承压设备常用材料

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1、3.承 压 设 备 常 用 材 料 1.按 碳 含 量 分 类低 碳 钢 （ C 0.25%）中 碳 钢 （ C 0.25-0.60%）高 碳 钢 （ C0.60%） 。2.按 钢 的 质 量 分 类普 通 钢 （ P 0.045%， S 0.050%）优 质 钢 （ P、 S均 0.035%）高 级 优 质 钢 （ P 0.035%， S 0.030%）3.按 钢 的 用 途 分碳 素 结 构 钢碳 素 工 具 钢4.按 冶 炼 时 脱 氧 程 度 分沸 腾 钢 半 镇 静 钢镇 静 钢 3.1 压 力 容 器 用 碳 素 钢 根 据 GB/T 221-2008 钢 铁 产 品 牌 号 表

2、示 方 法 碳 素 结 构 钢 和 低 合 金 结 构 钢 的 牌 号 通 常 由 四 部 分 组 成第 一 部 分 ： 前 缀 符 号 +强 度 值 （ N/mm或 MPa） ,其 中 通 用 结 构 钢前 缀 符 号 为 代 表 屈 服 强 度 的 拼 音 字 母 “ Q” ， 专 用 钢 前 缀 符号 见 表 3。第 二 部 分 （ 必 要 时 ） ： 钢 的 质 量 等 级 ， 用 A、 B、 C、 D、 E表 示 。第 三 部 分 （ 必 要 时 ） ： 脱 氧 方 法 符 号 ： F表 示 沸 腾 钢 ； b表 示半 镇 静 钢 ： Z表 示 镇 静 钢 ； TZ表 示 特 殊 镇

3、 静 钢 。 镇 静 钢 、 特 殊镇 静 钢 表 示 符 号 通 常 可 以 省 略 。第 四 部 分 (必 要 时 )： 产 品 用 途 、 特 性 和 工 艺 符 号 表 示 方 法 ，如 锅 炉 压 力 容 器 用 钢 板 用 “ R” 表 示 ， 详 见 表 4。3.1 压 力 容 器 用 碳 素 钢 常 用 的 普 通 低 碳 钢 牌 号 有 Q235B、 Q235C,钢 材 具 有 如 下 特 点 ：（ 1） 热 轧 状 态 交 货 ,具 有 良 好 的 塑 性 、 韧 性 和 冷 热 加 工 性 能 ；（ 2） 焊 接 性 优 良 ， 一 般 不 需 预 热 、 控 制 层 间

4、 温 度 、 后 热 和 热处 理 ； 合 金 元 素 含 量 少 ， 焊 接 不 会 产 生 硬 化 组 织 ； 焊 接 接 头塑 韧 性 好 。注 : 表 3.3-1和 3.3-2中 20R钢 号 在 GB713-2008中 应 为 Q245R,其 S， P含 量 分 别 0.015,0.0253.1 压 力 容 器 用 碳 素 钢 (一 )锰 的 影 响 一 般 认 为 锰 在 钢 中 是 一 种 有 益 的 元 素 。 在 碳 钢 中 含 锰量 通 常 在 0.25 0 80 范 围 ； 在 含 锰 合 金 钢 中 ， 一 般 控 制在 1.0 1.2 范 围 。 锰 大 部 分 溶

5、于 铁 素 体 中 ， 形 成 置 换 固 溶 体 ， 并 使 铁 素体 强 化 ； 一 部 分 锰 也 能 溶 于 Fe3C中 ， 形 成 合 金 渗 碳 体 ； 锰还 能 增 加 珠 光 体 相 对 量 ， 并 使 它 变 细 ， 从 而 提 高 钢 的 强 度 。锰 与 硫 化 合 成 为 MnS， 以 减 轻 硫 的 有 害 作 用 。 当 锰 含 量 不 多 ，在 碳 钢 中 仅 作 为 少 量 杂 质 存 在 时 ， 它 对 钢 的 性 能 影 响 并 不显 著 。锅 炉 压 力 容 器 常 用 碳 素 钢 的 含 碳 量 一 般 不 超 过 0.25%。 除碳 外 ， 钢 种 还

6、 含 有 硅 、 锰 、 硫 、 磷 以 及 氮 、 氢 、 氧 等 杂 质 。这 些 杂 质 会 对 钢 的 性 能 产 生 影 响3.1.2 压 力 容 器 用 碳 素 钢 主 要 元 素 作 用 (二 )硅 的 影 响 硅 在 钢 中 也 是 一 种 有 益 的 元 素 。 在 镇 静 钢 (用铝 、 硅 铁 和 锰 铁 脱 氧 的 钢 )中 含 硅 最 通 常 在 0.10O.40 之 间 ； 沸 腾 钢 (只 用 锰 铁 脱 氧 的 钢 )中 只 含 有0.03 0.07 Si。 硅 与 锰 一 样 ， 能 溶 于 铁 素 体 中 ，使 铁 素 体 强 化 ， 从 而 使 钢 的 强

7、 度 、 硬 度 、 弹 性 均 提高 ， 塑 性 、 韧 性 均 降 低 。 硅 也 有 一 部 分 存 在 于 硅 酸盐 夹 杂 中 。 当 硅 含 量 不 多 ， 在 碳 钢 中 仅 作 为 少 量 杂质 存 在 时 ， 对 钢 的 性 能 影 响 亦 不 显 著 。 3.1.2 压 力 容 器 用 碳 素 钢 主 要 元 素 作 用 (三 )硫 的 影 响 硫 主 要 以 硫 化 铁 形 式 存 在 。 硫 化 铁 与 铁 形 成 低熔 点 共 晶 体 （ 熔 点 985 ） 分 布 于 晶 界 上 ， 当 钢 材在 800 1200 锻 轧 时 ， 由 于 低 熔 点 共 晶 体 熔

8、 化 而使 钢 材 沿 晶 界 开 裂 ， 即 “ 热 脆 ” 。 为 了 避 免 热 脆 ， 钢 中 含 硫 量 必 须 严 格 控 制 ，压 力 容 器 专 用 钢 板 含 硫 量 应 0.020 。G B6654-1996压力容器用钢板及 修 改 单GB3531-1996低温 压力容器用低合金钢 钢板， 在 钢 中 增 加 含 锰 量 ， 可 消 除 硫 的 有 害 作 用 。 Mn与 S形 成 熔 点 为 1620 的 MnS， MnS高 温 时 又 有 塑 性 ，因 此 可 避 免 热 脆 现 象 。 3.1.2 压 力 容 器 用 碳 素 钢 主 要 元 素 作 用 (四 )磷 的

9、 影 响 磷 也 是 一 种 有 害 杂 质 。 磷 在 钢 中 全 部 溶 于 铁 素 体 中 ，虽 可 使 铁 素 体 的 强 度 、 硬 度 有 所 提 高 ， 但 却 使 室 温 下钢 的 塑 性 、 韧 性 急 剧 降 低 ， 并 使 脆 性 转 化 温 度 有 所 升高 ， 使 钢 变 脆 ， 这 种 现 象 称 为 “ 冷 脆 ” 。 磷 的 存 在 也 使 焊 接 性 能 变 坏 ， 因 此 钢 中 含 磷 量要 严 格 控 制 ， 压 力 容 器 专 用 钢 材 含 硫 量 应 0.030 。3.1.2 压 力 容 器 用 碳 素 钢 主 要 元 素 作 用 (五 )氮 、

10、氢 、 氧 的 影 响 氮 使 钢 耐 蚀 性 下 降 ， 以 及 出 现 应 变 实 效 脆 化 。氧 使 钢 强 、 塑 性 降 低 ， 热 脆 现 象 严 重 ， 疲 劳 强 度 下降 。氢 会 引 起 氢 脆 、 延 迟 裂 纹 、 白 点 等 危 险 缺 陷3.1.2 压 力 容 器 用 碳 素 钢 主 要 元 素 作 用 1.按 合 金 元 素 加 入 量 分 类低 合 金 钢 （ C 5%）中 合 金 钢 （ C 5-10%）高 合 金 钢 （ C10%） 。2.按 钢 的 用 途 分合 金 结 构 钢合 金 工 具 钢特 殊 性 能 合 金 钢3.按 钢 的 组 织 分 类 ：

11、 珠 光 体 钢 、 奥 氏 体 钢 、 铁 素 体 钢 、马 氏 体 钢4.按 所 含 主 要 合 金 分 类 ： 铬 钢 、 铬 镍 钢 、 锰 钢 、 硅 锰钢3.2 压 力 容 器 用 低 合 金 钢注 ： 金 属 材 料 的 表 示 方 法 ： GB/T 221-2000 钢 铁 产 品 牌号 表 示 方 法 1.16MnR (GB713-2008改为 Q345R) 2. 15MnVR （GB150中已取消此钢 号） 3. 15MnVNR（GB713-2008改为 Q370R） 4.18MnMoNbR 5. 13MnNiMoNbR(GB713-2008改为 13MnNiMoR) 6.

12、 07MnCrMoVR（GB191892003）注 ： 按 照 GB713-2008 锅 炉 压 力 容 器 用 钢 板 的 规 定 ： 碳 素 钢和 低 合 金 高 强 钢 的 牌 号 用 屈 服 强 度 值 和 “ 屈 ” 字 、 压 力 容 器“ 容 ” 字 的 汉 语 拼 音 首 位 字 母 表 示 。 例 如 ： Q345R钼 钢 、 铬 -钼 钢 的 牌 号 ， 用 平 均 含 碳 量 和 合 金 元 素 字 母 、 压 力 容器 “ 容 ” 字 的 汉 语 拼 音 首 位 字 母 表 示 。 例 如 ： 15CrMoR3.2 .1压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 新标准

13、和老标准的钢 号比较 见下表:GB713-2008 GB713-1997 GB6654Q245R 20g 20RQ345R 16Mng, 19Mng 16MnRQ370R 15MnNbR18MnMoNbR 18MnMoNbR13MnNiMoR 13MnNiCrMoNbg 13MnNiCrMoNbR15CrMoR 15CrMog 15CrMoR12Cr1MoVR 12Cr1MoVg 14Mn1MoR12Cr2Mo1R 新 旧 标 准 材 料 常 用 牌 号 对 照 常用于压力容器的低合金钢牌号如下：Q345R、Q370R、18MnMoNbR、07MnCrMoVR等。（1）低合金钢的特点： 含碳量

14、一般控制在0.2%以下，通过添加合金元素Mn、Mo等合金元素及V、Nb、Ti、Al等微合金元素，配合适当的轧制工艺或热 处理工艺 来保证 钢材具有优良的综合性能； A、主要通过 细晶强化、沉淀强化和固溶强化来 实 现强化； B、屈服强度在295-460Mpa范围， C、在热 轧、控扎、正火或正火加回火状 态使用。 D、同种 钢 热 处理状 态下的性能比热 轧 状 态下强度稍有下降，塑韧性都有显著提高。 E、焊接接头 对 焊接热 输入较敏感，具有淬硬倾向。3.2.1 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 （ 一 ） Q345R a、具有良好的抗热裂性能含碳量低、锰含量高，Mn/S大； b、

15、具有冷裂纹 倾向，但不大；当厚度较大、或环境温度低时 会产生冷裂纹； c、焊接含碳量偏下限的Q345R时，一般选用偏小线能量；提高过 热 区塑韧性； d、焊接含碳量偏上限的Q345R时，一般选用偏大线能量；防止冷裂纹 倾向增大； e、焊接小于等于34mm的Q345R时不需预 热，大于34mm的Q345R时需预 热 100-150， f、重要的构件厚度大于34mm时 焊后需要进行600-640的消应力热 处理；3.2 .1压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 （ 二 ） Q370R a、 正 火 状 态 供 货 ， 强 度 和 韧 性 优 于 Q345R； 当 厚 度 大 于 36mm时

16、， 比 相 应 厚 度 的 Q345R强 度 提 高 10.6%； b、 焊 接 性 能 与 Q345R接 近 焊 接 性 良 好 ； c、 焊 接 需 要 100 预 热 ， 防 止 冷 裂 纹 ； d、 焊 接 参 数 范 围 宽 ， 焊 接 线 能 量 控 制 在 12-45KJ/cm， 可 获 得性 能 优 良 的 接 头 。（ 三 ） 18MnMoNbR a、 在 950-980 正 火 +620-650 回 火 或 调 质 处 理 后 使 用 ； b、 组 织 为 低 碳 贝 氏 体 和 低 碳 马 氏 体 ， ； c、 具 有 良 好 性 能 ， 冷 裂 纹 倾 向 大 ， 具

17、有 轻 微 的 再 热 裂 纹 敏 感性 ， 热 应 变 脆 化 倾 向 小 。 焊 接 时 一 般 要 进 行 预 热 来 防 止 冷 裂 纹 和再 热 裂 纹 ， 焊 后 需 要 进 行 回 火 处 理 ；3.2 .1压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 （ 四 ） 07MnCrMoVR、 07MnCrMoVDR、 12MnNiVR钢 a、 07MnCrMoVR、 07MnCrMoVDR 是 压 力 容 器 用 调 质 高 强 钢 ， 含 碳 量 较低 ， 用 微 量 合 金 元 素 强 化 基 体 实 现 良 好 强 度 和 韧 性 ， 保 证 焊 接 性 ； 具 有较 高 的 屈

18、 服 强 度 、 良 好 的 塑 韧 性 ； 良 好 性 能 通 过 化 学 成 分 、 组 织 为 条 状马 氏 体 、 贝 氏 体 和 少 量 回 火 马 氏 体 ； b、 配 套 高 韧 性 焊 接 材 料 ， 采 用 小 热 输 入 多 层 多 道 焊 ， 具 有 热 应 变 脆性 和 较 强 的 再 热 裂 纹 倾 向 。 c、 12MnNiVR是 以 C-SI-Mn合 金 为 基 ， 多 元 微 合 金 化 处 理 的 合 金 钢 ，通 过 形 成 氮 化 物 的 弥 散 强 化 有 效 细 化 晶 粒 改 善 钢 的 强 韧 性 ， 通 过 调 至 热处 理 得 到 良 好 性

19、能 ； 该 钢 具 有 高 强 度 、 高 韧 性 、 优 良 的 焊 接 性 和 大 线 能量 焊 接 要 求 的 性 能 特 点 。3.2 .1压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 为 了 提 高 钢 的 力 学 性 能 ， 必 须 在 钢 中 添 加 一 些 合 金 元素 ， 其 中 最 主 要 的 有 锰 、 硅 、 铬 、 镍 、 钼 、 钛 、 铌 、钒 、 铝 和 铜 等 。 这 些 元 素 添 加 在 钢 中 后 ， 对 钢 的 物 理性 能 和 力 学 性 能 影 响 很 大 。(1)锰 是 炼 钢 时 用 锰 铁 脱 氧 而 残 留 在 钢 中 的 。 作 为 合金

20、元 素 加 入 钢 中 的 锰 ， 能 够 提 高 钢 的 强 度 性 能 和 奥 氏体 钢 的 组 织 稳 定 性 ， 截 面 较 大 的 工 件 可 以 获 得 较 均 匀的 细 化 组 织 。 如 锰 含 量 增 加 到 10 15 时 ， 可 获 得韧 性 和 强 度 都 好 的 奥 氏 体 钢 ， 耐 腐 蚀 性 也 很 好 ， 因 此压 力 容 器 用 碳 素 钢 锰 含 量 都 很 高 。 锰 的 不 利 影 响 是 增加 钢 的 过 热 敏 感 性 和 回 火 脆 性 。 锰 是 最 便 宜 的 合 金 元 素 ， 资 源 丰 富 ， 我 国 常 用 锰钢 代 替 镍 铬 钢

21、。3.2.1.2 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 合 金 元 素 作 用 (2)硅 通 常 钢 中 硅 含 量 在 0.2 0.3 范 围 内 。 如 钢 中 硅 的 含 量超 过 0.5 时 ， 则 认 为 硅 是 作 为 特 殊 的 合 金 元 素 加 人 的 。 硅能 提 高 钢 的 强 度 、 耐 腐 蚀 性 和 耐 热 性 。 硅 含 量 高 达 15 20 时 ， 即 高 硅 铸 铁 ， 具 有 特 别 好 的 耐 酸 腐 蚀 性 能 。 含 硅钢 在 氧 化 气 氛 中 加 热 时 ， 表 面 形 成 一 层 SiO2， 从 而 提 高 钢在 高 温 时 的 抗 氧

22、化 能 力 ， 因 此 在 铬 、 铬 铝 、 铬 镍 钢 中 加 入一 定 量 的 合 金 元 素 硅 ， 将 增 加 这 些 钢 的 高 温 抗 氧 化 能 力 。锰 钢 加 硅 也 能 提 高 它 的 抗 氧 化 性 能 ， 但 含 量 过 高 时 ， 钢 表面 脱 碳 倾 向 加 剧 。 硅 易 在 钢 中 产 生 带 状 组 织 ， 从 而 使 钢 材横 向 性 能 低 于 纵 向 性 能 ， 脆 性 转 变 温 度 升 高 ， 韧 性 和 可 焊性 降 低 。 3.2.1.2 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 合 金 元 素 作 用 (3)铬 能 提 高 钢 的 强 度

23、、 硬 度 、 耐 磨 性 和 耐 腐 蚀 性 ，铬 钢 具 有 良 好 的 综 合 力 学 性 能 ， 经 淬 火 回 火 处 理 的 铬钢 ， 铬 元 素 一 般 不 降 低 其 韧 性 。 铬 是 决 定 不 锈 钢 耐 腐蚀 性 能 的 主 要 元 素 ， 钢 中 铬 含 量 越 高 ， 其 抗 腐 蚀 性 能越 好 。 通 常 ， 不 锈 钢 的 铬 含 量 高 于 13 。 由 于 铬 能 提 高 铬 镍 调 质 钢 和 高 铬 高 碳 钢 的 淬 透 性 ，因 此 冷 却 时 要 防 止 由 组 织 应 力 而 产 生 裂 纹 。 高 铬 钢(含 铬 量 超 过 12 14 时

24、)的 导 热 性 能 很 差 ， 在 热 加工 加 热 时 应 注 意 缓 慢 地 升 温 ， 并 有 足 够 的 保 温 匀 热 时间 。 高 铬 钢 在 成 型 加 工 时 ， 每 次 变 形 量 要 小 些 。3.2.1.2 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 合 金 元 素 作 用 (4)镍 能 使 钢 具 有 很 高 的 强 度 、 塑 性 和 韧 性 。 当 镍 含 量 少 于 20 时 ， 其强 度 随 镍 含 量 增 高 而 增 加 ， 塑 性 随 镍 含 量 增 高 而 降 低 。 当 镍 含 量 高 于 20 时 ， 强 度 逐 渐 降 低 ， 但 塑 性 提 高

25、。 镍 能 提 高 钢 的 抗 疲 劳 性 能 ， 减 少 钢对 缺 口 的 敏 感 性 ， 降 低 钢 的 低 温 脆 性 转 变 温 度 。 镍 能 够 提 高 钢 对 大 气 、海 水 、 酸 (当 镍 含 量 超 过 15 20 时 ， 对 硫 酸 、 盐 酸 均 有 很 高 的 耐 腐蚀 能 力 )、 碱 、 盐 等 耐 腐 蚀 性 能 。 镍 对 钢 的 耐 腐 蚀 性 能 的 影 响 ， 通 常 是使 它 与 铬 配 合 时 才 能 充 分 地 表 现 出 来 。 因 为 镍 是 形 成 奥 氏 体 的 合 金 元 素 ，若 在 钢 中 只 加 入 镍 ， 而 不 加 入 铬 ，

26、 要 使 低 碳 镍 钢 获 得 纯 的 奥 式 体 组 织 ，只 有 镍 含 量 超 过 24 时 才 能 比 较 明 显 地 提 高 钢 的 耐 腐 蚀 性 能 。 若 镍 和 铬配 合 加 入 钢 中 ， 如 在 铁 素 体 铬 不 锈 钢 中 加 入 少 量 的 镍 ， 使 金 相 组 织 由 单相 铁 素 体 变 为 奥 氏 体 和 铁 素 体 双 相 组 织 ， 从 而 显 著 地 提 高 钢 的 耐 腐 蚀 性 。若 对 此 钢 进 行 热 处 理 ， 则 可 提 高 强 度 。 铬 钢 中 加 人 的 镍 元 素 多 一 些 ， 奥氏 体 和 铁 素 体 双 相 组 织 就 变

27、 为 单 相 奥 式 体 钢 (Cr18Ni9)。 这 种 钢 具 有 特别 好 的 耐 腐 蚀 性 能 和 良 好 的 形 变 、 焊 接 性 能 。 镍 虽 然 属 于 稀 贵 金 属 ， 但 是 它 是 炼 制 高 级 合 金 钢 的 主 要 元 素 之 一 。 在 腐 蚀 条 件 下 工 作 的 压 力 容 器 以 及 需 要 保 持 被 处 理 物 质 不 变 质 的 储 槽 或装 置 (如 食 品 工 业 用 )， 还 应 当 用 铬 镍 钢 制 造 。 3.2.1.2 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 合 金 元 素 作 用 (5)钼 主 要 使 钢 具 有 耐 热 性

28、 和 很 高 的 高 温 力 学 性 能 。 在结 构 钢 中 ， 钼 的 作 用 是 消 除 回 火 脆 性 、 细 化 晶 粒 ， 同 时 强烈 提 高 钢 的 淬 透 性 ， 使 截 面 厚 度 较 大 的 部 件 可 以 淬 透 、 淬深 。 在 含 有 导 致 回 火 脆 性 的 元 素 ， 如 锰 、 铬 等 钢 中 加 入 钼 ，能 防 止 和 减 少 钢 的 回 火 脆 性 ， 提 高 冲 击 韧 性 。 在 不 锈 钢 中 ，加 入 钼 后 能 进 一 步 提 高 钢 对 有 机 酸 、 过 氧 化 氢 、 亚 硫 酸 、硫 酸 、 酸 性 染 料 、 漂 白 粉 等 的 耐

29、 腐 蚀 性 能 。 钼 是 较 贵 重 的 元 素 ， 用 途 也 很 广 ， 因 此 钼 钢 (一 般 和 铬配 合 使 用 )只 能 用 于 高 温 工 作 条 件 下 的 部 件 或 重 要 的 大 截 面构 件 ， 如 高 温 高 压 容 器 的 受 力 部 件 。3.2.1.2 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 合 金 元 素 作 用 (6)钛 是 最 好 的 脱 氧 剂 和 除 气 剂 。 若 在 钢 中 加 入 0 1 0 2 的 钛 ， 可 加 强 熔 炼 时 钢 的 精 练 作 用 ， 降 低 钢 热处 理 的 过 热 趋 势 。 钛 能 改 善 钢 的 热 强

30、性 。 在 碳 素 钢 和 低 合 金 钢 中 加 入 钛 ，能 提 高 持 久 极 限 和 蠕 变 极 限 。 含 铬 量 在 4 6 的 铬 钢 中加 入 钛 后 ， 能 提 高 高 温 时 的 抗 氧 化 性 能 。 不 锈 耐 酸 钢 中 加入 钛 ， 能 避 免 晶 界 贫 铬 ， 减 少 晶 间 腐 蚀 倾 向 ， 提 高 钢 的 耐腐 蚀 性 能 和 韧 性 ， 抑 制 钢 在 高 温 时 晶 粒 长 大 倾 向 ， 改 善 钢的 焊 接 性 能 。 在 锰 钢 中 ， 加 入 少 量 的 钛 ， 能 提 高 它 的 力 学性 能 ， 特 别 是 屈 服 极 限 ； 在 铸 钢

31、中 加 入 约 0 2 的 钛 ， 可以 细 化 铸 态 组 织 ， 提 高 铸 钢 的 强 度 和 韧 性 。3.2.1.2 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 合 金 元 素 作 用 (7)钒 在 钢 中 的 主 要 作 用 是 细 化 晶 粒 ， 提 高 晶 粒 粗 化 温 度 ， 降 低 钢 的 过 热敏 感 性 ， 提 高 钢 的 强 度 和 韧 性 。 钒 在 高 温 溶 入 奥 氏 体 时 ， 能 提 高 钢 的 淬 透 性 。相 反 ， 若 以 碳 化 物 形 态 存 在 时 ， 将 降 低 钢 的 淬 透 性 。 其 次 钒 能 增 加 淬 火 钢 的回 火 稳 定

32、性 ， 并 产 生 二 次 硬 化 效 应 。(8)钨 其 硬 度 和 熔 点 都 高 ， 一 般 用 来 制 造 合 金 工 具 钢 和 高 速 钢 。 钨 能 增 加钢 的 回 火 稳 定 性 、 红 硬 性 和 热 强 性 ， 如 在 结 构 钢 中 加 入 0 2 0 4 的 钨 ，便 能 防 止 热 处 理 时 晶 粒 长 大 和 粗 化 ， 降 低 回 火 脆 化 倾 向 ， 显 著 地 提 高 钢 的 强度 和 韧 性 。 在 不 锈 钢 中 ， 如 15A13MoWTi(钨 含 量 为 0 4 0 6 )是 一 种 不含 铬 镍 的 耐 腐 蚀 钢 ， 用 于 常 压 加 热

33、炉 、 裂 化 加 热 炉 、 减 压 加 热 炉 、 催 化 加 热炉 辐 射 段 炉 管 和 裂 化 分 馏 塔 、 焦 化 分 馏 塔 内 构 件 等 ， 耐 腐 蚀 性 能 很 好 ， 优 于0Cr13钢 。 （ 9） 钢 中 加 入 适 量 的 稀 土 元 素 ， 能 净 化 晶 界 上 的 杂 质 ， 提 高 钢 的 高 温 强 度 ，还 能 改 变 钢 中 非 金 属 夹 杂 物 的 形 态 ， 改 善 钢 的 塑 性3.2.1.2 压 力 容 器 用 低 合 金 结 构 钢 合 金 元 素 作 用 耐 热 钢 分 为 热 稳 定 钢 和 热 强 钢 ， 热 稳 定 钢 具 有

34、高 温 下 抗 氧 化 或 耐气 体 介 质 腐 蚀 性 能 。 热 强 钢 在 高 温 下 既 能 抗 氧 化 性 同 时 具 有 一 定 的 高 温强 度 。 耐 热 钢 按 合 金 成 分 的 质 量 分 数 分 为 低 合 金 （ 5%以 下 ） 、 中 合 金 （ 5-10%） 和 高 合 金 （ 大 于 10%） 耐 热 钢 三 种 。 合 金 系 列 有 Mo、 Mo-V、 Cr-Mo-V等 。 具 有 低 的 含 碳 量 ， 由 于 合 金 元素 含 量 不 同 具 有 珠 光 体 耐 热 钢 （ 合 金 元 素 含 量 2.5%以 下 ， 具 有 P+F组 织） ； 贝 氏

35、体 耐 热 钢 （ 合 金 元 素 含 量 3-5%， 具 有 B+F组 织 ） ,主 要 以 退 火 状态 或 正 火 +回 火 状 态 供 货 。 耐 热 钢 中 单 独 加 入 钼 时 在 高 温 长 期 工 作 会 产 生 组 织 不 稳 定 现 象 ，需 要 加 热 CrNb等 合 金 元 素 ， 进 一 步 提 高 钢 的 蠕 变 强 度 和 组 织 稳 定 性 。 耐 热 钢 具 有 较 高 的 冷 裂 倾 向 和 再 热 裂 纹 敏 感 性 焊 接 时 应 采 用 预 热 、 焊 后 后 热 和 及 时 热 处 理 等 工 艺 措 施 。 3.2.2 压 力 容 器 用 低 合

36、 金 耐 热 钢 用 于 低 温 条 件 的 钢 材 ， 分 为 含 镍 和 不 含 镍 钢 两 类 ； 常 用 低 温 钢 牌 号 有 16MnDR、 15MnNiR、 O9MnNiDR 。 低 温 钢 主 要 性 能 要 求 ： 保 证 使 用 温 度 下 具 有 足 够 的 韧 性 和 抵 抗 脆 性破 坏 的 能 力 ， 主 要 通 过 降 低 含 碳 量 、 限 制 S、 P等 杂 质 元 素 含 量 、 通 过微 量 合 金 元 素 细 晶 强 化 、 固 溶 强 化 ， 配 合 正 火 或 正 火 加 回 火 处 理 获 得良 好 的 低 温 韧 性 。 不 含 镍 低 温 钢

37、含 碳 量 低 、 合 金 元 素 含 量 低 ， 冷 裂 倾 向 小 ， 焊 接 性 良好 ； 一 般 不 需 预 热 ； 含 镍 低 温 钢 具 有 冷 裂 倾 向 小 ， 当 厚 板 焊 接 或 拘 束 较 大 时 应 预 热 ； 焊接 材 料 应 严 格 控 制 杂 质 元 素 含 量 防 止 热 裂 纹 ； 焊 接 尽 量 采 用 小 线 能 量， 多 层 多 道 焊 控 制 层 间 温 度 ；3.2.3 压 力 容 器 用 低 温 钢 u 不 锈 钢 的 类 别 不 锈 钢 分 为 不 锈 钢 和 耐 酸 钢 ， 不 锈 钢 是 指 在 大 气 、 水 等 弱 腐 蚀 介质 中 耐

38、 腐 蚀 的 钢 。 耐 酸 钢 是 指 在 酸 碱 盐 等 强 腐 蚀 介 质 中 耐 蚀 的 钢 ， 耐酸 钢 一 定 是 不 锈 钢 。 不 锈 钢 分 为 奥 氏 体 不 锈 钢 、 铁 素 体 不 锈 钢 、 马 氏 体 不 锈 钢 和 双 相不 锈 钢 。 a、 铁 素 体 钢 -含 铬 量 为 17-28%的 高 铬 钢 ， 主 要 作 为 热 稳 定 钢 ； b、 马 氏 体 钢 以 铬 13系 列 和 铬 12系 列 为 基 多 元 合 金 钢 c、 奥 氏 体 钢 高 铬 镍 钢 及 高 铬 锰 氮 钢 等 的 奥 氏 体 钢 ； 有 以 18-8为 基 的 耐 蚀 钢 和

39、 25-20为 基 的 热 稳 定 钢 。 d、 双 相 不 锈 钢 铁 素 体 和 奥 氏 体 相 各 占 50%不 锈 钢 ；3.3 压 力 容 器 用 不 锈 钢 u 奥 氏 体 不 锈 钢 以 固 溶 状 态 交 货 ， 具 有 良 好 的 加 工 性 能 和 低 温 冲 击 性能 。 加 工 硬 化 性 很 高 ， 高 温 加 热 会 产 西 格 玛 相 和 晶 间 腐 蚀 现 象 。u 奥 氏 体 不 锈 钢 较 易 焊 接 但 具 有 如 下 焊 接 问 题 ： a、 热 裂 纹 具 有 较 高 的 热 裂 纹 敏 感 性 b、 晶 间 腐 蚀 倾 向 通 过 焊 接 热 输 入

40、 造 成 接 头 敏 化 产 生 晶 间 腐 蚀。 c、 应 力 腐 蚀 开 裂 较 大 残 余 应 力 的 存 在 使 奥 氏 体 不 锈 钢 容 易 产生 应 力 腐 蚀 开 裂 。 d、 焊 接 接 头 脆 化 限 制 铁 素 体 数 量 是 改 善 低 温 韧 性 和 防 止 高 温脆 化 的 主 要 措 施 ； 注 ： 钢 材 牌 号 中 碳 含 量 以 千 分 之 几 表 示 。 例 如 “ 2Cr13”钢 的 平 均 碳 含 量 为 0.2%； 若 钢 中 含碳 量 0.03%或 0.08%者 ,钢 号 前 分 别 冠 以 “ 00”及 “ 0”表 示 之 ， 例 如 00Cr1

41、7Ni14Mo2、 0Cr18 Ni9等 。 对 钢 中 主 要 合 金 元 素 以 百 分 之 几 表 示 ， 而 钛 、 铌 、 锆 、 氮 等 则 按 上 述 合 金 结 构 钢 对 微合 金 元 素 的 表 示 方 法 标 出 。 3.3 压 力 容 器 用 不 锈 钢 u 双 相 不 锈 钢 的 特 点 ： a、 强 度 高 综 合 性 能 好 、 抗 点 腐 蚀 、 缝 隙 腐 蚀 、 应 力 腐 蚀 和腐 蚀 疲 劳 性 能 优 异 b、 具 有 良 好 的 焊 接 性 ， 对 热 裂 纹 不 敏 感 ， 焊 接 过 程 中 需 要控 制 线 能 量 ， 保 证 相 比 例 在

42、30-70%范 围 内 。 c、 常 用 的 双 相 不 锈 钢 有 022Cr23Ni4MoCuN、 022Cr25Ni7Mo4CuN、 022Cr25Ni7Mo4N等 。u 不 锈 钢 复 合 板 是 以 碳 素 钢 和 低 合 金 钢 为 基 层 ， 采 用 爆 炸 或 其 他 方 法 ， 将 一面 或 两 面 整 体 连 续 的 包 覆 一 定 厚 度 不 锈 钢 的 复 合 材 料 。 a、 通 常 采 用 爆 炸 法 （ B） 、 轧 制 法 （ R） 、 轧 制 -爆 炸 法 （ BR）、 堆 焊 方 法 等 ； b、 复 合 材 料 特 点 ;强 度 高 、 耐 蚀 性 能 好

43、 、 价 格 低 廉 c、 复 合 板 经 过 复 合 后 需 要 进 行 热 处 理 ， 覆 层 以 酸 洗 钝 化 或 抛光 处 理 交 货 ， 按 批 检 验 ； 按 同 牌 号 、 同 规 格 、 同 工 艺 、 同 热 处 理制 度 组 批 。 d、 性 能 指 标 有 ： 界 面 结 合 率 、 力 学 性 能 、 工 艺 性 能 等 e、 表 面 质 量 要 求 无 气 泡 、 结 疤 、 裂 纹 、 夹 杂 等 缺 陷 。 3.3 压 力 容 器 用 不 锈 钢 奥 氏 体 不 锈 钢 由 于 使 用 条 件 的 改 变 ， 存 在 着 晶 界 腐 蚀 、点 蚀 及 应 力 腐

44、 蚀 破 裂 等 。316LMod 不 锈 钢 的 点 蚀 316LMod 不 锈 钢 的 应 力 腐 蚀 裂 纹3.3 压 力 容 器 用 不 锈 钢 选 材 不 当 、 材 料 误 用 、 材 料 缺 陷 等 材 料 原 因 是 造 成 压 力 容 器 设 备 事 故 的主 要 原 因 之 一 .加 强 对 材 料 质 量 控 制 与 管 理 ， 合 理 选 用 、 正 确 使 用 ， 是保 证 压 力 容 器 产 品 质 量 的 前 提 条 件 选 用 错 误 的 材 料 或 者 不 恰 当 的 材 料 可 能 会 给 生 产 安 全 带 来 诸 多 隐 患 。 316LMod 316L

45、3.3 压 力 容 器 用 不 锈 钢 316L 316LMod 3.3 压 力 容 器 用 不 锈 钢 3.4 压 力 容 器 用 材 料 标 准序 号 标 准 号 标 准 名 称1 GB/T 699-1999 优 质 碳 素 结 构 钢 （ 含 第 1号 修 改 单 ）2 GB/T 700-2006 碳 素 结 构 钢 3 GB 710-2008 优 质 碳 素 结 构 钢 热 轧 薄 钢 板 和 钢 带 4 GB 711-2008 优 质 碳 素 结 构 钢 热 轧 厚 钢 板 和 宽 钢 带 5 GB 713-2008 锅 炉 和 压 力 容 器 用 钢 板 6 GB 912-2008

46、 碳 素 结 构 钢 和 低 合 金 结 构 热 钢 轧 薄 钢 板 及 钢 带 7 GB/T 1591-2008 低 合 金 高 强 度 结 构 钢 8 GB 19189-2003 压 力 容 器 用 调 制 高 强 度 钢 板 9 GB/T 3274-2007 碳 素 结 构 钢 和 低 合 金 结 构 钢 热 轧 厚 钢 板 和 钢 带 10 GB 3531-2008 低 温 压 力 容 器 用 低 合 金 钢 钢 板 11 GB 6653-2008 焊 接 气 瓶 用 钢 板 12 GB/T 3621-2007 钛 及 钛 合 金 板 材 注 ： 以 上 版本 仅 供 参 考 ， 所

47、有 标 准 应以 现 行 版 、替 代 标 准 和修 改 单 为 准 。 序 号 标 准 号 标 准 名 称13 GB/ T3087-2008 低 中 压 锅 炉 用 无 缝 钢 管 14 GB/T 3092-2008 低 压 流 体 输 送 用 焊 接 钢 管 15 GB/T 3624-2007 钛 及 钛 合 金 管 16 GB 8163-2008 输 送 流 体 用 无 缝 钢 管 17 GB 8162-2008 结 构 用 无 缝 钢 管 18 GB/T 8165-2008 不 锈 钢 复 合 钢 板 和 钢 带 19 GB/T 8546-2007 钛 不 锈 钢 复 合 钢 板 20

48、 GB/T8547-2006 钛 钢 复 合 板 21 JB/T 4737-1995 椭 圆 形 封 头 22 GB 19189-2003 压 力 容 器 用 调 制 高 强 度 钢 板 23 GB 6479-2000 高 压 化 肥 设 备 用 无 缝 钢 管21 GB/T 13296-1991 锅 炉 、 热 交 换 器 用 不 锈 钢 无 缝 钢 管 22 JB/T 4726-2000 压 力 容 器 用 碳 素 钢 和 低 合 金 钢 锻 件 23 JB/T 4727-2000 低 温 压 力 容 器 用 低 合 金 钢 锻 件 24 JB/T 4728-2000 压 力 容 器 用

49、不 锈 钢 锻 件 3.4 压 力 容 器 用 材 料 标 准 3.4 压 力 容 器 用 材 料 标 准 2006年 美 国 机 械 工 程 师 学 会 （ ASME） 锅 炉 及 压 力 容 器 规 范 ASME CODE CASE 2506 正 式 采 纳 我 国 国 家 标 准 GB6654-1996 压 力容 器 用 钢 板 中 的 16MnR钢 可 用 于 制 造 ASME规 范 第 VIII卷 第 1册 的压 力 容 器 “ 这 是 我 国 压 力 容 器 用 钢 板 首 次 被 国 际 公 认 的 权 威 性ASME规 范 所 采 纳 。 此 次 ASME标 准 案 例 引 入

50、 16MnR， 对 于 我 国 取 得ASME认 证 的 锅 炉 压 力 容 器 制 造 企 业 来 说 是 一 个 喜 讯 ， 不 仅 省 却 了采 购 国 外 材 料 的 昂 贵 费 用 ， 而 且 为 我 国 压 力 容 器 材 料 进 入 国 际 市场 打 通 了 渠 道 。 ”附 注 ：ASME对 使 用 16MnR钢 提 出 如 下 条 件 ：A)最 高 许 用 设 计 应 力 不 得 超 过 下 表 所 示 值 。 最 高 许 用 设 计 温 度 不得 高 于 260 。B)该 钢 材 只 能 用 于 承 受 内 压 的 元 件 。C)应 按 照 第 IX卷 规 定 进 行 单

51、独 的 焊 接 工 艺 评 定 和 焊 工 技 能 评 定 。D)考 虑 焊 后 热 处 理 时 ， 应 把 本 钢 材 作 为 P-No.1材 料 。E)考 虑 冲 击 试 验 要 求 时 ， 应 将 本 钢 材 作 为 曲 线 A的 材 料 。 F)应 满 足 第 VIII卷 UCS篇 的 一 切 其 它 要 求 。G)本 案 例 号 应 在 制 造 商 数 据 报 告 上 显 示 。 3.4 压 力 容 器 用 材 料 标 准 在 以 下 条 件 全 部 被 满 足 的 情 况 下 ， 可 以 使 用 Q345R制 造 负 责 ASME VIII 1卷 要 求 的 锅炉 和 压 力 容

52、器 。1. 材 料 的 设 计 许 用 应 力 不 得 在 以 下 条 件 下 超 过 相 应 的 值 ： 最 大 温 度 260 厚 度 6 16 mm 146Mpa 厚 度 16 36 mm 140Mpa 厚 度 36 60 mm 134Mpa 厚 度 60 100mm 131Mpa 厚 度 100 120mm 129Mpa2. 在 外 压 条 件 下 ， 使 用 外 压 取 值 表 CS-2， 具 体 见 ASME II D篇3. 在 II D篇 查 找 力 学 性 能 时 ， 此 材 料 被 当 做 普 通 碳 钢 来 看 待 。4. WPQ 和 PQ应 分 开 编 制 ， 按 照 第

53、 IX卷 的 要 求 进 行 。5. 针 对 焊 后 热 处 理 工 序 ， 此 材 料 被 视 为 P-No.1组 别 。6. 针 对 低 温 冲 击 验 证 ， 此 材 料 按 照 曲 线 A进 行 。 （ UCS-66）7. 此 种 材 料 的 钢 板 必 须 满 足 SA-20 Table 1 的 要 求 ， 无 论 Table 1是 否 更 加 严 格 。8. 40mm以 下 厚 度 的 钢 板 必 须 轧 制 状 态 供 货 ， 并 且 板 子 必 须 是 正 火 或 去 应 力 处 理 或者 二 者 都 进 行 过 。 9. 40mm以 上 的 钢 板 必 须 正 火 。10. 其 他 所 有 在 UCS篇 列 出 的 对 于 材 料 的 要 求 都 必 须 满 足 。11. 此 案 例 的 案 例 号 必 须 在 文 件 中 被 提 及 并 且 标 记 在 材 料 表 面 ， 并 且 在 设 备 的 出 厂数 据 报 告 中 被 列 出 。 ASME CODE CASE 2642