鋼實(shi)質是(shi)(shi)一(yi)種合(he)金,主(zhu)要成分是(shi)(shi)鐵和(he)少量(liang)碳,還含有硅、錳、磷(lin)、硫、鉻(ge)、鎳(nie)、鉬(mu)、鎢和(he)釩(fan)等(deng)微量(liang)元素。


鋼(gang)的分(fen)類(lei)如圖3-1所示。


圖 1.jpg


常見鋼的簡介見表3-2。



2.jpg


合金鋼(Alloy Steel)介(jie)紹如下(xia):


1. 不(bu)銹鋼(Stainless Steel)


  不銹(xiu)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. 奧氏體型不銹(xiu)鋼(Austenitic Snless Steel)。


   奧氏(shi)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(包括奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)型(xing)、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)-鐵(tie)素體(ti)型(xing)、鐵(tie)素體(ti)型(xing)、馬氏(shi)(shi)體(ti)型(xing)和沉淀(dian)硬化型(xing))的(de)表示方法(fa)按GB221標準規定如(ru)下:除(chu)含碳(tan)量的(de)表示方法(fa)不同(tong)外,其他(ta)均(jun)(jun)與(yu)低合金鋼相同(tong)。此時的(de)含碳(tan)量以一位數字來表示,該數字為(wei)平(ping)(ping)均(jun)(jun)含碳(tan)量的(de)千(qian)分之幾。當(dang)平(ping)(ping)均(jun)(jun)含碳(tan)量小于(yu)千(qian)分之一時,用(yong)“0”表示;當(dang)平(ping)(ping)均(jun)(jun)含碳(tan)量小于(yu)0.03%時,用(yong)“00”表示。


   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(shi)體-鐵素(su)體型不銹(xiu)鋼(gang)。


   它(ta)與奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)一樣,具有良好的綜合力學(xue)性(xing)能(neng),也具有良好的可(ke)焊性(xing),故常代替(ti)奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)用(yong)于容易發生晶(jing)間腐蝕的工(gong)作環(huan)境。但該種(zhong)材料(liao)(liao)制造(zao)工(gong)藝(yi)復(fu)雜,成本較高,價(jia)格(ge)約是奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)的3~4倍(bei),故這種(zhong)材料(liao)(liao)在工(gong)程上應用(yong)的并不普遍。


  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(gang)的材料牌號。


 ③. 鐵素體型不銹(xiu)鋼(Ferrite Stainless Steel)。


  其防腐性能不如奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang),焊接性能也比較差,還(huan)容易出現(xian)475℃回火脆性和σ相析(xi)出引(yin)起的(de)脆性,因此,這(zhe)種不銹(xiu)鋼(gang)在壓力管道中(zhong)應用得不多,而在壓力容器中(zhong)常用作復(fu)合材料的(de)復(fu)層。


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


 ④. 馬氏體(ti)型不(bu)銹鋼(Martensitic Stainless Steel)。


   其具有較(jiao)高的硬度和(he)耐磨性,耐蝕性較(jiao)弱,常(chang)用于(yu)醫療中的手術(shu)刀,而壓(ya)力管道中則常(chang)用作碳(tan)素鋼和(he)鉻鉬(mu)鋼閥門的閥桿(gan)和(he)閥芯。


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


 ⑤. 沉淀硬化型不銹(xiu)鋼。


   沉淀硬化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)


  工程上常用的(de)低合金鋼(gang)有碳(tan)錳系(xi)、碳(tan)錳釩系(xi)、鉻鉬(mu)系(xi)和鉻鉬(mu)釩系(xi)等系(xi)列。


  ①. GB/T 1591標準(zhun)給(gei)出了碳(tan)錳系和(he)(he)碳(tan)錳釩系低合金鋼的化學成分和(he)(he)力學性(xing)能(neng)要求(qiu)。當用于常溫及(ji)以上溫度時,可用SHA、SHB或SHC級;當用于-20~-40℃時,可用SHD或SHE級。


  ②. GB/T 3077(《合(he)金(jin)(jin)結構鋼(gang)》)標(biao)準(zhun)給出了(le)鉻鉬(mu)系(xi)和鉻鉬(mu)釩(fan)系(xi)低(di)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)的(de)化(hua)學成分(fen)和機械性能要(yao)求(qiu)。該標(biao)準(zhun)共列出了(le)77種材料牌號(hao),其(qi)表示方(fang)法按(an)GB/T221(《鋼(gang)鐵產品(pin)牌號(hao)表示方(fang)法》)標(biao)準(zhun)。常用(yong)(yong)的(de)鉻鉬(mu)系(xi)和鉻鉬(mu)釩(fan)系(xi)低(di)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)材料牌號(hao)有12CrMo、15CrMo、12CrlMoV等(deng)(deng),它們(men)常用(yong)(yong)作抗(kang)氫(qing)腐(fu)蝕、抗(kang)高溫硫(liu)或硫(liu)化(hua)氫(qing)腐(fu)蝕和耐熱(次高溫)等(deng)(deng)材料。例如(ru),12CrMo和15CrMo常用(yong)(yong)于(yu)550℃以(yi)下的(de)高溫工況(kuang),或用(yong)(yong)于(yu)320℃以(yi)下的(de)臨氫(qing)工況(kuang);12CrlMoV常用(yong)(yong)于(yu)575℃以(yi)下的(de)高溫高壓蒸汽介質。



3. 調質合金鋼(Quenching and Tempering Steel)


   其(qi)含碳量較高,故強度(du)高,可焊性差,常用于螺(luo)栓、螺(luo)母(mu)材料。


   GB/T 3077標(biao)準給(gei)出了調質合金鋼的(de)化學成分和機械(xie)性能要求(qiu)。常用材料(liao)牌號有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(xing):0Cr18Ni9(304)(06Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)等(deng)。


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


   ③ .馬氏(shi)體型:1Cr5Mo(12Cr5Mo)、1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、等。


   ④. 沉淀(dian)硬(ying)化型(xing):0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al)等。



5. 低溫(wen)鋼(Cryogenic Service Steel) 


  我國的低溫鋼有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。


3.jpg