常用钢种及其分类和用途

常用钢种及其分类和用途 1 锅炉受热面吊挂和吹灰器用钢 1 1 工作条件 锅炉受热面吊挂直接与火焰或烟气相接触 且没有冷却介质冷却 故其工作温度很高 在炉膛和前部烟道的吊挂和夹马的工作温度为 1000 而在对流加热部分也接近 750 由于其主要作用是固定受热面 因此所受载荷不大 吹灰器是利用蒸汽或水对锅炉管子受热面作定时短暂吹扫的组件 他用于吹去管子表 面积灰或焦渣 防止在管子表面结渣 结焦 提高其传热效率 吹灰器因布置在不同区域 故其工作温度不同 如在燃烧室 其工作温度约为 900 1000 高温过热器区约为 800 900 高温省煤器和空气预热器区约为 500 550 低温省煤器和空气预热器区则低 于 450 吹灰器在高温下连续工作时间不长 约为 3 5min 钢号特性 锅炉受热面吊挂和 吹灰器常用钢号的化学成分见表 4 2 1 力学性能见表 4 2 2 应用范围见表 4 2 3 4 2 4 锅炉受热面吊挂和吹灰器常用钢号化学成分 锅炉受热面吊挂和吹灰器常用钢号化学成分 钢号技术条件CMnSiSPNiCrMoNAlTi 1Cr5MoGB1221 920 150 600 500 0300 0350 60 4 00 6 00 0 45 0 60 1Cr6Si2MoGB1221 750 150 70 1 50 2 00 0 0300 0350 60 5 00 6 50 0 45 0 60 4Cr9Si2GB1221 92 0 35 0 50 0 70 2 00 3 00 0 0300 0350 60 8 00 10 00 1Cr25TiGB1220 750 120 800 800 0300 035 24 00 27 00 5c 0 80 1Cr20Ni14Si2GB1221 920 201 50 1 50 2 50 0 0300 035 12 00 15 00 19 00 22 00 1Cr25Ni20Si2GB1221 920 201 50 1 50 2 50 0 0300 035 18 00 21 00 18 00 22 00 3Cr18Mn12Si2NGB1221 92 0 22 0 30 10 50 12 50 1 40 2 20 0 0300 060 17 00 19 00 0 22 0 33 2Cr20Mn9Ni2Si2NGB1221 92 0 17 0 26 8 50 11 00 1 80 2 70 0 0300 060 2 00 3 00 18 00 21 00 0 20 0 30 2Mn18Al15SiMoT i YB Z8 75 0 20 0 30 17 00 19 00 0 80 1 30 0 0300 0400 60 0 60 1 00 4 30 5 30 0 07 0 17 锅炉受热面吊挂和吹灰器常用钢号的力学性能锅炉受热面吊挂和吹灰器常用钢号的力学性能 钢号技术条件热处理制度 S MPa b MPa aK J cm2 HB 1Cr5MoGB1221 92 900 950 油淬 600 700 空冷 39059018 200 1Cr6Si2MoGB1221 752945393060 4Cr9Si2GB1221 92 1020 1040 油冷 700 780 油冷 5908851950 2690 1Cr25TiGB1220 75730 770 空冷或水冷2944412045 1Cr20Ni14Si2 1Cr25Ni20Si2 GB1221 921080 1130 快冷2955903550 187 3Cr18Mn12Si2NGB1221 921100 1150 快冷3906853545 248 2Cr20Mn9Ni2Si2NGB1221 921100 1150 快冷3906353545 248 2Mn18A15SiMoTiYB Z8 751050 固溶392637305039 锅炉受热面吊挂和吹灰器常用钢号 特性及其主要应用范围锅炉受热面吊挂和吹灰器常用钢号 特性及其主要应用范围 钢号与技术条件特性主要应用范围类似钢号 1Cr5Mo GB1221 92 属于马氏体型耐热钢 热强性能不高 在 550 以下 在含硫的氧化性气氛中 和热石油介质中 具有良好的耐热性 和耐蚀性 该钢焊接性差 焊后应缓 冷 并经 850 高温回火 用以改善焊 缝性能 650 的锅炉吊挂 12CrMo195 W Nr1 7362 STBA25 JISG3462 15X5M 20072 74 502 ASTM AISI 1Cr6Si2Mo GB1221 75 属马氏体耐热钢 在 800 有较好的抗 氧化性 与 1Cr5Mo 钢相比 含 Si 量 多 1 5 使钢的回火脆性倾向增大 使零件在高温下长时间工作时会产生 脆性破断 该钢在含硫的氧化性气氛 中和热石油介质中的抗氧化性能很好 经正火 回火热处理后有较高的持久 强度和蠕变强度 该钢有空淬现象 热加工后冷却过快会发生裂纹 应缓 冷 焊接性差 可采用电焊 不宜气 焊 焊前须预热到 300 400 焊后进 行 750 回火处理 工作温度 700 的锅炉吊 挂 X6CM 5632 61 4Cr9Si2 GB1221 92 属马氏体耐热钢 在 800 以下有良好 的抗氧化性 低于 650 有较高的热稳 定性和热强性 该钢焊接性差 小截 面零件经较高温度预热后可进行焊接 焊接后需进行退火或调质处理 工作温度 800 的锅炉吊 挂几吹灰器 SUH1 JIS G4311 1988 40X9C2 5632 71 Z45CS9 NFA35 1Cr25Ti GB1220 75 属铁素体型不锈耐酸钢 该钢在 700 800 空冷状态下具有良好的抗晶 间腐蚀性 在 1000 左右耐热不起皮 具有良好的抗氧化性 该钢的塑性和 韧性好 但热脆性倾向大 长期运行 后韧性很快降低 因此 运行中不宜 受冲击载荷 焊接性能较差 工作温度 1000 的吊挂 及吹灰器 SUH446 JISG4312 1984 15X25T 5632 72 1Cr20Ni14Si2 1Cr25Ni20Si2 GB1221 92 都是 Cr Ni 奥氏体型耐热钢 1Cr20Ni14Si2 钢的最高抗氧化使用温 度为 1000 其氧化腐蚀率 900 时 为 0 1mm a 1100 时为 1 1mm a 1Cr25Ni20Si2 钢由于 Cr Ni 含量比 1Cr20Ni14Si2 钢高 抗氧化性 更好 最高抗氧化使用温度达 1100 且抗疲劳性能好 组织稳定 1Cr20Ni14Si2 钢在 600 800 有析出 相的脆化倾向 焊接性好 工作温度为 1000 1100 的锅炉吊挂 夹马 X20CrNiSi1012 W Nr1 4828 20X20H14C2 5632 72 3Cr18Mn12Si2N GB1221 92 属 Cr Mn N 系奥氏体型耐热钢 具有 较好的抗氧化性 抗硫腐蚀和抗渗碳 性 该钢有时效脆性倾向 但时效后 在高温下仍有较高的人性 室温和高 温性能优于 1Cr20Ni14Si2 钢 工作温度 950 的锅炉吊 挂和夹马 2Cr20Mn9Ni2Si2N属 Cr Mn Ni N 系奥氏体型耐热钢该钢工作温度 1000 的锅炉 GB1221 92具有较好的高温强度和高温塑性 良 好的抗氧化性 抗渗碳性和耐急冷急 热的热疲劳性能 在融盐中也有较好 的耐蚀性 焊接性好 焊接裂纹敏感 性小 可用各种焊接方法焊接 焊前 不许预热 焊后不需热处理 该钢有 冷加工硬化倾向 吊挂 2Mn18A15SiMoTi YB Z8 75 属 Fe Al Mn 系双相型耐热钢 在 850 具有良好的抗氧化性 在含硫气 氛中有较好的耐蚀性 与常用的高铬 铁素体型耐热钢相比 有较高的组织 稳定性和较小的时效脆性倾向 厚度 6mm 的扁钢 可进行冷冲压成型冷剪 厚度 6mm 的扁钢应用热冲压成型 焊 接性能尚可 焊前可不预热 工作温度 850 的锅炉吊 挂 2 锅炉构架用钢 2 1 工作条件 锅炉构架又称锅炉骨架 是锅炉设备的重要组成部分 锅炉构架可分为支承式 悬吊 式和半悬式等结构类型 构架中主要由梁 柱 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 冷灰外 壳等元件组成 其中梁和柱是最主要受力元件 锅炉构架是锅炉本体主要承载部件 它承受着锅炉本体载荷和其它载荷 锅炉本体载 荷包括 锅筒及其内部设备各种受热面 集箱 刚性梁 锅炉房内部分的汽 水 煤 油 管道 烟风道 阀门 炉墙 保温材料 燃烧器 额定积渣 平台楼梯 构架自重及有效 载荷 其它载荷包括 安全阀反冲力 额定炉内爆炸力 地震载荷 受温度影响的附加力 露天部署时的风载荷 雪载荷等 2 2 锅炉构架常用钢号及应用范围 根据构架元件承载的大小选择钢种 载荷大的部件一般选用普通低合金钢 反之 选 用普通低碳钢 见表 5 2 1 构架常用钢的钢号及应用范围构架常用钢的钢号及应用范围 钢的类别国别钢种技术标准推荐使用范围 碳素钢 中国 中国 中国 日本 A3 A3F Q235A 级 B1 B3 B1F B3F SS441 GB700 79 GB700 88 GB700 79 YB184 65 JIA G3010 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 主梁支座 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 主梁支座 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 顶板 护板 盖板 平台 楼梯 合金钢 中国 中国 中国 日本 日本 16Mn 16MnCu 15MnV 18Nbb SM41B SM50B GB1595 79 GB1591 79 GB1591 79 JIS G3106 JIS G3106 梁 柱 平台 主梁支座 梁 柱 平台 梁 柱 平台 梁 柱 平台 梁 柱 平台 日本 美国 SM53C ASTM A36 ASME SA36 JIS G3106 ASTM A36 81a ASNE SA36 84a 梁 柱 平台 梁 柱 平台 3 大锻件用钢 3 1 汽轮机转子 主轴及叶轮的工作条件及用钢要求 3 1 1 汽轮机转子的结构形式和工作条件 常见的汽轮机转子有套装式转子 整锻式转子和焊接转子 中压以下的汽轮机有套装式转子结构 即主轴加工成阶梯形 再把叶轮套装在主轴上 50MW 以上的汽轮机的高 中压转子普遍采用整锻转子 即主轴 叶轮和其它主要部件均 由一整体锻件加工而成 叶轮直接装在转子的轮槽里 汽轮机低压转子有的采用焊接结构 它是由许多盘形锻件与轴头焊接而成 汽轮机主轴 转子体 轮盘和叶轮均在复杂的应力作用下工作 蒸汽通过叶片 叶轮 时在主轴上产生扭转力矩 转子高速旋转时要承担由自重而产生的交变弯曲应力和大的离 心力作用 旋转振动还会造成频率较高的附加交变应力 甩负荷或电机短路会产生巨大的 瞬时扭应力和冲击载荷 转子还要承受由温度梯度引起的热应力作用 高压转子在高温蒸 汽下运行会引起蠕变损伤 由于机组的启停或变负荷还会产生疲劳损伤 3 1 2 汽轮机转子 主轴及叶轮常用钢号及应用范围 汽轮机转子 主轴与叶轮常用钢号的化学成分见表 6 2 1 力学性能见表 6 2 2 钢的特性 及主要应用范围见表 6 2 3 汽轮机转子 主轴与叶轮常用钢的化学成分 汽轮机转子 主轴与叶轮常用钢的化学成分 钢号技术条件CSiMnSPNiCrMoVCuAlWB备注 40CrGB3077 0 37 0 44 0 17 0 37 0 50 0 80 0 025 0 02 5 0 30 0 80 1 10 0 25 表中为 高级优 质钢成 分 17CrMo1V工厂标准 0 12 0 20 0 30 0 50 0 60 1 00 0 03 0 0 03 0 0 30 0 45 0 70 0 90 0 30 0 40 35CrMoVAGB3077 0 30 0 38 0 17 0 37 0 40 0 70 0 02 5 0 02 5 0 30 1 00 1 30 0 20 0 30 0 10 0 20 0 25 35CrMoVJB T1266 0 30 0 40 0 17 0 37 0 40 0 70 0 02 0 0 02 0 30 1 00 1 30 0 20 0 30 0 10 0 20 0 20 30Cr1Mo1VEJB T1265 0 27 0 34 0 17 0 37 0 70 1 00 0 01 2 0 01 2 0 50 1 05 1 35 1 00 1 30 0 21 0 29 0 15 0 01 0 27Cr2MoV 30Cr2MoV JB1265 0 22 0 32 0 30 0 50 0 50 0 80 0 01 8 0 01 5 0 30 1 50 1 80 0 60 0 80 0 20 0 30 0 20 28CrNiMoVEJB T1265 0 25 0 30 0 30 0 30 0 80 0 01 2 0 01 2 0 50 0 75 1 10 1 40 0 80 1 00 0 25 0 35 0 20 0 01 0 25Cr2NiMoV SQB40 32 工厂标准 0 22 0 28 0 15 0 35 0 70 0 90 0 01 5 0 01 5 1 00 1 20 1 70 2 00 0 75 0 95 0 03 0 09 0 20 30Cr2Ni4MoVJB T1265 0 350 17 0 20 0 01 0 013 25 1 50 0 30 0 07 0 20 0 01 钢号技术条件CSiMnSPNiCrMoVCuAlWB备注 0 370 40223 752 000 600 155 20Cr3MoWVGB077 0 17 0 25 0 17 0 37 0 30 0 60 0 02 5 0 02 5 0 30 2 60 3 00 0 35 0 50 0 70 0 90 0 30 0 60 0 30 0 38 0 17 0 37 0 50 0 80 0 03 0 0 03 5 2 40 3 30 0 35 0 55 0 15 0 25 0 30 0 50 33Cr3MoWV工厂标准 0 28 0 36 0 17 0 37 0 60 0 90 0 03 0 0 03 5 2 40 3 30 0 35 0 55 0 15 0 25 0 30 0 50 18CrMnMoBQ ZB 61 0 17 0 23 0 20 0 40 1 20 1 50 0 03 0 0 03 0 1 50 1 80 0 45 0 55 0 0010 0 0035 30Mn2MoB工厂标准 0 26 0 32 0 17 0 37 1 40 1 70 0 03 0 0 03 5 0 45 0 55 0 05 0 001 0 004 汽轮机转子主轴与叶轮常用钢的力学性能汽轮机转子主轴与叶轮常用钢的力学性能 钢号技术条件热处理制度 S MPa b MPa aK J cm2 HB备注 GB3077 850 油淬 520 水 油冷 785 981 9 45 59毛坯尺寸 25mm 539 735 15 45 49241 286 100 mm 490 686 14 45 39241 286 100 300 441 637 10 35 9229 269 300 500 40Cr Q ZB 61调质 343 588 8 30 20217 255 500 800 490 608 16 45 49197 248 轴头 500 mm 纵向 1 3R 980 空冷 950 980 油冷 700 720 炉冷 539 657 15 40 49197 248 轮盘 500 mm 切向 表面 17CrMo1V工厂标准 980 空冷 980 1000 油冷 710 730 空冷或炉 冷 539 686 16 45 59212 262 各种锻件 纵向 1 3R 35CrMoVJB T1266 440 490 590 640 18 17 40 40 39J AKV 39J AKV 强度级别 440 强度级别 490 590 690 720 15 40 8J AKV 轴端纵向 590 690 720 15 40 8J AKV 本体纵向30Cr1Mo1VEJB T1265 锻件强度 级别 590 550 690 15 40 7J AKV 中心孔纵向 16 40 49轴端纵向27Cr2MoV 30Cr2MoV JB1265 490 637 14 35 39本体纵向 490 640 15 40 50J AKV 轴端纵向 490 640 11 35 45J AKV 本体纵向28CrNiMoVEJB T1265 450 600 13 35 40J AKV 中心孔纵向 539 686 686 16 45 58 8 588 735 716 16 45 58 8 637 785 755 16 4558 8 轴颈端 纵向 1 2R 539 686 686 16 40 49 0 588 735 716 16 40 49 0 25Cr2NiMoV SQB40 32 工厂标 准 637 785 755 16 40 49 0 叶轮体端轮盘 轮 毂切向 钢号技术条件热处理制度 S MPa b MPa aK J cm2 HB备注 760860 970 16 45 40J AKV 轴端纵向 760860 970 16 45 40J AKV 本体纵向30Cr2Ni4MoVJB T1265 720 830 16 45 34J AKV 中心孔纵向 20Cr3MoWVGB077 1050 空冷或油冷 720 水火油冷 635 785 14 40 69 80 mm 纵向 735 853 12 45 49269 302强度级别 735 33Cr3MoWV工厂标准 785 932 10 40 49285 321强度级别 784 735 883 13 40 49269 302100 300mm 686 834 13 40 49255 286 300 500 mm 18CrMnMoBQ ZB 61 588 785 13 40 49241 286 500 800mm 618 726 14 40 49 300 mm 1 3R 569 726 14 40 49300 500 1 3R30Mn2MoB工厂标准 830 850 油淬 570 590 回火 520 647 12 35 39500 800 1 3R 气轮机主轴 转子和叶轮常用钢号 特性及其应用范围气轮机主轴 转子和叶轮常用钢号 特性及其应用范围 钢号与技术条件特性主要应用范围类似钢号 40Cr GB3077 该钢具有良好的淬透性 较高的 抗拉强度及疲劳强度 经调质后 具有良好的综合力学性能 切削 加工尚好 冷加工塑性中等 用于中压以下汽轮机叶轮及各种 重要的调质零件 如齿轮 轴 连杆 曲轴 紧固件等 40X 5140 AISI 17CrMo1V 有较高的热强性和低温冲击韧性 综合性能较好 该钢合金元素含 量不高 工艺性能良好 该钢是 条件性可焊接钢 焊前要预热 焊后要立即进行高温回火 为防 止焊接裂纹及焊接引起的脆性 要尽量减少钢中的硫 磷含量 用作工作温度为 520 以下的汽 轮机低压焊接转子 St560TS 瑞士 35CrMoV GB3077 88 钢的强度较高 淬透性亦好 但 强度偏高时 冲击韧性往往偏低 并不稳定 需严格控制化学成分 和热处理制度 热处理时若采用 水 油淬火 对提高冲击韧性则有 较好的效果 该钢在 550 时蠕 变强度和持久强度超过 34CrMo 但经 5000h 时效后 其力学性能 急剧下降 因此使用温度不得超 过 500 520 该钢的焊接性能 差 焊前预热温度为 300 以上 35CrMoV 钢用作在 500 520 以 下工作的转子 叶轮及发电机环 锻件 30Cr1Mo1V ASTMA470 Class8 是国外在大型气轮机组中应用量 最广泛的高 中压转子钢 该钢 具有较好的热强性和淬透性 有 良好的综合机械性能 切削加工 性良好 锻造工艺性能也较好 抗腐蚀性和抗氧化性尚可 用作工作温度在 540 以下的汽轮 机高中压 转子 ASTM A470Class8 27Cr2MoV 30Cr2MoV JB1235 72 该钢属珠光体热强钢 具有较高 的强度和热型 在 500 及 550 以下长期保温仍具有较高的塑性 组织稳定性好 室温冲击值变小 钢的工艺性能不够稳定 浇铸及 锻造工艺性能较差 锻造是宜产 生裂纹 该钢可以进行氮化处理 用作工作温度为 535 550 的汽 轮机整锻转子和叶轮 P2 前苏联 30CrMoV9 德国 28CrNiMoV具有较高的蠕变强度和持久强度 用作正气参数为 500 540 一定的持久塑性和组织稳定性 良好的室温力学性能及均匀的组 织 较好的工艺性能及抗脆性破 坏能力 高温性能稍低于 27Cr2MoV 9 8 15 7MPa 的汽轮机高 中压 转子 25Cr2NiMoV 属贝氏体类型钢 与 17CrMo1V 钢相比 强度高 淬透性好 脆 性转变温度低 该钢有较高的高 温性能和焊接性能 冶炼 锻造 热处理工艺性能良好 但对回火 温度及回火时间敏感 用作汽轮机低压焊接转子 30Cr2Ni4MoV 该钢淬透性好 强度高 在冶炼 和浇注时采用真空除气 提高了 钢的纯净度 使其室温冲击韧性 值提高 FATT 下降 但该钢具 有回火脆性 这主要与杂质元素 P Sn As 等含量有关 脆化温 度范围大致为 350 575 用于制造大功率汽轮机低压转子 主轴 中间轴及其他大锻件等 已用于制造 300MW 600MW 机 组低压转子和汽轮机发电转子 20Cr3MoWV GB3077 88 具有高的热强性和抗松弛性能 良好的淬透性 在 550 600 长 期载荷作用下 当原始状态 S 为 750MPa 时 钢的稳定性及持久 塑性较差 但当原始状态 S为 650MPa 时 具有较高的稳定性及 持久塑性 对转子解剖发现 中 心与边缘性能相差较大 用于制造工作温度在 550 以下 的汽轮机转子 叶轮等大型锻件 汽轮机喷嘴组 套筒及阀杆 415 33Cr3MoWV 淬透性高 无回火脆性倾向 白 点敏感性和缺口敏感性交 34CrNi3Mo 钢低 采用水油冷工 艺 金相组织细密均匀 其性能 良好 厚度大于 400mm 的锻件 应严格 控制锻造温度和变形量 以免过 热而影响冲击性能 用于工作温度在 450 以 截面 厚度 450mm 的汽轮机转子和叶 轮 18CrMnMoB 是不含镍 含铬较低的大锻件用 钢 钢的淬透性高 大截面上强 度性能均匀 并有较好的锻造焊 接和切削加工等工艺性能 要求 强度很高时 应将碳 铬和锰控 制在上限 与相同强度等级钢相 比 使用合金元素少 成本低 用于工作温度在 450 以下 轮 毂厚度 300mm 的叶轮 直径 500mm 的气轮机主轴和转子 30Mn2MoB 是不含镍 含铬元素的大锻件用 钢 性能接近于 34CrMo1 该钢 具有较高的淬透性热加工工艺性 能良好 用于制造工作温度为 450 以下 的大截面中强度零件 如轮毂厚 度 300mm 以下 S为 600MPa 的叶 轮 截面对 500mm 左右 S为 500MPa 的主轴等 4 1 锅炉锅筒用钢工作条件 锅筒是锅炉中最关键的受压元件 其作用事接纳省煤器给水并进行汽水分离 向循环 回路供水和向过热器输送饱和蒸汽 除去盐分获得良好的蒸汽品质 负荷变化时起蓄热和 蓄水作用 锅筒出问题后 修复难度极大 如果发生因锅筒破裂引起爆炸 则是厂毁人亡的灾难 性事故 因此对锅筒必须从设计 选材 制造 安装及运行各个环节给予充分重视 做到 万无一失 确保安全可靠的运行 锅筒是在一定的温度和压力下工作的 并承受水汽 介质的腐蚀作用 由于锅炉的设 计参数不同 锅筒的工作压力 温度也不同 随着锅炉的设计参数提高 锅炉的工作压力 温度也不断提高 锅炉启停时 锅筒上下壁和内外壁温差会导致很大的热应力 特别是在 管孔周围等部位 这种温度的交变 以及低周疲劳和应力集中的作用 容易引起材质损伤 4 2 锅炉锅筒常用钢号 特性及应用范围 锅筒用钢可分为优质碳素钢和普通低合金钢 普通低合金钢主要以碳锰钢为主 其次 是在此基础上 单独或复合加入一种或几种合金元素 国内锅炉常用钢种 特性及应用范围见表 3 2 1 国内锅炉常用钢号 特性及应用范围国内锅炉常用钢号 特性及应用范围 钢号与技术条件特性 强度级别 S MPa 应用锅炉类型 20g 22g GB713 86 该钢的塑性 韧性及焊接性能均较好 但对应变时效较为 敏感 强度不高 是 245MPa 强度级别的锅炉钢板 用这 种钢板制造的锅炉壁厚较厚 该钢板以热轧状态交货 必 要时可进行 890 920 正火处理 245 265 低 中压锅炉 12Mng GB713 83 该钢在热轧状