整理压力容器常用钢材.docx

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整理压力容器常用钢材

FEB2019//PREPAREDBYDAVIDSMITH

金属材料的基本知识

1、有关材料力学（机械）性能名词

1.1极限强度：

材料抵抗外力破坏作用的最大能力，叫做极限强度；分：

抗拉强度，抗压强度，抗弯强度，抗剪强度，单位是兆帕。

1.2屈服点，屈服强度，单位是兆帕。

1.3弹性极限：

材料在受到外力到某一极限时，若除去此外力，则变形即恢复原状，材料抵抗这一外力的能力。

1.4延伸率：

材料受拉力作用断裂时，伸长的长度与原有长度的比值。

1.5断面收缩率：

材料受拉力作用断裂时，断面缩小的面积与原有断面面积的比值。

1.6硬度：

材料抵抗硬的物体压入表面的能力。

一般是用一定负荷把一定直径的淬硬钢球压材料表面，保持规定时间后卸除载荷，测量材料表面的压痕，按公式用压痕面积除以负荷所得的商。

依据测量方法的不同，有布氏硬度HB，洛氏硬度HR，表面洛氏硬度，维氏硬度HV。

2、金属材料分类

2.1按组分分：

纯金属和合金，

2.2按实用分：

黑色金属（铁和铁合金），有色金属（指铜，锡，锰，铅，铝等）

3、钢铁

3.1钢的定义：

是指碳含量低于2％的一种铁碳合金，当然，其中还含有一定量的硅、锰、磷、硫等元素。

铁的定义：

是指碳含量高于2％的一种铁碳合金。

含碳量小于0.04％为工业纯铁。

3.2钢的分类

3.2.1按化学成分分：

碳素钢（除铁外，含有少量的硅、锰、硫、磷）；合金钢（钢中加入了一些如铬，镍、钼、钨、钒等元素）

3.2.2按含碳量分：

低碳钢（含碳量＜0.25%）；中碳钢（含碳量0.25~0.6%）；高碳钢（含碳量＞0.6%）。

3.2.3按质量分：

主要是控制钢中含硫、含磷量；

普通钢（S不超过0.050％，P不超过0.045％），

优质钢（S不超过0.035％，P不超过0.035％），

高级优质钢（S不超过0.025％，P不超过0.030％），

特级质量钢（S不超过0.015％，P不超过0.025％）。

3.2.4按用途分：

结构钢（建筑、机器零件），

工具钢（工具、模具、量具），

特殊用途（如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等），

专业用钢（如汽车用钢，化工用钢，锅炉用钢，电工用钢，焊条用钢等）。

3.2.5按冶炼方法分：

转炉钢（同时分为底吹转炉钢，侧吹转炉钢，顶吹转炉钢），平炉钢，电炉钢。

3.2.6按浇铸前脱氧程度分：

镇静钢（脱氧完全，钢锭组织结构紧密），沸腾钢（脱氧不完全的钢），半镇静钢。

3.2.7综合分类：

钢

碳素钢

碳素结构钢

优质碳素结构钢

易切削结构钢

碳素工具钢

合金钢

合金结构钢

低合金结构钢

合金结构钢

弹簧钢

轴承钢

合金工具钢

高速工具钢

特殊用途钢（不锈钢、耐热钢等）

3.3钢材

3.3.1型钢：

按断面形状分圆钢，扁钢，方钢，等边角钢，工字钢，槽钢，丁字钢等

3.3.2钢板

按厚度分：

以4mm为界划分为厚钢板和薄钢板。

按用途分：

一般用钢板，锅炉用钢板，造船用钢板，汽车用钢板，屋面用钢板和其它专用钢板等。

按制造方法：

热轧钢板和冷轧钢板。

3.3.3钢管：

按制造方法：

无缝钢管（热轧或冷轧）和焊接钢管。

按用途分：

一般用钢管，锅炉用钢管，水煤气用钢管，石油用钢管，和其它专用钢管等。

4有色金属

包括纯金属和合金。

有铜，镍，铝，镁，锌，铅，锡，铬等及其合金。

钢铁牌号表示方法

因为经济、贸易和技术等各方面的原因，我们现在常用的钢铁牌号一般是中国，美国，日本，下面就介绍一些此方面的知识。

中国钢号表示方法：

QT400-18QT-球墨铸铁，400-最低抗拉强度，18-最低伸长率；

工程铸钢：

ZG200-400ZG-铸钢，200-最低屈服强度，400-最低抗拉强度；

铸造不锈钢：

ZG1Cr13ZG-铸钢，1-含碳量（以万分之几表示），Cr-元素铬，13-元素铬名义百分含量；

铸造合金钢：

ZG15Cr1Mo1VZG-铸钢，15-含碳量（以万分之几表示），Cr-元素铬，1-元素铬名义百分含量，Mo-元素钼，1元素钼的名义百分含量，V-元素钒，含量小于0.9％；

碳素结构钢：

Q235BbQ-钢材屈服强度“屈”字拼音首字，235-屈服点强度值（MPa），B-质量等级（共分A、B、C、D级），b-脱氧方法（F-沸腾钢，b-半镇静钢，Z-镇静钢，TZ-特殊镇静钢）；

优质碳素结构钢：

包括普通含锰量，较高含锰量，锅炉用钢；

08F,10，45,20A,40Mn,70Mn,20g,

50Mn（F）A50－含碳量（以万分之几表示），Mn-元素锰（含量较高时标出0.7~1.0），（F）-脱氧方法，A－质量等级（无符号是优质，A表示高级优质）；

合金结构钢：

25Cr2MoVA25－含碳量（以万分之几表示），Cr2MoV元素符号及含量（合金元素小于1.5％时，只写出符号，含量以1.5～2.49％，2.5～3.49％等为标准，分别标出2，3等），A－质量等级（A表示硫，磷含量较低的高级优质钢）；

不锈钢和耐热钢：

1Cr13,00Cr18Ni10N,0Cr25Ni20等

1Cr131－含碳量（以千分之几表示，标一个“0”的，表示含碳量不大于0.09％，标两个“0”的，表示含碳量不大于0.03％），Cr13－元素符号和其含量，

专门用途钢：

20g20-钢号，g－锅炉用钢,

16Mn－牌号DR－低温压力容器用钢,

15MnVN－牌号R－压力容器用钢。

日本钢号表示方法（JIS－日本工业标准）：

铸钢：

（1）碳素钢铸件SC360SC－铸钢，360最小抗拉强度值（N/mm2）；

（2）结构用高强度碳钢和低合金钢铸件SCC3SC－铸钢，C-代表碳元素符号，3-序号;

（3）合金钢铸件SCSiMn2SC－铸钢，SiMn-代表碳元素符号，2-序号;但有些元素是采用字母代号表示的，如：

Cr-C,Mo-M,Ni-N,Al-A等，

（4）不锈钢铸件SCS1SCS-不锈钢铸件，1-序号；

（5）耐热钢铸件SCS22SCS-不锈钢铸件，22-序号；

结构钢：

（1）普通用结构钢SS360SS-结构钢，360－最小抗拉强度值（N/mm2）；

（2）碳素结构钢S10C,S09CKS-结构钢，20－碳含量中间值100倍，无十位值时写0，C－碳（CK-渗碳用钢）；

不锈耐热钢：

（1）不锈钢SUS301SUS316

（2）耐热钢SUH310SUH660;SUS301S-钢符号，US－不锈钢符号（UH－耐热钢符号）301－顺序号（参见AISI标准）

SUS－Steel-Use-Stainless词首字母，

SUH－Steel-Use-Heat-resisting词首字母

（3）SCS（不锈耐腐蚀铸钢）－Steel-Casting-Stainless词首字母

日本部分钢铁牌号对应

序号

代号

名称

SBV

锅炉压力容器用锰钼和锰钼镍钢板

锅炉和压力容器用碳钢和钼合金钢材

SB-M

锅炉和压力容器用碳钢和钼合金钢材

碳素钢铸件

SCC

结构用高强碳素钢铸件

SCH

耐热钢铸件

SCM

铬钼合金钢钢材

SCMV

锅炉及压力容器用铬钼合金钢板

SEV

中常温压力容器用高强度钢钢板

SFVC

压力容器用碳素钢锻件

SFVQ

压力容器用调制合金钢锻件

SGV

压力容器用钢板

SNCM

镍铬钼钢材

SPV

压力容器用钢板

STB

锅炉热交换器用碳钢钢管

STBA

锅炉热交换器用合金钢钢管

STF

加热炉用碳钢钢管

STFA

加热炉用合金钢钢管

SUH-HP

耐热钢热轧板和薄板

SUS-CP

冷轧不锈钢板

SUSF

压力容器用不锈钢锻件

SUS-TF

加热炉用不锈钢钢管

美国钢号表示方法：

美国常用材料标准有ASTM（美国材料与试验协会标准），SAE（美国机动车工程师协会标准），AISI（美国钢铁协会标准），ANSI（美国国家标准）。

因为美国从事标准化团体多达400以上，标准牌号也各不一样。

常用的就是以上几种，同时，ASTM标准非常广泛，且大部分采用其它协会标准，如：

不锈钢和耐热钢引用AISI标准，铸钢引用ACI（美国合金铸造协会）标准。

1AISI标准钢号均由三位数字组成；第一位表示钢的类型，第二、第三位数字表示序号。

具体编号系列为：

2××－铬钼镍氮奥氏体钢，××为序列号数字；下同；

3××－镍铬奥氏体钢，

4××－高铬马氏体钢和低碳高铬铁素体钢，

5××－低铬马氏体钢

2.ACI标准由两个字母或在字母后加以表示碳含量的数字及表示合金元素的字母组成。

钢号的第一个字母一般采用C或H。

C表示650℃以下使用的耐蚀铸钢，H表示超过650℃使用的耐蚀铸钢。

钢号简单对照表：

优质碳素结构钢

项目

中国

GB,YB

日本

JIS

德国

DIN（W-Nr.）

美国

英国

法国

前苏联

ГОСТ

国际

ISO

ASTM

AISI

SAE

普

通

含

锰

量

钢

组

S38C

1038

060A37,

080A37

XC38

S40C

1040,

1039

1040,

1039

1040,

1039

060A40,

080A40,

080M40

R683/IC40e

S43C

1042,

1043

1042,

1043

1042,

1043

060A42,

080A42

XC42

S45C

C45（1.0503）,

CK45（1.1191）,

Cm45（1.1201）

1045,

1046

1045,

1046

1045,

1046

060A47,

080A47,

080M46

XC45

R683/IC45e

S48C

1045,

1046,

1049

1045,

1046,

1049

1045,

1046,

1049

060A47,

080A47

XC48

1050,

1053

1050,

1053

1050,

1053

080M50

R683/IC50e

S53C

1055

060A52,

080A52

S55C

C55（1.0535）,

CK55（1.1181）,

Cm55（1.1209）

1055

070M55,

060A57,

080A57

XC55

R683/IC55e

S58C

C60（1.0601）,

CK60（1.1221）,

Cm60（1.1223）

1060

060A62,

080A62

R683/IC60e

1065

060A67,

080A67

XC65

1070

060A72,

070A72,

080A72

XC70

1074

060A78,

070A78,

080A78

1080

060A82,

080A83

XC80

1084

060A86,

080A86

耐热钢

项目

中国

GB,YB

日本

JIS

德国

DIN（W-Nr.）

美国

英国

法国

前苏联

ГОСТ

ASTM

AISI

SAE

1Cr13Si3

X10CrSi13（1.4722）

1Cr18Si2

X10CrSi18（1.4741）

442

1Cr13SiAl

X10CrAl13（1.4724）

10X13Cю（1X12Cю）

1Cr13

SUS410,

SUS403

X10Cr13（1.4006）（DIN）

X15Cr13（1.4024）（DIN）

410,

403

410S21,

403S17

Z12C13

12X13（1X13）

2Cr13

20X13（2X13）

1Cr5Mo

12CrMo195（1.7362）

501,

502

Z12CD5

15X5M（X5M）

1Cr11MoV

15X11Mφ（1X11Mψ）

4Cr9Si2

SUH1

X45CrSi9（1.4718）

401S45

Z45CS9

40X9C2（4X9C2）

4Cr10Si2Mo

SUH3

Z40CSD10,

Z45CSD10

40X10C2M（4X10C2M）

1Cr18Ni9Ti

X10CrNiTi189（1.4541）（DIN）

321S20

Z10CNT18-11

12X18H10T（X18H10T）

12X18H9T（X18H9T）

1Cr18Ni12Ti

12X18H12T（X18H12T）

1Cr23Ni13

SUH309

309

309S24

Z15CN24-13

20X23H13（X23H13）

1Cr20Ni14Si2

X15CrNiSi2012（1.4828）

20X20H14C2（X20H14C2）

1Cr25Ni20Si2

SUH310

X15CrNiSi2520（1.4841）

310

Z12CN25-20

20X25H20C2（X25H20C2）

4Cr14Ni14W2Mo

45X14H14B2M（4X14H14B2M）

SUH31

331S42

Z25CNWS14-14

1Cr15Ni36W3Ti

XH35BT

SUH35

349S52

SUH36

349S54

SUH37

381S34

SUH330

330

Z12NCS36-16

SUH660

660

Z6NCTDV25-15B

SUH661

661

SUH21

CrA1205（1.4767）（DIN）

SUH409

409

SUH446

446

SUH4

443S65

Z80CSN20-02

SUH11

Z45CS9

SUH600

Z20CDNbV11

SUH616

616

15X12BHMψ（1X12BHMψ）

部分钢号简单说明：

1.热高压空冷管材是lncoloy825,简单对应中国材料是0Cr21Ni42mO3Cu2Ti板材，日本NCF825板材，NCF825TP无缝管，美国ASTMB423-84No8825无缝管，ASTMB424-87No8825板材，

2.高压管道和加热炉管为TP347，TP321,这是通常讲法，日本钢号是SUS347,SUS321，美国就叫347，321。

相当于中国的0Cr18Ni11Nb和0Cr18Ni11Ti.

3.高压管道有TP316L,日本钢号是SUS316L，美国就叫316L。

相当于中国的00Cr17Ni14Mo2.

4.通常叫405的，日本钢号是SUS405，美国就叫405。

相当于中国的0Cr13Al.

5.通常叫410的，日本钢号是SUS410，美国就叫410。

相当于中国的1Cr13.

6、SA387Cr22CL2代表21/4Cr-1Mo板材；

SA336CrF22CL2代表21/4Cr-1Mo锻件（大于300mm）；

SA182CrF22CL2代表21/4Cr-1Mo锻材（小于300mm）；

7、如ARDS压缩机缓冲罐V-07,新建加氢裂化装置压缩机缓冲罐V-1108是16Mn（HIC），HIC就是在S、P上要求含量非常低，几乎是纯净的，也叫纯净钢，是为了抵抗氢腐蚀。

8、新建加氢裂化装置反应器筒体材质为SA-336-F22V+O.L，顶封头材质为SA-542-D,CL.4a+O.L，SA-336-F22V和SA-542-D,CL.4a都是指ASME规范中的规范号，都是指21/4Cr-1Mo－1/4V，其中SA-336-F22V是锻件规范要求，SA-542-D,CL.4a是板材要求，O.L就是堆焊层的意思。

9、对于铬钼钒钢板材，ASME有两个要求，ASMESA-542和ASMESA-832，这两个标准的区别是板厚不一样，SA-832限定板厚在150mm以下，而ASMESA-542板厚是由要求的化学成分限定的。

10、常见的还有SA-516Gr65,SA-516Gr70等，这也是ASME规范，是碳钢和低合金钢的一个规范，65和70是英制（ksi）的抗拉应力值，相当于我们抗拉值的450MPa和485MPa.

11、

阀门主体材料标准

6.ASTMA216《适用于高温工况可焊接的碳钢铸件标准》WCB、WCC

7.ASTMA217《高温承压部件用马氏体不锈钢和合金钢铸件标准》WC1、WC6、WC9、C5（ZGCr5Mo）等

8.ASTMA351《高温用奥氏体铸件标准》CF8、CF8M、CF8C等。

9.ASTMA744《恶劣工作条件用Fe-Cr-Ni铸件标准》CF8、CF3、CF8M、CF3M、CN7M等

10.ASTMA352《低温承压部件用铁素体和马氏体铸件标准》LCB、LCC、LC2、LC3等

11.ASTMA494《镍及镍合金铸件标准规范》中、蒙乃尔合金（M35-1）和铸镍合金（CZ-100）及英康尔合金（CY-40）等

材料说明：

WCB:

碳钢

WC1、WC6、WC9、WC5：

不锈钢

CF8：

ZG0Cr18Ni9Ti

CF3：

ZG00Cr18Ni10

CF3M：

ZG00Cr17Ni14Mo2

CF8M:

ZG00Cr18Ni12Mo2Ti（即CF8的改良钢，M是modify）

整理丨尼克

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