压力容器用钢的基本要求
压力容器使用温度对材料的要求汇总
压力容器使用温度对材料的要求汇总总体要求1.碳素钢和碳锰钢钢材在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。
2.奥氏体型钢材的使用温度高于525℃时，钢中含碳量应不小于0. 04%。
3.奥氏体型钢材的使用温度高于或等于-196℃时，可免做冲击试验。
低于-196℃～- 253℃，由设计文件规定冲击试验要求。
钢板1.碳素钢和低合金钢钢板(1).用于设计温度高于200℃的Q370R钢板，以及用于设计温度高于300℃的18MnMoNbR、13MnNiMoR和12Cr2M01VR钢板，应在设计文件中要求钢板按批进行设计温度下的高温拉伸试验。
(2).根据设计文件要求，对厚度大于36 mm的标准抗拉强度下限值大于或等于540 MPa 的钢板和用于设计温度低于- 40℃的钢板，可附加进行落锤试验。
试验按GB/T 6803进行，采用P-2型试样，无塑性转变(NDT)温度的合格指标在设计文件中规定。
(3).GB/T 3274-2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》中的Q235B和Q235C钢板使用规定如下：钢板的使用温度：Q235B钢板为20℃～300℃；Q235C钢板为0℃~300℃。
2.高合金钢钢板(1).使用温度下限：铁素体型钢板为0℃；奥氏体-铁素体型钢板为-20℃；(2).钛-钢复合板钛-钢复合板的使用温度下限按标准对基材的规定，使用温度上限为350℃；(3).铜-钢复合扳铜-钢复合板的使用温度下限按标准对基材的规定，使用温度上限为200℃；钢管1.碳素钢和低合金钢钢管(1).钢管的标准、使用状态及许用应力按下表的规定。
对壁厚大于30 mm的钢管和使用温度低于-20℃的钢管，表中的正火不允许用终轧温度符合正火温度的热轧来代替。
下表中用于设计温度低于-40℃的钢管用钢均应经炉外精炼。
(2).GB/T 8163中10、20钢和Q345D钢管的使用规定：10、20和Q345D钢管的使用温度下限相应为-10℃、0℃和-20℃；(3).GB 9948中各钢号钢管的使用规定如下：10和20钢管的使用温度下限分别为-20℃和0℃。
简答题
3．压力容器材料及环境和时间对其性能的影响3.1压力容器用钢有哪些基本要求?改善钢材性能的途径有哪些？压力容器用钢基本要求是有较高的强度，良好的塑性，韧性，制造性能和与介质的相容性。
改善钢材性能的途径有化学成分的设计，组织结构的改变和零件表面改性。
3.3 什么是应变硬化?应变硬化对钢材的常温力学性能有何影响?在常温下钢经过塑性变形后，内部组织将发生变化，晶粒沿变形最大的方向被伸长，晶格被扭曲，从而提高材料的抗变形能力。
这种现象称为应变硬化或加工硬化。
例如，在常温下把钢预拉到塑性变形，然后卸载，当再次加载时，材料的比例极限将提高而塑性降低。
3.4 什么是环境氢脆?环境氢脆是由什么原因引起的?氢脆指钢因吸收氢而导致韧性下降的现象。
氢的来源有两种途径：一是内部氢，指钢在冶炼、焊接、酸洗等过程中吸收的氢；二是外部氢，指钢在氢环境中使用时所吸收的氢。
容器在外部氢环境中使用造成的氢脆称为环境氢脆.在高温、高氢分压环境下工作的压力容器，氢会以原子渗入到钢中，被钢的基体所溶解吸收。
当容器冷却后，氢的溶解度大为降低，形成分子氢的富集，造成氢脆。
3.18 高温，高氢分压环境下工作的压力容器在停车时，应先降压，保温消氢后，再降至常温，切不可先降温后降压。
试述其原因。
在高温，高氢分压环境下工作的压力容器，氢会以原子形式渗入到钢中，被钢的基体所溶解吸收。
当容器冷却后，氢的溶解度大为降低，形成分子氢的富集，造成氢脆。
3.16 简述应力腐蚀过程及预防措施应力腐蚀破坏过程分为三个阶段，即孕育阶段；裂纹稳定扩展阶段；裂纹失稳阶段。
第三阶段不一定总会发生，在第二阶段形成的裂纹与可能使压力容器泄漏，导致应力下降，而不出现第三阶段，即发生未爆先漏。
预防措施：1.合理选择材料2.减少或消除残余拉应力 3.改善介质条件4.涂层保护5.合理设计3.14 为什么要控制压力容器钢中的磷、硫含量？硫和磷是钢中最主要的有害元素。
硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。
抗拉强度≥540MPa钢材制压力容器特殊要求
材料标准抗拉强度下限值≥540MPa钢材制压力容器的特殊要求1）压力容器专用钢中的低合金钢P≤0.025%、S≤0.015%；
2）压力容器专用钢中的低合金钢用于设计温度低于-20℃，P≤0.025%、S≤0.015%；
3）低合金钢制压力容器应逐台制备产品焊接试件；
4）境外牌号的钢材，境内材料制造单位应按TSG R0004-2009 1.9条通过技术评审；
5）应采用炉外精炼工艺；
6）壳体不另行补强时，接管与壳体的连接宜采用全焊透的结构型式；
7）不得采用补强圈补强，应采用整体补强或者采用局部整体补强元件的补强方法；
8）不适用“低温低应力工况”；
δ或19mm两者中的较9）接管内件边角处应倒圆，圆角半径一般取4/
nt
小值；
10）钢材制造单位应有该钢材的制造或者压力容器应用业绩，否则应当进行系统的试验研究工作，并按TSG R0004-2009 1.9条通过技术评审，该钢材方可允许使用；
11）低合金钢制造的压力容器及受压元件，对其A类和B类焊接接头进行全部射线或超声检测，若其焊接接头厚度大于20mm，还应采用与原无损检测方法不同的检测方法另行进行无损检测，该检测应包括所有的焊缝交叉部位；
12）低合金钢容器的缺陷修磨或补焊处的表面，卡具和拉筋等拆除处的割痕表面应进行磁粉或渗透检测；
13）低合金钢容器在耐压试验后，应对焊接接头进行表面无损检测。
新GB150材料要求
新GB150材料要求新版GB150中关于压⼒容器⽤材料的问题压⼒容器⽤材料1. 总则1.1 通⽤要求（1）压⼒容器选材时应考虑容器的使⽤条件（如设计温度、设计压⼒、介质特性和操作特点等）、材料的性能（⼒学性能、⼯艺性能、化学性能和物理性能）、容器的制造⼯艺以及经济合理性，并尽可能选⽤国产牌号的材料。
（2）压⼒容器⽤材料的质量、规格与标志，应当符合相应材料的国家标准或⾏业标准的规定。
（3）压⼒容器专⽤钢板的制造单位应当取得相应的特种设备制造许可证。
（4）材料制造单位应当向材料使⽤单位提供质量证明书，材料质量证明书的内容应当齐全，清晰，并且盖有材料制造单位质量检验章。
（5）压⼒容器制造单位从⾮材料制造单位取得压⼒容器⽤材料时，应当取得材料制造单位提供的质量证明书原件或者加盖材料供应单位检验公章和经办⼈章的复印件。
（6）对于采购的第Ⅲ类压⼒容器⽤Ⅳ级锻件，以及不能确定质量证明书的真实性或者对性能和化学成分有怀疑的主要受压元件材料，压⼒容器制造单位应当进⾏复验，符合相应材料标准的要求⽅可投料使⽤。
1.2 熔炼⽅法压⼒容器受压元件⽤钢，应当是氧⽓转炉或者电炉冶炼的镇静钢。
对标准抗拉强度下限值⼤于或者等于540MPa的低合⾦钢钢板和奥⽒体—铁素体型不锈钢钢板，以及使⽤温度低于-20℃的低温钢板和低温钢锻件，还应当采⽤炉外精炼⼯艺。
1.3 化学成分1.3.1 ⽤于焊接的碳素钢和低合⾦钢碳素钢和低合⾦钢钢材，C≤0.25%、P≤0.035%、S≤0.035%。
1.3.2 压⼒容器专⽤钢中碳素钢和低合⾦钢钢材，其硫、磷含量应当符合以下要求：（1）碳素钢和低合⾦钢钢材基本要求，P≤0.030%、S≤0.020%。
（2）标准抗拉强度下限值⼤于或者等于540MPa的钢材，P≤0.025%、S≤0.015%。
（3）⽤于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值⼩于540MPa的钢材，P≤0.025%，S＜0.012%。
（4）⽤于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值⼤于或者等于540MPa的钢材，P≤0.020%、S≤0.010%。
压力容器用钢
③所需不锈钢厚度＞12mm时，应尽量采用衬里、复合或堆 焊等结构形式。 ④不锈钢应尽量不用作设计温度≤500℃的耐热用钢。 ⑤珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度≤350℃的耐热用 钢。在必须使用珠光体耐热钢作耐热或抗氢用途时，应尽量 减少、合并钢材的品种、规格。 ⑥材料的来源充分。 3．充分发挥材料的特长 ①碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不 大的中压容器，锻件、承压钢管、非受压元件，以及其它由 刚性或结构因素决定壁厚的场合。 ②低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强、壁厚较大（不小 于8mm）的受压容器。
容器用钢应根据容器的设计压力、设计温度、介质特性及 容器结构等因素，按以下原则选用： 1．符合现行规范的规定和有关标准的要求 容器用钢应符合GB 150的规定。具体钢号的使用温度上限 是表4-1~7中相应[σ ]的最高温度，下限见表4-2,4,6,10。 2．经济合理 一般情况下，按以下原则选材是经济合理的： ①所需钢板厚度＜ 8mm时，在碳素钢与低合金高强度钢之 间，应尽量采用碳素钢(多层容器用材除外)。 ②在刚度或结构设计为主的场合应尽量选用碳素钢。在强 度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制， 依次选用Q235B、Q235C、20R、16MnR等钢。
中国石油大学
5. 钢管的选用(除GB/T14976、GB13296无缝钢管外) 一般情况下，GB／T8163标准的钢管适用于设计温度小 于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质。
对于油品、油气介质，当其设计温度超过350℃或设计 压力大于10.0MPa时，宜选用GB9948或GB6479标准的钢管。
中国石油大学
七、常用钢材焊接材料的选用(JB/T4709-2000)
1. 同种钢的焊接
钢制压力容器使用材料讲解
钢制压力容器材料讲义压力容器制造厂产品检验员学习班用）2000 ．6.2002 ．6.2003 ．11．5 修改2005 ．6 ．5 修改大连市锅炉压力容器检验研究所刘溢恩手稿前言第一部分法规、标准对压力容器用钢材料的要求一．压力容器用钢的基本要求二．钢制压力容器允许使用的钢材1．钢板2．钢管3．锻件4．螺栓用钢5．关于焊接材料三．“容规”对材料的要求第二部分材料标准一．代号二．几个机械性能指标及符号三．尺寸、外形、检验与试验第三部分压力容器用钢材料质量管理要求1．采购订货2．验收入库3．材料代用4．材料保管、发放及使用前言有关几个压力容器材料方面的事故。
2003年11月国家宣布撤销原锅炉标准化技术委员会、压力容器标准化技术委员会，其工作纳入相关的锅炉压力容器标准化技术委员会。
近二十多年来，从1984 年成立原压力容器标准化技术委员会到后来的锅炉压力容器标准化技术委员会。
对压力容器用钢的标准工作一直十分重视，主动提出并积极协助冶金行业制修订压力容器用钢板标准，认真规划并及时组织制修订压力容器用锻件标准。
近二十多年来，我国压力容器用钢标准的技术水平有了很大提高。
如：我国的GB6654-1996《压力容器用钢板》标准及第1 号、第2 号修改单，将钢号中的硫、磷含量（熔炼分析）予以加严，对大部分的钢板冲击试验温度由20℃ 改为0℃ ，从标准的重要技术指标来看，现行的GB6654标准的技术水平已处于国际先进水平。
GB3531-1996《低温压力容器用低合金钢钢板》及第1 号修改单，从冲击功指标（Akv）与国外相近的钢号相比我国的16MnDR 钢板仍存在一定的差距。
而我国的09MnNiDR钢板的主要技术指标优于国外先进水平的相近钢号。
在压力容器用低温钢板中，国外还有-100 ℃ 级的3.5Ni 钢板和-196 ℃ 级的9 Ni 钢板，在国内尚属空白，有待今后开展研究工作。
为实现高参数球形储罐用钢板的国产化，上世纪80 年代中期国内有关单位联合开发屈服强度490MPa级的低焊接裂纹敏感性钢，该钢不仅有较高的强度，同时还具有优良的焊接性能和低温韧性，首先在氢气球形储罐上得到应用，在GB150-98 根据其使用的低温温度分别列入：07MnCrMoVR(-2℃0 ) 和07MnNiCrMoVDR(-4℃0 ) 两个钢号(屈服极限490MPa级)。
压力容器对材料选用要求
压力容器对材料选用要求1）压力容器用材料的质量及规格应符合TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》材料的规定材料生产单位应按相应标准的规定向用户提供质量证明书（原件），并在材料上的明显部位做出清晰、牢固的钢印标志或其他标志，至少包括材料制造标准代号、材料牌号及规格、炉（批）号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。
2）压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外，还应考虑与介质的相容性。
压力容器专用钢材磷的质量分数（熔炼分析，下同）不应大于0.030%，硫的质量分数不应大于0.020%。
1）压力容器用材料的质量及规格应符合TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》材料的规定材料生产单位应按相应标准的规定向用户提供质量证明书（原件），并在材料上的明显部位做出清晰、牢固的钢印标志或其他标志，至少包括材料制造标准代号、材料牌号及规格、炉（批）号、国家安全监察机构认可标志、材料生产单位名称及检验印鉴标志。
2）压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外，还应考虑与介质的相容性。
压力容器专用钢材磷的质量分数（熔炼分析，下同）不应大于0.030%，硫的质量分数不应大于0.020%。
如选用碳素钢沸腾钢板和碳素钢镇静钢板制造压力容器（搪玻璃压力容器除外），应符合GB150.2-2011《压力容器第2部分：材料》的规定。
碳素钢沸腾钢板和Q235A钢板不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。
3）用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其碳的质量分数不应大于0.25%。
4）钢制压力容器用材料（钢板、锻件、钢管、螺柱等）的力学性能、弯曲性能和冲击试验要求，应符合国家的有关规定。
5）用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，按照TSG21-2016中《固定式压力容器安全技术监察规程》，2.2.1.4钢板超声检测的要求执行。
凡符合下列条件之一的，应逐张进行超声检测：a.盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器；b.盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器；c.最高工作压力大于等于10MPa的压力容器；d.对GB151-2014《热换热器》、GB12337-2014《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声检测的钢板。
压力容器用钢材
压力容器用钢材的选用 在压力容器设计中，正确地选择钢材，对保证容器的使用安全、结构合理和降低制造成本是至关重要的。 一般规定 压力容器用材料的质量及规格，应符合相应的国家标准、行业标准的规定。 压力容器用钢应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的焊接性能、容器的制造工艺以及经济合理性。 压力容器专用钢材的磷含量不应大于0.03%,硫含量不应大于0.02%;用于焊接压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢,其含碳量不应大于0.25%
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材料的屈服极限、强度极限和弹性模量随温度的升高而降低,如果材料在高温下承受高的应力，则材料的抗蠕变性能是关键性的。
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耐腐蚀性能 耐腐蚀性能是金属材料抵抗介质腐蚀的能力。压力容器中处理的介质大多数具有腐蚀性的，在设计中必须根据操作介质来选择耐腐蚀材料. 如果腐蚀发生在整个金属表面上，则称为金属的全面腐蚀；如果腐蚀均匀地分布在整个金属表面，则称为均匀腐蚀；如果腐蚀只发生在金属表面的局部区域，其余大部分表面不腐蚀，称之为局部腐蚀。 均匀腐蚀 均匀腐蚀是在整个金属表面均匀地发生腐蚀，这种腐蚀相对其它形式的腐蚀其危害最小。GB150中C2只考虑均匀腐蚀 . C2=KB 其中B—设计寿命(年) K—腐蚀速率(mm/ 年 )
式中各元素的符号代表钢中含量的百分数.
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一般认为: 当Ceq<0.4%时,钢材的淬硬倾向不大,可焊性优良,焊接时不必预热.
当Ceq=0.4%-0.6%时,钢材的淬硬倾向增大,可焊性有限,焊接时需要预热.控制焊接线能量等工艺措施.
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当Ceq>0.6%时, 淬硬倾向严重,属于较难焊接的钢材,需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施.
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磷（P）--磷可以固溶在钢的铁素体中，降低了钢的延伸率及断面收缩率。磷对钢最有害的影响是降低冲击韧性，随着钢中磷含量的增加，钢发生脆化，最终甚至引起常温脆化。例如：钢中含0.25%的磷(P)其冲击值为零.在一般钢中,随着磷含量增加,其脆性转变温度(NDT)也显著地增加.磷含量不高也容易引起偏析,而且其扩展速度很慢,不易用热处理方法消除偏析.另外,磷和氧亲和力较强,会恶化可焊性和可锻性.所以,磷也是有害杂质, “容规”中对容器用钢中对P含量的限制有明确的规定。 氢—氢原子半径极小,在钢中扩散速度比其它元素大得多,很容易透过晶格.氢可引起钢的1)氢脆；2)韧性下降；3）产生延迟裂纹；4）产生白点；5）焊接时产生凹裂纹等，为了克服这些问题，可采取真空熔炼等办法进行脱氢。另外，焊接时，焊条、焊剂要烘干。焊缝处消氢处理也是有效方法之一。
压力容器用钢要求
压力容器各零件间主要采用焊接性能，因此焊接性 很重要。
钢材的可焊性主要取决于其化学成分，主要是含碳 量。含碳量愈低，愈不易产生裂纹,可焊性愈好。其次， 合金元素对钢材的可焊性也有不同程度的影响，这种影 响通常是用碳当量Ceq来表示。
国际焊接学会所推荐的碳当量公为:
一般认为小于0.4%时，可焊性优良；大于0.6%，可 焊性差
而机械产品通常希望提高材料的 屈强比，压力容器对材料力学性能的要求 重视钢材的韧性，重视钢材的塑性储备量。
韧性是材料在断裂前吸收变性能量的能力，是 衡量材料对缺口敏感性的力学性能指标，尤其能反 映材料在低温或有冲击功作用是对缺口的敏感性。
夏比V型缺口冲击吸收功AKV，与断裂韧 性有较好的数值联系，能较好地反映材料 的韧性，钢制压力容器一般采用焊接制造， 设计时应当要求焊接接头在低温冲击试验 时的冲击功不低于其母材在规定的相应设 计值，否则容器的最低使用温度应高于低 温冲击试验温度。
铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显 著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低 塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和 耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要 合金元素。
硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂 和脱氧剂。如果钢中含硅量超过0.500.60%，硅就算合金元素。硅能显著提 高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故 广泛用于作弹簧钢。硅和钼、钨、铬等结 合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可 制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具 有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。 硅量增加，会降低钢的焊接性能。
物理性能
压力容器材料的物理性能也是选材时要考虑的。 压力容器使用在不同的场合，对材料的物理性能 也有不同的要求
压力容器用钢要考虑的物理性能参数通常是弹性 模量E、重度γ、熔点T 、比热容c、热导率λ、 线膨胀系数α等
对锅炉压力容器用钢材的基本要求有哪些
锅炉和压力容器用钢的基本要求是什么
锅炉和压力容器用钢的基本要求主要包括以下三个方面：
（1）具有良好的力学性能。
首先，制造锅炉、压力容器的材料应具有适当的强度（主要是指屈服强度和抗拉强度），以防止在承受压力时发生塑性变形甚至断裂。
对于锅炉和中、高温压力容器，还应考虑材料的抗蠕变性能，测定材料的高温性能指标，即蠕变极限和持久强度。
其次，制造锅炉、压力容器的材料必须具有良好的塑性，以防止锅炉、压力容器在使用过程中因意外超载而导致破坏。
第三，制造锅炉、压力容器的材料应具有较高的韧性，使锅炉、压力容器能够承受操作过程中可能遇到的冲击载荷。
特别是操作温度或环境温度较低的压力容器，更应考虑材料的冲击韧性值，并对材料进行操作温度下的冲击试验，以防止容器在运行中发生脆性破裂。
（2）具有良好的工艺性能。
由于锅炉、压力容器的承压部件，大都是用钢板滚卷或冲压成形的，所以要求材料有良好的冷塑性变形能力，在加工时容易成形且不会产生裂纹等缺陷。
其次，制造锅炉、压力容器的材料应具有较好的可焊性，确保材料能够在规定的焊接工艺条件下获得高质量的焊接接头。
第三，要求材料具有适宜的热处理性能，容易消除加工过程中产生的残余应力，而且对焊后热处理裂纹不敏感。
（3）它具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。
设计压力容器时，必须根据其使用条件，选择适当的耐腐蚀。
锅炉压力容器制造许可条件(三)
锅炉压力容器制造许可条件(三)第五十五条压力容器用钢要求（一）用于容器受压元件的材料，其使用范围不得超过相应标准规定的允许范围。
（二）用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳钢和低合金碳钢，钢材的含磷（P）量不应大于0.030%,含硫(S)量不应大于0.020%。
（三）用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳钢和低合金钢，钢材的含碳量不应大于0.25%,且碳当量Ceq⑴不大于0.45%。
如需含碳量大于0.25%的钢材，则应满意下列要求：1、建筑前征得用户的同意；2、碳当量Ceq不得大于0.45%；3、供应材料的焊接性试验报告和焊接工艺评定报告，并报总局平安监察机构审查、批准。
（四）用于焊接结构压力容器受压元件的调质低合金钢，假如钢材的标准抗拉强度下限值σь≥540MPa，钢材的含磷（P）量不应大于0.020%含硫(S)量不应大于0.015%。
焊接裂纹敏感系数Pcm⑵不应大于0.25%。
且应供应材料的焊接性试验报告和焊接工艺评定报告，报总局平安监察机构审查、批准。
（五）用于移动式压力容器罐体的钢板和用于压力容器的低合金钢板，每批应抽两张钢板进行冲击试验，试验温度为-20℃或按图样规定。
冲击试验要求和冲击韧性合格指标按表3的规定。
<imgalt=““src=“/UploadFiles/Tech/200810/20 08102920354435.gif”width=740onload=“javascript: if(this.width740)this.width=740”border=undefined 第五十六条制造要求（一）冷成形的碳钢和低合金钢制凸形封头应在成形后进行消退应力热处理。
（二）符合下列条件之一的压力容器，需进行焊后整体消退应力热处理：1、盛装毒性程度为极度、高度危害介质的压力容器；2、壳体厚度大于16mm、设计温度低于-20℃的压力容器；3、碳钢厚度大于32mm（如焊前预热100℃以下时，厚度大于38mm）；4、低合金钢厚度大于30mm（如焊前预热100℃以上时，厚度大于34mm）；5、任意厚度的Cr-Mo低合金钢。
压力容器用钢板通用要求标准规范
压力容器用钢板通用要求标准规范 1
A20/A 20M-07
本标准是基于 A20/A 20M 标准的基础上提出的；标号后面的数字表示初始
版本的年代，如有再版，则指最新再版的年代。括号中的数字表示最新批准通过
的年代。上标（ε）表示最新再版或重新批准后编排上的更改。
本标准已经被国防部批准使用。
常可以提供下列尺寸的钢板：
宽度 英寸[mm]
厚度英寸[mm]
＞8[200]
≥0.229[≥6.0mm]
＞48[1200]
≥0.179[≥4.6mm]
3.1.7.1 讨论——可以得到不同厚度、宽度和长度的钢板，这取决于不同生产方
和加工方设备与工艺能力。基于尺寸（厚度、宽度和长度）的钢板以前的限定不
考虑当前生产和工艺能力。要使钢板达到特定产品规范要求，则必须进行所有适
MIL-STD-163：准备用于海运和存贮的钢产品 6
2.4 美国联邦标准：
Fed.Std.No.123：海运标记（国内代理）6
2.5 汽车工业集团标准：
B1 Bar 代码标准 7
注：5、可以从美国机械工程师协会（ASME）获得，ASME 国际总部地址：Three Park
Ave., New York, NY 10016-5990, .
[1800mm]）。
3.1.3 热处理术语——见 3.1.8 及术语 A941。
3.1.4 热成形——在钢板被加热至使晶粒细化所要求的温度后执行永久变形的成
形操作。
3.1.5 生产方——是采用热轧方法直接控制钢锭、板坯轧制成热轧钢板或板卷；
而对轧制钢板来说，则是直接控制或负责与成品钢板有关的一个或多个操作的组
压力容器用钢的基本要求
压力容器用钢的基本要求组别：3组员：陈鑫李福安王曦安全可靠性是压力容器最重要的质量特性，并且与其自身的选材有着密切的关系。
为保障压力容器的安全性，压力容器用钢必须满足的基本要求是：压力容器用钢要具有较高的强度，良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。
压力容器用钢是否满足要求，可以从以下几个方面进行分析。
一、化学成分钢材的化学成分对其性能和热处理有较大的影响。
对于用于制造压力容器的钢材必须控制其各化学成分的含量。
钢中常见化学元素对钢性能的影响：1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低。
当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入 1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。
锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。
浅谈锅炉压力容器用钢的要求和种类
定 范 围之 内 ，才 能使 碳钢 的上 述力 学性 能 和
因 素 及 各 种 条 件 的 影 响 ，材 料 性 能 会 发 生 变 焊接 性 能均达 到 较为理 想 的状 态 ，锅 炉压 力容
化 ，常见 的 有 低温 脆化 、高 温 脆化 、氢 脆 、苛 器用钢 的含碳量一般 不应 大于 ０ ２ ％。 ．５
压 力 容器 的早 期 失效 ，确 保 其在使 用 过程 中的
锅 炉与压 力容 器 同属 特 种设备 中的承 压设
安全 性 ，必 须对 锅炉压 力 容器 所用 的材料提 出
一
备 ，安全 性是 锅炉压 力 容器 在设 计 和 运行 过程 中要考 虑 的首要 因素 ，而 材料 性 能是 锅炉压 力
２ ．锅炉 压 力容器 的一般 失效形 式
影响。
Ｉ． 碳钢 中各元 素的影 响 ：
① ． Ｃ
（） １材料 因裂纹 萌生与扩 展 引起 失效
常见 的裂 纹有 焊 接裂 纹 、疲 劳 裂 纹 、应 力 腐蚀 裂纹 等 。在 锅炉压 力 容 器 的使 用过 程 中， 上述裂纹 会扩展 引发断裂导 致失 效 。
Ｍｏ 一提 高钢 的 热强 性 和 改 善在 高温 高 压 容 器 安 全 运 行 ，具 有 较 高 的抗 外 力 破 坏 的 能
（） ２ 脆性破 坏失效
Ｃ 含 量 增 加 ，碳钢 的强度 ｏｂ ｏｓ及 布 氏 、 硬度 ＨＢ增加 ， 可焊性 和冲击 韧性 Ａｋ下 降 ， 但 可见 Ｃ元 素对钢材 的强度 、韧塑性 及焊接性 能
的影响 是相 互冲 突 的。因此 含碳 量必 须控 制在
一
锅 炉压 力容 器在 使用 或 制造 过程 中受环 境
Ｖ、Ｔｉ ｂ 、Ｎ 、Ｍｏ 细化 晶粒 一 Ｒｅ （ ） 提高品质 （ Ｓ 、Ｏ） Ｘｔ一 脱 、Ｐ
简述压力容器设计中的选材要求
简述压力容器设计中的选材要求发布时间：2021-11-10T06:33:12.147Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：彭勇刘剑磊[导读] 压力容器在选择材料时应该考虑的因素有很多，包括容器的设计压力、设计温度、材料与介质的相容性、容器的几何尺寸、材料的性能、操作特性、失效模式、经济性及工程性。
压力容器工程师应该综合考虑上述因素，进行压力容器的选材设计。
1.空气产品（山东）工程设计有限公司山东淄博 255090；2.山东三维化学集团股份有限公司山东淄博 255434摘要：压力容器选材是压力容器设计与制造的基础。
本文从选材的一般规定、选材原则及方法、特殊腐蚀工况和焊接材料的要求等方面简述了压力容器设计中关于选材的思路和一般要求。
关键词：压力容器设计；应力腐蚀；晶间腐蚀；焊接材料压力容器在选择材料时应该考虑的因素有很多，包括容器的设计压力、设计温度、材料与介质的相容性、容器的几何尺寸、材料的性能、操作特性、失效模式、经济性及工程性。
压力容器工程师应该综合考虑上述因素，进行压力容器的选材设计。
1压力容器用钢材的一般规定压力容器用钢材一般应符合GB/T150《压力容器》、SH/T3075《石油化工钢制压力容器材料选用规范》的要求，以及TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定。
钢材必须附有钢厂的钢材质量证明书或加盖供应单位检验公章和经办人章的复印件（除压力容器专用钢板外），钢材质量证明书（或复印件）数据不全，应由容器制造部门按钢材标准及本规定要求进行复验或补做，合格后方可投料应用[1]。
对于未列入本规定的钢材标准（国家标准、行业标准）及牌号，对于采用未列入本规定的新钢种，按国外标准生产的钢材，新研制的材料，施工时的钢材代用等，应分别符合GB/T150及TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》有关要求的规定。
2压力容器选材原则及方法选择压力容器用钢材应考虑包括如下的条件：a）容器的设计压力、设计温度、介质的特性和操作特点等；b）钢材的力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能；c）钢材的焊接性能；d）容器的制造工艺；e）热处理性能；f）经济合理性（材料的价格、制造费用）；g）容器的设计使用寿命。
《过程装备基础》复习题
《过程装备基础》复习题一、填空1、 压力容器基本组成：筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件。
2、 介质毒性程度愈高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。
3、 压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体和液化气体。
4、 壳体中面：与壳体两个曲面等距离的点所组成的曲面。
5、 薄壳：壳体厚度t与其中面曲率半径R的比值（t/R）max≤1/10。
6、 厚壁圆筒中的热应力由平衡方程、几何方程和物理方程，结合边界条件求解。
7、 改善钢材性能的途径：化学成分的设计、组织结构的改变、零件表面改性。
8、 钢材的力学行为，不仅与钢材的化学成分、组织结构有关，而且与材料所处的应力状态和环境有密切的关系。
9、 焊接接头系数——焊缝金属与母材强度的比值，反映容器强度受削弱的程度。
10、 介质危害性：指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等；其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。
11、 《压力容器安全技术监察规程》根据容器压力与容积乘积大小、介质危害程度以及容器的作用将压力容器分为三类。
12、 回转薄壳：中面是由一条平面曲线或直线绕同平面内的轴线回转而成。
13、 厚壁圆筒中热应力及其分布的规律为：① 热应力大小与内外壁温差成正比；② 热应力沿壁厚方向是变化的。
14、 压力容器用钢的基本要求：较高的强度；良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。
15、 压力容器设计中，常用的强度判据：包括抗拉强度бb、屈服点бs、持久极限、蠕变极限、疲劳极限б-116、 强度失效——因材料屈服或断裂引起的压力容器失效，称为强度失效，包括（a）韧性断裂、（b）脆性断裂、（c）疲劳断裂、（d）蠕变断裂、（e）腐蚀断裂等。
二、简述题1、 无力矩理论及无力矩理论应用条件？① 壳体的厚度、中面曲率和载荷连续，没有突变，且构成壳体的材料的物理性能相同。
② 壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭矩作用。
③ 壳体的边界处的约束可沿经线的切线方向，不得限制边界处的转角与挠度。
压力容器技术要求汇总.
盛装极度、高度危害(第一组)介质的压力容器强制性要求1. 厚度大于或者等于12mm的碳素钢和低合金钢钢板(不包括多层压力容器的层板)用于制造压力容器主要受压元件时，应按NB/T 47013.3-2015逐张进行超声检测，合格等级不低于Ⅱ级。
[TSG 21-2016 p8 2.2.1.4]2. 受压元件不得采用铸铁。
[TSG 21-2016 p10 2.2.3.1]3. 受压元件不得采用铸钢。
[TSG 21-2016 p10 2.2.4.1]4. 耐压试验合格后，应当进行泄漏试验，泄漏试验的种类、压力、技术要求等由设计者在设计文件中予以规定。
[TSG 21-2016 p19 3.1.18]5. 接管(凸缘)与壳体之间的焊接接头以及夹套容器的焊接接头，应当采用全焊透结构。
[TSG 21-2016 p21 3.2.2.2]6. 制备产品焊接试件。
[TSG 21-2016 p21 3.2.4.1]7. 管法兰应当按照HG/T 20592～HG/T 20635系列标准的规定，并且选用带颈对焊法兰、带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺柱组合。
[TSG 21-2016 p22 3.2.5]8. 容器壳体A、B类对接接头，进行全部无损检测(RT/UT)。
[TSG 21-2016p23 3.2.10.2.2.2]9. 所有焊接接头，需要对其表面进行磁粉(MT)或者渗透(PT)检测。
[TSG21-2016 p24 3.2.10.2.2.4]10. 盛装极度危害介质的碳钢和低合金钢制压力容器及其受压元件，应当进行焊后热处理。
[TSG 21-2016 p25 3.2.11(2)]11. 石墨制压力容器的试验压力不得低于1.75倍设计压力。
[TSG 21-2016p29 3.3.1.4]12. 石墨制压力容器应当在不低于设计压力的试验压力下，进行所有接头和连接处的泄漏试验，试验方法由设计者规定。
[TSG 21-2016 p30 3.3.1.5] 13. 石墨制压力容器，设计者应当在设计文件中提出粘接试件的制作要求，并且规定试样的数量、制备方式、检验与试验方法、合格指标、不合格复验要求等。
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压力容器用钢的基本要求组别：3组员：陈鑫李福安王曦安全可靠性是压力容器最重要的质量特性，并且与其自身的选材有着密切的关系。
为保障压力容器的安全性，压力容器用钢必须满足的基本要求是：压力容器用钢要具有较高的强度，良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。
压力容器用钢是否满足要求，可以从以下几个方面进行分析。
一、化学成分钢材的化学成分对其性能和热处理有较大的影响。
对于用于制造压力容器的钢材必须控制其各化学成分的含量。
钢中常见化学元素对钢性能的影响：1、碳（C）:钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低。
当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。
2、硅（Si）:在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入 1.0 - 1.2%的硅，强度可提高15- 20%硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1-4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
3、锰（Mn:在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30 —0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4、磷（P）:在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%, 优质钢要求更低些。
5、硫（S）:硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。
在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
与一般结构钢相比，压力容器用钢对硫、磷、氢等有害杂质元素含量的控制更加严格。
例如，中国压力容器用钢的硫和磷含量分别应低于0.020%和0.030%。
随着冶炼水平的提高，目前已可将硫的含量控制在0.002%以内。
6、铬（Cr）:在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。
7、镍（Ni）:镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。
镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。
但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、钼（Mo）:钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力（长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变）。
结构钢中加入钼，能提高机械性能。
还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。
9、钛（Ti）:钛是钢中强脱氧剂。
它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。
改善焊接性能。
在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。
10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。
钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。
钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
11、钨(W):钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。
钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。
12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。
在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。
铌可改善焊接性能。
在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
13、钻(Co):钻是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。
铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。
缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。
当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。
钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08AI钢。
铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。
铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):钢中加入微量的硼可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。
这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。
钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。
常见压力容器用钢的化学成分要求：表旳压力容器用钢板的化学成分〔摘目I如6〕mi2P2.铅、篠、铜含虽当作为變余元素时应特不比于乩何冷.其总骨慌不大于0用呷-供方如能保证.可不竹析。
3两改普2UH-1(川的性能.对添加微星合金元索.4.木标推所列牌号后的她指压力弄器“穽”字的汉语拼音削一个字母「化学成分对热处理也有决定性的影响，如果对成分控制不严，就达不到预期的热处理效果。
二、力学性能材料的力学行为是指由于载荷（如载荷种类、作用方式等）和应力状态的不同，以及钢材在受力状态下它所处的工作环境的不同，钢材受力后所表现出的不同行为。
钢材的力学行为，取决于材料的力学性能。
钢材的力学性能主要是表征强度、韧性和塑性变形能力的判据，是机械设计时选择材料和强度计算的主要依据。
压力容器的力学性能判据：压力容器设计中，常用的强度判据包括抗拉强度『b,屈服点『s,持久极限，蠕变极限,疲劳极限c -1 ；塑性判据包括断后伸长率§ 5,断面收缩率；韧性判据包括冲击吸收功A V韧脆转变温度,断裂韧性。
压力容器用钢的力学性能要求：压力容器用钢需要在满足韧性的前提下，提高强度、提高塑性储备量。
压力容器用钢要具有良好的塑性，为防止压力容器的断裂失效和塑性失效，确定许用应力时需要综合考虑抗拉强度和屈服强度，许用应力取抗拉强度、屈服强度除以各自的材料设计系数后所得的较小者。
钢制压力容器对材料的力学性能要求重视钢材的韧性和钢材的塑性储备量。
所以，对于压力容器用钢，一般情况下应避免采用调制热处理等方法不恰当地提高材料的强度，以留有一定的塑性储备量。
韧性是材料在断裂前吸收变性能量的能力，是衡量材料对缺口敏感性的力学性能指标，尤其能反映材料在低温或有冲击功作用是对缺口的敏感性。
韧性是材料强度和塑性的综合反映。
在载荷的作用下，压力容器中的裂纹常会发生扩展，裂纹扩展到一定临界尺寸时将会发生断裂事故。
材料临界裂纹尺寸的大小主要取决于钢的韧性和拉伸应力。
钢的韧性好，压力容器所允许的临界尺寸就越大，安全性也越高。
因此，为防止发生脆性断裂和裂纹的快速发展，压力容器应选用韧性好的钢材。
夏比V型缺口冲击吸收功A%与断裂韧性有较好的数值联系，能较好地反映材料的韧性，世界各国压力容器规范标准都对 *提出了要求。
如Q345R!冈板，要求在O oC时的横向（指冲击试件的取样方向）A KV不小于34J。
钢制压力容器一般采用焊接制造，设计时应当要求焊接接头在低温冲击试验时的冲击功不低于其母材在规定的相应设计值，否则容器的最低使用温度应高于低温冲击试验温度。
三、制造工艺性能压力容器对钢材的制造工艺性能具有较高的要求。
冷加工的要求压力容器在制造过程中进行冷卷、冷冲压加工的零部件要求钢材有良好的冷加工成型性能和塑性，其断后伸长率S 5应在15〜20%以上。
为检验钢板承受弯曲变形能力，可根据钢板的厚度，选用合适的弯心直径，在常温下做弯曲角度为180。
的弯曲实验。
试样外表面无裂纹的钢材方可用于压力容器制造。
焊接的要求可焊性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。
钢材的可焊性主要取决于它的化学成份。
压力容器各零件主要采用焊接连接，良好的可焊性是压力容器用钢的一项极其重要的指标。
钢材的可焊性主要取决于其化学成分，主要是含碳量。
含碳量愈低，愈不易产生裂纹,可焊性愈好。
其次，合金元素对钢材的可焊性也有不同程度的影响，这种影响通常是用碳当量Ceq来表示。
国际焊接学会所推荐的碳当量公为：丄Mn 丄Ni +Cu 丄Cr +Mo +VC eq =C _6 15 5（式中的元素符号表示该元素在钢中的百分含量）中国《锅炉压力容器制造许可条件》中为：C eq=c Mn 勺空宜Mo V6 24 40 5 4 14（按上式计算的碳当量不得大于0.45%）一般认为，Ceq小于0.4%时，可焊性优良；Ceq大于0.6%时，可焊性差。
中国目前对压力容器用钢尚未规定碳当量要求，但上述计算碳当量的公式对分析焊接裂缝的敏感性具有一定的参考价值四、物理性能压力容器材料的物理性能也是选材时要考虑的。
压力容器使用在不同的场合，对材料的物理性能也有不同的要求。
高温容器要用熔点高的材料，熔点高的材料再结晶软化温度较高；要进行换热的容器要用热导率高的材料，如此可节省材料和能源；带衬里的容器要求衬里材料与基体材料的线膨胀系数比较接近，否则有温度变化时，由于两种材料的膨胀量不一致，会导致衬里开裂。
压力容器用钢要考虑的物理性能参数通常是弹性模量E、重度丫、熔点T m、比热容C、热导率入、线膨胀系数a等。
几种常用金属材料的物理性能:。