鋼實質(zhi)是(shi)一種合金(jin),主(zhu)要(yao)成分(fen)是(shi)鐵(tie)和少量碳,還(huan)含有硅、錳、磷、硫(liu)、鉻、鎳、鉬、鎢和釩等(deng)微量元素。


鋼的分類如圖3-1所示。


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常見鋼的簡(jian)介見表3-2。



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合金鋼(gang)(Alloy Steel)介紹如下:


1. 不銹鋼(Stainless Steel)


  不銹鋼含有大量的合金元素,故其耐熱、耐蝕等性能大大優于碳素鋼和低合金鋼,但隨之而來的是其價格也遠遠高于碳素鋼和低合金鋼。按不銹鋼使用狀態的金相組織,可分為奧氏體型、奧氏體-鐵素體型、鐵素體型、馬氏體型和沉淀硬化型不銹鋼五類。


 ①. 奧氏體型不(bu)銹鋼(Austenitic Snless Steel)。


   奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能,也具有良好的可焊性,故工程上應用很廣泛,但其價格較高,約是碳鋼材料的10倍,是普通合金鋼的近4倍,故不是必須使用時就不要輕易選用。


  不銹鋼(gang)(gang)(包括奧氏體型(xing)、奧氏體-鐵(tie)素(su)體型(xing)、鐵(tie)素(su)體型(xing)、馬(ma)氏體型(xing)和沉淀硬化型(xing))的表示(shi)方法按(an)GB221標準(zhun)規定(ding)如下:除含(han)碳量的表示(shi)方法不同外(wai),其(qi)他均(jun)與低合金鋼(gang)(gang)相同。此(ci)時(shi)的含(han)碳量以一(yi)位數字來(lai)表示(shi),該數字為(wei)平(ping)(ping)均(jun)含(han)碳量的千(qian)分之(zhi)幾。當平(ping)(ping)均(jun)含(han)碳量小于千(qian)分之(zhi)一(yi)時(shi),用“0”表示(shi);當平(ping)(ping)均(jun)含(han)碳量小于0.03%時(shi),用“00”表示(shi)。


   GB/T 1220 標準共給出了28種奧氏體不銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有0Cr18Ni9(304) (06Cr19Ni10)、00Cr19Ni10(304L)(022Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)、00Cr17Ni14Mo2(316L)(022Cr17Ni12Mo2)等。


 ②. 奧氏體(ti)(ti)-鐵(tie)素體(ti)(ti)型不(bu)銹鋼(gang)。


   它與奧氏體(ti)型(xing)不銹鋼一樣,具(ju)有(you)良(liang)好的綜合力學性能,也(ye)具(ju)有(you)良(liang)好的可焊性,故常代替奧氏體(ti)型(xing)不銹鋼用(yong)于容易發(fa)生晶間(jian)腐(fu)蝕的工(gong)作環境。但該種(zhong)(zhong)材料制造工(gong)藝復雜,成本較高,價格約是奧氏體(ti)型(xing)不銹鋼的3~4倍,故這(zhe)種(zhong)(zhong)材料在工(gong)程上(shang)應用(yong)的并(bing)不普遍(bian)。


  GB/T 1220 標準給出了 1Cr18Ni11Si4AlTi (14Cr18Ni11Si4AlTi)、00Cr18Ni5Mo3Si2(022Cr19Ni5Mo3Si2N)、022Cr22Ni5Mo3N等共6種奧氏體-鐵素體型雙相(xiang)不銹鋼的材料牌號。


 ③. 鐵素體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(Ferrite Stainless Steel)。


  其防腐性能(neng)不(bu)(bu)如(ru)奧(ao)氏體型不(bu)(bu)銹鋼,焊接性能(neng)也比較差,還容易出(chu)現(xian)475℃回火脆(cui)性和(he)σ相析出(chu)引起的(de)脆(cui)性,因此,這種不(bu)(bu)銹鋼在(zai)壓力(li)管道(dao)中應用(yong)得不(bu)(bu)多,而(er)在(zai)壓力(li)容器中常用(yong)作復合材料的(de)復層(ceng)。


  GB/T 1220標準共給出了7種鐵(tie)素體不銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有00Cr12(022Cr12)和0Cr13Al(06Cr13Al)。


 ④. 馬氏(shi)體型不銹鋼(Martensitic Stainless Steel)。


   其具有較(jiao)高的硬(ying)度和(he)耐(nai)磨性(xing),耐(nai)蝕性(xing)較(jiao)弱,常(chang)用(yong)于醫療中的手術(shu)刀,而(er)壓力管道中則常(chang)用(yong)作碳素(su)鋼(gang)(gang)和(he)鉻鉬鋼(gang)(gang)閥門(men)的閥桿和(he)閥芯。


   GB/T 1220標準共給出了19種馬氏(shi)體不(bu)銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、3Cr13(30Cr13)等。


 ⑤. 沉淀硬化(hua)型不銹鋼。


   沉淀硬化(hua)不銹鋼是指可以進行沉淀硬化處理的奧氏體或馬氏體型不銹鋼。這種不銹鋼有很高的強度和硬度,其耐蝕性則接近于奧氏體型不銹鋼,在壓力管道中它常用作螺栓和螺母材料。


   GB/T 1220標準給出了05Cr15Ni5Cu4Nb、0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al (07Cr17Ni7Al)、0Cr15Ni7Mo2A1(07Cr15Ni7Mo2Al)共4種沉淀硬化型不銹鋼的材料牌號。



2. 低合金鋼(Low Alloy Steel)


  工程(cheng)上常用的低合金(jin)鋼有碳錳系、碳錳釩系、鉻(ge)(ge)鉬系和鉻(ge)(ge)鉬釩系等系列。


  ①. GB/T 1591標準給出了碳(tan)錳系和(he)(he)碳(tan)錳釩系低合金鋼(gang)的化學(xue)成分和(he)(he)力學(xue)性能要求。當(dang)用于常溫及以上(shang)溫度(du)時(shi),可(ke)用SHA、SHB或(huo)SHC級;當(dang)用于-20~-40℃時(shi),可(ke)用SHD或(huo)SHE級。


  ②. GB/T 3077(《合金結(jie)構鋼》)標準給出(chu)了(le)鉻(ge)鉬(mu)(mu)系(xi)和(he)(he)鉻(ge)鉬(mu)(mu)釩系(xi)低合金鋼的(de)化(hua)學成分和(he)(he)機械性能要求。該標準共(gong)列出(chu)了(le)77種材料(liao)牌(pai)號(hao),其表示方(fang)法按GB/T221(《鋼鐵產(chan)品牌(pai)號(hao)表示方(fang)法》)標準。常用(yong)的(de)鉻(ge)鉬(mu)(mu)系(xi)和(he)(he)鉻(ge)鉬(mu)(mu)釩系(xi)低合金鋼材料(liao)牌(pai)號(hao)有12CrMo、15CrMo、12CrlMoV等,它們常用(yong)作抗(kang)氫腐蝕、抗(kang)高(gao)溫(wen)硫或(huo)硫化(hua)氫腐蝕和(he)(he)耐熱(次高(gao)溫(wen))等材料(liao)。例如,12CrMo和(he)(he)15CrMo常用(yong)于550℃以下(xia)(xia)的(de)高(gao)溫(wen)工況,或(huo)用(yong)于320℃以下(xia)(xia)的(de)臨氫工況;12CrlMoV常用(yong)于575℃以下(xia)(xia)的(de)高(gao)溫(wen)高(gao)壓蒸汽(qi)介(jie)質(zhi)。



3. 調(diao)質合金鋼(Quenching and Tempering Steel)


   其含碳量較高(gao),故強(qiang)度(du)高(gao),可(ke)焊(han)性差,常用(yong)于螺栓、螺母(mu)材(cai)料(liao)。


   GB/T 3077標準給出了調質合金鋼(gang)的化學成分和機械(xie)性能要求。常用材料牌(pai)號有40Cr、45Cr、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、35CrMoA、25Cr2MoVA等。




4. 耐熱鋼(High Resisting Steel) 


 GB1221 標準共給出了40種耐(nai)熱鋼的材料牌號。大多數不銹鋼都可用作耐熱鋼。工程上常用的耐熱鋼材料牌號如下。


   ①. 奧氏體型:0Cr18Ni9(304)(06Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)等。


   ②. 鐵(tie)素體型:00Cr12(022Cr12)、0Cr13A1(06Cr13Al)等。


   ③ .馬(ma)氏(shi)體(ti)型:1Cr5Mo(12Cr5Mo)、1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、等。


   ④. 沉淀硬化型:0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al)等。



5. 低溫鋼(Cryogenic Service Steel) 


  我國的低溫鋼(gang)有16Mn、09Mn2V、06AlCu、06MnNb等,或者用奧氏體不銹鋼,但前者一般適應的低溫溫度不宜太低,而奧氏體不銹鋼又比較貴,故這里介紹ASTM中常用的低溫鋼,即鎳(Ni)鋼。常用鎳鋼的化學成分和力學性能見表3-3。


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