不锈钢的热处理 124

(二)oCr17 Ni 7 Al(17-7PH)钢的热处理 126

1.固溶化热处理 127

2.中间热处理 127

3.沉淀硬化热处理 128

第二章 化纤、印染设备不锈钢材料的选用 130

第一节 化纤、印染的工艺流程及设备 130

一、化学纤维 130

(一)维纶、涤纶、锦纶和腈纶纤维的制得方法 130

(二)维纶、腈纶、涤纶和锦纶的生产工艺流程及设备 132

1.维纶生产的工艺流程及设备 132

2.维纶凝固浴、二浴的工艺流程及设备 133

3.腈纶生产的工艺流程及设备 134

4.腈纶溶剂回收部分的工艺流程及设备 134

5.聚酯生产的工艺流程及设备 135

6.涤纶生产的工艺流程及设备 141

7.锦纶6生产的工艺流程及设备 143

8.锦纶66生产的工艺流程及设备 144

二、印染 144

(一)染色生产设备的特点 147

(二)染色的工艺流程 147

(三)常用染料的用料、pH值及用途 147

第二节 化纤、印染不锈钢设备的腐蚀问题 151

一、化纤、印染设备的腐蚀情况 152

(一)维纶设备 152

(二)腈纶设备 153

(三)聚酯设备 155

(四)涤纶与锦纶设备 156

(五)印染设备 156

二、防止化纤、印染不锈钢设备腐蚀应当重视的几个因素 157

(一)水质对不锈钢腐蚀的影响 157

(二)微量的杂质离子对不锈钢腐蚀的影响 158

(三)机械加工对不锈钢腐蚀的影响 159

(四)热处理对不锈钢零部件耐应力腐蚀破裂的影响 160

(五)改变化纤生产工艺以改善不锈钢设备的腐蚀 160

第三节 化纤、印染设备中常用的不锈钢及其合理选用 161

一、化纤、印染设备中常用的不锈钢 161

(一)奥氏体型不锈钢 161

(二)马氏体型不锈钢 164

(四)沉淀硬化型不锈钢 165

(三)铁素体型不锈钢 165

二、不锈钢材料的合理选用 166

(一)各种合成纤维抽丝设备及染色设备不锈钢材料的选用 166

1.锦纶66设备 166

2.锦纶6设备 166

(二)各种耐腐蚀不锈钢材料的选用 166

3.涤纶设备 167

4.维纶设备 167

5.染色设备 167

1.耐应力腐蚀破裂不锈钢材料的选用 168

2.耐点腐蚀及缝隙腐蚀不锈钢材料的选用 168

3.耐晶间腐蚀不锈钢材料的选用 169

2.水质问题 170

3.不锈钢材料的物理机械性能和加工工艺性能 170

(三)不锈钢材料选用时应考虑的问题 170

1.局部腐蚀问题 170

4.材料的来源与价格 171

(四)选用不锈钢材料的步骤 172

1.首选材料 172

2.材料试验 172

第四节 化纤、印染设备的不锈钢新钢种 172

一、耐硫酸腐蚀的新钢种 172

二、耐应力腐蚀破裂的新钢种 178

三、耐点腐蚀的新钢种 179

四、无镍或节镍铁素体型不锈钢 179

(二)超纯高铬铁素体型不锈钢(E-Brita 26-1) 180

(一)超低碳、氮无镍铁素体型不锈钢 180

五、铬锰氮系不锈钢 183

第三章 不锈钢的焊接 187

第一节 不锈钢焊接接头设计 187

一、不锈钢焊接接头、结构设计的一般原则 187

二、接头型式与坡口尺寸 187

三、不锈钢的衬里结构设计 212

四、不锈钢焊接接头和结构设计实例 214

(一)减少结构变形 214

(二)包复辊的轴头设计 216

(三)波纹管-法兰接头型式设计 217

(四)防止应力腐蚀的接头设计 217

(六)不锈钢与碳钢之间的隔离板 218

(五)防止沉积腐蚀和缝隙腐蚀的接头设计 218

(七)工艺合理性 219

第二节 不锈钢的可焊性 220

一、工艺可焊性 220

(一)合金元素的烧损 220

(二)气孔 222

(三)热裂缝 224

(四)冷裂缝 236

二、使用可焊性 236

(一)焊接接头的晶间腐蚀 236

(二)焊接接头的刀状腐蚀 239

(三)焊接接头的应力腐蚀破裂 241

(四)焊接接头的脆化 244

第三节 不锈钢的焊接材料 247

一、不锈钢焊条 247

二、不锈钢焊丝 252

三、焊剂 254

四、气体 259

第四节 不锈钢焊接工艺方法的选择 263

第五节 手工电弧焊 266

一、不锈钢手工电弧焊的特点 266

二、不锈钢手工电弧焊对焊接电源的要求 267

三、不锈钢焊条的选择 267

四、坡口设计 268

五、焊前清理和装配点固焊 268

六、焊接规范 269

七、操作技术 270

第六节 非熔化级氩弧焊(钨极氩弧焊--TIG) 273

一、氩弧 275

二、钨极 277

三、氩气保护效果与喷嘴结构设计 279

四、焊枪 283

五、钨极氩弧焊工艺 291

六、手工钨极氩弧焊操作技术 302

七、自动钨极氩弧焊操作技术 305

八、钨极氩弧点焊 309

九、高效率钨极氩弧焊 311

(一)热丝钨极氩弧焊 311

(二)多钨极氩弧焊 313

十、钨极脉冲氩弧焊 314

十一、高频率钨极脉冲氩弧焊 321

第七节 熔化极氩弧焊(MIG) 324

一、熔化极氩弧焊对不锈钢焊接的适应性 324

二、熔化极氩弧焊的熔滴过渡 324

三、喷射过渡的规范参数对熔滴过渡和焊缝形状的影响 325

四、焊枪 327

五、熔化极氩弧焊工艺 329

六、脉冲熔化极氩弧焊 333

第八节 等离子弧焊接 347

一、等离子弧焊接的特点和基本原理 347

二、“双弧”问题与喷嘴结构设计 352

三、等离子弧焊枪设计 356

四、工艺参数对等离子弧稳定性和焊缝成形的影响 359

五、等离子弧焊接工艺 363

六、气动压缩等离子弧焊接 367

七、脉冲电流等离子弧焊接 368

八、微束等离子弧焊接 371

第九节 埋弧自动焊 376

一、概述 376

二、工艺参数对焊缝形状尺寸的影响 377

三、焊丝和焊剂的选择 377

四、坡口加工和接头装配 379

五、焊接规范 382

六、对接焊缝的焊接方法 383

一、接触焊 385

第十节 其它焊接方法 385

二、钎焊 390

三、堆焊 394

四、摩擦焊 395

五、电子束焊接 396

六、激光焊接 397

第十一节 不锈钢等离子切割 398

一、等离子切割的特点 398

二、等离子切割设备 398

三、等离子切割工艺 403

四、小电流(微束)等离子切割 408

(一)焊接特点 409

(二)焊接材料 409

第十二节 马氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢的焊接 409

一、马氏体型不锈钢的焊接 409

(三)焊前预热和焊后热处理 410

(四)焊接工艺 411

二、铁素体型不锈钢的焊接 411

(一)焊接特点 411

(二)焊接材料 412

(三)焊接工艺 412

第十三节 异种钢及复合钢的焊接 413

一、异种钢及复合钢的可焊性分析 413

(一)焊缝中合金元素的稀释 413

(二)过渡区的脆性 414

(三)碳元素的迁移 415

二、异种钢及复合钢的焊接工艺 415

(一)焊接接头的坡口型式 415

(二)焊条选择 415

(三)焊接原则及焊接顺序 415

(四)其它焊接工艺要点 417

第十四节 不锈钢焊接中常见缺陷的产生原因和防止方法 418

一、焊缝形状的缺陷和尺寸偏差 418

二、焊接裂缝 419

三、气孔 419

四、夹渣 420

五、未焊透或未熔合 420

六、咬肉 421

七、烧穿 422

八、焊瘤 423

九、弧坑 423

十、电弧擦伤 423

十一、飞溅 423

十二、焊缝氧化 424

十三、夹钨 424

十四、渣点 424

十五、压坑 424

第十五节 不锈钢焊接常用设备 425

一、不锈钢焊接设备的选用 425

(二)手工直流钨极氩弧焊机 427

二、非熔化极氩弧焊设备 427

(一)国产直流钨极氩弧焊机 427

(三)工厂自制手工直流氩弧焊机 430

(四)钨极自动氩弧焊机 434

(五)直流钨极脉冲氩弧焊电源 437

三、熔化极氩弧焊设备 444

(一)自动、半自动熔化极氩弧焊机 444

(二)熔化极脉冲氩弧焊电源 444

四、等离子弧焊接设备 455

(一)LH-300自动等离子弧焊机 455

(二)LH-30微束等离子弧焊机 456

(一)埋弧自动焊机 458

五、其它焊接设备 458

(二)接触点焊机 459

第十六节 不锈钢焊接夹具及工艺装备 459

一、不锈钢焊接夹具的特点 459

二、不锈钢板料拚接夹具 460

三、不锈钢简体焊接夹具 462

四、常用的焊接通用机械装置及组合应用 464

第四章 不锈钢设备的表面处理 469

第一节 不锈钢设备的表面处理与耐腐蚀性能的关系 469

一、不锈钢表面光洁度与耐腐蚀性能的关系 469

二、不锈钢酸洗、钝化与耐腐蚀性能的关系 470

第二节 不锈钢的抛光工艺和设备 471

一、不锈钢的机械抛光 471

二、不锈钢的电抛光 474

三、液流抛光 477

第三节 不锈钢的酸洗、钝化工艺及设备 477

一、不锈钢酸洗、钝化工艺 477

二、不锈钢酸洗、钝化场地、设备及工具 480

第四节 不锈钢表面处理的质量检验 482

一、抛光质量的检验 482

二、酸洗质量的检验 483

三、钝化质量的检验 483

第五节 不锈钢表面处理的劳动保护 484

一、表面处理场地的卫生标准 484

二、粉尘及酸性气体的排除 484

第一节 不锈钢材料的管理 488

第五章 不锈钢设备制造的质量管理 488

第二节 不锈钢焊条、焊丝、焊剂的管理 489

第三节 不锈钢焊接过程中的检验 490

第四节 不锈钢焊接接头的检验 491

一、外观检验 491

二、无损探伤 491

(一)磁粉探伤 491

(二)液体渗透探伤 491

(三)超声波探伤 494

(四)射线探伤 494

三、致密性试验和强度试验 498

(一)煤油试验 498

(六)热水密封试验 499

(五)水气联合试验 499

(七)氨气试验 499

(三)灌水试验 499

(四)水压试验 499

(二)气压试验 499

(八)联苯试验 500

四、晶间腐蚀倾向的检验 501

五、焊缝内铁素体相的检验 503

六、应力腐蚀试验 503

附录 506

一、常用国内外不锈钢牌号、化学成分对照表 506

二、西德(DIN)不锈钢牌号、化学成分表 518

三、法国(NF)(AUTAAS)不锈钢牌号、化学成分表 520

四、英国(BS)不锈钢牌号、化学成分表 523

五、瑞典(SIS)不锈钢牌号、化学成分表 526

六、瑞典Avesta公司不锈耐热钢牌号、化学成分表 527

七、苏联(ΓOCT)不锈钢牌号、化学成分表 529

八、常用国内外不锈钢焊条、堆焊金属的化学成分和机械性能对照表 532

九、瑞典OK焊条牌号、化学成分表 534

十、日本特殊电弧焊条牌号、化学成分和机械性能表 535

十一、日本神钢焊条牌号、化学成分和机械性能表 536

十二、日本油脂焊条牌号、化学成分和机械性能表 537

十三、法国SAFINOX焊条牌号、化学成分表 538

十四、热传导度单位换算表 539

十五、腐蚀速度单位换算表 539

十六、各种金属合金的腐蚀失重(1毫克/平方分米/日)和腐蚀深度(毫米/年)对照表 539