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1、1 / 3材料说明1）碳素钢铸件适用于非腐蚀性介质，在某些特定条件下，如在一定范围内的温度，浓度条件下也可用于某些腐蚀性介质。适用温度-29 425。（常用于水、蒸气、油等非腐蚀介质）目前国内采用的现行标准是GB12229-89通用阀门碳素钢铸件技术条件，材料牌号为WCA 、WCB 、WCC 。该标准是参照美国材料实验协会标准ASTM A216 高温用可熔焊碳钢铸件标准规范制定的。另外国内还常用ZG230-450 ZG25等，常用 WCB 代替。国外一般都制定了用于阀门主体材料的碳钢铸件标准。国际上常用的为ASTM A216/A216M 中的WCA 、WCB 、WCC , 其牌号的基本含义是:
2、 W 表示可焊接的 , C 表示为铸造的 , A 、B、C 则表示碳素铸钢的强度等级, 其中 A 为较低强度的 , B 为中等强度的 , C 为较高强度的。一般最常用的为中等强度的 WCB 牌号的可焊接的碳素铸钢。当强度要求较高时, 应采用 WCC , 因为 WCC 中的 Mn 的含量较高 , 对钢的强化作用提高, s值也随之提高。2、低温钢铸件：一般低温系指小于-29 至 -196 范围内。小于 -196 至 -269为超低温范围。石化企业规定低于-20 就算低温。一般碳素钢、低合金钢、铁素体钢在低温下韧性急剧下降，脆性上升，这种现象叫材料的冷脆现象。 ASTM A352/ 352M 标准中
3、规定了适用于低温工况条件下阀门主体材料的马氏体和铁素体钢的铸件。该标准中共有LCA 、LCB 、LCC 、LC1 、LC2 、LC2 - 1 、LC3 、LC4 、LC9和CA6NM 等9 种低温钢铸件牌号, 其适用的低温等级从- 32 (LCA) - 196 (LC9) 。钢号中的 L 表示低温用钢 , C 表示材料的类型为铸件, 后面的 A 、B、C 表示属于碳钢类系列, 是按钢适用温度的高低排列, 越排后的其力学性能越好、低温性能越好及冲击试验的温度越低, 分别是 LCA ( - 32 ) LCB 和LCC( - 46 ) 。虽然 LCB 与LCC 的冲击试验温度都是 - 46 , 但3
4、 个试样的平均值和3 个试样中的最小值LCC 都大于 LCB 。第3 位用阿拉伯数字表示的表明其是属于合金钢类, 数字越大表明其低温性能越好, 低温冲击试验的温度越低。分别是LC1 ( -59 ) LC2 和LC2 - 1 ( - 73 ) LC3 ( -101 ) LC4 ( - 115 ) LC9 ( - 196 ) 。其中常用的 LCB 、LC1 、LC2 和LC3 已被转化为我国的阀门用低温钢铸件标准JB/ T 7248 , 按其主要化学元素依次被称为低温碳钢、0.5Mo 钢、 2.5Ni 钢、 3.5Ni 钢。注：低温冲击试验用铁素体钢如 LCA 、LCB 、LCC 、LC1 、LC
5、2、LC3 制造的低温阀们主要零件特别是铸件，在低温下有明显的低温脆性，在低温下使用时必须达到一定的韧性，在低温下使用必须达到一定的韧性指标才能使用。因此，这些材料要进行最低使用温度下的冲击试验。其方法是把试块放在冷却介质中浸15 分钟，然后在 5 秒钟内迅速试验完毕。冲击试样为夏氏V 形缺口冲击试样（ 10mm 10mm ）。上述各种材料的冲击能量指标即为夏氏V 形缺口冲击试样（10mm 10mm ）指标 ASTM A352/ A352M 及JB/T7248 中常用低温钢铸件化学成分和力学性能2)低温钢锻件： ASTM A350/ 350M 中的 LF1 、LF2 、LF3. JB 4727
6、 为我国低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件标准, 阀门主体材料可以选用。在该标准中列出了20D 、16MnD 、16MnMoD 、09Mn2VD 、09MnNiD、20MnMoD 、08MnNiCrMoVD 和10Ni3MoVD 等8 种钢号。3、高温铬钼钢：高温情况下金属材料的力学性能与常温下的力学性能存在很大差异, 其总的特点是温度越高, 强度越低。 而且在一定应力的作用下, 变形量随着时间的增加而增大。这种现象就是2 / 3金属的蠕变现象。1）高温钢铸件：ASTM A217/ A217M 中的高温承压用马氏体不锈钢和合金钢铸件适用于高温工况条件的阀门主体材料。在该标准中共包括1 个牌号的
7、马氏体不锈钢和9 个牌号的铁素体合金钢, 按钢种可分碳钼钢 (WC1 ) 、镍铬钼钢 ( WC4 、WC5 ) 、铬钼钢 (WC6 、WC9 、WC11 、C5 、C12 ) 和铬钼钒钢 (CA12 、CA15) 。钢中的W 表示为可焊接性, 说明其具有较良好的焊接性能。 C 表示为铸钢 , 后面的数值表示高温合金钢适用工作温度高低的排列顺序。数值越大, 表示其适用温度越高。以介质为水和蒸气为例。其可焊性的几种高温钢的最高使用温度分别是 : WC1 ( 450 ) WC4 ( 540 ) WC5 ( 565 ) WC6 ( 595 ) WC9( 600 ) 等。在ASME B16134 中规定
8、 , 当连接形式采用法兰连接时, 使用温度的最高限额为540 , 当超过 540 时 , 适用的最高温度只适用于对焊连接的阀门。在这些钢种及钢的牌号中, 使用最广泛的应属铬钼钢中的WC6 、WC9 和 C5。4、奥氏体不锈钢：Cr 是决定不锈钢抗腐蚀性的主要元素。Cr 可以使不锈钢在腐蚀介质中产生钝化现象, 即表面上形成一层很薄的保护膜。同时 Cr 能有效地提高电极电位。当含 Cr 量达 12.5%时, 合金电极电位由负变正, 因此不锈钢一般含Cr 量均需达 13 %以上。钢中含 Cr 量越高 , 抗腐蚀性能越好。此外,Cr 对钢的力学性能和工艺性能都有很好的作用。1)不锈钢铸件：目前国际上推
9、荐使用的阀门主体材料用不锈钢很多。ASTM A351/ A351M 中就有 20余种 , 其中大多数为奥氏体不锈钢, 最常用的有 CF3 、CF8 、CF3M 、CF8M 和CF8C 等。其基型为18Cr - 8Ni奥氏体不锈钢。牌号中的 C 表示为使用温度在650以下的不锈钢铸件, 第2 个字母表示不锈钢中含Ni 量, 其英文字母越靠后, 含Ni 量越高 , F 的含 Ni 量为 8.0 % 12.0 % , 数字代表含 C 量的最大值 ( 以万分之几表示) , 后面的 M 和C 等表示在铬镍含量为18 - 8 的基础上添加其他的不同合金元素, M 表示 Mo , C 表示 Nb 等。加 M
10、o 是提高再结晶温度 , 增加了高温下抗蠕变的性能进而改善其耐热性, 加Nb 是使Cr的碳化物减少 , 增加晶间含钼量 , 提高抗晶间腐蚀的性能。2）不锈钢锻件：ASTM A182/ A182M 标准中列出的 34 种奥氏体不锈钢锻件中, 与前面提到的常用5种铸件相对应的变形合金牌号为F304 、F316 、F304L 、F316L 和F347 。牌号中的 F 表示制造工艺为锻造或轧制 , 3 表示为奥氏体不锈耐酸钢系列, 304 为常用的含碳较低的18Cr - 8Ni 类奥氏体不锈钢 ( 通用型为 302) , 316 为304 的基础上加 Mo 用以改善钢的耐热性; 后面加L 表示为低碳的
11、 304 或316 ,用来改善其耐蚀性能。F347 是在 F304 的基础上加 Nb 而增加奥氏体化进一步减小晶间腐蚀倾向。标准中对补焊要求做出了具体规定, 如焊条牌号 , 焊后最低热处理温度等。在我国的 JB 4728 压力容器用不锈钢锻件标准中, 有6 种为奥氏体不锈钢, 其中前面提到的铸件变形合金有4 种, 分别为 0Cr18Ni9 、00Cr19Ni10 、0Cr17Ni12Mo2 和Cr17Ni14Mo2 , 而还有一种 0Cr18Ni10Ti 则与 A182/ A182M 中的 F321 相当 ,F321 是在 F304 的基础上加 Ti 而改善晶间腐蚀倾向, 其作用与 Nb 相同。3 / 3