常用金属材料汇总

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1、口液位 计、压力 管道、化 工设备的 常用金属 材料2007-08-03 10:01:49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。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

2、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。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。1.2可锻铸铁：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

3、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。1.3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：2碳素钢碳素钢：含碳量小于等于2.06%的铁碳合金称为

4、碳素钢。碳素钢的分类2.1普通碳素钢普通碳素钢与优质碳素钢相比,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

5、化和钢板的分层,故不宜作重要用途。镇静钢：而脱氧较完全，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标准压力管道中常用的普通碳素结构钢牌号为Q235A（F、b）、Q235B（F、b）、Q23 5C、Q235D四种,这些牌号的质量要求是顺次提高的。材料标准为GB700。2.2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

6、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：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。2.3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

7、质碳素钢。高级优质碳素钢在优质碳素钢的牌号后 加A3.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。3.1合金钢分类表2 1合金钢分类（用途）第一层途第二层分类第三层分类特点及用合金钢合金结构钢低合金钢1.低碳型合金钢，合金兀素总量一般才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含碳量比调质钢咼；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

8、钢，合金含量较高；2具有高而均匀的硬度和耐磨性；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

9、素可提高材料在低温下的塑性和韧性。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织，故 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。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

10、好的塑性和韧性，可焊性尚可；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550C以下的高温工况,或用于320C

11、 以下的临氢工况；12CrlMoV常用于575C以下的高温高压蒸汽介质。l表示方法及代号b. 调质合金钢l中碳型合金钢，合金元素总量一般才3%；l它的含碳量较高，强度高，可焊性差；l GB/T3077给出了化学成分和机械性能要求；l材料牌号为 40Cr、45Cr、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、35CrMoA、 25CrMoVA 等l用于螺栓、螺母材料l表示方法及代号同低合金钢中的铬钼系和铬钼钒系c. 不锈钢不锈钢特点l合金元素含量比较高，均超过10%,有的高达50%甚至更多；l它含有大量的合金元素，故其耐热、耐蚀等性能大大优于碳素钢和低合金钢，但随之而来的是其价格也远远高于碳素钢

12、和低合金 钢。分类(按常温的组织不同)奥氏体型奥氏体-铁素体双相型铁素体型马氏体型沉淀硬化型表示方法常用不锈钢1) 奥氏体不锈钢根据其含碳量的不同分为高碳型、低碳型(CW0.08%)、和超低碳 型；常温为单一奥氏体组织，消除了组织间的电位差，故有利于抗电化 学腐蚀；它含有大量耐蚀合金元素，抗高温化学腐蚀；具有良好的机械性能和可焊性；价格较高。 GB1220标准共给出了 33种奥氏体不锈钢的材料牌号，而常用的材 料牌号有 0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2(316)、0 0cr17Ni14Mo2(316L)、 0Cr18Ni10Ti(321)、

13、 0Cr18Ni11Nb(347)、 0Cr25Ni20(310)、0Cr23Nil3 等。探高碳奥氏体不锈钢含碳量较高(C=0.04%0.12%),咼温强度较咼，常用作耐热钢；探超低碳型奥氏体不锈钢含碳量较低(CW0.03%),不易产生晶间腐蚀倾向，常用作耐蚀钢；强度较低，不应在高 温下使用。探低碳型奥氏体不锈钢含碳量(CW0.08%,性能介于高碳和超低碳之间；2) 奥氏体一铁素体型不锈钢常温组织为奥氏体+铁素体组织； 由于含有硅、铝等合金元素,加之它具有双相组织，故它抗氯化物引起的晶间腐蚀和应力腐蚀性能明显优于奥氏体型不锈钢。具有良好的综合机械性能和可焊性；常代替奥氏体型不锈钢用于容易发生

14、晶间腐蚀的工作环境。 但该种材料制造工艺复杂，成本较高，价格约是奥氏体型不锈 钢的(3-4)倍，故这种材料在工程上应用的并不普遍； GB1220 标准给出 了 0Cr26Ni5Mo2、1Cr18Ni11Si4AlTi、00Cr1 8Ni5Mo3Si2共3种奥氏体一铁素体型不锈钢的材料牌号。3) 铁素体型不锈钢常温组织为铁素体组织。 由于它的平均含铬量大于11.7%,可在材料表面形成一层致密 的Cr氧化薄膜，能有效地保护材料免遭腐蚀。但其防腐性能不如奥 氏体型不锈钢，焊接性能比较差；常用在腐蚀性较弱的环境。在压力管道中应用的不多，而在压力容 器中常用作复合材料的复层； GB1220标准共给出了 7种铁素体型不锈钢的材料牌号,常用的 材料牌号有00cr12和0Cr13Al。4) 马氏体不锈钢 合金含量与铁素体型不锈钢类似； 碳含量较高，具有较高的硬度和耐磨性，耐蚀性较弱； 常被用于手术刀，压力管道中碳素钢和铬钼钢阀门的阀杆和 阀芯； GB1220标准共给出了 18种马氏体型不锈钢的材料牌号，常用 的材料牌号有1cr13和2Cr13、3Cr13。5) 沉淀硬化型不锈钢指可以进行沉淀硬化处理的奥氏体或马氏体不锈钢；有很高的强度和硬度，耐蚀接近奥氏体不锈钢，压力管道中用作螺栓和螺母材料； G