压力容器用普通金属材料知识

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1压力容器用普通金属材料知识

1.1钢材生产基本知识

    高炉炼铁——→铁水预处理——→氧气转炉炼钢——→炉外精炼——→连铸（模铸）——→钢坯热装热送（钢锭）——→连轧（轧制）——→ （热处理）。

    炼钢原料是生铁和废钢，根据你所需的要求，采用不同炉子和不同炼钢工艺得到你所需的钢材。

1.1.1炼钢炉

    GB150要求平炉，电炉，氧气转炉冶炼钢材。

现今世界用于大生产的炼钢有氧气转炉，高功率或超高功率电弧炉。满足特殊要求可采用电渣炉，感 应炉等。

1.1.2炉外精炼

    上述炼钢炉只能作为初炼，精炼需要在炉外精炼装备中完成。

    炉外精炼又叫二次精炼，主要是通过脱碳、脱硫、脱氮、脱磷，提高钢的清洁度，除去钢中不需要的有害杂质，提高钢材内质量等的技术。

1.1.3脱氧工艺

    当加入足够数量的强氧化剂（Si，Al）使钢水脱氧良好，在钢水凝固时不产生ＣＯ气泡，钢水保持平静叫镇静钢。压力容器用钢是镇静钢。

    如果控制脱氧剂种类和加入量（主要是Mn）使钢中残留一定的氧，在凝固过程中形成ＣＯ气泡逸出而产生沸腾现象，这类钢叫沸腾钢。

1.1.4钢材分类

    我国常用钢材分类方法有五种。

a. 按化学成分分类为：碳素钢、合金钢。合金钢又分为：低合金钢（合金元素总量在5%以下）、中合金钢（合金元素总量在5%~10%）、高合金钢（合金元素总量在>10%）

b. 按品质分类为：普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。优质钢，P≤0.035%  S≤0.

035%；高级优质钢，P≤0.025%  S≤0.025%；特级优质钢，P≤0.025% S≤0.015%。

c. 按冶炼方法分类：

可按炉别：氧气转炉钢、电炉钢。

  脱氧程度：镇静钢、半镇静钢、沸腾钢。

  浇注制度：连铸钢、模铸钢。

d. 按金相组织分类：

根据不同使用状态（热轧、退伙、正火）有不同金相组织，如铁素体+珠光体的组织。

e. 按用途分类，可分为建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢（如压力容器用钢）。

提拉下水1.1.5钢材的热处理

㈠退火：

  将钢件加热到高于或低于Ac1线保温一定的时间，然后缓慢冷却。

  退火的目的：

1 降低钢的硬度。

2 改善或消除坯料在铸造和焊接时所产生的成分或组织的不均匀性。

3 消除内应力，稳定尺寸。

4 细化晶粒。

㈡正火：

  将钢加热到Ac3以上30℃~50℃,保温一定时间，然后在空气中冷却的一种热处理工艺。

  正火的目的：

1 细化组织，提高钢材韧性和稳定钢材的力学性能。

2 得到所需求的金相组织。

㈢淬火

㈣回火

㈤调质

㈥固溶

㈦稳定化

1.1.6金相组织

㈠铁素体

㈡渗碳体

㈢石墨化

㈣珠光体

㈤马氏体

㈥贝氏体

㈦奥氏体

㈧回火马氏体

㈨回火索氏体

1.1.7腐化

㈠均匀腐化

㈡点腐化

㈢晶间腐蚀

㈣缝隙腐化

㈤应力腐蚀

2压力容器用材料的选用

2.1碳素结构钢板

    压力容器常用碳素结构钢的钢号、标准、使用状态、化学成分及力学性能见表2.1.1,表2.1.2.

表2.1.1 碳素结构钢的化学成分

钢号	钢板标准	化学成分的质量分数(%)
		Ｃ	Si	Mn	P	S
Q235-B	GB/T912-1989 GB/T3274-1988	≤0.20	0.12-0.30	≤0.70	≤0.045	≤0.045
Q235-C		≤0.18	0.12-0.30	≤0.80	≤0.040	≤0.040
20R	GB6654	≤0.20	0.15-0.30	0.50-0.90	≤0.030	≤0.020

表2.1.2 碳素结构钢板的力学性能

钢号	钢板状态	板厚（mm）	Ｒm(MPa)	Ｒ渣油储罐清洗处理eL(MPa)	A(%)	AKV(J)
Q235-B	热轧	4.5~16	375~500	≥235	≥25	纵向，20℃, ≥27
		＞16~40		≥225	≥24
Q235-C	热轧	4.5~16	375~500	≥235	≥25	纵向，０℃, ≥27
		＞16~40		≥225	≥24
20R	热轧、控轧或正火	6~16	400~520	≥245	≥25	横向，０℃（１），≥27
		>16~36		≥235	≥25
		>36~60	390~510	≥225	≥25
		>60~100		≥205	≥24
（１）根据需方要求，可进行-20℃冲击试验，AKV≥24J。

    由于碳素结构钢不同钢号，不同标准钢板的技术要求不同，GB150对各钢板的使用范围作了不同规定，见表2.1.3.

表2.1.3 碳素结构钢板的使用范围

钢号	容器设计压力（MPa）	钢板使用温度（℃）	容器壳体用钢板厚度（mm）	容器中的介质
Q235-B	≤1.6	0~350	≤20	不得用于毒性程度为高度或极度危害的介质
Q235-C	≤2.5	0~400	≤30	不作限制
20R	≤35	-20~475	≤100	不作限制

    碳素结构钢板各种钢号钢板推荐用焊接材料见表2.1.4。

表2.1.4 碳素结构钢板推荐用焊接材料

钢号	焊条电弧焊，焊条		引道结构图埋弧焊			CO2气保焊
			焊丝钢号（GB/T14957）	焊剂		焊丝钢号（GB/T14958）
	型号（GB/T5177）	牌号示例		型号（GB/T5293）	牌号示例
Q235-B Q235-C 20R	E4316	J426	H08A H08E H08MnA	HJ401-H08A	HJ431	H08MnSi
	E4315	J427

2.2低合金高强度钢板

压力容器常用低合金高强度钢板的钢号、标准、使用状态、化学成分及力学性能见表2.2.1和表2.2.2

表2.2.1 低合金高强度钢的化学成分

钢号	钢板标准	化学成分的质量分数（%）
		C	Si	Mn	P	S	Ni	Mo	V	Nb	其他
16MnR	GB6654	≤0.20	0.20~0.55	1.20~ 1.60	≤0.030	≤0.020	≤0.30	-	-	-	可添加微量金属元素
15MnNbR		≤0.18	0.20~0.55	1.20~ 1.60	≤0.025	≤八音盒制作0.015	≤0.30	-	-	0.010~ 0.050
18MnMoNbR		≤0.22	0.15~0.50	1.20~ 1.60	≤0.025	≤0.015	≤0.30	0.45~ 0.65	-	0.025~ 0.050
13MnNiMoNbR		≤0.15	0.15~0.50	1.20~ 1.60	≤0.025	≤0.015	0.60~1.00	0.20~ 0.40束腹带	-	0.005~ 0.020	Cr0.20~ 0.40
07MnCrMoVR	GB19189-2003	≤0.09	0.10~0.40	1.20~ 1.60	≤0.025	≤0.010	≤0.40	0.10~ 0.30	0.02~0.06	-	Cr0.10~ 0.30

表2.2.2 低合金高强度钢板的力学性能

钢号	钢板状态	板厚（mm）	Ｒm(MPa)	ＲeL(MPa)	A(%)	AKV(J)
16MnR	热轧、控轧或正火	6~16	510~640	≥345	≥21	横向，0℃（3），≥31
		>16~36	490~620	≥325	≥21
		>36~60	470~600	≥305	≥21
		>60~100	460~590	≥285	≥20
		>100~150	450~580	≥275	≥20
15MnNbR	正火	10~16	530~650	≥370	≥20	横向，-20℃，≥34
		>16~36	530~650	≥360	≥20
		>36~60	520~640	≥350	≥20
18MnMoNbR	正火+回火（1）	30~60	590~740	≥440	≥17	横向，0℃，≥34
		>60~100	570~720	≥410	≥17
13MnNiMoNbR	正火+回火（1）	≤100	570~720	≥390	≥18	横向，0℃（4），≥41
		>100~120	570~720	≥380	≥18
07MnCrMoVR	调质（2）	16~60	610~730	≥490	≥17	横向，-20℃，≥47
（1） 回火温度不得低于620℃。 （2） 回火温度不得低于600℃。 （3） 根据需方要求，可进行-20℃冲击试验，AKV≥27J。 （4） 根据需方要求，可进行-20℃冲击试验，AKV≥34J。

压力容器常用低合金高强度钢板推荐用焊接材料见表2.2.3。

表2.2.3 低合金高强度钢板推荐用焊接材料

半夏去皮机

钢号	焊条电弧焊		埋弧焊			CO2气保焊	氩弧焊
	焊条		焊丝钢号（标准号）	焊剂		焊丝钢号(GB/T14958)	焊丝钢号(GB/T14957)
	型号（标准号）	牌号示例		型号（GB/T5293）	牌号示例
16MnR	E5016（GB/T5117）	J506	H10MnSi H10Mn2 (GB/T14957)	HJ401-H08A HJ402-H10Mn2 HJ404-H08MnA	HJ431 HJ350 SJ101	H08Mn2SiA	H10MnSi
	E5015（GB/T5117）	J507
15MnNbR	E5516-G（GB/T5118）	J556RH	WQ-1(武汉钢铁公司)	HJ402-H08MnA	SJ101	_____	_____
	E5515-G（GB/T5118）	J557
		PP .J557R(上海电力修造厂)
18Mn MoNbR	E6015-D1（GB/T5118）	J607	H08Mn2MoA(GB/T14957)	_____	HJ250G	_____	_____
13MnNiMoNbR	E6016-D1（GB/T5118）	J606	H08Mn2MoA(GB/T14957)	HJ402-H10Mn2	HJ350	_____	_____
	E6015-D1（GB/T5118）	J607
07MnCrMoVR	E6015-G（GB/T5118）	J607RH	_____	_____	SJ102	_____	_____

本文发布于:2023-05-14 23:54:42，感谢您对本站的认可！

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