中国容器网

锅炉及压力容器常用钢材

  锅炉及压力容器常用钢材_生产/经营管理_经管营销_专业资料。锅炉及压力容器常用钢材 1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求 按工作条件分为两大类: 一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管 具有特点: 1 有较高的室温强度 通常以屈服极限σ s 和强度极限σ

  锅炉及压力容器常用钢材 1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求 按工作条件分为两大类: 一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管 具有特点: 1 有较高的室温强度 通常以屈服极限σ s 和强度极限σ b 为设计依据,要求有较大的σ s 和σ b 良好的韧性性能 材料需具有足够的韧性防止脆性断裂,在考虑强度的同时也不能忽略韧性, (1) 材料的韧性通常用冲击韧性值α k 表示。 压力容器用钢的冲击韧性要求 冲击韧性值α k(N?m/cm2) 20℃ -40℃ =60 =35 (2)还需要考虑时效韧性 时效就是钢材经冷加工变形后,在室温或较高温度下,冲击韧性随时间变化。通常在 200-300℃,冲击韧性值显著降低。一般要求下降率不超过 50%。 由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段,相应两种防止断裂方法 (1)选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生,要求如上表所示 (2)选用韧性更高的材料,以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。(要求温度比无塑性转变温 度 NPT 高一定数值,例如元件的设计应力为屈服极限σ s 一半时,要高 17℃ 3 较低的缺口敏感性 制造过程中,开孔和焊接会产生局部应力集中,要求材料有较低的缺口敏感性,以防止产生 裂纹 4 良好的加工工艺性能和焊接性能 由于焊接热循环作用,会 (1)降低热影响区材料的韧性、塑性 (2)在焊缝内产生各种缺陷 其中(1)、(2) 均会产生裂纹 在选材料时需考虑 (1)材料中碳的当量值(保证材料具有较好的可焊性) (2)适当的焊接材料和焊接工艺 (3)材料具有良好的塑性(碳钢和碳锰钢δ s 不低于 16%,合金钢δ s 不低于 14%) (4)良好的低倍组织 (5)钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少(防止裂纹的产生) 二、用以制造高温承压元件的钢管 1 具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性 通常以持久强度为设计依据,保证在蠕变的条件下安全运行 2 具有良好的高温组织稳定性 长期高温下不发生组织变化 3 具有良好的的高温抗氧化性 要求材料在高温条件下的氧化腐蚀速度小于 0.1mm/a 4 具有良好的加工工艺性 要求冷加工性(冷态弯曲)和焊接性 2. 锅炉与压力容器用钢的分类 一、工作温度低于 500℃的钢材 碳素钢和低合金结构钢 1 铁素体-珠光体结构钢 屈服强度σ s 为 300-450MPa 16Mn,15MnV,15MnVN 加入合金元素,固溶强化,结晶强化作用 2 低碳贝氏体类型钢 屈服强度σ s 为 500-700Mpa 14CrMnMoVB 延缓奥氏体分解,得到贝氏体,增加强度 3 马氏体型调质高碳钢 屈服强度σ s 为 600Mpa 以上 18MnMoNb 和 14MnMoNbB 正火加回火,有良好的低温韧性 二、工作温度高于 500℃的钢材 低合金热强钢和奥氏体不锈钢 1 低合金珠光体热强钢 15CrMo 和 12Cr1MoV,结晶强化,沉淀强化 2 低合金贝氏体热强钢 12Cr2MoWVTiB 和 12Cr3MoVSiTiB,特点:合金数量多而量少,高温强度高,抗氧化性强 3 奥氏体不锈钢 18-8 型铬镍奥氏体不锈钢:1Cr18Ni9Ti 和 0Cr18Ni9Ti,高温强度高,抗氧化性强,且具有 很高的韧性和较好的加工工艺性 3. 碳素钢 一、碳素钢中主要成分对性能的影响 1 碳的影响 碳增加,强度增大,塑性减少,可焊性变差,时效敏感性降低 2 锰的影响 脱氧(FeO)脱硫,改善热加工性能 3 硅的影响 脱氧 4 硫的影响 热脆性 5 磷的影响 冷脆性 6 氧的影响 降低强度、塑性 7 氮的影响 提高强度、硬度,降低塑性 8 氢的影响 氢脆 二、碳钢的分类 化学成分:高(含碳量在于 0.65%)、中(含碳量 0.25-0.65%)、低碳钢(含碳量小于 0.25%) 用途:普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢 1 普通碳素结构钢 甲类钢:按机械性能供应(A),钢板,角钢等 2 优质碳素结构钢 按机械性能和化学成分供应 含碳量低:钢板、容器、螺钉、螺母 含碳量中:齿轮、轴 含碳量高:弹簧、钢丝绳 3 碳素工具钢(T) 高硬度和耐磨性,制造刀具、量具、模具 三、锅炉与压力容器常用碳素钢 承压元件主要使用低碳钢,因为塑性、韧性、加工工艺性和可焊性好 (1) 优质碳素结构钢 10 号和 20 号无缝钢管 20 号钢含碳量比 10 号钢多一倍,强度高,屈服极限σ s 和强度极限σ b 高 20%,时效敏感性 低,多采用 20 号钢 (2) 专用碳素钢 A3g A3R 15g 20g,冲击韧性好,金属表面和内部缺陷少 4. 普通低合金结构钢 低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量 Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P 等合金元素构成的,它的含碳量 较低,多数小于 0.2%。其组织多数仍为 F+P。由于少量合金元素的加入可以大大提高钢材的 强度,并改善了钢材的耐腐蚀性能和低温性能。 低合金钢可轧制成各种钢材,如板材,管材,棒材和型材等。它广泛用于制造远洋轮船、大 跨度桥梁,,大型容器,汽车,矿山机械及农业机械等。 大型化工容器材料采用 16MnR,生量比碳钢可减轻 1/3。用 15MnV 制造球形贮罐,与碳钢相比 节省 45%。 焊接 5. 低合金热强钢 在原油加热,裂解,催化设备中,常用到许多能耐高温的钢材。如裂解炉管,要求承受 650~ 800℃高温。 20 号钢在 540℃下于氧化性气体中,因氧化强度只有 50MPa。因为石墨化。 常用的抗氧化钢 ——Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr17Ti,Cr25Ni2 热强钢 ——12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni20 6. 不锈耐酸钢 是不锈钢(耐大气)和耐酸钢(不锈)的总称, 铬不锈钢——1Cr13 多用作化工机器中受力大的耐蚀零件,如轴,活塞杆,阀件,螺栓,浮 阀等 0Cr13,Cr17Ti F 组织,有良好塑性 铬镍不锈钢—

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。