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发表于 2009-8-2 10:46:38
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1． 强度
/ H+ m/ o; s% @+ g5 u强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标。
, Q! u ^. ^, e# T/ V6 V6 U2． 塑性" C! I3 Y9 d3 S$ V0 u& E( I# s) ?
塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。
5 g4 t. |! D* E" M3． 硬度& ^6 Q% L, G4 \- w
硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。
3 k/ G n4 e3 F z0 a) d$ L% w常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。% t. C- U8 h0 ]9 s. |- u
4． 疲劳
# g0 Q3 H& x8 d: d6 n( K前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指标。实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。
7 P* [. T) v7 H, G* ?9 i3 v5． 冲击韧性
2 ]2 B2 X" e. K* ] E以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。8 `) z6 R# K6 {" j$ _
五 退火--淬火--回火
9 W) w* F) E8 g5 ?(一)．退火的种类
! @9 E6 g/ o) ?7 I" s9 }1． 完全退火和等温退火
5 F- j! `* x2 R2 P完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重要工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
: d: Y5 L; Z! I& H% v3 l2． 球化退火
2 T2 t) n. H3 M5 \& ~球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。$ e; j2 W: t) y" d3 r9 T
3． 去应力退火0 z& I) k& e) S/ [; e0 t
去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。
3 K6 b8 B( Q* G1 @' m(二)．淬火w$ y9 z K+ u, p+ m+ ~" l
为了提高硬度采取的方法，主要形式是通过加热、保温、速冷。最常用的冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
4 \& a$ t( ]& u& C/ y+ Y9 {( C1 y(三)．回火
" K, h6 L7 v4 y, H0 a1． 降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
$ H2 c, t6 F% O+ Z" A/ v' P2． 获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性，塑性。
5 P+ Q" T% t# a# L/ p9 p5 o3． 稳定工件尺寸
* M& L8 R8 u& i1 c# H4． 对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。
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六 常用炉型的选择
4 `0 W v: H, _3 W- B8 W炉型应依据不同的工艺要求及工件的类型来决定d) n2 j7 ^" ^3 I( @- |+ |
1．对于不能成批定型生产的，工件大小不相等的，种类较多的，要求工艺上具有通用性、7 W! v5 @: J" g
多用性的，可选用箱式炉。
6 E P! W0 F4 s) A2．加热长轴类及长的丝杆，管子等工件时，可选用深井式电炉。
6 s, g! O& O% K- G: l) f4 }7 {) T6 u0 x3．小批量的渗碳零件，可选用井式气体渗碳炉。u' m7 v* ?2 q
4．对于大批量的汽车、拖拉机齿轮等零件的生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉。
5 ?& b! ~4 O- k$ N# k4 k5．对冲压件板材坯料的加热大批量生产时，最好选用滚动炉，辊底炉。0 U$ u) F+ ^$ X3 R. R" z: j
6．对成批的定型零件，生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉（推杆炉或铸带炉）8 U5 j0 F4 @+ c5 W. S- _- Q; e
7．小型机械零件如：螺钉，螺母等可选用振底式炉或网带式炉。& V" V2 T5 x1 O/ l$ C' r; X& w
8．钢球及滚柱热处理可选用内螺旋的回转管炉。
: d0 t$ z; ^7 _% C* g9．有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉，而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。" k! V! N& x2 \9 Y
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七、表面处理资料! I/ \4 p6 _! L$ k; V
（1）钢结构的防火处理
- t }% p( h' R钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼，厂房、库房、候车室、候机厅等采用钢材都很普遍。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。
! t8 V' H# f, _' Y' e2 t1 n) t钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。 & Q% S0 @1 {* v( V# U2 I
要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法，其原理是一致的。下面介绍几种不同钢结构的防火保护措施。
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一、外包层。就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，以限制收缩裂缝，并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆，也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板，采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。 ) G% {2 j3 a5 v e) g- P
二、充水(水套)。空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度，水在钢结构内循环，吸收材料本身受热的热量。受热的水经冷却后可以进行再循环，或由管道引入凉水来取代受热的水。
/ ]7 F3 Y$ i. L0 W4 G 三、屏蔽。钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。
. q% v' Y; I, k& ]$ p四、膨胀材料。采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，一般不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用，属于现代的先进防火技术措施。
6 T8 E& w2 w9 L& M 目前，高层钢结构建筑日趋增多，尤其是一些超高层建筑，采用钢结构材料更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故，火不是在短时间内就能扑灭的，这就要求我们在建筑设计时，加大对建筑材料的防火保护，以增强其耐火极限，并在建筑内部制订必要的应急方案，以减少人员伤亡和财产损失。: |$ K2 d0 N, w, S/ _& D6 z* Y& L
（2）常用火焰喷涂塑料材料及性能8 J( y; ]% H# {$ Z# E
塑料种类很多，根据塑料受热的性能，可分为热塑性塑料及热固性塑料两大类。火焰喷涂用塑料粉末一般由塑料原料加上改性材料制成，这些改性材料，包括各种填料、颜料、流平剂、增韧剂等。通过改性，使塑料粉末容易进行火焰喷涂。使制成的涂层具有所要求的颜色和各种性能。
& K% C, r( {& w1 e热塑性塑料的特点是可随温度上升而变软或熔化，冷却后则凝固成型变硬，这个过程为可逆过程可反复进行多次，通常热塑性塑料，具有优良的抗化学性、韧性和弯曲性能，火焰喷涂常用的热塑性塑料主要有聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚苯硫醚、氯化聚醚、EVA等，其中以聚乙烯、尼龙应用最多最广。
% {9 H) V% X6 _) `9 @, R: ~热固性塑料的特点是用某些较低聚合度的予聚体树脂，在一定温度下或加入固化剂条件下，固化成不能再次熔化或熔融的，质地坚硬的最终产物，温度再升高，产品只能分解，不能再软化。热固性塑料分子量较低，所以具有较好的流平性、润湿性；因而能很好地粘附在工件表面，并具有较好的装饰性能。火焰喷涂常用的热固性塑料粉末有环氧、环氧/聚酯及聚酯粉末等。. X5 l w, X) N
1、聚乙烯(PE）
6 K D; T" [1 F聚乙烯为白色透明物质，外观似石蜡，可着色，可弯曲，稍具延伸性。+ W2 A' w- W6 `. s6 a- [! k7 a
聚乙烯是乙烯的高分子聚合物，因生产方法不同，产品分为高密度 HDPE(低压0.9411～0.965)。中密度MDPE(中压0.926～0.940)低密度LDPE(高压 0.910～0.025)。三者性质相似，但高密度聚乙烯在无负载和短期内耐温较高些(HDPE为100℃，LDPE为 75℃)，高密度聚乙烯最高使用温度为70℃，低密度聚乙烯为60℃，聚乙烯最低使用温度为-70℃。; J1 ~" l& n8 m( T
通常，聚乙烯随密度增加，抗张强度、硬度、耐热性均增高。% w4 x( ^# I3 r: I8 {% R
聚乙烯有优良的耐蚀性，对非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸、氢氟酸)、稀硝酸、碱、油(冷)和盐溶液都有良好的耐蚀性，能耐极性有机物(醇、酮)、水。在室温下耐一般溶剂，但在 60℃以上溶于芳烃、氯化溶剂及熔蜡中，有些溶剂能使其溶胀。# L( l5 p$ B k. _
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聚乙烯不耐浓硝酸、浓硫酸和其它强氧化剂的腐蚀。: C Y" j, D$ N2 y0 I
聚乙烯粉末涂层的物理化学性能如表 1。3 q- g4 X, M1 j$ k# t/ ]9 M0 Z/ ^9 X
表1聚乙烯粉末涂层的物理化学性能
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7 r. T/ h% }6 W, \+ L注：试验采用 1.5m钢板，涂后在30～35℃条件下、酸碱浸渍10d溶剂油类分别浸渍30d和100d后测试。
, l; W, K) g, A' T! a' q聚乙烯粉末涂层与其它涂层性能比较见表 2; J, i3 |1 t7 T0 u4 U8 C
表2聚乙烯等其它品种粉末涂层的性能比较
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, e/ G* g- E+ i3 X# m3 B7 d' J2、尼龙(聚酰胺)
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尼龙是一种应用很广的热塑性塑料，最高应用温度为 80～120℃，最低使用温度为-50～-60℃。
9 M+ i8 A8 S3 X( Z) P# d: U) _尼龙具有良好的耐蚀性，十分耐碱和大多数盐水、稀酸。但不耐强酸和氧化性酸的腐蚀。对烃、酮、酯、油类抗蚀能力良好，不耐酚和甲酸的腐蚀。0 C% @" X& v) C( X
尼龙强度高，坚韧、耐磨损，有润滑作用，所以常用作耐磨涂层，如:印刷机械中的钢制墨辊、车床导轨、润滑涂层如轴承等。
5 N. D0 ^, A4 T: T$ G _" M尼龙对生物侵蚀是惰性的，无毒，受细菌作用，可作食品和牛奶等容器表面涂层。
" l/ i7 V$ i4 p0 ^: r6 w1 x4 k; ]火焰喷涂常用的尼龙粉末有尼龙 11、尼龙12、尼龙1010及一些二元、三元共聚尼龙，尼龙层与金属附着力好
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$ x9 J- }, |/ `续表 4 尼龙11涂层的耐化学品性能' |! g5 f% A3 w; o# b0 E( b$ A8 b6 V. |
3、聚丙烯" r1 [3 V6 ]$ g" u( C
聚丙烯是丙烯的高分子量聚合物，外观似聚乙烯但比聚乙烯更轻更透明。聚丙烯密度低(0.90)耐蚀性和聚乙烯相似，且较低，应用温度范围为-14～+120℃。除浓硝酸，发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸外，能耐大多数的有机和无机酸、碱和盐，对应力腐蚀破裂的抗蚀性良好。80℃以下能耐有机溶剂，但能被某些强有机溶剂破坏。
4 x, ^1 Q J1 h( ` y聚丙烯强度高于聚乙烯，软化点较高（180℃）。硬度接近尼龙，刚性好，常温下耐冲击性能良好。耐温性高，在低应力下可长期使用于110～120℃。
* N' A, m! F1 q5 C7 J/ Y: o& q; M' Z! g% _9 o* Z
4、聚苯硫醚（PPS）
( d+ b2 r5 D; s! L) f8 d; ]0 \6 s聚苯硫醚通常指对苯基硫的聚合物。交联前是一种线型结构，呈热塑性，是一类具有支链、无结晶熔点、高粘度聚合物、交联后呈热固性，若予以充分加热，却还能软化到一定程度，因此并非真正热固性塑料。; j! k* k, i8 X p6 p6 k- i4 `4 c; v
聚苯硫醚密度1.36，熔点288℃，是一种硬而脆、热稳定性优良的热塑性塑料，同时它具有优良的电绝缘性和粘结性，适当的强度，应用温度范围为-148～+250℃。. m. D* \' G: j2 z" g
聚苯硫醚的化学惰性及耐高温性使它成为良好的耐腐蚀涂层。
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$ z( F) E" g( c1 t聚苯硫醚防腐涂层可耐170℃下的各种溶剂，200℃下的各种酸碱、盐和化学药品，但易受卤素和氧化性介质，如游离氯、溴、硝酸、过氧化氢等腐蚀。聚苯硫醚的熔区宽300～420℃，故有良好的流动性，且无毒、不燃。与金属的粘接力强，因此是一种良好的耐腐蚀涂层 |
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发表于 2009-8-2 10:45:32
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