欧洲材料及焊接材料标准概况

欧洲材料及焊接材料标准概况欧洲材料及焊接材料标准概况 欧洲材料及焊接材料标准概况xx 6 13欧洲标准 EN 被欧盟及其成员国作为该国的国家标准强制执行 以来 对我国及其他国家在标准应用和修订方面都起了积极的参考 和借鉴作用 目前欧洲标准越来越受到国际范围的认可 其中大多数标准已被等 同等效地转化为国际标准 ISO 本文就部分铁基材料及焊接填充材料的欧洲标准从修订 内容 应 用和相应的ISO标准之间关的系作概括性介绍 一 部分原材料和焊接材料欧洲标准的制订大部分原材料和焊接材 料欧洲标准是在1992 1998年间由欧洲标准化委员会起草并制订的 最终由各成员国投票 表决 一经通过 该标准的原国家标准就将废止 执行统一的欧洲 标准 从内容上看 其由三部分组成 一部分是前欧洲标准 EU EU标 准是欧盟的主要成员国在 四 五十年的历史进程中形成的一系列标准性的技术文件 所以较 为熟悉并易被各成员国所接受 如前欧洲标准EU20 钢的概念 分 类 转化成欧洲标准EN10020 钢的概念 分类 第二部分是德国工业标准 DIN 由于德国在欧盟中的经济地位和 其在冶金 焊接技术方面的出众表现 将DIN标准的内容作为目前的 欧洲标准 如德国标准DIN8575 热强钢的气体保护焊焊丝 转化成欧洲标准EN 12070 热强钢的气体保护焊焊丝 第三部分是将ISO方面现有标 准等同等效地采纳为欧洲标准 如国际标准ISO13916 焊接时预热 层间和保护温度的测量 转化为欧洲标准EN ISO13916 焊接时预热 层间和保护温度的测量 从现有欧洲标准来看 在制订时都尽量采纳或参照现有ISO标准 并 在标记方法 内容上与ISO标准具有一致性 比ISO相应标准更细 更具体 二 部分原材料欧洲标准的内容简介欧洲标准中涉及到可焊接的铁 基材料常用标准如下欧洲标准相关国际标准标准号题目出版时间标 准号题目出版时间EN10025热扎非合金结构钢1993ISO4995热轧结构 钢板1993EN10113正火 热机械扎制的细晶粒结构钢1993ISO4996热 轧高强度结构用钢板1999EN10137调质细晶粒结构钢1992EN10028压 力容器用钢1992ISO9328压力容器用钢板和钢带 技术供货条件1991EN10088高合金耐腐蚀钢1995以常用非合金结构钢 和压力容器用钢为例 从符号标记 化学成份上对EN标准和ISO标准 对比符号标记化学成份 熔炼分析 EN标准ISO标准EN标准ISO标准C Mn Si S P CMnSiSPEN10025S235J2G3ISO4995HR235B0 171 4 0 0350 0350 181 2 0 0350 035EN10028 2P235GH ISO9328PH2650 200 5 1 30 350 0350 030 20 5 1 40 350 0350 03EN10028 213CrMoV4 5ISO932814CrMo450 08 0 180 4 1 00 15 0 350 0350 030 08 0 180 4 1 00 350 0350 03都采用了标准号 附加符号的标记方法 从材料的 标记则反映了材料的用途 强度性能 质量等级 供货状态 如EN1 0025S235J2G3中 S 结构用钢 235 16mm以下屈服强度的最低值为235Mpa J2G3 质量等级 冲击功和供货状态 而ISO4995HR235B中 HR 热扎状态 235 屈服强度的最低值为235Mpa B 质量等级 在化学成份和机械性能方面的规定基本一致 只是欧洲标准划分更 细一点 例如在强度用钢的标准中 欧洲标准列出了材料在不同供 货厚度下的屈服强度和抗拉强度的最低值 而国际标准只给出一个 范围 三 常用焊接填充材料的欧洲标准简介 下表 EN 标准号题目出版日期相关标准DIN ISOEN439焊接填充材料 电弧焊和切割保护气体1994DIN EN439等同ISO14175EN440焊接填充材料 碳素钢 细晶位结构钢熔化极气体保护焊焊丝和焊缝一部分1994DIN EN440等同ISO864DIS1 14341EN499焊接填充材料 碳素钢和细晶粒结构钢手工电弧焊焊条1994DIN EN499等同ISO2560EN756焊接填充材料 碳素钢 细晶粒结构钢埋弧焊焊丝和焊缝一部分1995DIN EN756等同DIS14171EN757焊接填充材料 高强钢手工电弧焊焊条一部分1997DIN EN757等同DIS11837EN758碳素钢 细晶粒结构钢带和不带保护气体 的电弧焊用药芯焊丝一部分1997DIN EN758等同WI2 EN760焊接填充材料 埋弧焊焊剂一部分1996DIN EN760等同DIS14174EN1599焊接填充材料 热强钢手工电弧焊焊条 部分 1997DIN EN1599等同ISO3580EN1600焊接填充材料 不锈钢 耐热钢手工电弧焊焊条1997DIN EN1600等同ISO3581EN12070热强钢电弧焊焊丝和焊棒1999等同DIS11 837EN12071热强钢金属极气体保护焊用药芯焊丝1999等同WI EN12072不锈钢和耐热钢电弧焊焊丝和焊棒1999等同DIS14343EN1207 3不锈钢和耐热钢金属电弧焊包括不带气体保护的药芯焊丝1999等同 WI EN12535高强钢金属极气体保护焊用药芯焊丝2000以碳钢及细晶粒结 构钢和热强钢的手工电弧焊为例 从符号标记和应用方面与ISO标准 做以对比符号标记应用范围 举例 EN标记 强制执行部分 ISO标 记 强制执行部分 EN499E380RC ISO2560E432RC EN10025中S 235 S355EN1599E CrMo1B ISO3580E1CrMo BEN10028 2中13CrMo4 5从碳钢及细晶粒结构钢焊条标准来看 标记格式是相同的 但代表 的含义不完全一致 如EN499E380RC中E 手工电弧焊方法符号 38 熔敷金属的最低屈服强度为380Mpa 最低延伸率为20 0 0 时V型缺口冲击功最低为47J RC 药皮类型 ISO2560E432RC中E 手工电弧焊方法符号 43 熔敷金属的抗拉强度为430 510Mpa 最低延伸率为22 2 0 时V型缺口冲击功最低为28J RC 药皮类型 从热强钢焊条标准来看 标记格式也是相同的 只是熔 敷金属的化学成份标记符号在EN标准中为CrMo1 而在ISO标准中为1 CrMo 纵观欧洲焊接填充材料的标记方法 其规律为熔敷金属性能或化学 成份 填充材料类型或代号组成 如EN440G466M G3Si1 466 气体保护焊熔敷金属性能 M G3Si1 采用混合气体 G3Si1焊丝 这样从符号标记就可以大致看出材料选择是否合理 四欧洲标准的理解和应用要点欧洲标准具有分类较细 针对性较强 的特点 在应用时注意其前提条件 例如采用手工电弧焊焊接结构 钢时的焊条标准有EN 499 EN757 EN499适用于材料屈服强度 500Mpa的强度结构用钢 而EN757适用于材料屈服强度 500Mpa的强度结构用钢 另外 欧洲标准在制定的同时 由各学术机构或权威部门制定了很 多材料的使用规范或规程 用于材料制定冷加工或热加工技术条例 的依据 如德国的钢铁材料规范SEW088 关于材料熔化焊的焊接制 造规程 若不是特殊定货 那麽该材料在焊接制造时可按SEW088来制定焊接 工艺规程 关键词 压力容器 钢板标准分析 摘要 中国的压力容器用钢板 标准有3个国家标准 即GB6654 1996 压力容器用钢板 GB3531 1996 低温压力容器用低合金钢钢板 GB19189 xx 压力容器用调质高强度钢板 另外 GB150 1998中附录A包含有14Cr1MoR钢板标准 在附录H中包含有12Cr2Mo1R 钢板标准 一 概述中国的压力容器用钢板标准有3个国家标准 即GB6654 1996 压力容器用钢板 GB3531 1996 低温压力容器用低合金钢钢板 GB19189 xx 压力容器用调质高强度钢板 另外 GB150 1998中附录A包含有14Cr1MoR钢板标准 在附录H中包含有12Cr2Mo1R 钢板标准 GB6654 1996在1998年4月23日 2000年9月26日由国家质量技术监督局发布 了第1号 第2号共两次修改通知单 内容分别为增加新牌号15MnNbR 及对原牌号的P S含量 冲击温度及冲击功值 冶炼方法进行了调 整 GB3531 1996在2000年9月26日由国家质量技术监督局发布了第1号修改单 取消了原标准中牌号09Mn2VDR 并对其它原牌号的P S含量 冶炼 方法及16MnDR的冲击功值进行了调整 原标准经调整后 提高了GB6 654 1996和GB3531 1996的标准技术水平 欧洲压力容器用钢板标准包含在EN10028 压力容器用扁产品规范 中 钢板属于扁产品 它由7个部分组成 EN10028 1为一般要求 是压力容器用扁产品的通用技术要求 EN10028 2为具有高温性能的非合金和合金钢 EN10028 3为正火的可焊接细晶粒钢 EN10028 4为Ni合金低温性能钢 EN10028 5为热机械轧制可焊接细晶粒钢 EN10028 6为淬火加回火可焊接细晶粒钢 EN10028 7为不锈钢 因我国压力容器用钢板标准无不锈钢标准 所以本文不 分析EN10028 7标准内容 EN10028 1的技术要求与EN10028 2 EN10028 3 EN10028 4 EN10028 5 EN10028 6 EN10028 7的技术要求是相互独立且相联系的 EN10028 1是总体通用技术要求 EN10028 2 EN10028 3 EN10028 4 EN10028 5 EN10028 6 EN10028 7是对具体牌号的特征规定 是对EN10028 1的补充 二 标准内容1 用产品类型GB 3531 GB 6654 GB19189均仅适用于钢板产品 而EN10028则适用于扁产品 此标准中的扁产品类型有热轧钢板 钢带 热轧卷材 热轧窄条钢 从标准的适用产品类型来看 欧洲标准注重标准的通用性 钢板属 于扁产品 按扁产品分类来制订 这样就减少了标准的数量 而国 内标准则注重标准的专用性 针对钢板专门制订标准 2 牌号及化学成分特点2 1牌号2 1 1中国与欧洲标准中可对应的压 力容器用钢牌号见表1 中国标准牌号牌号欧洲标准GB6654 199620R P235GH P265GH EN10028 2 1992GB6654 199616MnR 15MnNbR P355GH P355N P355NH EN10028 2 1992EN10028 3 1992P355M EN10028 5 1996GB6654 199615MnVR P420M EN10028 5 1996GB6654 199615MnVNR P460N P460NH EN10028 3 1992GB3531 199616MnDR P355NL 1 P355NL2EN10028 3 1992P355ML 1 P355ML2EN10028 5 1996GB3531 199609MnNiDR11MnNi5 3EN10028 4 1995GB3531 199615MnNiDR13MnNi6 3EN10028 4 1995GB150 1998附录H12Cr2Mo1R10CrMo9 10 11CrMo9 10EN10028 2 1992GB6654 199615CrMoR g 13CrMo4 5EN10028 2 19922 1 2按标准化学成分特点进行分类的中国 欧洲标准钢牌号1 非淬火加回火钢的类别 标准号及钢牌号a 碳素结构钢i 普通碳 素结构钢GB6654 199620R ii 含有晶粒细化元素 Al或Nb或V或Ti 的碳素结构钢EN10028 2 1992P235GH P265GH b 低合金高强度钢i 普通低合金高强度钢GB6654 199616MnR ii 含有晶粒细化元素 Al或Nb或V或Ti 的低合金高强度钢GB6654 199615MnNbR 15MnVR 15MnVNR GB3531 199616MnDR EN10028 2 1992P295GH P355GH EN10028 3 1992P275 N NH NL 1 NL2 P355 N NH NL 1 NL2 P460 N NH NL 1 NL2 EN10028 5 1996P355 M ML 1 ML2 P420 M ML 1 ML2 P460 M ML 1 ML2 c 合金钢 低温Ni合金钢i 一般低温钢 70 45 Ni含量范围0 30 0 85 GB3531 199609MnNiDR 15MnNiDR EN10028 4 199511MnNi5 3 13MnNi6 3ii 超低温钢 196 80 Ni含量范围1 30 10 00 EN10028 4 1995 15NiMn 6 12Ni 14 12Ni 19 X8Ni 9 X7Ni9 Cr Mo合金钢GB6654 199615CrMoR GB150 1998附录A14Cr1MoR GB150 1998附录H12Cr2Mo1R EN10028 2 199213CrMo4 5 10CrMo9 10 11CrMo9 10 Mo合金钢EN10028 2 199216Mo3 Mn Mo Nb合金钢GB6654 199618MnMoNbR Mn Ni Cr Mo Nb合金钢GB6654 199613MnNiMoNbR2 淬火加回火钢a 低焊接冷裂纹敏感性钢GB19189 xx07MnCrMoVR 07MnNiCrMoVDR 12MnNiVR b 焊接细晶粒钢EN10028 6 1996P355Q P355QH P355QL 1 P355QL 2 P460Q P460QH P460QL 1 P460QL 2 P500Q P500QH P500QL 1 P500QL 2 P690Q P690QH P690QL 1 P690QL2 2 2标准化学成分特点2 2 1非淬火回火钢1 碳素钢和低合金高强度 钢a 欧洲标准和中国标准碳素钢的主要化学成分对比见表2 表2标准号牌号C SiMn PS Al 全 GB6654 199620R 0 200 15 0 300 40 0 90 0 030 0 020EN10028 2 1992P235GH 0 16 0 350 40 1 20 0 030 0 025 0 020P265GH 0 20 0 400 50 1 40 0 030 0 025 0 020由表2中可以看出 欧洲标准中碳素钢 的锰含量上限高于中国标准 范围较宽 且含有晶粒细化元素 Al 全 0 020 而中国标准中该类钢的锰含量上限较低 范围较窄 且对晶粒细化元素含量无规定 但其有害元素S含量低于欧洲标准 的规定 b 低合金高强度钢由于此类钢的牌号较多 故其化学成分不再列表 仅将其各自特征简述如下 欧洲标准 欧洲标准中的低合金高强度钢均为含有晶粒细化元素的 钢种 欧洲标准侧重于晶粒细化元素的应用 从成分设计上 强调钢的可 焊性 体现其细晶粒特征 欧洲标准低合金高强度钢另一个重要特征是体现氮的微合金化作 用 提倡在含钒钢中加入氮 利用氮在钢中的作用 即促进碳氮化钒的 析出 增强钒的沉淀强化作用 细化晶粒 从而大幅度提高钢的强 度 欧洲标准中规定牌号的V N元素含量见表3 表3牌号标准号V 最大 N 最大 P275N NH NL 1 NL2 EN10028 3 19920 050 020P355N NH NL 1 NL2 0 100 020P460N NH NL 1 NL2 0 200 025P355M ML 1 ML2 EN10028 5 19960 100 015P420M ML 1 ML2 0 100 020P460M ML 1 ML2 0 100 020中国标准中国的压力容器用低合金高强度钢在实 际生产中虽然均按照可焊接细晶粒工艺生产 但在标准中并没有得 到全部体现 如16MnR标准中没有强制规定细化晶粒元素含量 但生产厂在生产中 却按照细晶粒工艺生产 2 2 2淬火 回火钢牌号中国的淬火加回火钢包含在标准GB19189中 有3个牌号 即07MnCrMoVR 07MnNiCrMoVDR 12MnNiVR 仅有490M Pa一个屈服强度级别 欧洲标准EN10028 6可焊接细晶粒淬火回火钢 它包含4个强度级别 屈服强度级别为3 55MPa 460MPa 500MPa 690MPa 的钢种 共16个牌号 标准成分特点GB19189中3个牌号的成分特点 重点体现低焊接冷裂 纹敏感性 焊接裂纹敏感性组成Pcm对于07MnCrMoVR Pcm 0 20 对于07MnNiCrMoVDR Pcm 0 21 12MnNiVRPcm 0 26 EN10028 6标准中牌号的成分特点细晶粒可焊接 可选择的细化晶粒元素 含 量规定具体 C含量较高 淬透性元素含量上限范围宽 GB19189与同级别的P500Q QH QL 1 QL2 的C P S及淬透性元素B Cr Mo Ni标准含量的对比见 表4 表4标准牌号C PS BCr MoNi PcmGB19189 xx07MnCrMoVR 0 09 0 025 0 0100 10 0 300 10 0 30 0 30 0 xxMnNiCrMoVDR 0 09 0 020 0 0100 10 0 300 10 0 300 20 0 50 0 2112MnNiVR 0 15 0 025 0 010 0 30 0 300 15 0 40 0 26EN10028 6 1996P500Q P500QH 0 18 0 025 0 015 0 005 1 00 0 70 1 50 P500QL1P500QL2 0 18 0 020 0 010 0 005 1 00 0 70 1 50 淬透性元素含量高低受标准厚度的限制 GB19189 xx中3个牌号的标准适用厚度为12 60mm 而EN10028 6中标准适用厚度为 150mm 由于EN10028 6适用厚度范围宽 所以其淬透性元素含量上限高 有利于生产厂化 学成分的调整 以达到规定力学性能 3 厚度允许偏差及重量3 1厚度允许偏差GB 3531 GB 6654 GB19189均将厚度负偏差限定为 0 25mm EN10028 1通用标准中将厚度负偏差限定为 0 3mm 二者基本一致 另外 我国标准 GB 3531 GB 6654 GB19189 中没有规定同板差 同一张钢板的最大厚度与最小 厚度差值 而EN10028 1引用的尺寸偏差标准EN10029则规定了同板差 同一张钢板的最大 厚度与最小厚度差值 从标准角度强调了钢板厚度的均匀性 3 2重量GB 3531 GB 6654 GB19189规定 在计算重量时 需加上相应的厚度附加值 而 EN10028 1则没有规定 这是由于国外钢板尺寸控制精度较高 偏差范围小 而国内一般控 制范围偏大所致 4 冶炼方法GB 3531 GB 6654 GB19189均规定 钢由氧气转炉或电炉冶炼 GB19189中还规定了 应经过真空处理 我国标准规定侧重于详细 具体 而EN10028 1则规定 由制造厂自己选择 侧重于体现标准最大自由度原则 另外 在冶炼方法中 不管是我国标准还是欧洲标准均为镇静钢 即熔炼Si 0 10 或Al 0 015 欧洲标准EN10028 1强调了 应为全镇静钢 即熔炼Al 0 020 这一点 从概念 及要求上比 镇静钢 更深一层 我国标准除GB6654体现了 镇静钢 外 GB 3531 GB19189均无文字体现 5 交货状态我国标准和欧洲标准对于交货状态的规定各不相同 中 国标准中各牌号的具体交货状态见表5 表5中国标准标准号牌号交货状态GB665420R 16MnR 15MnVR热轧 控轧或正火15MnVNR 15MnNbR正火18MnMoNbR 13MnNiMoNbR 15CrM oR正火加回火GB353116MnDR 15MnNiDR 09MnNiDR正火或正火加回 火GB15012Cr2Mo1R 14Cr1MoR正火加回火GB1918907MnCrMoVR 07Mn NiCrMoVDR 12MnNiVR调质 即淬火加回火 欧洲标准中各牌号的具 体交货状态见表6 表6欧洲标准标准号牌号交货状态EN10028 2P235GH P265GH P295GH P355GH正火 也可由正火轧制代替正火1 6Mo3正火或正火加回火13CrMo4 5 10CrMo9 10 11CrMo9 10正火加回火EN10028 3P275N NH NL 1 NL2 P355N NH NL 1 NL2 P460N NH NL 1 NL2 正火 也可由正火轧制代替正火EN10028 411MnNi5 3 13MnNi6 3正火加 回火 正火可由正火轧制代替15NiMn 6 12Ni 14 12Ni19正火或正火加回火或淬火加回火 正火可由正火轧制代替 X8Ni9对于HT640 两次正火加回火或淬火加回火对于HT680 淬火加回 火X7Ni9淬火加回火EN10028 5P355 M ML 1 ML2 P420 M ML 1 ML2 P460 M ML 1 ML2 TMCP 热机械轧轧制 EN10028 6P355Q P355QH P355QL 1 P355QL 2 P460Q P460QH P460QL 1 P460QL 2 P500Q P500QH P500QL 1 P500QL 2 P690Q P690QH P690QL 1 P690QL2淬火加回火 调质 从表 3 表4的交货状态表中可以看出 欧洲标准与我国标准的不同在于 提出 正火轧制可以代替正火 并专门对TMCP 热机械轧制 交 货的钢材制定了标准 侧重于体现轧制新工艺 新技术的应用 而 我国标准对于高强度级别的钢板则侧重于进行热处理 6 表面质量EN10028 1要求对于EN10028 2至 6的钢板执行EN10163 2的B2级 而我国标准的表面质量则包含在各个产品标准中 其具体 描述是一致的 二者的对比如下相同都不允许存在裂纹 汽泡 折叠缺陷 钢板缺 陷下的厚度和有害缺陷修磨后的厚度不得小于钢板标准偏差范围内 的最小厚度 此外 对于不同厚度的钢板 允许存在的缺陷深度有具体规定 不同GB 3531 GB 6654 GB19189不允许存在缺陷增加夹杂和结疤等 没提及焊接修理 而EN10163 2中明确规定 在合同中注明并获认可时 可采用焊接方法进行修理 7 力学及工艺性能基本保证项目力学及工艺性能基本保证项目的对 比表见表7 表7中国标准基本保证项目欧洲标准基本保证项目GB 3531 GB 6654 GB19189常温拉伸 测定下屈服强度 横向V型冲击 180 弯曲试验EN10028 1常温拉伸 测定上屈服强度 横向V型冲击由表7可见 中国标准 与欧洲标准的基本不同有以下两点1 欧洲标准规定测定上屈服强度 中国标准则规定测定下屈服强度 2 欧洲标准没有弯曲试验要求 中国标准则有弯曲试验要求 另外 对于低合金高