管道常用金属材料

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1、2.1 铸铁2.1.1灰口铸铁2.1.2可锻铸铁2.1.3 球墨铸铁2.2 碳素钢2.2.1.碳素钢的分类2.2.2普通碳素钢2.2.3优质碳素钢2.2.4高级优质碳素钢2.3 合金钢2.3.1 合金钢分类2.3.2常用合金钢2.4 常用金属材料技术条件标准2常用金属材料 介绍压力管道中常用的金属材料的分类、特点、用途和表示方法 金属材料:黑色金属： 通常指铁和铁的合金 有色金属： 指铁及铁合金以外的金属及其合金。黑色金属根据它的元素组成和性能特点分为三大类即铸铁、碳素钢及合金钢。2.1 铸铁铸铁：含碳量大于 2.06的铁碳合金 。真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%6.67%。铸铁

2、的主要成分除铁之外，碳和硅的含量也比较高。由于铸铁中的含碳量较高，使得其中的 大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在，而是以游离的石墨存在。性能特点：是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差,一般不能锻,但它却具有优良的铸造性、 减摩性、切削加工性能，价格便宜。用 途：常用作泵机座、低压阀体等材料；地下低压管网的管子和管件。根据铸铁中石墨的形状不同将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。2.1.1灰口铸铁：石墨以片状形式存在于组织中的铸铁称之为灰口铸铁。灰口铸铁浇铸后缓冷得到的组织为铁素体和游离石墨共存，断口呈灰色，灰口铸铁也因此 而得名。灰口铸铁的各项机械性能均较差，工程上很少使用。2.1.2可锻

3、铸铁：经过长时间石墨化退火，使石墨以团絮状存在于铸铁组织中，此类铸铁称为可 锻铸铁。性能特点：强度、塑性、韧性均优于灰口铸铁，其延伸率可达 12%；但可锻铸铁制造工艺 复杂，价格比较高。由于可锻铸铁具有一定的塑性，故可锻的名称也由此而出，其实它仍为不可锻。用 途：可锻铸铁在工程上常用作阀门手轮以及低压阀门阀体等。根据断面颜色或组织的不同,可锻铸铁又分为黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和珠光体可锻铸 铁三种。常用的是黑心可锻铸铁。213球墨铸铁：是通过在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理并加入少量的 孕育剂以促进石墨化，在浇注后直接获得具有球状石墨结晶的铸铁。性能特点：球墨铸铁的各项性能指标

4、均优于可锻铸铁，比可锻铸铁价格便宜。用 途：可代替可锻铸铁用在较苛刻条件下。用途更广泛。铸铁命名：根据 GB9439 的规定铸铁的牌号表示方法：最低(MPa)世球铁汉语拼音第 Y字母QT400.15QT450-10KW30-82.2 碳素钢碳素钢：含碳量小于等于2.06%的铁碳合金称为碳素钢。2.2.1.碳素钢的分类工业纯铁du.04%的F C合金低碳钢C0.25%的钢（强度低墾性好焊接性能好Q235-A. 20gy却用于管谴压容） 亦按化学成綴中碳钢 00.25-0.60%的包强度囉性适中，用于紧固件和锻件如35（含碳量）高碳钢CMJ.60%的霧 强度和硬度高、奧性差，可制作弹黃、钢丝绳等.

5、如65Mn（c=0.62-0,7）甲类钢A按机诫性能洪应钢Al, A2, A3-A7（普通廳钢.乙类网E按化学成分洪应的钢班，E2,的等 （PO.05%S 05%）C 按机化学成分 C1?C2?C3-Ch.搜品质分类 优质碳蓋钢（P宅604% g宅0.04%） 10, 15, 20, 25高级（P0.0SS w（k（n%）啟设备 J瞒 WiSRst辭 AspKMg.as半镇輔钢ISNbb (lSfig)结构钢djffl途.承压用钢压力容器限 钢炉用舸）工具钢特郵用铮dL髙级铸钢s, PWO.O49SII优级铸钢S, PO. 05% 铸钢彳川轆级講钢 Sr PO. OSffi般阀门均为铸钾L 般

6、应注明级别，不注为山级.适用于制造一些形状复杂， I难以进扌亍铸造裁切剖加工成率而乂要求较高的强度和塑性的零件*锻钢 用锻造方法生产的各种锻材和機件锻钢的质量和机械性能都优于铸钢，艇 E.按成型方殳受大冲击力的作用，用于重要的受力零件。|热轧钢表面质量及尺寸精度较差，不能轧制细 薄的钢材.主要用来生产、:型钢、钢管，钢板等大型钢材。轧樹 冷轧钢与懲轧拥比,表面光洁、尺寸精确r机械性能好.常用来轧制表 l面质量优良和尺寸糟确的扳、管、带等细薄产品.冷拔钢耳热轧钢为原料T在冷态下进行多慣拉拔面成的各种钢材.特点：精度高、表面质量妖主要用于生产钢墅和小直径园钢和钢管.2.2.2普通碳素钢普通碳素钢与

7、优质碳素钢相比，由于它的有害杂质元素s、P含量相对较高，综合机械性能 和耐蚀性较差,故不宜用在较重要的场合,但普通碳素钢价格便宜,故工程上常用于各种钢构 架、支吊架等，而流体输送管道上使用时常给与一定的限制。普通碳素钢根据冶炼过程的脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢三种。沸腾钢：在浇铸前不用硅和铝脱氧，钢液中含氧量多，浇注及凝固时会产生大量CO气泡，在 钢锭模内产生沸腾现象,这类钢叫沸腾钢。沸腾钢冷凝后没有集中缩孔,因而成材率高,成本低,表面质量及深冲性能好但。因含氧量高, 成分偏析大,内部杂质多,抗腐蚀性和机械性能差,.且容易发生时效硬化和钢板的分层,故不宜 作重要用途。镇静钢：而脱氧较完

8、全，浇铸时钢水在钢锭模内不产生CO气体，这类钢叫镇静钢。成材率低,成本高。但镇静钢中气体含量低,时效倾向小,钢镜中气泡、疏松较少,质量较好。 半镇静钢：进行中等程度脱氧，介于沸腾钢和镇静钢之间的钢叫。普通碳素钢的表示方法和代号按GB700标准Q 235A FIF沸腾钢，b半镇静钢，慎静钢省骼 质量等级号,A级不做冲击试验占级做常温V形缺口冲击试验；C, D两级常用在重要场合下封斜的屈般强度,MPa分别为久215. 235. 255. 2詰五个等级 症屈”字収语拼音笫_个字母。|压力管道中常用的普通碳素结构钢牌号为Q235A（F、b）、Q235B（F、b）、Q235C、Q235D 四种，这些牌号

9、的质量要求是顺次提高的。材料标准为 GB700。2.2.3优质碳素钢优质碳素钢中的有害杂质元素 S、 P 比普通碳素钢低，不仅如此，二者的冶炼方法也多有不 同，普通碳素钢多用成本最低转炉冶炼，而优质碳钢则采用平炉或纯氧顶吹转炉冶炼 ，脱氧较 好，杂质含量较低，故其综合机械性能、耐蚀性等均优于普通碳素钢。优质碳素钢与高级优质 碳素钢相比，价格不高，且是工程上应用最广泛的碳素钢。优质碳素钢的表示方法和代号按GB221标准:08 FI邵歸万分之几a严|20g (25g)LC:0.170.24%雹y 表示删，铸砂I外的生产施不表示.特殊用途标记，尺压赛蔗&囲炉用蘇D低温用钢如海馬钢或半镇静钢两殛加“产

10、或b含钙元素的量达到U.俠乩L时咸特意加入的其它元素，为该元壹的化 学符号，如Mik Si等（hSMnl。睡强字姦示钢中平均朗疑的万分之几妣10. 20. 25. 35等 GB/T699给出了优质碳素钢的化学成分和机械性能要求。该标准共列出了 08F、10F、15F、08、10、20、25、70Mn等31种材料牌号； 压力管道中常用的牌号为08 、 10、 20三种。2.2.4高级优质碳素钢 高级优质碳素钢各方面性能略优于优质碳素钢,但价格较高，工程上用的并不多。一般情况 下,如果采用优质碳素钢不能满足使用条件要求时，将考虑选用相应的合金钢而不用高级优 质碳素钢。高级优质碳素钢在优质碳素钢的牌

11、号后加A2.3 合金钢 合金钢：为了提高钢的机械性能、工艺性能或物理化学性能,通常有意识地向钢中加入一些 合金元素,由此得到的钢就叫合金钢。2.3.1合金钢分类表 21 合金钢分类（用途）第一层第二层分类第三层分类特点及用途合金钢合金结构钢低合金钢1.低碳型合金钢，合金元素总量一般为3 %；2强度明显高于碳素钢，有较好的塑性和韧性，可焊性尚可；3用于中高温、抗氢、抗高温硫腐蚀等。调质钢1 中碳型合金钢，合金元素含量较低；2强度较高；3用于高温螺栓、螺母材料等。弹簧钢1含碳量比调质钢高；2经调质处理，强度较高抗疲劳强度较高；3用于弹簧材料。滚动轴承钢1高碳型合金钢，合金含量较高；2具有高而均匀的

12、硬度和耐磨性；3用于滚动轴承。合金工具钢量具钢1高碳型合金钢，合金元素含量较低；2具有高的硬度和耐磨性，机加工性能好，稳定性好；3用于量具材料。特殊性能钢不锈钢1低碳高合金钢；2抗腐蚀性好；3用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。耐热钢1低碳高合金钢；2耐热性能好；3用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。低温钢1低碳合金钢，根据耐低温程度合金元素有高有低；2抗低温性好；3用于低温材料（专用钢为镍钢）。合金元素因溶于铁素体中起固溶强化作,用从而提高了材料的硬度和强度,但同时却使其韧性 和塑性相对降低。 材料在低温下强度一般略有提高,但塑性和韧性则下降很多,通过添加一些合金元素可提高材 料在低温下的塑性和韧性

13、。奥氏体不锈钢由于含有较多的合金元素又具有单一的奥氏体组,故织它具有较好的抗氧化腐 蚀性能和高温使用性能。工程上,奥氏体不锈钢常用于多种腐蚀工况和高温工况。 合金钢的优点 合金钢与碳素钢相比,它具有较高的强度,较好的耐热性,较好的耐低温性能,较好的耐腐蚀性 能等优点,甚至有些生产环境采用碳素钢是满足不了要求的。故合金钢是压力管道中常用的 也是很重要的材料。2.3.2常用合金钢 压力管道中常用的合金钢有低合金钢、调质钢、不锈钢、耐热钢和低温钢。其它钢种有时也 会偶尔碰到在此不再作进一步的介绍。a.低合金钢低碳型合金钢，合金元素总量一般才3% ；强度明显高于碳素钢，有较好的塑性和韧性，可焊性尚可；

14、低合金钢有碳锰系、碳锰钒系、铬钼系、铬钼钒系碳锰系和碳锰钒系GB/T1591 给出了化学成分和机械性能要求;l材料牌号为 Q295A (B)、Q345AE、Q390AE、Q420AE、Q460CE;l用于常温及以上温度时，可用A、B或C级；用于一20一40C时，可用C或D级l 表示方法及代号同普通碳素钢铬钼系和铬钼钒系GB/T3077 给出了化学成分和机械性能要求;l 材料牌号主要为 12CrMo、 15CrMo、 12Cr1MoV；l 它们常用作抗氢腐蚀、抗高温硫或硫化氢腐蚀和耐热（次高温 ） 等材料 例如,12CrMo和15CrMo常用于550以下的高温工况，或用于320C以下的临氢工况;

15、12CrlMoV常用于575C以下的高温高压蒸汽介质。l 表示方法及代号:XXX X 特殊用途标记同优质卿鄴另.对高界优质合金钢在具詰加“A*I主要合金元盍符号贬具含氢其中前两说为元素捋号后两位数字为滚合金元素的平均百分比含氧暫字教苗刚用一字表示含量不足L承时可省塔不注.有多个合金元養时则依枚按两位轅字表示嗣中平均含碳罩的万分之几. 两个字母雹铸钢議弼渺卜的疔施不表示.25 Cr2 Mb V A1高级优质合金钢一一金元素含量勺.3% X仅拯食衾元素1.5- 2-49% 标 V2.5- 3.49% 标 “3”3.5- 4.49% 标 a4n17-19.00% 标 rt18w |含碳量25% %两位数字表示）b调质合金钢l中碳型合金钢，合金元素总量