工程材料之黑色金属及其选用培训课件(ppt 104页)
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 20R 容器专用优质碳素钢钢板，对冲击韧性有较严17
压力容器用钢
碳钢的品种及规格 品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢
（1）钢板（压力容器用热扎厚钢板） 4mm～6mm厚度间隔为0.5mm 6mm～30mm厚度间隔为 lmm 30mm～60mm厚度间隔为2mm 碳素钢板材有Q235-A、 Q235-A·F、08、10、15、20等。
应力疲劳。
15
压力容器用钢
压力容器对材料性能的要求： 1）压力容器大都为低碳钢 2）良好的冶金质量 3）优良的综合力学性能 强度、塑性和韧性合理配合；屈强比大于0.7 时在设计制造中予以重视，大于0.8~0.85时特 殊对待。 4）良好的材料组织和组织稳定性 5）良好的加工工艺性能和焊接性能
16
9
压力容器的分类
10
压力容器的分类
3、按工作温度分类
低温容器 设计温度≤-20℃。 常温容器 设计温度≤-20～200℃ 。 中温容器 设计温度≤200～450℃ 。 高温容器 设计温度＞450℃
11
压力容器的分类
4、按壁厚分类
薄壁容器 K=D0/Di≤1.2 厚壁容器 K=D0/Di ＞1.2
35
高温用钢
高温组织结构变化 • 合金元素的再分配 高温下长时间工作，合金元素在
固溶体和碳化物之间重新分配，铬、钼、钒等强化元 素的原子由固溶体向碳化物转移。固溶强化作用显著 降低，导致耐热钢的高温强度下降。 • 新相的形成 碳化物结构类型、数量和分布的变化， 趋向形成稳定状态的碳化物。
36
高温用钢
• 便于操作和维护
• 环境保护要求
5
压力容器用钢
过程装备设备的特点
• 功能原理多样化 • 外壳多为压力容器 • 化工—机械—电气一体化 • 设备结构大型化
6
压力容器用钢
压力容器须满足三个条件： • 所承受的压力超过0.1MP。 • 容器直径大于0.15米且容积大于
0.025立方米。 • 所盛装的介质为气体、液化气体或最
说明
-20~475
6~100
严于碳素结构钢
-20~475
6~120
加入适量Mn元素强
度显著提高
22
低合金钢强度钢
16MnR • 屈服强度350MPa的低合金高强度钢，具有良好的综
合力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性。 • 中国压力容器专用钢板中使用量最大的一个钢号，用
于-20~475℃的中低压压力容器壳体及承压构件、液 化石油气瓶及中小型球罐。 • 缺口敏感性比低碳钢大、疲劳强度低、焊接时易产生 裂纹。
压力管道工况分析
*
管道用钢及铸铁
压力容器用钢
过程装备品种繁多，如换热、传质、化学反应设备及 各种储罐等。
3
压力容器用钢
过程装备使用（化工生产）的特点： 1）生产的连续性强 2）生产的条件苛刻 3）介质的腐蚀性强 4）介质大多易燃易爆有毒性 5）温度和压力变化大 6）安全至关重要
4
压力容器用钢
裂纹中止于晶界颗粒状析出物
压力容器用钢
压力容器用钢
制造压力容器用钢主要有碳素钢、低合金高强钢、低 温钢，中温抗氢钢、不锈钢、耐热钢，复合钢板；受 压元件用钢材品种有钢板、钢管、锻钢、棒钢、铸钢 等。
• 低碳钢 用于低压薄壁容器，有一定的强度、良好的塑性、韧 性和加工工艺性，焊接性能良好。
• Q235-A·F、Q235-A，提供拉伸试验的σb、σs和δ值 ；Q235-B做常温冲击试验；Q235-C做0℃冲击试验。
21
压力容器用钢
低合金高强度钢 钢板为16MnR、15MnVR、15MnNbR、
18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR 及16MnDR等低温用低合金钢。钢管为16Mn、 15MnV。常见的有： 16MnR、15MnVR。
钢板 牌号 20R
16MnR
使用温度性能要求 • （1）高温用钢力学性能的考虑
38
高温用钢
高温用钢的性能要求
39
高温用钢
高温用钢的性能要求 • 松弛稳定性
指标有多种，最常用的是以金属在一定温度和一定初 应力作用下，经规定时间后剩余应力的大小来表示。
40
高温用钢
高温用钢的性能要求 • （2）抗氧化性
高温腐蚀 • 高温环境往往是含氧、硫、氢、氮等的高温气体，发
生化学反应，损耗金属，大多会在其表面上生成氧化 物、硫化物、氮化物等固体表面膜。 • 钢铁表面形成的固态氧化膜结构与性能各不相同，保 护性能的好坏取决于氧化物的高温稳定性，氧化膜的 完整性、致密性、组织结构和厚度、膜与金属材料的 相对热膨胀系数以及氧化膜的生长应力等因素；其中 氧化膜的完整性和致密性是至关重要的。
第7章黑色金属及其选用
DalianUniversityofTechnology
*
主要内容
压力容器用钢
工况分析及对材料性能的要求
压力容器用钢
高温及低温构件用钢
高温用钢、低温用钢
耐腐蚀构件用钢
腐蚀的工况特点、合金元素的影响
杂质的影响、耐蚀钢材
零部件用钢
回转件用钢、支撑件用钢
有色金属及其合金
塑性、韧性都较C-Mn钢低，且有较高的缺口敏感性 和时效敏感性。 • 15MnVR主要用于制造承受较高压力的大型储罐、高 压容器内筒及层板、锅炉汽包等。 • 18MnMoNbR用于制造高压容器承压壳体，如氨合成 塔和尿素合成塔等。 • 这两种钢板大量使用后，发现焊接接头有裂纹，目前 已较少使用制造新设备。
（3）型钢 有圆钢、方钢、扁钢、角钢（等边与不等边）、工字钢和 槽钢。 圆钢与方钢主要用来制造各类轴件；扁钢常用作各种桨 叶；工字钢、槽钢、角钢广泛用于工业建筑和金属结构20 。
压力容器用钢
（4）铸钢和锻钢 铸钢用 ZG表示， ZG25、 ZG35等，用于制造各种承 受重载荷的复杂零件，如泵壳、阀门、泵叶轮等。 锻钢有08、10、15、…、50等牌号，压力容器用20 、25等制作管板、法兰、顶盖等。
，变形速率基本保持恒定。 • 大的塑性变形在晶界形成微孔和裂
纹，试件开始产生缩颈，塑性变形 速率加快，最后导致试件断裂。
33
高温用钢
蠕变导致的失效 • 过量变形失效 梁的弯曲，杆件、容器壳体的失稳，
汽缸蠕胀而泄露等，可用蠕变抗力指标作为判据。 • 蠕变断裂 构件发生断裂或容器发生破裂，用蠕变断
12
压力容器的分类
5、按《压力容器安全技术监察规程》分类
13
压力容器的分类
14
压力容器用钢
力学性能因素引起的压力容器失效：
1）韧性断裂
内部压力超载，均匀腐蚀、高温氧化、磨损 等造成壁厚减薄。
2）脆性断裂
氢脆、碱脆、σ相脆化、碳化物析出脆化、 低温脆化、辐照脆化等。
3）疲劳脆断强
流体产生振动、周期性温度变化，多为低周高
26
低合金钢强度钢
13MnNiMoNbR • 目前国内单层卷焊厚壁压力容器的一个综合力学性能
较理想的钢号。 • 利用固溶强化提高钢材的热强性，400℃屈服强度仍
可达300MPa； • 加入Nb元素并控制轧制，呈现微合金化组织； • S、P含量尽量降低，≤0.025%。 • 钢板的韧性、塑性高，低温下也有高的冲击吸收功。
过程装备的基本要求
• 安全可靠性要求
化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性 、耐腐蚀性和可靠的密封性。
• 工艺条件要求
工艺性能要求包括：反应设备的反应速度、换热设备 的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等
。
• 经济合理性要求
在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量做 到适用和经济合理。
18
压力容器用钢
压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表
钢板 牌号
使用温度 设计压 壳体钢板 ℃ 力MPa 厚度mm
其它限制
不得用于毒性
Q235-B 0~350 ≤1.6
≤20
程度为高度或 极度危害介质
的压力容器
Q235-C 0~400 ≤2.5
≤30
19
压力容器用钢
（2）钢管 无缝钢管和有缝钢管。 无缝钢管有冷轧和热轧。普通无缝钢管常用材料有10、 15、20等；有专门用途的无缝钢管，如热交换器用钢管 、石油裂化用无缝管、锅炉用无缝管等。 有缝管分镀锌(白铁管)和不镀锌(黑铁管)两种。
高工作温度超过其沸点的液体。
7
压力容器的结构
基本承压部件 1.筒体 2.封头 3.密封装置(法兰、密封元件、坚固件） 4.开孔(人/手孔) 5.接管 6.支座 附件 7.安全附件（安全阀、爆破片） 8.测量与控制仪表
8
压力容器用钢
压力容器的分类
1、按设计压力分类 低压容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa。 中压容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa。 高压容器 10.0 MPa≤p＜100 MPa。 超高压容器 p≥100 MPa。
23
低合金钢强度钢
16MnR，Mn的作用： • 溶于铁素体产生较强的固溶强化作用； • 降低奥氏体分解温度，细化铁素体晶粒，使珠光体量
增加、晶片变细，消除晶界上的粗大片状碳化物，提 高强度和韧性； • 降低韧脆转变温度，使钢具有较好的低温韧性。 • 含量超过1.5%，因贝氏体的出现，使钢的塑性、韧性 下降，焊接性能变坏，容易产生裂纹。
裂指标作为判据。 • 应力松弛 总变形不变，应力随时间逐渐降低的现象
。紧固件，如压紧螺栓、铆钉等。在金属构件总形变 恒定的条件下，由于弹性形变不断转变为塑性形变， 从而使应力不断减小。
34
高温用钢
高温组织结构变化 • 石墨化 钢材在高温作用下渗碳体自行分解的一种现
象，也称析墨现象。石墨使材料脆化、强度与塑性降 低，颗粒聚集成链状，会导致材料断裂。 • 球化 低合金珠光体耐热钢在高温长期作用下，珠光 体组织中片状渗碳体铸件转变为球状渗碳体，并逐渐 聚集长大。降低钢材强度尤其是高温强度；中等球化 使低碳钢和低碳钼钢常温强度降低10~15%，严重球 化降低20~30%，而高温强度会下降到50%。
硫化、氮化、碳化、卤化等类型的高温腐蚀也是广 义的氧化。
金属材料的抗氧化性的评价与其他腐蚀一样，采用 失重法、增重法测定，采用腐蚀速度或腐蚀速率表示 。钢铁材料的抗氧化性可分为五级。
41
高温用钢
• 提高高温强度的途径: • ① 固溶强化； • ② 析出强化； • ③ 晶界强化(加入B、
Zr等降低晶界能量)
28
低合金钢强度钢
07MnCrMoVR • 含碳量低（≤0.09%），高强度（σs≥490MPa，σb为
610~740MPa）。 • 采用最佳的微合金化处理，添加Ni、Cr、Mo、V、B
等； • 合理的调质热处理工艺，形成高密度位错的强韧化组
织结构； • 先进的脱硫设备和真空处理手段，降低S、P含量、提
24
低合金钢强度钢
15MnNbR • 屈服强度370MPa，显微组织为铁素体+珠光体。 • 强度、韧性高于16MnR，焊接性能和抗硫化氢性能与
其相似。 • 主要取代进口钢板，用于液化石油气大型储罐，可明
显降低钢板厚度、加工费用，保证加工质量。
25
低合金钢强度钢
15MnVR、18MnMoNbR • 屈服强度分别为390MPa、440MPa，强度较高，但
高洁净度。
29
压力容器用钢
30
高温及低温构件用钢
高温用钢 • “高温”常指高于450℃的工作温度；“耐热”指材
料在高温下有热稳定性和热强性。 • 碳钢使用温度一般在450℃以下，高于450℃推荐使
用耐热钢，高于800℃常用其他高温材料。 • 在高温工作条件下用钢的特点：
产生蠕变现象 力学性能随温度及载荷持续时间而变化 组织结构常会发生转变
27
低合金钢强度钢
07MnCrMoVR • 用于高参数球形容器的一个力学性能和焊接性能均相
当理想的钢号，高强度、高韧性、优良焊接性能。 • 推荐使用温度-20~350℃。 • 低的焊接裂纹敏感性，控制碳当量≤0.42%，焊接冷
裂纹敏感性组成≤0.2%，厚度≤50mm厚板可以不预 热或稍加预热。 • 已建造公称容积50~2000m3的氧气、氮气、氢气、 液化石油气、乙烯、丙烯等常温及低温球罐40余台。 成为我国建造大型球罐的主要钢种。
31
蠕变曲线
高温用钢
• 理想的材料，蠕变曲线具有很小的起始蠕变和低的蠕 变速率，明显的加速阶段。
32
高温用钢
蠕变机制 • 温度较高时原子的活动能力提高，使得位错滑移更为
容易，低于屈服极限的应力造成材料塑性变形，加工 硬化亦随之产生，材料开始强化，变形抗力加大。
• 变形速率随时间而下降； • 加工硬化和回复、再结晶同时进行
压力容器用钢
碳钢的品种及规格 品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢
（1）钢板（压力容器用热扎厚钢板） 4mm～6mm厚度间隔为0.5mm 6mm～30mm厚度间隔为 lmm 30mm～60mm厚度间隔为2mm 碳素钢板材有Q235-A、 Q235-A·F、08、10、15、20等。
应力疲劳。
15
压力容器用钢
压力容器对材料性能的要求： 1）压力容器大都为低碳钢 2）良好的冶金质量 3）优良的综合力学性能 强度、塑性和韧性合理配合；屈强比大于0.7 时在设计制造中予以重视，大于0.8~0.85时特 殊对待。 4）良好的材料组织和组织稳定性 5）良好的加工工艺性能和焊接性能
16
9
压力容器的分类
10
压力容器的分类
3、按工作温度分类
低温容器 设计温度≤-20℃。 常温容器 设计温度≤-20～200℃ 。 中温容器 设计温度≤200～450℃ 。 高温容器 设计温度＞450℃
11
压力容器的分类
4、按壁厚分类
薄壁容器 K=D0/Di≤1.2 厚壁容器 K=D0/Di ＞1.2
35
高温用钢
高温组织结构变化 • 合金元素的再分配 高温下长时间工作，合金元素在
固溶体和碳化物之间重新分配，铬、钼、钒等强化元 素的原子由固溶体向碳化物转移。固溶强化作用显著 降低，导致耐热钢的高温强度下降。 • 新相的形成 碳化物结构类型、数量和分布的变化， 趋向形成稳定状态的碳化物。
36
高温用钢
• 便于操作和维护
• 环境保护要求
5
压力容器用钢
过程装备设备的特点
• 功能原理多样化 • 外壳多为压力容器 • 化工—机械—电气一体化 • 设备结构大型化
6
压力容器用钢
压力容器须满足三个条件： • 所承受的压力超过0.1MP。 • 容器直径大于0.15米且容积大于
0.025立方米。 • 所盛装的介质为气体、液化气体或最
说明
-20~475
6~100
严于碳素结构钢
-20~475
6~120
加入适量Mn元素强
度显著提高
22
低合金钢强度钢
16MnR • 屈服强度350MPa的低合金高强度钢，具有良好的综
合力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性。 • 中国压力容器专用钢板中使用量最大的一个钢号，用
于-20~475℃的中低压压力容器壳体及承压构件、液 化石油气瓶及中小型球罐。 • 缺口敏感性比低碳钢大、疲劳强度低、焊接时易产生 裂纹。
压力管道工况分析
*
管道用钢及铸铁
压力容器用钢
过程装备品种繁多，如换热、传质、化学反应设备及 各种储罐等。
3
压力容器用钢
过程装备使用（化工生产）的特点： 1）生产的连续性强 2）生产的条件苛刻 3）介质的腐蚀性强 4）介质大多易燃易爆有毒性 5）温度和压力变化大 6）安全至关重要
4
压力容器用钢
裂纹中止于晶界颗粒状析出物
压力容器用钢
压力容器用钢
制造压力容器用钢主要有碳素钢、低合金高强钢、低 温钢，中温抗氢钢、不锈钢、耐热钢，复合钢板；受 压元件用钢材品种有钢板、钢管、锻钢、棒钢、铸钢 等。
• 低碳钢 用于低压薄壁容器，有一定的强度、良好的塑性、韧 性和加工工艺性，焊接性能良好。
• Q235-A·F、Q235-A，提供拉伸试验的σb、σs和δ值 ；Q235-B做常温冲击试验；Q235-C做0℃冲击试验。
21
压力容器用钢
低合金高强度钢 钢板为16MnR、15MnVR、15MnNbR、
18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、07MnCrMoVR 及16MnDR等低温用低合金钢。钢管为16Mn、 15MnV。常见的有： 16MnR、15MnVR。
钢板 牌号 20R
16MnR
使用温度性能要求 • （1）高温用钢力学性能的考虑
38
高温用钢
高温用钢的性能要求
39
高温用钢
高温用钢的性能要求 • 松弛稳定性
指标有多种，最常用的是以金属在一定温度和一定初 应力作用下，经规定时间后剩余应力的大小来表示。
40
高温用钢
高温用钢的性能要求 • （2）抗氧化性
高温腐蚀 • 高温环境往往是含氧、硫、氢、氮等的高温气体，发
生化学反应，损耗金属，大多会在其表面上生成氧化 物、硫化物、氮化物等固体表面膜。 • 钢铁表面形成的固态氧化膜结构与性能各不相同，保 护性能的好坏取决于氧化物的高温稳定性，氧化膜的 完整性、致密性、组织结构和厚度、膜与金属材料的 相对热膨胀系数以及氧化膜的生长应力等因素；其中 氧化膜的完整性和致密性是至关重要的。
第7章黑色金属及其选用
DalianUniversityofTechnology
*
主要内容
压力容器用钢
工况分析及对材料性能的要求
压力容器用钢
高温及低温构件用钢
高温用钢、低温用钢
耐腐蚀构件用钢
腐蚀的工况特点、合金元素的影响
杂质的影响、耐蚀钢材
零部件用钢
回转件用钢、支撑件用钢
有色金属及其合金
塑性、韧性都较C-Mn钢低，且有较高的缺口敏感性 和时效敏感性。 • 15MnVR主要用于制造承受较高压力的大型储罐、高 压容器内筒及层板、锅炉汽包等。 • 18MnMoNbR用于制造高压容器承压壳体，如氨合成 塔和尿素合成塔等。 • 这两种钢板大量使用后，发现焊接接头有裂纹，目前 已较少使用制造新设备。
（3）型钢 有圆钢、方钢、扁钢、角钢（等边与不等边）、工字钢和 槽钢。 圆钢与方钢主要用来制造各类轴件；扁钢常用作各种桨 叶；工字钢、槽钢、角钢广泛用于工业建筑和金属结构20 。
压力容器用钢
（4）铸钢和锻钢 铸钢用 ZG表示， ZG25、 ZG35等，用于制造各种承 受重载荷的复杂零件，如泵壳、阀门、泵叶轮等。 锻钢有08、10、15、…、50等牌号，压力容器用20 、25等制作管板、法兰、顶盖等。
，变形速率基本保持恒定。 • 大的塑性变形在晶界形成微孔和裂
纹，试件开始产生缩颈，塑性变形 速率加快，最后导致试件断裂。
33
高温用钢
蠕变导致的失效 • 过量变形失效 梁的弯曲，杆件、容器壳体的失稳，
汽缸蠕胀而泄露等，可用蠕变抗力指标作为判据。 • 蠕变断裂 构件发生断裂或容器发生破裂，用蠕变断
12
压力容器的分类
5、按《压力容器安全技术监察规程》分类
13
压力容器的分类
14
压力容器用钢
力学性能因素引起的压力容器失效：
1）韧性断裂
内部压力超载，均匀腐蚀、高温氧化、磨损 等造成壁厚减薄。
2）脆性断裂
氢脆、碱脆、σ相脆化、碳化物析出脆化、 低温脆化、辐照脆化等。
3）疲劳脆断强
流体产生振动、周期性温度变化，多为低周高
26
低合金钢强度钢
13MnNiMoNbR • 目前国内单层卷焊厚壁压力容器的一个综合力学性能
较理想的钢号。 • 利用固溶强化提高钢材的热强性，400℃屈服强度仍
可达300MPa； • 加入Nb元素并控制轧制，呈现微合金化组织； • S、P含量尽量降低，≤0.025%。 • 钢板的韧性、塑性高，低温下也有高的冲击吸收功。
过程装备的基本要求
• 安全可靠性要求
化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性 、耐腐蚀性和可靠的密封性。
• 工艺条件要求
工艺性能要求包括：反应设备的反应速度、换热设备 的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等
。
• 经济合理性要求
在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量做 到适用和经济合理。
18
压力容器用钢
压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表
钢板 牌号
使用温度 设计压 壳体钢板 ℃ 力MPa 厚度mm
其它限制
不得用于毒性
Q235-B 0~350 ≤1.6
≤20
程度为高度或 极度危害介质
的压力容器
Q235-C 0~400 ≤2.5
≤30
19
压力容器用钢
（2）钢管 无缝钢管和有缝钢管。 无缝钢管有冷轧和热轧。普通无缝钢管常用材料有10、 15、20等；有专门用途的无缝钢管，如热交换器用钢管 、石油裂化用无缝管、锅炉用无缝管等。 有缝管分镀锌(白铁管)和不镀锌(黑铁管)两种。
高工作温度超过其沸点的液体。
7
压力容器的结构
基本承压部件 1.筒体 2.封头 3.密封装置(法兰、密封元件、坚固件） 4.开孔(人/手孔) 5.接管 6.支座 附件 7.安全附件（安全阀、爆破片） 8.测量与控制仪表
8
压力容器用钢
压力容器的分类
1、按设计压力分类 低压容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa。 中压容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa。 高压容器 10.0 MPa≤p＜100 MPa。 超高压容器 p≥100 MPa。
23
低合金钢强度钢
16MnR，Mn的作用： • 溶于铁素体产生较强的固溶强化作用； • 降低奥氏体分解温度，细化铁素体晶粒，使珠光体量
增加、晶片变细，消除晶界上的粗大片状碳化物，提 高强度和韧性； • 降低韧脆转变温度，使钢具有较好的低温韧性。 • 含量超过1.5%，因贝氏体的出现，使钢的塑性、韧性 下降，焊接性能变坏，容易产生裂纹。
裂指标作为判据。 • 应力松弛 总变形不变，应力随时间逐渐降低的现象
。紧固件，如压紧螺栓、铆钉等。在金属构件总形变 恒定的条件下，由于弹性形变不断转变为塑性形变， 从而使应力不断减小。
34
高温用钢
高温组织结构变化 • 石墨化 钢材在高温作用下渗碳体自行分解的一种现
象，也称析墨现象。石墨使材料脆化、强度与塑性降 低，颗粒聚集成链状，会导致材料断裂。 • 球化 低合金珠光体耐热钢在高温长期作用下，珠光 体组织中片状渗碳体铸件转变为球状渗碳体，并逐渐 聚集长大。降低钢材强度尤其是高温强度；中等球化 使低碳钢和低碳钼钢常温强度降低10~15%，严重球 化降低20~30%，而高温强度会下降到50%。
硫化、氮化、碳化、卤化等类型的高温腐蚀也是广 义的氧化。
金属材料的抗氧化性的评价与其他腐蚀一样，采用 失重法、增重法测定，采用腐蚀速度或腐蚀速率表示 。钢铁材料的抗氧化性可分为五级。
41
高温用钢
• 提高高温强度的途径: • ① 固溶强化； • ② 析出强化； • ③ 晶界强化(加入B、
Zr等降低晶界能量)
28
低合金钢强度钢
07MnCrMoVR • 含碳量低（≤0.09%），高强度（σs≥490MPa，σb为
610~740MPa）。 • 采用最佳的微合金化处理，添加Ni、Cr、Mo、V、B
等； • 合理的调质热处理工艺，形成高密度位错的强韧化组
织结构； • 先进的脱硫设备和真空处理手段，降低S、P含量、提
24
低合金钢强度钢
15MnNbR • 屈服强度370MPa，显微组织为铁素体+珠光体。 • 强度、韧性高于16MnR，焊接性能和抗硫化氢性能与
其相似。 • 主要取代进口钢板，用于液化石油气大型储罐，可明
显降低钢板厚度、加工费用，保证加工质量。
25
低合金钢强度钢
15MnVR、18MnMoNbR • 屈服强度分别为390MPa、440MPa，强度较高，但
高洁净度。
29
压力容器用钢
30
高温及低温构件用钢
高温用钢 • “高温”常指高于450℃的工作温度；“耐热”指材
料在高温下有热稳定性和热强性。 • 碳钢使用温度一般在450℃以下，高于450℃推荐使
用耐热钢，高于800℃常用其他高温材料。 • 在高温工作条件下用钢的特点：
产生蠕变现象 力学性能随温度及载荷持续时间而变化 组织结构常会发生转变
27
低合金钢强度钢
07MnCrMoVR • 用于高参数球形容器的一个力学性能和焊接性能均相
当理想的钢号，高强度、高韧性、优良焊接性能。 • 推荐使用温度-20~350℃。 • 低的焊接裂纹敏感性，控制碳当量≤0.42%，焊接冷
裂纹敏感性组成≤0.2%，厚度≤50mm厚板可以不预 热或稍加预热。 • 已建造公称容积50~2000m3的氧气、氮气、氢气、 液化石油气、乙烯、丙烯等常温及低温球罐40余台。 成为我国建造大型球罐的主要钢种。
31
蠕变曲线
高温用钢
• 理想的材料，蠕变曲线具有很小的起始蠕变和低的蠕 变速率，明显的加速阶段。
32
高温用钢
蠕变机制 • 温度较高时原子的活动能力提高，使得位错滑移更为
容易，低于屈服极限的应力造成材料塑性变形，加工 硬化亦随之产生，材料开始强化，变形抗力加大。
• 变形速率随时间而下降； • 加工硬化和回复、再结晶同时进行