学号：1303200526
水工艺设备基础
学院：市政与环境工程学院
班级：给排水科学与工程1305
姓名：周倩茹
水工艺金属材料及防护
摘要：正确的选择结构材料是保证水工艺设备和容器结构合理、使用安全及成本降低
的首要前提。随着水工艺的发展，水工艺设备与容易的种类越来越多，使用条件也复杂，温度从低温到高温，压力从真空到高压。材料具有易爆，剧毒及强腐蚀性等。在设计与选用水工艺设备与容器时，必须针对其具体的操作条件，正确的选用材料。对于设备设计人员而言，选取的材料在整个设备工作寿命期限内要满足工艺和机械两方面要求，即除了要保证所选材料对水质无污染或具有良好的耐腐蚀性能外，还必须保证所选用材料具有足够的强度，良好的连接性能和其他工艺性能。另外，所选用的材料还应该考虑到维修，更新等因素在内的最经济材料。在此，我主要介绍水工艺材料的性能及防护。
关键词：金属，性能，防护
性能简介：金属材料的基本性能是指他的物理性能，机械性能，化学性能和工艺性
能。
1.物理性能：（1）密度：金属的密度及是单位体积的金属质量，其单位为kg/m3，根据密度的大小，金属材料可分为轻金属和重金属。密度小于45kg/m3的叫轻金属，如铝，钛。（2）熔点：金属从固体状态像液体状态转变时的温度称为熔点。熔点一般用摄氏温度表示，各金属有固定的熔点。如铅的熔点为323°C，刚的熔点为1538°c，熔点对于冶炼，焊接和配置金属等都很重要。金属材料传导热量的能力为
（3）导热性：金属材料传到热量的能力为导热性。一般用导热率表示导热性能的优劣。热导率大的金属导热性能好。金属的导热性为银最好，铜，铝次之。导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器零件，如冰箱，空调的散热片。
（4）热膨胀性：金属材料在受热时体积会增大，受冷时体积会减小，这种现象为热膨胀性。各种金属的热膨胀性能不同。在实际工作中有时必须考虑热膨胀的影响，例如，一些精密的测量工具就要选择热膨胀系数小的金属来制造。
（5）导电性：金属材料传导电流的性质成为导电性。但各种材料的导电性各不相同，其中以银最好，铜，铝次之。工业上用铜铝做导电材料。导电性差的高电阻金属材料，如铁铬合金，镍合金等，用于制造仪表原件或电热元件，如电炉丝。
（6）磁性：金属导磁的性能称为磁性。
2.化学性质
化学成分的变化对钢材的基本力学性能如强度及塑韧性等有较大的影响，对热处理的效果也有较大影响。由于炼钢方法的限制，钢中不可避免的总要含有硫、磷、锰、硅等杂志，常用的碳钢中，含碳量一般为0.08％~1.40％。
金属的化学性质主要包括耐腐蚀性，抗氧化性，化学稳定性等。了解金属的化学性能可以将其用在合适的环境中，提高金属的使用性能，减少损失，有较好的经济效益。
3.机械性能
材料的机械性能指材料的弹性，塑性，强度和任性。材料的机械性能不仅仅取决于化学成
分，还取决于材料热处理后的组织状态，往往有一定的分散性。对于循环荷载的情况，通常将材料性能的特定表现称为材料在一定条件下的“机械行为”。
4.材料的工艺性能
金属材料仅有良好的力学性能是不够的，还必须具有良好的工艺性能，只有这样才能得到生产工艺简单、质量良好、成本低廉的工件。例如：青铜铸造性能好，常用来铸造精美的工艺品。铸铁的铸造性能好于钢，钢的锻造性能很好。工艺性能：金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。包括：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能。工艺性能直接影响到零件制造工艺和质量，是选材和制定零件工艺路线必须考虑的因素之一。
全方位的考虑金属材料的各个性能，才能达到金属最高的使用价值。这也是现在金属工艺生产使用中的主要任务。
金属防护
腐蚀是材料与他所处环境介质之间发生作用而引起的材料的编制和破坏。腐蚀所造成的害特别严重，不仅会带来经济损失、造成资源能源的浪费，而且还会污染人类生存的环境、引发灾难性事故。因此，金属防护是一个研究价值很高的课题。
金属的腐蚀分为好多类别，相对应的，金属材料的防护也就分为很多种。
1.金属的化学腐蚀是金属与环境之间发生化学反应，生成金属化合物并使金属性能退化的现象。针对这一腐蚀，可在金属表面生成致密氧化膜以阻碍金属的腐蚀。金属氧化膜必须致密，完整，把金属完全遮盖住。而且本身稳定性要好，不挥发难容，且与金属结合良好，不自行，或靠外力而脱落：还要有一定的受应力，应变的作用。
2.钢铁的气体腐蚀是钢铁在高温气体环境中很容易受到腐蚀。应对此腐蚀的方法为，将金属合金化，或改善气体介质，以及应用保护性覆盖层。
3.金属的电化学腐蚀是一种最普遍的金属腐蚀现象。是金属在电解质中发生的腐蚀。减少电化学腐蚀的方法是将铁的电极电位降至非腐蚀区，也就是对铁实施阴极保护。或将铁的电极电位升高，进入钝化区。还可以调节PH使铁进入钝化区。
4.金属腐蚀还分为全面腐蚀和局部腐蚀。其中，局部腐蚀又分为电偶腐蚀，晶间腐蚀，小孔腐蚀和缝隙腐蚀。
金属腐蚀防护技术的设计
腐蚀防护除正确选材外，具体还包括防蚀方法的选择、防腐蚀结构的设计和强度设计以及满足防蚀方法的加工方法。同时要遵循水工艺防腐蚀规范，参照中华人民共和国水利部批准《水工艺金属结构防腐蚀规范》SL105--2007。
结语
金属材料在水工艺领域有重要的用途，合适的金属能使水工艺设备的使用寿命变长，使用价值提高。而且需要充分认识到金属防护的重要性，通过经验不断地改进防腐蚀的方法，创新新技术，以此来提高金属的使用期限，将其价值发挥到极致，这样企业的竞争力也会提高，会有更好的社会经济效益。
参考文献
《水工艺设备基础》第二版
《金属材料学》金属铁道出版社
《水工艺金属结构防腐蚀规范》SL105--2007
《金属腐蚀与控制》哈尔滨工业大学出版社，2003 《金属腐蚀学原理》航空工业出版社，1993