化工设备机械基础简答题
日常推歌~
由于没有做到分阶段汇总，在结课后再总结有些内容就不是十分清楚了，第23题不知道该怎么答，有知道的同学可以留言告诉我，不然就只能考试前一天去问老师了，到时候我会把答案放到留言中，其他答案有问题的也请指出~
1、 在化工设备制造中，钢材为什么能获得非常广泛的应用？
（1） 钢材有优良的力学性能
（2） 钢材具有优良的工艺性能
（3） 钢材具有其他材料所不能及的优良物理性能和特殊化学性能以及耐热性
（4） 钢材可通过热处理方法使其性能进一步改善和提高
2、 碳在铁碳合金中的存在形式有哪些？
（1）碳溶解在铁的晶格中形成固溶体
（a）铁素体（F）
（b）奥氏体（A）
（2） 碳与铁形成化合物
渗碳体：Fe3C
珠光体（P）
（3） 碳以石墨状态存在
3、 为什么灰铸铁在铸铁中综合性能最差？铸铁产生“长大现象”的原因是什么？
（1）灰铸铁中碳的大部或全部以自由状态的片状石墨形式存在，由于片状石墨的存在，割裂了金属基体组织，减少了承载的有效面积，因此其综合力学性能较低。
（2）a．渗碳体转变为石墨，石墨体积大
b．产生缝隙，气体会进入，铸铁中含有硅，生成二氧化硅，因此长大
4、什么是调质处理？画出其温度-时间曲线。调质过程组织转变？
调质处理—— 淬火 + 高温回火：获得较高硬度、强度的同时提高韧性、塑性
（此图是老师PPT上复制过来的，但是最后在油中或空气中冷却的一段没有画）
调质处理组织转变：钢件à奥氏体à马氏体à铁素体+粒状渗碳体
5、有人认为化工容器材料设计时已经考虑了使用年限内的腐蚀速度，设备是安全的，但在实际使用中设备会提前破坏，为什么？
腐蚀不能包括所有情况，比如设计不合理，出现沟槽，造成应力集中，从而局部遭到破坏，同时温度高也会发生蠕变，这些因素都会造成设备提前破坏。
6、为什么制造化工容器的钢板无论是碳钢或者是合金钢都是低碳钢的，而制造机械零件和紧固件的钢材多用中碳钢？
低碳钢焊接性能好，高碳钢耐磨性能好。
7、是不是介质有腐蚀性就可以采用不锈钢，介质没有腐蚀性就不能使用不锈钢？
不是。不锈钢不仅具有耐蚀性，还具备较好的耐热性，因此也是一种重要的耐热材料。
8、什么是晶间腐蚀？有哪些防治措施？
（1）加热至500 ~ 800 ℃时，或从高温冷却时，溶解的碳会以Cr23C6析出，使晶界处的Cr含量急剧降低，使晶界处变成贫铬区，耐蚀性急剧降低
（2）防治措施：
对钢材进行淬火处理
使用低碳钢或超低碳钢
加入与C结合力更强的Ti、Nb等元素，Ti + C → TiC，Nb + C → NbC
9、V带的失效形式？与弹性滑动的区别？
（一）失效形式：
（1）打滑
若带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间的极限摩擦力的总和时，带就会沿着轮面发生全面的显著滑动，这种现象称为打滑
（2）疲劳损坏
带每绕过带轮一次应力就由小至大,再由大至小变化一次,带绕过带轮次数愈多，带上的应力变化也就愈频繁，工作一段时间以后传动带就会出现脱皮脱层、撕裂或拉断等，这就是带的疲劳损坏
（二）区别：由于带的弹性变形而产生的相对滑动称为弹性滑动，这是带传动正常工作时固有的特性；而打滑致使带传动丧失正常工作能力。
10、齿轮的失效形式？
（1）轮齿折断 一般发生在齿根
过载折断：短时过载或受到冲击载荷时发生的突然折断
疲劳折断：多次重复弯曲而引起的疲劳折断
（2）齿面疲劳点蚀 一般发生在节线附近的齿根表面
轮齿工作时，其啮合表面上任一点所产生的接触应力是脉动变化的。若齿面接触应力超过材料的接触持久极限，重复载荷次数超过一定次数之后，则齿面就会产生疲劳裂纹，裂纹的扩展使表层金属微粒剥落而形成一些小坑。
（3）齿面胶合 主要发生在高速重载的闭式齿轮上
轮齿啮合时，齿廓的滑动摩擦，产生大量的热，使啮合区温度升高，润滑失效，致使在局部轮齿面直接接触区发生高温软化或融化，相互粘结。当轮齿齿面继续滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下，形成胶合沟纹
（4）齿面磨损 开式齿轮主要失效形式
齿轮运转时，由于齿面间有压力且齿廓间有相对滑动，因此齿面必有磨损。齿轮磨损后，齿廓已不是渐开线，降低了齿轮传动的平稳性，引起附加动载荷和噪音，甚至发生轮齿折断
11. 为什么容器开孔、安装支座要避开连接处？
一般来说，边界应力最大值出现在两种几何形状壳体的连接处。
12.为什么化工容器在封头、筒体连接处200mm范围内不允许开孔？
一般来说，边界应力最大值出现在两种几何形状壳体的连接处，离开连接处，边界应力会迅速衰减。
13. 化工容器中，为什么封头多采用椭圆形封头？
内压容器里椭圆封头受到应力较小，只比半球形大，远优于其他封头，与半球形封头相比，更容易加工，综合起来是最优选择。
14. 容器设计中，如果计算出的封头、筒体壁厚不相等，该做如何处理？
切去直径较大的封头（筒体）的角，实现光滑连接。
15. 二次应力产生在什么部位，请列出其特点和防止措施？
（一）部位：
（1）曲率不同处
（2）几何形状不连续、有突变的地方
（3）载荷分布不均匀
（4）材料不连续、刚度有突变
（二）特点：自限性，局限性
（三）防止措施：
（1）容器上尽量减少或没有不连续的地方，减少锐角连接，实现光滑连接
（2）在产生二次应力的区域内，加大壁厚
16. 在筒体上开设椭圆形手孔或人孔，最好尽量使短轴在纵向，横轴在环向，请你结合所学知识分析其原因。
圆筒形壳体中，环向应力应是径向应力的两倍，因此在开设椭圆形人孔或手孔时，必须使短轴在纵向，横轴在环向，以尽量减少开孔对壳体强度削弱的影响。
17. 什么是许用外压[p]？外压容器“提前失稳”的原因是什么？
设计外压力只能小于等于许用外压，许用外压力应比临界压力小一定的倍数。
椭圆度大。
18.（上课提问过的，要注意！）设计外压圆筒时，材质为Q235-A，许用应力为113MPa，如果计算结果为p>[p]，能否满足稳定性要求？如果不满足，采用许用应力为170MPa的16MnR钢材代替Q235-A，结果如何？
不能。不能以材料的许用应力去判别容器是否可用，对材料的许用应力和容器的许用应力定义不同。
19、晶粒大小与机械性能的关系？如何得到细小均匀的晶粒？
（1）晶粒愈细小均匀，则金属的强度和硬度愈高，而塑性和韧性也愈好。
（2）快速冷却，增大过冷度；加入成核剂；附加振动。
20. 铜与铝均有良好的耐蚀性，其原因是否相同？
不同。铜本身性质稳定；而铝表面发生钝化反应。
21. 什么叫做热处理？为什么热处理会改变钢的性能？
（1）将钢材通过适当的加热与冷却过程，使钢材内部组织按照一定的规律变化，以获得预期的力学性能。
（2）热处理使得钢材内部组织结构发生变化。
22. 从组织结构与性能特点说明碳钢与铸铁的不同。
碳钢含碳0.02％-2％，强而韧
铸铁含碳大于2％，硬而脆
23. 某化工厂新购一批离心泵泵轴，安装前有人提议对其进行调质处理以提高泵轴的抗弯抗扭曲强度，请结合实际情况分析有无必要？
24. （上课提问过的，注意！）容器壳体的材料为高合金钢，配以碳钢支座，垫板用高合金钢还是碳钢？
用高合金钢。若是垫板采用碳钢，那么在容器壳体和垫板之间会发生铬元素的扩散，扩散是从高浓度的物体传向低浓度的物体，容器壳体中的铬扩散到垫板里，壳体失去铬，就不具有耐腐蚀性能了。
