废水处理操作工培训教材 废水处理设备 扬州市环保局法规处印 2006年11月
1 废水处理操作工培训教材 废水处理设备 扬州市环保局法规处印 2006 年 11 月
废水处理操作工培训教材 编写委员会 主编:王如平徐洪喜 副主编:石光辉李金林 编委:刘党生宋万召朱泉雯邱小燕束琴霞 丁敬祥张珩刘学方张婷婷
2 废水处理操作工培训教材 编写委员会 主 编： 王如平 徐洪喜 副主编： 石光辉 李金林 编 委： 刘党生 宋万召 朱泉雯 邱小燕 束琴霞 丁敬祥 张 珩 刘学方 张婷婷
前言 全球性水污染问题已对人类生存和社会经济发展构成越来越严重的威胁,防治水 体的恶化、保护水资源,走可持续发展的道路已成为人类共同追求的目标。由于人口 的快速增加、社会经济的不断发展,不仅对用水的需求量大大增加,而且污水的排放 量亦与日俱增,从而使人类面临着更加紧迫的水量型和水质型水资源不足问题。 为了加速推进扬州生态市的建设进程,建设环境友好型社会,根据国家推行职业 资格证书制度的有关规定及劳动和社会保障部关于技术性职业(工种)实行就业准入的 要求,同时贯彻落实省环保厅、省劳动和社会保障厅《关于污染治理业实行职业资格 证书上岗制度的通知》精神,扬州市环保局计划对企业的污染治理设施操作工进行培 训和考核,全面实行持证上岗制度。根据培训工作的要求,扬州市环保局和扬州环境 资源职业技术学院成立了编写委员会,组织领导、专家和教师编辑了废水处理操作工 (中级工)培训教材,全套三册,分别是《废水处理基础知识》、《废水分析与监测》 和《废水处理设备》 本教材《废水处理设备》第一章、第二章、第三章、第四章、第九章由刘学方编 写,第五章至第八章由邱小编写。全书由石光辉、李金林审稿 尽管编者尽了最大努力,限于水平有限,加上时间仓促,不足和疏漏在所难免, 敬请广大读者批评指正,以便再版时改正 编写委员会 2006年11月
3 前 言 全球性水污染问题已对人类生存和社会经济发展构成越来越严重的威胁，防治水 体的恶化、保护水资源，走可持续发展的道路已成为人类共同追求的目标。由于人口 的快速增加、社会经济的不断发展，不仅对用水的需求量大大增加，而且污水的排放 量亦与日俱增，从而使人类面临着更加紧迫的水量型和水质型水资源不足问题。 为了加速推进扬州生态市的建设进程，建设环境友好型社会，根据国家推行职业 资格证书制度的有关规定及劳动和社会保障部关于技术性职业(工种)实行就业准入的 要求，同时贯彻落实省环保厅、省劳动和社会保障厅《关于污染治理业实行职业资格 证书上岗制度的通知》精神，扬州市环保局计划对企业的污染治理设施操作工进行培 训和考核，全面实行持证上岗制度。根据培训工作的要求，扬州市环保局和扬州环境 资源职业技术学院成立了编写委员会，组织领导、专家和教师编辑了废水处理操作工 （中级工）培训教材，全套三册，分别是《废水处理基础知识》、《废水分析与监测》 和《废水处理设备》。 本教材《废水处理设备》第一章、第二章、第三章、第四章、第九章由刘学方编 写，第五章至第八章由邱小燕编写。全书由石光辉、李金林审稿。 尽管编者尽了最大努力，限于水平有限，加上时间仓促，不足和疏漏在所难免， 敬请广大读者批评指正，以便再版时改正。 编写委员会 2006 年 11 月
目录 第一章常用工程材料… 第一节常用金属材料… 钢 、铸铁 第二节金属材料的腐蚀与防护…………O 、化学腐蚀… 电化学腐蚀 金属腐蚀的防护措 第三节常用非金属材料…… 、橡胶… 二、塑料… 三、陶瓷 四、复合材料 第二章预处理装置与设备……………………………………0 第一节格栅 格栅 、筛网… 第二节沉砂池…… 中········· 、平流式沉砂池………… 曝气沉砂 第三节调节池… 调节池的类型 二、常用调节池……… 第三章物理处理装置及设备 第一节沉淀池… 、平流式沉淀池……………………… 、辐流式沉淀池………… 三、竖流式沉淀池………… 四、斜板(管)沉淀池……………………
4 目 录 第一章 常用工程材料………………………………………………………………() 第一节 常用金属材料…………………………………………………………………() 一、钢…………………………………………………………………………………() 二、铸铁……………………………………………………………………………() 第二节 金属材料的腐蚀与防护………………………………………………………() 一、化学腐蚀…………………………………………………………………………() 二、电化学腐蚀………………………………………………………………………() 三、金属腐蚀的防护措施………………………………………………………………() 第三节 常用非金属材料………………………………………………………………() 一、橡胶………………………………………………………………………………() 二、塑料………………………………………………………………………………() 三、陶瓷………………………………………………………………………………() 四、复合材料…………………………………………………………………………() 第二章 预处理装置与设备…………………………………………………………() 第一节 格栅…………………………………………………………………………() 一、格栅………………………………………………………………………………() 二、筛网………………………………………………………………………………() 第二节 沉砂池…………………………………………………………………………() 一、平流式沉砂池………………………………………………………………………() 二、曝气沉砂池…………………………………………………………………………() 第三节 调节池…………………………………………………………………………() 一、调节池的类型………………………………………………………………………() 二、常用调节池…………………………………………………………………………() 第三章 物理处理装置及设备…………………………………………………………() 第一节 沉淀池…………………………………………………………………………() 一、平流式沉淀池………………………………………………………………………() 二、辐流式沉淀池………………………………………………………………………() 三、竖流式沉淀池………………………………………………………………………() 四、斜板（管）沉淀池…………………………………………………………………()
五、沉淀池的运行与管理… 第二节气浮设备与装置…… 、概述… 二、加压溶气气浮的主要设备… 、加压溶气气浮设备的调试 00000 四、加压溶气气浮设备的运行 第三节隔油设备与装置……… 、平流式隔油池…… 二、相关设计参数…… 第四节过滤设备与装置… 、快滤池… 二、压力滤池……… 第四章化学处理装置与设备 第一节中和 、概述… 二、中和处理方法及相关设备… 第二节化学沉淀 、化学沉淀法适用场合……………O 基本原理… 第三节混凝…… 混凝剂的配制与投加………………………………………O 混合与搅拌设备 、反应设备… 四、澄清池 第四节化学氧化与还原… 氧化还原原理……………… 设备与装置 第五节电解…… 概述… 电解设备和装置 三、工程实例 第五章物理化学处理装置与设备 第一节吸附设备 、吸附原理…………… 二、吸附设备和装置… 三、吸附工艺流程及配套设备 第二节萃取法…… 、液一液萃取过程 萃取方式 第三节离子交换设备 离子交换基本原理…………… 、离子交换剂
5 五、沉淀池的运行与管理………………………………………………………………() 第二节 气浮设备与装置………………………………………………………………() 一、概述………………………………………………………………………………() 二、加压溶气气浮的主要设备…………………………………………………………() 三、加压溶气气浮设备的调试…………………………………………………………() 四、加压溶气气浮设备的运行…………………………………………………………() 第三节 隔油设备与装置…………………………………………………………………() 一、平流式隔油池………………………………………………………………………() 二、相关设计参数………………………………………………………………………() 第四节 过滤设备与装置…………………………………………………………………() 一、快滤池………………………………………………………………………………() 二、压力滤池……………………………………………………………………………() 第四章 化学处理装置与设备…………………………………………………………() 第一节 中和………………………………………………………………………………() 一、概述…………………………………………………………………………………() 二、中和处理方法及相关设备……………………………………………………………() 第二节 化学沉淀…………………………………………………………………………() 一、化学沉淀法适用场合…………………………………………………………………() 二、基本原理……………………………………………………………………………() 第三节 混凝………………………………………………………………………………() 一、混凝剂的配制与投加…………………………………………………………………() 二、混合与搅拌设备………………………………………………………………………() 三、反应设备……………………………………………………………………………() 四、澄清池………………………………………………………………………………() 第四节 化学氧化与还原……………………………………………………………………() 一、氧化还原原理………………………………………………………………………() 二、设备与装置…………………………………………………………………………() 第五节 电解………………………………………………………………………………() 一、概述………………………………………………………………………………() 二、电解设备和装置……………………………………………………………………() 三、工程实例 第五章 物理化学处理装置与设备………………………………………………() 第一节 吸附设备………………………………………………………………………() 一、吸附原理…………………………………………………………………………() 二、吸附设备和装置……………………………………………………………………() 三、吸附工艺流程及配套设备……………………………………………………………() 第二节 萃取法…………………………………………………………………………() 一、液一液萃取过程……………………………………………………………………() 二、萃取方式……………………………………………………………………………() 第三节 离子交换设备……………………………………………………………………() 一、离子交换基本原理……………………………………………………………………() 二、离子交换剂…………………………………………………………………………()
离子交换系统和设备 四、离子交换树脂的变质、污染及其防止…… 第二节膜分离设备… 、渗析法… 二、电渗析法 超滤 四、反渗透 第六章生化处理装置与设备 第一节活性污泥法处理装置与设备· 、活性污泥法工艺…… 000 、活性污泥法处理装置与设备 、新型活性污泥法设备 第二节生物膜法…… 生物滤池 生物转盘 三、生物接触氧化设备和装置… 第三节厌氧生化处理装置 、普通厌氧消化池……………………O 、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)…………… 、厌氧滤池…… 第七章污泥处理装置与设备· 第一节污泥浓缩设备 重力浓缩池 离心浓缩法 0)000 第二节污泥消化… 、中温厌氧消化池搅拌设备及运行方式…O 、消化池运行管理………………… 第三节污泥脱水……………………………………0 机械脱水 自然干化 第八章流体输送机械 第一节离心泵 ,,, 、离心泵的基本结构 、离心泵的工作原理 三、离心泵的主要性能参数… 四、离心泵的流量调节…… 五、常见离心泵的种类… 六、离心泵的安装、操作和维护 第二节鼓风机… 罗茨鼓风机的结构及运行特点………… 二、鼓风机的运行和维护… 第三节管路…………………
6 三、离子交换系统和设备…………………………………………………………………() 四、离子交换树脂的变质、污染及其防止…………………………………………………() 第二节 膜分离设备………………………………………………………………………() 一、渗析法………………………………………………………………………………() 二、电渗析法……………………………………………………………………………() 三、超滤…………………………………………………………………………………() 四、反渗透………………………………………………………………………………() 第六章 生化处理装置与设备……………………………………………………………() 第一节 活性污泥法处理装置与设备………………………………………………………() 一、活性污泥法工艺……………………………………………………………………() 二、活性污泥法处理装置与设备…………………………………………………………() 三、新型活性污泥法设备…………………………………………………………………() 第二节 生物膜法…………………………………………………………………………() 一、生物滤池……………………………………………………………………………() 二、生物转盘……………………………………………………………………………() 三、生物接触氧化设备和装置……………………………………………………………() 第三节 厌氧生化处理装置…………………………………………………………………() 一、普通厌氧消化池………………………………………………………………………() 二、上流式厌氧污泥床反应器（ＵＡＳＢ）………………………………………………() 三、厌氧滤池……………………………………………………………………………() 第七章 污泥处理装置与设备……………………………………………………………() 第一节 污泥浓缩设备……………………………………………………………………() 一、重力浓缩池…………………………………………………………………………() 二、离心浓缩法…………………………………………………………………………() 第二节 污泥消化…………………………………………………………………………() 一、中温厌氧消化池搅拌设备及运行方式………………………………………………() 二、消化池运行管理……………………………………………………………………() 第三节 污泥脱水…………………………………………………………………………() 一、机械脱水……………………………………………………………………………() 二、自然干化……………………………………………………………………………() 第八章 流体输送机械……………………………………………………………………() 第一节 离心泵…………………………………………………………………………() 一、离心泵的基本结构……………………………………………………………………() 二、离心泵的工作原理……………………………………………………………………() 三、离心泵的主要性能参数………………………………………………………………() 四、离心泵的流量调节……………………………………………………………………() 五、常见离心泵的种类……………………………………………………………………() 六、离心泵的安装、操作和维护…………………………………………………………() 第二节 鼓风机……………………………………………………………………………() 一、罗茨鼓风机的结构及运行特点………………………………………………………() 二、鼓风机的运行和维护…………………………………………………………………() 第三节 管路………………………………………………………………………………()
、管子…… 二、管件 ·········· 四、管路的布置和安装 第九章常用化工仪表… 0000 一节计量基础知识 第二节温度检测· 、温度检测仪表的分类…… 二、热电阻 三、热电偶 第二节流量测量仪表… 、常用流量计的基本原理 二、常用流量计的应用… 常用流量计的安装及维护 第三节压力测量仪表… 、常用压力测量仪表的基本原理 压力表及远传压力变送器的选用 压力表和远传压力变送器的安装和维护…………… 000:0 第四节物位测量仪表……… 物位测量仪表原理… 、物位测量仪表的选用
7 一、管子…………………………………………………………………………………() 二、管件…………………………………………………………………………………() 三、阀门…………………………………………………………………………………() 四、管路的布置和安装……………………………………………………………………() 第九章 常用化工仪表……………………………………………………………………() 第一节 计量基础知识………………………………………………………………………() 第二节 温度检测……………………………………………………………………………() 一、温度检测仪表的分类……………………………………………………………………() 二、热电阻…………………………………………………………………………………() 三、热电偶…………………………………………………………………………………() 第二节 流量测量仪表………………………………………………………………………() 一、常用流量计的基本原理………………………………………………………………() 二、常用流量计的应用……………………………………………………………………() 三、常用流量计的安装及维护……………………………………………………………() 第三节 压力测量仪表………………………………………………………………………() 一、常用压力测量仪表的基本原理…………………………………………………………() 二、压力表及远传压力变送器的选用………………………………………………………() 三、压力表和远传压力变送器的安装和维护…………………………………………………() 第四节 物位测量仪表………………………………………………………………………() 一、物位测量仪表原理………………………………………………………………………() 二、物位测量仪表的选用……………………………………………………………………()
第一章常用工程材料 第一节常用金属材料 金属材料是目前应用最为广泛的工程材料,尤其是钢、铸铁、有色金属应用更为广泛。 钢 钢主要是由铁和碳元素组成的合金。合金是指由一种金属元素与一种或几种金属元素或非金 属元素组成的具有金属特性的物质。例如,普通碳钢和铸铁都是由铁和碳元素组成的二元合金 在铁和碳元素组成的二元合金中,根据含碳量不同可分为:①工业纯铁,含碳量小于0.02% ②钢,含碳量002~2.11%;③铸铁,含碳量2.11~6.69% (一)钢按化学成分不同,分为碳素钢和合金钢 1.碳素钢按含碳量又可分为 (1)低碳钢(含碳量小于0 (2)中碳钢(含碳量为025~06%) (3)高碳钢(含碳量大于0.6%) 2.合金钢按合金元素含量也可分为 (1)低合金钢(合金元素含量小于5%) (2)中合金钢(合金元素含量为5~10%) (3)高合金钢(合金元素含量大于10%) (二)钢按主要用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢等 1.结构钢 结构钢是品种最多、用途最广、使用量最大的一类钢,按其化学成分一般分为碳素结构钢、 低合金结构钢和合金结构钢三大类。 (1)碳素结构钢 ①普通碳素结构钢普通碳素结构钢碳含量较低,一般为0.06%~0.38%,对性能要求及硫、磷 和其他残余元素含量的限制较宽。大多用作工程结构钢,一般是热轧成钢板或各种型材如圆钢 方钢、工字钢、钢筋等,少部分也用于要求不高的机械结构。 在国家标准中,普通碳素结构钢主要保证力学性能,所以其牌号首先体现了力学性能
8 第一章 常用工程材料 第一节 常用金属材料 金属材料是目前应用最为广泛的工程材料，尤其是钢、铸铁、有色金属应用更为广泛。 一、钢 钢主要是由铁和碳元素组成的合金。合金是指由一种金属元素与一种或几种金属元素或非金 属元素组成的具有金属特性的物质。例如，普通碳钢和铸铁都是由铁和碳元素组成的二元合金。 在铁和碳元素组成的二元合金中，根据含碳量不同可分为：①工业纯铁，含碳量小于 0.02%； ②钢，含碳量 0.02~2.11%；③铸铁，含碳量 2.11~6.69%。 (一)钢按化学成分不同，分为碳素钢和合金钢 1．碳素钢按含碳量又可分为： （1）低碳钢(含碳量小于 0.25%)； （2）中碳钢(含碳量为 0.25~0.6%)； （3）高碳钢(含碳量大于 0.6%)； 2．合金钢按合金元素含量也可分为： （1）低合金钢(合金元素含量小于 5%)； （2）中合金钢(合金元素含量为 5~10%)； （3）高合金钢(合金元素含量大于 10%)。 (二)钢按主要用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢等 1．结构钢 结构钢是品种最多、用途最广、使用量最大的一类钢，按其化学成分一般分为碳素结构钢、 低合金结构钢和合金结构钢三大类。 (1)碳素结构钢 ①普通碳素结构钢普通碳素结构钢碳含量较低，一般为 0.06%~0.38%，对性能要求及硫、磷 和其他残余元素含量的限制较宽。大多用作工程结构钢，一般是热轧成钢板或各种型材如圆钢、 方钢、工字钢、钢筋等，少部分也用于要求不高的机械结构。 在国家标准中，普通碳素结构钢主要保证力学性能，所以其牌号首先体现了力学性能
普通碳素结构钢的牌号由代表屈服极限的“屈”字的汉语拼音首位字母Q、屈服点数值、质量等 级符号等部分组成。其中,质量等级A、B、C、D则表示钢材质量等级的不同,含硫、磷量依次 降低,质量依次提高。如Q235A表示其是屈服极限为235MPa,质量等级为A级的碳素结构钢 ②优质碳素结构钢优质碳素结构钢因主要用于机械制造,必须同时保证化学成分和力学性能。 其牌号用两位数字表示,这两位数字表示钢中碳的平均质量分数为万分之几。如45表示其平均含 碳量为0.45%。它的硫、磷含量较低,一般不大于0.035%,综合力学性能优于普通碳素钢,为了充 分发挥其性能潜力,一般都须经热处理后使用。优质碳素结枃钢用途广泛,如制造冲压件、焊接 件、螺钉、螺母、高压法兰、齿轮、轴类、连杆等 (2)低合金结构钢 低合金结构钢是在普通碳素结构钢的基础上添加合金元素而得到的,合金元素总量不超过 5%,添加的合金元素主要是锰,辅加合金元素为钒、铁、铝等。少量的合金元素的加人提高了钢 的性能:提高了强度,屈服强度一般在300MPa以上;有足够的塑性和韧性;有良好的焊接性和 冷、塑性加工性能。其牌号也体现了力学性能,如Q420表示其屈服强度为420MPa。低合金结构 钢主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型结构等。 (3)合金结构钢 合金结构钢主要用于制造各种机械零件,其质量等级都属于特殊质量等级,大多需经热处理 后才能使用,按其用途及热处理特点可分大渗碳钢、鱼周质朝、弹簧钢、滚动轴承钢、超高强度 钢等。 合金钢的牌号是按照含碳量及所含合金元素的种类(元素符号)和含量来编制。一般牌号的首位 数字表示碳的平均质量分数,对于结构钢,以万分数计,对于工具钢,以千分数计。当钢中某种 合金元素的平均质量分数小于1.5%时,牌号中只标出元素符号,不标明含量:当元素含量为 5%-2.5%,2.5~3.5%…时,在该元素后用整数2,3…标出其近似含量(如合金弹簧钢60Si2Mn) 2.不锈钢 不锈钢属于特殊性能钢,通常是不锈钢(耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质腐蚀的钢)和耐酸钢 (耐酸、碱、盐等强度腐蚀介质腐蚀的钢)的统称,全称不锈耐酸钢,广泛用于化工、石油、卫生、 食品、建筑、航空、原子能等行业。其性能要求是要有优良的耐蚀性。耐蚀性是不锈钢最重要的 性能,但其耐蚀性对介质具有选择性,即某种不锈钢在特定的介质中具有耐蚀性,而在另一种介 质中则不一定耐蚀;要有合适的力学性能,要有良好的工艺性能,如冷塑性加工、切削加工、焊 接性等 不锈钢的牌号与合金工具钢基本相同。当碳的质量分数小于0.08%及小于0.03%时,在牌号 前分别冠以“0”及“00” 不锈钢是在碳素钢的基础上加入一些耐腐蚀的合金元素形成的,其含碳量较低,有的要求小 于0.03%,加入的合金元素主要是铬和镍。铬是不锈钢中最基本的合金元素,主要作用是提高钢 的耐蚀性,在氧化性介质中,铬能使钢表面形成一层牢固而致密的氧化物,使钢受到保护;铬在 钢中能显著提高钢的电极电位,电极电位的提高不是渐变,而是突变,当铬量达到12%时,电极 电位突然增加,因此不锈钢中的含铬量均在12%以上。一定量的镍和铬配合,赋予钢良好的耐蚀 性、强度和韧性。不锈钢按成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。如lCri3、2Crll3主要用于制造汽 轮杋叶片、水压杋阀、不锈设备用螺栓螺母等,lCrl7主要用于制造建筑内装饰品、重油燃烧器部 件、家用电器部件、硝酸吸收塔、稀硝酸换热器等。5lCr17Ni2主要用于制造具有较高强度的耐硝 酸及有机酸腐蚀的零件、容器、设备等;0Cr8Ni2MoIi主要用于制造耐硫酸、硝酸、醋酸的设备。 、铸铁
9 普通碳素结构钢的牌号由代表屈服极限的“屈”字的汉语拼音首位字母 Q、屈服点数值、质量等 级符号等部分组成。其中，质量等级 A 、B、C、D 则表示钢材质量等级的不同，含硫、磷量依次 降低，质量依次提高。如 Q235 A 表示其是屈服极限为 235MPa，质量等级为 A 级的碳素结构钢。 ②优质碳素结构钢优质碳素结构钢因主要用于机械制造，必须同时保证化学成分和力学性能。 其牌号用两位数字表示，这两位数字表示钢中碳的平均质量分数为万分之几。如 45 表示其平均含 碳量为 0.45%。它的硫、磷含量较低，一般不大于 0.035% ,综合力学性能优于普通碳素钢，为了充 分发挥其性能潜力，一般都须经热处理后使用。优质碳素结构钢用途广泛，如制造冲压件、焊接 件、螺钉、螺母、高压法兰、齿轮、轴类、连杆等。 (2)低合金结构钢 低合金结构钢是在普通碳素结构钢的基础上添加合金元素而得到的，合金元素总量不超过 5%，添加的合金元素主要是锰，辅加合金元素为钒、铁、铝等。少量的合金元素的加人提高了钢 的性能：提高了强度，屈服强度一般在 300 MPa 以上；有足够的塑性和韧性；有良好的焊接性和 冷、塑性加工性能。其牌号也体现了力学性能，如 Q420 表示其屈服强度为 420MPa。低合金结构 钢主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型结构等。 (3)合金结构钢 合金结构钢主要用于制造各种机械零件，其质量等级都属于特殊质量等级，大多需经热处理 后才能使用，按其用途及热处理特点可分大渗碳钢、鱼周质朝、弹簧钢、滚动轴承钢、超高强度 钢等。 合金钢的牌号是按照含碳量及所含合金元素的种类(元素符号)和含量来编制。一般牌号的首位 数字表示碳的平均质量分数，对于结构钢，以万分数计，对于工具钢，以千分数计。当钢中某种 合金元素的平均质量分数小于 1.5%时，牌号中只标出元素符号，不标明含量；当元素含量为 1.5%~2.5%，2.5~3.5%…时，在该元素后用整数 2, 3…标出其近似含量(如合金弹簧钢 60Si2Mn)。 2．不锈钢 不锈钢属于特殊性能钢，通常是不锈钢(耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质腐蚀的钢)和耐酸钢 (耐酸、碱、盐等强度腐蚀介质腐蚀的钢)的统称，全称不锈耐酸钢，广泛用于化工、石油、卫生、 食品、建筑、航空、原子能等行业。其性能要求是要有优良的耐蚀性。耐蚀性是不锈钢最重要的 性能，但其耐蚀性对介质具有选择性，即某种不锈钢在特定的介质中具有耐蚀性，而在另一种介 质中则不一定耐蚀；要有合适的力学性能，要有良好的工艺性能，如冷塑性加工、切削加工、焊 接性等。 不锈钢的牌号与合金工具钢基本相同。当碳的质量分数小于 0.08％及小于 0.03％时，在牌号 前分别冠以“0”及“00”。 不锈钢是在碳素钢的基础上加入一些耐腐蚀的合金元素形成的，其含碳量较低，有的要求小 于 0.03％，加入的合金元素主要是铬和镍。铬是不锈钢中最基本的合金元素，主要作用是提高钢 的耐蚀性，在氧化性介质中，铬能使钢表面形成一层牢固而致密的氧化物，使钢受到保护；铬在 钢中能显著提高钢的电极电位，电极电位的提高不是渐变，而是突变，当铬量达到 12％时，电极 电位突然增加，因此不锈钢中的含铬量均在 12％以上。一定量的镍和铬配合，赋予钢良好的耐蚀 性、强度和韧性。不锈钢按成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。如 1Crl3、2Crl13 主要用于制造汽 轮机叶片、水压机阀、不锈设备用螺栓螺母等，1Crl7 主要用于制造建筑内装饰品、重油燃烧器部 件、家用电器部件、硝酸吸收塔、稀硝酸换热器等。51Crl7Ni2 主要用于制造具有较高强度的耐硝 酸及有机酸腐蚀的零件、容器、设备等；0Crl8Nil2MoTi 主要用于制造耐硫酸、硝酸、醋酸的设备。 二、铸铁
铸铁是应用广泛的一种铁碳合金材料,基本上以铸件形式使用。当铸铁中的碳主要以Fe3C即 渗碳体形式存在时,铸铁断口呈银白色,故称为白口铸铁。白口铸铁具有轻而脆的基本特性,在 冲击载荷不大的情况下,可作为耐磨材料使用,除此用途不大。当碳主要以石墨形式存在时,铸 铁断口呈暗灰色,故称为灰口铸铁,这是工业上广泛应用的铸铁。灰口铸铁又根据石墨的形态分 类,具有片状石墨的铸铁为灰铸铁,具有球状石墨的铸铁为球墨铸铁 (一)灰铸铁 灰铸铁是价格便宜、应用广泛的铸铁材料。缺点是强度较低,塑性差。但由于石墨的润滑作 用,具有良好的切削性和耐磨性。中国灰铸铁的牌号用“HT”和其后的一组数字表示,“HT”表 示“灰铁”二字的汉语拼音字首,后面的数字为最低抗拉强度,单位为MPa。灰铸铁有六种,HT100、 HT150、HT200、HT250、HT300、H350。HT100主要用于制造低载荷和不重要零件,如盖、外罩 手轮、支架、重锤等;lT150适用于制造中等载荷的零件如支柱、底座、齿轮箱、刀架、阀体、管 路附件等;HI200、HT250适合于制造较大载荷和重要零件,如气缸体、齿轮、飞轮、缸套、活塞、 联轴器、轴承座等:H300、H350适用于制造承受高载荷的重要零件,如齿轮、凸轮、高压油缸 滑阀壳体等。 (二)球墨铸铁 球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料,综合性能接近于钢。它不仅有 较高的强度,而且有一定的塑性 中国球墨铸铁牌号由“q”加上两组数字组成,“qT”表示“球铁”二字的汉语拼音字首, 其后两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。如QT400-15表示抗拉强度为400MPa,伸 长率为15%。qT400-18、qT400-15主要用于制造承受冲击、振动的零件,如汽车、拖拉机的轮毂 差速器壳等,农机具零件,中低压阀门,压缩机上的高低压汽缸等;QT600-3、QT700-2、QT800-2 主要用于制造载荷大、受力复杂的零件,如拖拉机、柴油机中的曲轴、连杆、凸轮轴,各种齿轮 部分机床的主轴,蜗杆、蜗轮,轧钢机的轮辊,大齿轮及大型水压机的工作缸、缸套、活塞等。 第二节金属材料的腐蚀与防护 腐蚀是指金属由于环境介质作用而导致的变质和破坏 按腐蚀原理分类,腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 、化学腐蚀 金属的化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和损坏的现象。化学腐 蚀是一种氧化-还原反应过程,也就是腐蚀介质中的氧化剂直接同金属表面的原子相互作用而形成 腐蚀产物。 金属的化学腐蚀主要发生在如下四种介质中 (1)金属在干燥大气体中的腐蚀 金属在湿度不大的大气条件下的腐蚀属于化学腐蚀,这种腐蚀进行的速度较慢,造成的危害 (2)金属在高温气体中的腐蚀
10 铸铁是应用广泛的一种铁碳合金材料，基本上以铸件形式使用。当铸铁中的碳主要以 Fe3C 即 渗碳体形式存在时，铸铁断口呈银白色，故称为白口铸铁。白口铸铁具有轻而脆的基本特性，在 冲击载荷不大的情况下，可作为耐磨材料使用，除此用途不大。当碳主要以石墨形式存在时，铸 铁断口呈暗灰色，故称为灰口铸铁，这是工业上广泛应用的铸铁。灰口铸铁又根据石墨的形态分 类，具有片状石墨的铸铁为灰铸铁，具有球状石墨的铸铁为球墨铸铁。 （一）灰铸铁 灰铸铁是价格便宜、应用广泛的铸铁材料。缺点是强度较低，塑性差。但由于石墨的润滑作 用，具有良好的切削性和耐磨性。中国灰铸铁的牌号用“HT”和其后的一组数字表示，“HT”表 示“灰铁”二字的汉语拼音字首，后面的数字为最低抗拉强度，单位为 MPa。灰铸铁有六种，HTl00、 HTl50、HT200、HT250、HT300、HT350。HT100 主要用于制造低载荷和不重要零件，如盖、外罩、 手轮、支架、重锤等；HTl50 适用于制造中等载荷的零件如支柱、底座、齿轮箱、刀架、阀体、管 路附件等；HT200、HT250 适合于制造较大载荷和重要零件，如气缸体、齿轮、飞轮、缸套、活塞、 联轴器、轴承座等；HT300、HT350 适用于制造承受高载荷的重要零件，如齿轮、凸轮、高压油缸、 滑阀壳体等。 （二）球墨铸铁 球墨铸铁是 20 世纪 50 年代发展起来的一种高强度铸铁材料，综合性能接近于钢。它不仅有 较高的强度，而且有一定的塑性。 中国球墨铸铁牌号由“QT”加上两组数字组成，“QT”表示“球铁”二字的汉语拼音字首， 其后两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。如 QT400-15 表示抗拉强度为 400MPa，伸 长率为 15％。QT400-18、QT400-15 主要用于制造承受冲击、振动的零件，如汽车、拖拉机的轮毂、 差速器壳等，农机具零件，中低压阀门，压缩机上的高低压汽缸等；QT600-3、QT700-2、QT800-2 主要用于制造载荷大、受力复杂的零件，如拖拉机、柴油机中的曲轴、连杆、凸轮轴，各种齿轮， 部分机床的主轴，蜗杆、蜗轮，轧钢机的轮辊，大齿轮及大型水压机的工作缸、缸套、活塞等。 第二节 金属材料的腐蚀与防护 腐蚀是指金属由于环境介质作用而导致的变质和破坏。 按腐蚀原理分类，腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 一、化学腐蚀 金属的化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和损坏的现象。化学腐 蚀是一种氧化-还原反应过程，也就是腐蚀介质中的氧化剂直接同金属表面的原子相互作用而形成 腐蚀产物。 金属的化学腐蚀主要发生在如下四种介质中。 （1）金属在干燥大气体中的腐蚀 金属在湿度不大的大气条件下的腐蚀属于化学腐蚀，这种腐蚀进行的速度较慢，造成的危害 轻微。 （2）金属在高温气体中的腐蚀