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1、压力容器设计用材料1第1页，本讲稿共72页 4.1材料基础 4.2压力容器用钢板 4.3压力容器用锻件 4.4常用国外材料及比较 4.5设计工作中的“材料先行”和注意事项2第2页，本讲稿共72页 压力容器常用材料-物尽其用 决定产品的经济性 压力容器材料重要的技术问题：压力容器材料重要的技术问题：-成分、性能、韧性 -供货状态 -耐腐蚀性能 -附加要求 -无损检测要求 -厚度：厚度：需要给予高度关注3第3页，本讲稿共72页4.1材料基础知识4.1.1金相组织名词解释奥氏体：奥氏体：碳和合金元素在（-Fe）面心立方结晶铁中的固溶体，非磁性、性质较软、延展性好，一般以相表示铁素体铁素体：碳和合金元
2、素在(-Fe)体心立方结晶铁中的固溶体，应度和强度低、韧性和延展性较好，用相来表示从奥氏体直接析出的铁素体，而用相来表示从液体中直接析出的铁素体渗碳体：渗碳体：铁碳化合物Fe3C，硬而脆珠光体：珠光体：铁素体和渗碳体的混合共析体。性质介于铁素体和渗碳体之间 4第4页，本讲稿共72页马氏体：马氏体：钢经淬火或淬火后在经200oC左右回火得到的不稳定组织，是碳和合金元素在铁中的固溶体，具有很大的内应力，硬而脆相：相：存在于高Cr钢和Cr-Ni奥氏体钢中的组织（Fe、Cr合金间化合物），极硬而又极脆，故会降低材料的延性和韧性。而且在析出相的周围区域产生贫Cr，引起晶间腐蚀。相一般在600900oC长
3、时间保温或预先的加工硬化后产生，如添加铁素体形成元素，含氮量的增加，含碳量的降低均能促使相的形成。已经形成的相可在930980oC加热后急冷消失（转变成铁素体）5第5页，本讲稿共72页4.1.2铁碳合金状态图 含碳量0.022.06%之间的碳铁合金称为钢 6第6页，本讲稿共72页图中实用意义PSK线（A1线）：钢在冷却时，由奥氏体在恒温下进行共析反应形成珠光体的温度线GS线（A3线）：钢在缓慢冷却时，由奥氏体开始析出铁素体的温度线，或缓慢加热时铁素体转变为奥氏体的终了线ES线（Acm线）：钢在缓慢冷却时，奥氏体开始析出渗碳体的温度线。或缓慢加热时渗碳体转变为奥氏体的终了线S点（共析点）：对应该
4、点的钢含碳量为0.8%。称共析钢，室温下的组织是珠光体S点左边是亚共析钢，右边是过共析钢，E点是钢和铸铁的分界点、对应的含碳量时2.06%含碳量小于或低于0.25%的钢称为低碳钢3.1.3碳钢和低合金钢的热处理完全退火（重结晶退火）：完全退火（重结晶退火）：把钢加热到临界点(Ac1或Ac3)以上3050oC，保温后缓冷，得到珠光体组织，主要用于亚共析钢和热轧型材，目的是细化晶粒、消除应力和改善钢的性能。7第7页，本讲稿共72页消除应力退火：消除应力退火：把钢缓慢加热至500650oC,经保温，随炉缓冷至300200oC以下出炉，目的是消除铸件、焊接件、锻件、热轧件和冷拉件等的内应力。正火：正火
5、：把钢加热到Ac3（或Acm）以上3050oC，保温后在空气中(或风冷、喷雾）冷却，得到珠光体组织。目的是提高碳钢和低合金钢机械性能，细化晶粒，改善组织。淬火：淬火：把钢加热到Ac3或（Acm）以上3050oC，保温后快速冷却（油、水），得到马氏体组织使钢强化回火：回火：钢淬火后为了消除应力即获得所需要的组织和性能，把已淬火的钢重新加热到Ac1以下的某一温度，保温后进行冷却。按回火温度不同可分为低温、中温、高温回火8第8页，本讲稿共72页调质：调质：通常将淬火加高温回火的热处理工艺称为调质。可获得回火索氏体，得到强度与韧性匹配良好的综合力学性能4.1.4腐蚀：腐蚀：晶间腐蚀晶间腐蚀 室温下碳只
6、能小量地溶解于奥氏体固溶体中.温度升高时,碳在固溶体中的溶解度增大,再将钢由高温缓慢冷却,在敏化温度范(4008500C)时,奥氏体中饱和的碳和铬化合生成Cr23C6沿晶界沉淀析出,由于铬的扩散速度较慢,这样生成Cr23C6所需的铬必然要从晶界附近获取,造成晶界附近区域铬含量降低而产生晶间腐蚀晶间腐蚀试验方法晶间腐蚀试验方法 按GB4334.143343.5不锈钢晶间腐蚀试验方法规定，主要有10%草酸法、硫酸-硫酸铁法、65%硝酸法（Huey法）、硝酸-氢氟酸法、硫酸-硫酸铜法五种 根据经验核需要来确定方法，一般采用硫酸-硫酸铜法，尿素合成设备用65%硝酸法，含Mo不锈钢用硝酸-氢氟酸法 9第
7、9页，本讲稿共72页敏化敏化 奥氏体不锈钢在4008500C时缓慢冷却,在晶界上有 Cr23 C6析出,造成晶界附近贫铬引起晶间腐蚀,这一温度范围是敏化区氢腐蚀氢腐蚀 氢在高温高压下活性强,氢分子与钢材表面的碳化合引起脱碳,使机械性能下降,渗透到钢材内部和游离的碳化合生成甲烷,产生裂纹,氢原子渗透到钢中和碳反应生成甲烷,产生裂纹应力腐蚀应力腐蚀 金属在拉应力和腐蚀的共同作用下(温度条件)引起的破裂,拉应力大腐蚀严重，无征兆脆性破裂，具有灾难性后果几种产生应力腐蚀的介质：几种产生应力腐蚀的介质：1）碳钢：碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸 2）奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物+蒸汽、硫化氢、
8、碱液 3）含Mo不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜水溶液解决应力腐蚀的重要方法之一：消除应力热处理解决应力腐蚀的重要方法之一：消除应力热处理 10第10页，本讲稿共72页4.1.5不锈钢的热处理固溶处理：固溶处理：为了恢复18-8不锈钢的抗晶间腐蚀能力，加热到10501150oC保温，使沉积在晶界上的碳化物重新溶解到奥使体组织中去，然后快速冷却，使碳化物未能析出，从而将高温时单项奥氏体组织保持下来，提高抗腐蚀能力注意：注意：经过固溶处理的钢仍然需要防止在450 850oC敏化温度下加热和使用，否则会使碳化物重新析出，产生晶间腐蚀稳定化处理：稳定化处理：对含有Nb、Ti的18-8不锈钢在经
9、过固溶处理后在850900oC(860880）下，充分保温（16小时）使钢中的碳被固定在碳化铌和碳化钛中，然后空冷这样在敏化温度下不会形成碳化铬，不会产生晶间腐蚀注意：不含有Nb、Ti稳定剂的18-8不锈钢不需要进行稳定化处理11第11页，本讲稿共72页4.1.6压力容器用材料中需要关注的问题压力容器用材料中需要关注的问题脆性转变温度：脆性转变温度：所有具有立方和密排六方晶格的金属，随着温度的降低，冲击值下降，断面上界晶状断面增加，在某温度时冲击值显著下降而呈现脆性，该温度既是脆性转变温度。影响钢材脆性转变温度的因素主要有：1）加入的合金元素：）加入的合金元素：如Mn、Ni可将低脆性转变温度，
10、C可提升脆性转变温度2）晶粒度：）晶粒度：细晶粒度比组晶粒独有较高的冲击韧性即较低的脆性转变温度3）缺陷：）缺陷：存在的缺陷可将低冲击韧性即提高脆性转变温度4）厚度：）厚度：厚钢板和大型锻件中不同部位的冲击韧性也不相同，脆形转变温度也不相同 12第12页，本讲稿共72页石墨化石墨化 渗碳体在高温长期作用下自行分解的现象：Fe3C=3Fe+C（石墨）。分解时沿晶界析出，所有析出的石墨称球状和团絮状，在晶界中呈链状分布。通常在低碳钢和含0.5Mo的低合金钢中发生。兰脆兰脆 钢材冲击试验温度升高到200400oC时，冲击功开始下降，随着含碳量增加，冲击功开始下降的温度升高，但都在500600oC降到
11、最低点，随着温度上升冲击功又重新增加，这种冲击功值下降的现象称为兰脆，碳素钢的蓝脆温度在325350oC。不锈钢复合板的使用不锈钢复合板的使用 GB150-1989 第2.2.10款规定：复层为奥氏体形的钢板，使用温度下限同基层钢板，上限为400oC。对不锈钢的强制要求：对不锈钢的强制要求：GB150第4.1.6条规定奥氏体不锈钢使用温度高于525oC 时，钢含碳量应不小于0.04%。13第13页，本讲稿共72页低碳和超低碳不锈钢低碳和超低碳不锈钢 不锈钢可按含碳量进行分类，以常用的18-18不锈钢为例1Cr18Ni9(C0.15%)、0Cr18Ni9(C0.08%)、00Cr19Ni11(C
12、0.03%)，常将含碳0.08%的不锈钢称为低碳不锈钢，含碳量0.03%的不锈钢称为超低碳不锈钢尿素级不锈钢尿素级不锈钢 尿素及其中间产物氨基甲酸胺具有极强的腐蚀性，对尿素技术有丰富经验的荷兰斯大米卡帮公司提出尿素用不锈钢的主要技术要求有3个：1）晶间腐蚀：316L（00Cr17Ni14Mo2)改良型，美国休伊试验3.3m/48h 2）选择性腐蚀：平行与轧制方向的母材200m 垂直与轧制方向的母材70m 焊缝金属70m 3)铁素体含量：0.6%试验方法、取样方法、测定方法均按该公司标准规定 另外，对316L材料提出附加要求，C0.030、Cr17.0、Ni13.0、Mo2.2符合以上要求的不锈
13、钢材料是尿素级不锈钢 14第14页，本讲稿共72页不锈钢的表面处理不锈钢的表面处理 不锈钢表面质量的好坏对耐腐蚀性有很大影响，熔渣、污物、氧化皮、擦伤和划痕都有可能产生浓差电池，成为局部腐蚀的中心酸洗：酸洗：针对氧化皮的厚度采取不同的酸洗方法，酸洗液的配方很多，主要是HCl和HNO3，也可用酸洗膏，酸洗应保持一定时间，酸洗后用水洗净钝化：钝化：经过酸洗的表面，用钝化液进行钝化处理，使其表面形成均匀的氧化膜，钝化后用水冲洗干净，要求高的表面应进行兰点检查注意注意:钝化处理的表面，在氧化性介质中（如硝酸)有很高的耐腐蚀性，而在非氧化性介质中（如硫酸）则不耐腐蚀 15第15页，本讲稿共72页4.2钢
14、板4.2.1碳素结构钢板 碳素结构钢板的化学成分、力学性能和使用范围见表1、2、3 表1 化学成分(1)厚度大于60mm的钢板，含Mn上限为1.00%，为增加钢板性能，可增加为量合金元素钢号钢板标准化学成分（%）CSiMnPSQ235-BGB/T912-1989GB/T3274-19880.200.120.300.700.0450.045Q235-C0.180.120.300.800.0400.04020R(1)GB6654-2003(报批）0.200.150.300.500.900.0300.02016第16页，本讲稿共72页 表2 力学性能 (1)表中数值是标准冲击试样的冲击吸收功平均值指
15、标（2）根据需方要求，可进行-20oC冲击试验，AKV24J钢号钢板状态板厚（mm)Rm(MPa)ReL(MPa)A%AKV（1）(J)Q235-B热轧4.51637550023525纵向，20oC 27164022524Q235-C热轧4.51637550023525纵向，0oC 2716402252420R热轧、控轧或正火61640052024525纵向，0oC(2)27163623525366022525601003905102052417第17页，本讲稿共72页 表3 使用范围4.2.2低合金高强度钢板压力容器常用的低合金高强度钢板化学成分和力学性能见表4、5 表4 化学成分钢号设计压
16、力MPa使用温度oC壳体厚度mm介质Q235-B1.6035020不适用于毒性程度为高度或极度危害的介质Q235-C2.5040030不限制20R35-20475100不限制钢号钢板标准化学成分CSiMnPSNiMoNb其它16MnRGB66540.200.200.551.201.600.030.020.30可添加其它元素15MnNbR0.180.200.551.201.600.0250.0150.300.0100.05018MnMoNbR0.220.150.501.201.600.0250.0150.300.450.650.0250.05013MnNiMoNbR0.150.150.501.2
17、01.600.0250.0150.601.000.200.400.0050.20Cr0.200.4007MnCrMoVRGB191890.090.150.401.201.600.0250.0100.400.100.30V0.020.06Cr0.200.3018第18页，本讲稿共72页表5 力学性能钢号钢板状态板厚mmRm(MPa)ReL(MPa)A%Akv(J)16MnR热轧、控轧或正火61651064034521横向，0oC(3)3116364906203252136604706003052160100460590285201001504505802752015MnNbR正火10165306
18、5037020横向，-20oC 3416365306503602036605206403502018MnMoNbR正火加回火（1）306059074044017横向，0oC 34601005707204101513MnNiMoNbR正火加回火（1）10057072039018横向，0oC(4)411001205707203801807MnCrMoVR调质（2）166061073049017横向，-20oC 4719第19页，本讲稿共72页（1）回火温度不得低于620oC（2）回火温度不得低于600oC（3）根据需要，可进行-20oC冲击试验 Akv27J（4）根据需要，可进行-20oC冲击试验
19、 Akv34J4.2.3低温钢板 16MnDR是-40oC级低温压力容器大量使用的钢号，07MnNiMoVDR是低温高强度钢，用于制造大型低温球形容器，09MnNiDR是-70oC级低温压力容器用钢，大量使用与乙烯、煤化工和大化肥等设备。15MnNiDR是-45oC级低温压力容器用钢。表6是化学成分，表7是力学性能 表6 化学成分 钢号钢板标准化学成分CSiMnPSNiAi其它16MnDRGB35310.200.150.501.201.600.0250.0150.015可添加微量元素15MnNiDR0.180.150.501.201.600.0250.0150.200.600.015V0.06
20、09MnNiDR0.120.150.501.201.600.0200.0150.200.800.015Nb0.0407MnNiMoVDRGB191890.090.150.401.201.600.0200.0100.200.50Cr0.30V0.020.06Mo0.100.3020第20页，本讲稿共72页 表7 力学性能钢号钢板状态板厚mmRm(MPa)ReL(MPa)A%Akv(J)16MnDR正火61649062031521横向，-40oC 2716364706002953660450580275横向，-30oC276010045058025515MnNiDR正火61649063032520
21、横向，-45oC 271636470610305366046060029009MnNiDR正火或正火加回火61644057030023横向，-70oC 271636430560280366043056026007MnNiMoVDR调质166061073049017横向，-40oC 4721第21页，本讲稿共72页4.2.4中温抗氢钢板 工作温度高于400oC时，碳素结构钢的高温持久强度和蠕变强度较低，因而许用应力也较低，加入Cr、Mo合金元素可提高钢材高温持久强度和蠕变强度，因此，在400600oC的压力容器产品通常采用Cr-Mo钢材料，在炼油和石油化工装置中由于含有氢介质，在一定的压力和温度
22、下会产生氢腐蚀，采用含有Cr-Mo合金元素的材料可提高抗氢腐蚀能力。国产常用中温抗氢钢化学成分如表8、力学性能如表9。表8 化学成分 钢号钢板标准化学成分CSiMnPSCrMo15CrMoRGB66540.120.180.150.400.400.700.0300.0200.801.200.450.6014Cr1MoR0.170.500.800.400.650.0250.0151.151.500.450.6512Cr2Mo1R0.150.500.300.600.0250.0152.002.500.901.1022第22页，本讲稿共72页 表9 力学性能 (1)回火温度不得低于620oC（2)回火
23、温度不得低于680oC钢号钢板状态板厚mmRm(MPa)ReL(MPa)A%Akv(J)15CrMoR正火加回火(1)66045059029519横向，20oC,31601002751814Cr1MoR正火加回火(1)612052067031019横向，20oC,3412Cr2Mo1R正火加回火(2)612052067031019横向，20oC,3423第23页，本讲稿共72页4.2.5不锈钢板 一般泛指的“不锈钢”是不锈钢、耐热钢、耐酸钢的统称，若严格的区分，则不锈钢是在空气中抗腐蚀的钢、耐酸钢是在某些化学介质中抗腐蚀的钢而耐热钢是在高温下抗氧化抗蠕变和抗破断并抗一定介质腐蚀的钢。所以耐热钢
24、、耐酸钢具有耐腐蚀性而不锈钢不定具有耐热和耐酸性，但有的不锈钢则同时具有耐腐蚀、耐热、耐酸性能，如：1Cr18Ni9Ti既是典型的一种。不锈钢的分类 按成分：Cr13型、Cr18-Ni9型 按金相组织：马氏体:1Cr13、2Cr13、3Cr13 铁素体:0Cr13、Cr17、Cr25 奥氏体:1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2 0Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体加铁素体（双相钢）:00Cr18Ni5Mo3Si2 GB150对双相钢的规定：延伸率不小于23%24第24页，本讲稿共72页压力容器常用不锈钢化学成分见表10、力学性能见表11表10 化学成分 GB/T3
25、280-1992 GB/T4237-1992钢号化学成分CSiMnPSCrNiMo其它0Cr130.081.001.000.0350.03011.5013.500.600Cr18Ni90.071.002.000.0350.03017.0019.008.0011.000Cr18Ni10Ti0.081.002.000.0350.03017.0019.009.0012.00Ti5C0Cr17Ni12Mo216.0018.0010.0014.002.003.000Cr18Ni12Mo2Ti16.0019.0011.0014.001.802.50Ti5C0.7000Cr17Ni14Mo2Ti0.031.
26、002.000.0350.03016.0018.0012.0015.002.003.0000Cr18Ni5Mo3Si21.302.001.002.000.0300.03018.0019。504.505.502.503.00N0.1025第25页，本讲稿共72页表11 力学性能 GB/T3280-1992 GB/T4237-1992 (1)仅当需方要求时，才进行测定(2)GB150规定值钢号钢板状态Rm(MPa)Rr0.2(1)(MPa)A%0Cr13退火410205200Cr18Ni9固溶520205400Cr18Ni10Ti520400Cr17Ni12Mo2520400Cr18Ni12Mo2
27、Ti5303500Cr17Ni14Mo2Ti4801774000Cr18Ni5Mo3Si259039023（2）26第26页，本讲稿共72页不锈钢板的应用：0Cr13:有良好的韧性和塑性，耐含硫石油和硫化氢介质的腐蚀（内件），化工中防污染，除氧器内件等0Cr18Ni9:耐硝酸腐蚀,可在-196+600oC范围内使用，抗晶间腐蚀比1Cr18Ni9强1Cr18Ni9:耐硝酸腐蚀,不可在450+800oC范围内使用，抗晶间腐蚀比0Cr18Ni9差1Cr18Ni9Ti:耐硝酸、合成氨、甲醇介质腐蚀,可在-196+600oC范围内使用，抗晶间腐蚀比0Cr18Ni9强0Cr18Ni9Ti:耐硝酸、合成氨、
28、甲醇介质腐蚀、可在-196+600oC范围内使用，抗晶间腐蚀比1Cr18Ni9Ti强27第27页，本讲稿共72页0Cr17Ni12Mo2:耐磷酸和尿素、维尼龙介质腐蚀,可在-196+600oC范围内使用，抗晶间腐蚀比0Cr17Ni12Mo2Ti差0Cr17Ni12Mo2Ti:耐磷酸和尿素、维尼龙介质腐蚀，可-196+600oC范围内使用，抗晶间腐蚀比0Cr17Ni12Mo2强00Cr17Ni14Mo2Ti：耐尿素和醋酸介质腐蚀，有良好的抗晶间腐蚀性能CL-（氯离子）：对不锈钢有很大破坏作用，在拉应力下会产生应力腐蚀，水压试验应对水质提出要求：氯离子含量25PPM00Cr18Ni5Mo3Si2(
29、双相不锈钢）：耐应力腐蚀、点腐蚀，适用于含有氯离子介质的炼油、化肥、甲醇、造纸等工业28第28页，本讲稿共72页4.3压力容器用锻件4.3.1常用锻件化学成分见表12、力学性能见表13 表12 碳素钢和低合金钢锻件的化学成分（JB4726-2000）钢号化学成分CSiMnPSMoCrNiCuVNb200.170.230.170.370.601.000.0300.0200.250.250.2516Mn0.130.190.200.601.201.600.0300.0200.300.300.2520MnMo0.170.230.170.371.101.400.0250.0150.200.350.302
30、0MnMoNb0.170.230.170.371.301.600.0250.0150.450.650.300.0250.05015CrMo0.120.180.100.600.300.800.0300.0200.450.650.801.2514Cr1Mo0.110.170.500.800.300.800.0250.0150.450.651.151.5012Cr2Mo10.150.500.300.600.0250.0150.901.102.002.5029第29页，本讲稿共72页 表13 碳素钢和低合金钢锻件的力学性能（JB4726-2000）钢号公称厚度mm热处理状态回火温度oC 拉伸试验冲击试
31、验应度试验Rm(MPa)ReL(MPa)A%试验温度 oCAkv.JHB20200N39054021524203410615916Mn300N,N+T6004506002752003112117820MnMo300Q+T6005307003701834156208300500510680350181362015007004906603301813019620MnMoNb300Q+T630620790470161852353005006107804601618023315CrMo300Q+TN+T6204406102752020341181803005004306002552011517814C
32、r1Mo300Q+TN+T62049066029019411301963005004806502801912819312Cr2Mo1300Q+TN+T680510680310181362013005005006703001813320030第30页，本讲稿共72页24.3.2低温钢锻件常用低温锻件化学成分见表14、力学性能见表15 表14 常用低温锻件化学成分(JB4727-2000)钢号化学成分CSiMnMoCrNiAlsPSCu16MnD0.130.180.200.601.201.60-0.300.40Nb0.0300.0150.0250.0150.2520MnMoD0.160.220.1
33、70.371.101.400.200.350.300.40-0.0150.02508MnNiCrMoVD0.100.200.401.101.400.200.500.200.601.201.60V0.020.06-0.02009MnNiD0.120.150.351.201.60-0.300.450.85Nb0.0500.0150.02031第31页，本讲稿共72页 表15 常用低温锻件力学性能(JB4727-2000)钢号公称厚度mm热处理状态回火温度oC拉伸试验冲击试验Rm(MPa)ReL(MPa)A%试验温度 oCAkv,J16MnD300Q+T60045060027520-402720Mn
34、MoD30053070037018-40300500510680350-30500700490660330-3008MnNiCrMoVD300Q+T60060077048017-404709MnNiD42057026023-7032第32页，本讲稿共72页4.3.3常用不锈钢锻件（JB4728-2000)常用牌号有：铁素体：0Cr13 奥氏体：0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 铁素体+奥氏体：00Cr18Ni5Mo3Si24）常用棒材 主要用于制造压力容器螺栓、螺母等紧固件常用牌号有:35 40MnB 40Cr 30CrMoA 35C
35、rMoR 25Cr2MoVR 40CrNiMoA螺栓、螺母选材时应注意有一定硬度差，螺栓稍硬，可通过不同钢号和不同热处理来实现 33第33页，本讲稿共72页4.4 常用外国材料及比较4.4.1钢板美国：低合金钢 SA516Gr-55 60 65 70 SA662GrA B C SA302GrA B C D Cr-Mo抗氢钢 SA204GrA B C SA387Gr11Cl.1 SA387Gr11Cl.2 SA387Gr12Cl.1 SA387Gr12Cl.2 SA387Gr22Cl.1 SA387Gr22Cl.2 不锈钢 SA240 304 304L 321 347 316 316L 904L
36、 410 410s德国：低合金钢 DIWA353 P355GH Cr-Mo抗氢钢 13CrMo4-5 10CrMo9-10 34第34页，本讲稿共72页1）SA516Gr55、60、65、70的化学成分、力学性能见表16、17 表16A 适用于熔炼分析和成品分析B Grade 60级板厚12.5mm时，熔炼分析的锰含量为0.951.20%,成品分析的锰含量为0.791.30%成分及板厚%Grade 55Grade 60Grade 65Grade 70CA：12.5mm 12.550mm 50100mm 100200mm 200mm0.180.200.220.240.260.210.230.25
37、0.270.270.240.260.280.290.290.270.280.300.310.31Mn：12.5mm 熔炼分析B 成品分析B 12.5mm 熔炼分析 成品分析0.600.900.550.980.601.200.551.300.600.900.550.980.851.200.791.300.851.200.791.300.851.200.791.300.851.200.791.300.851.200.791.30PA0.0350.0350.0350.035SA0.0350.0350.0350.035Si：熔炼分析 成品分析0.150.400.130.450.150.400.130.
38、450.150.400.130.450.150.400.130.4535第35页，本讲稿共72页 表17关于冲击试验温度:可按金属的设计温度该材料标准有13项附加要求可按用户需要在材料采购单中提出性能Grade 55380Grade 60415Grade 65450Grade 70485抗伸强度 ksi MPa屈服强度 ksi MPa延伸率%LO=200mm延伸率%LO=50mm5577380515302052327608041555032220212565854505853524019237090485620382601721供货状态DG1858-2005的规定正火或控轧并应在质保书中注明正
39、火或控轧并应在质保书中注明正火或控轧并应在质保书中注明正火或控轧并应在质保书中注明冲击功 AKV.J oC31313131冷弯180od3ad3ad3ad3a36第36页，本讲稿共72页S1 真空处理S2 产品分析S3 机械性能试验的模拟焊后热处理S4.1附加拉伸试验S5 却贝V形缺口冲击试验S6 落锤试验S7 高温拉伸试验S8 按照A435/A标准进行的超声波检测S9 磁粉检测S11按照A577/A标准进行的超声波检测S12按照A578/A标准进行的超声波检测S14弯曲 试验S17真空碳脱氧钢37第37页，本讲稿共72页2）SA302GrA B C D的化学成分见表18、力学性能见表19 表
40、18A:适用于熔炼分析和成品分析成分含量%Gr AGr BGr CGr D C,maxA :25mm 2550mm 50mm0.200.230.250.200.230.250.200.230.250.200.230.25Mn:熔炼分析 成品分析0.951.300.871.411.151.501.071.621.151.501.071.621.151.501.071.62P,maxA0.0350.0350.0350.035S,maxA0.0350.0350.0350.035Si:熔炼分析 成品分析0.150.400/130.450.150.400.130.450.150.400.130.450.
41、150.400.130.45Mo:熔炼分析 成品分析0.450.600.410.640.450.600.410.640.450.600.410.640.450.600.410.64Ni:熔炼分析 成品分析-0.400.700.370.730.701.000.671。0338第38页，本讲稿共72页 表19性能Grade AGrade BGrade CGrade D拉伸强度、ksiMPa屈服强度、ksiMPa延伸率%LO=200mm延伸率%LO=50mm759551565545310151980100550690503451518801005506905034517208010055069050
42、3451720供货状态DG1858-2002的规定正火+回火或控轧（870oC)代正火，合同中应注明正火+回火或控轧（870oC)代正火，合同中应注明正火+回火或控轧（870oC)代正火，合同中应注明正火+回火或控轧（870oC)代正火，合同中应注明冲击功 AKV.JDG1856-200527272727冷弯180oDG1856-2005d=3ad=3ad=3ad=3a39第39页，本讲稿共72页3）美国Cr-Mo抗氢钢 SA387Gr11、12、22表20 化学成分A:板厚大于125mm时，成品分析最大含碳量0.17成分含量%Grade 12Grade 11Grade 22C:熔炼分析 成品
43、分析0.050.170.040.170.050.170.040.170.050.15A0.040.15AMn:熔炼分析 成品分析0.400.650.350.730.400.650.350.730.300.600.250.66P:熔炼分析 成品分析0.0350.0350.0350.0350.0350.035S:熔炼分析 成品分析0.0350.0350.0350.0350.0350.035Si:熔炼分析 成品分析0.150.400.130.450.500.800.440.860.50max0.50maxCr:熔炼分析 成品分析0.801.150.741.211.001.500.941.562.00
44、2.501.882.62Mo:熔炼分析 成品分析0.450.600.400.650.450.650.400.700.901.100.851.1540第40页，本讲稿共72页SA387Gr12、11、22表21 机械性能性能SA387Gr12SA387Gr11SA387Gr22拉伸强度、ksiMPa屈服强度、ksiMPa延伸率%LO=200mm延伸率%LO=50mm断面收缩率%（园棒）%（板状）6585450585402751922-75100515690453101822-7510051469045310-184540供货状态正火+回火正火+回火正火+回火冲击功 AKV.J（横向）DG1814
45、-2005313131冷弯180od=3ad=3ad=3a41第41页，本讲稿共72页4）美国奥氏体(Cr-Ni、Cr-Mn-Ni)钢 SA240 表21 化学成分牌号CMnPSSiCrNiMo3040.082.000.0450.0300.7518.0020.008.0010.50N 0.1304L0.0302.000.0450.0300.7518.0020.008.0012.003210.082.000.0450.0300.7517.0019.009.0012.00Ti 3(C+N)min,0.70maxN 0.13470.082.000.0450.0300.7517.0019.009.00
46、13。00Nb 10Cmin,1.00max3160.082.000.0450.030.7516.0018.0010.0014.002.003.00N 0.1316L0.032.000.0450.030.7516.0018.0010.0014.002.003.00N 0.1410S0.081.000.040.031.0011.5013.500.60904L0.0202.000.0450.0351.0019.0023.0023.0028.004.005.00N 0.1Cu 1.02.042第42页，本讲稿共72页表21 机械性能钢号拉伸强度、ksiMPa屈服强度、ksiMPa延伸率%硬度 布氏
47、洛氏30475 51530 20540 201 92304L70 48525 17040201 9232175 51530 20540217 9534775 51530 20540 201 9231675 51530 20540 217 95316L70 48525 17040 217 9410S60 41530 20522 183 89904L71 49031 22035 90 43第43页，本讲稿共72页5）德国低合金钢 DIWA353 P355GH DIWA353(13MnNiMo5-4、BHW35），DIWA353是德国迪林根钢铁公司的专利牌号，而13MnNiMo5-4是德国技术监督协
48、会联合会原材料公报VDTUV384号中所规定的可焊耐热结构钢牌号，材料号为 1.8807；二者均为锅炉锅筒钢板。P355GH是欧盟标准EN10028-2 承压钢板技术条件中的牌号与原来德国DIN17155锅炉钢板订货技术条件中19Mn6相同 13CrMo4-5是欧盟标准EN10028-2 承压钢板技术条件中的牌号与原来德国DIN17155锅炉钢板订货技术条件中13CrMo44相同 表22 化学成分钢号化学成分CSiMnPSNiMoCrNbDIWA353DG18200.150.100.501.001.600.0250.0100.601.000.200.400.200.400.0050.020P3
49、55GHDG18250.100.220.601.001.700.0250.0150.010.080.300.01Cu0.30Ti0.30V0.03Ai0.0213CrMo4-5DG18630.080.180.350.401.000.0250.0100.400.600.701.15Cu0.3044第44页，本讲稿共72页 表23 机械性能性能DIWA353DG1820P355GHDG182513CrMo4-5DG1863拉伸强度 MPa100mm 570740100125mm 570740125150mm 5707401660mm 51065060100mm 490630100150mm 480
50、630 1660mm 450600 60100mm 440590 100150mm 430580屈服强度 MPa100mm 390100125mm 380125150mm 3754060mm 33560100mm 315100150mm 295 1660mm 290 60100mm 270 100150mm 255延伸率%202019供货状态正火+回火正火正火+回火，规范列入质保书冲击功 AKV.J（横向）20oC，390oC，340oC，31冷弯180od=3ad=3ad=3a45第45页，本讲稿共72页4.4.2钢管 表24 化学成分牌号化学成分%CSiMnPSCrNiMoCuNbAiSA