压力容器用材料

1、压力容器用材料压力容器用材料 11项项压力容器压力容器钢材新标准钢材新标准 GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板（代替GB713-1997 和GB6654-1996） GB 3531-2008低温压力容器用低合金钢钢板(代替 GB3531-1996) GB 19189-(2010)压力容器用调质高强度钢板(代替 GB19189-2003) GB 24511-2009承压设备用不锈钢钢板及钢带 NB/T 47002.1-2009压力容器用爆炸焊接复合板 第1部分： 不锈钢钢复合板(代替JB 4733-1996) NB/T47002.2-2009压力容器用爆炸焊接复合板 第2部分： 镍-钢复

2、合板(代替JB/T4748-2002) NB/T47002.3-2009压力容器用爆炸焊接复合板 第3部分： 钛-钢复合板 NB/T47002.4-2009压力容器用爆炸焊接复合板 第4部分： 铜-钢复合板 NB/T47008-2010承压设备用碳素钢和合金钢锻件(代替 JB4726-2000) NB/T47009-2010低温承压设备用低合金钢锻件(代替 JB4727-2000) NB/T47010-2010承压设备用不锈钢和耐热钢锻件(代替 JB4728-2000) GB150.2-2011(材料部分材料部分)新的变化新的变化第2 章引用文件中的钢材标准全部进行了更新。复合板增加了镍-钢、

3、钛-钢和铜-钢3 个标准（NB/T 47002.2、NB/T 47002.3 和NB/T 47002.4）。不锈钢无缝钢管增加了奥氏体-铁素体型钢管标准（GB/T 21833）。不锈钢焊接钢管增加了锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢管标准（GB/T 24593）和奥氏体-铁素体型钢管标准（GB/T 21832）。不锈钢棒增加了冷加工钢棒标准（GB/T 4226）；第3 章总则中钢材（钢板、钢管和钢锻件）的冲击功按TSG R0004 的规定提高了指标。按TSG R0004 所规定的安全系数重新确定了钢板、钢管和钢锻件的许用应力；1. 第4 章钢板中增加了12Cr2Mo1VR、12MnNiVR、15Mn

4、NiNbDR、07MnNiMoDR、08Ni3DR和06Ni9DR 6 个低合金钢钢板，S11972、S30409、S31008、S39042、S22253 和S22053 6 个高合金钢板；第4 章钢板中提高了碳素钢和低合金钢钢板的超声检测要求，将钢板的使用温度下限作了详细规定；第5 章钢管中增加了09MnNiD 和08Cr2AlMo 2 个低合金钢管，1Cr18Ni9 和0Cr25Ni20 2个奥氏体型高合金钢无缝钢管，S21953、S22253、S22053 和S25073 4 个奥氏体-铁素体型高合金钢无缝钢管，高合金钢焊接钢管列入S30408、S30403、S31608、S31603

5、、S32168 5 个奥氏体型钢号和S21953、S22253、S22053 3 个奥氏体-铁素体型钢号；第6 章钢锻件中增加了20MnNiMo、12Cr2Mo1V、12Cr3Mo1V 和08Ni3D 4 个低合金钢钢锻件，S30409、S31008、S31703 和S39042 4 个奥氏体型高合金钢钢锻件，S22253 和S22053 2个奥氏体-铁素体型高合金钢钢锻件；第7 章螺柱（含螺栓）用钢棒中调整了35CrMoA 和40CrNiMoA 低温用螺柱的最低冲击试验温度，增加了S31008 高温用高合金钢螺柱和应变强化处理的S30408 低温用高合金钢螺柱；附录A 中增加了12Cr2Mo

6、1VR、15MnNiNbDR、08Ni3DR 和06Ni9DR 4 个钢号钢板的技术要求，以及09MnNiD 和08Cr2AlMo 2 个钢号钢管的技术要求；附录B 中列入了新增钢号的相关性能数据参考值；附录C 中列出了高合金钢统一数字代号和牌号的对照表；附录D 中列出了Q235 系列钢板的使用规定。目前压力容器用材料的主要研究成果和技术进步u材料的高纯净度u材料的介质适用性超级不锈钢、双相钢、特种合金u材料的应用界限高温、低温、宽度、厚度应用范围u更高强度材料的应用b800MPa高强材料解决3万立方米天然气球罐、20万立方米原油储罐以及超高压容器的选材问题。n 钢的基础知识钢的基础知识n 压

7、力容器用钢压力容器用钢n容规容规对材料的规定对材料的规定nGB150GB150对材料的规定对材料的规定n 常用钢材技术要求与使用限制常用钢材技术要求与使用限制n 国外常用钢号与国内钢号对照国外常用钢号与国内钢号对照n 压力容器用钢的选用压力容器用钢的选用n 压力容器用铸铁压力容器用铸铁n 压力容器用有色金属压力容器用有色金属n 复习题复习题内容提纲内容提纲 压力容器用材料-内容提纲压力容器用材料钢的基础知识钢的基础知识 一、钢材生产的基本过程一、钢材生产的基本过程高炉炼铁 铁水预处理 氧气转炉炼钢 炉外精炼 连铸（模铸） 钢坯热装热送（钢锭） 连轧（轧制） （热处理）二、几个基本术语二、几个基

8、本术语钢锭（ingot）:毛坯（work blank）：钢坯（billet steel）：板坯（flat blank）：原轧制钢板（plate as rolled）：压力容器用材料-钢的基础知识钢号（steel grade）：炉号（heat number）：批号（batch number）：三、主要化学成分三、主要化学成分 碳（C）、锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）、磷（P）四、钢材的分类四、钢材的分类五种分类方法：详见下图GB150中采用的压力容器用钢：碳素钢、低合金钢（低合金高强钢、低温用钢、中温抗氢钢和低合金耐蚀钢）和高合金钢（不锈钢和耐热钢）压力容器用材料-钢的基础知识压力容器用材料-

9、钢的基础知识钢材的分类钢材的分类按化学成分分类按品质分类按冶炼方法分类按金相组织分类按用途分类普通钢沸腾钢奥氏体钢建筑及工程用钢碳素钢高合金钢优质钢高级优质钢特级优质钢低合金钢镇静钢半镇静钢铁素体钢珠光体钢工具钢特殊性能钢专业用钢结构钢压力容器用材料-钢的基础知识压力容器用钢压力容器用钢板材管材焊材锻件压力容器用材料-钢的基础知识压力容器用钢压力容器用钢碳素钢低合金钢高合金钢碳素结构钢低合金高强钢不锈钢低温用钢中温抗氢钢低合金耐蚀钢耐热钢GB150中采用的压力容器用钢要求：碳素钢/低合金钢/高合金钢+优质+镇静+奥氏体/珠光体+结构钢/压力容器专用钢+板材/管材/锻件/焊材压力容器用材料-钢的

10、基础知识 铁素体是碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。碳在-Fe中的溶解度很小，727时0.0218%；室温时为0.0008%，几乎为零。其强度和硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的多边形晶粒。1、铁素体（F或）2、奥氏体（A或） 奥氏体是碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格。碳在-Fe中的溶解度较高，1148时2.11%；727时为0.77%。其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。其晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。五、铁碳合金的基本组织五、铁碳合金的基本组织压力容器用材料-钢的基础知识 渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是6.69，具有复杂的晶体结构。其硬度很

11、高，塑性和韧性很差，、Akv接近于零，脆性很大。3、渗碳体（Fe3C）4、珠光体（P） 珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。是奥氏体冷却时，在727恒温下发生共析转变的产物。显微组织是铁素体与渗碳体片层状交替排列。性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。5、莱氏体（Ld或Ld） 莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。是在1148恒温下发生共晶转变的产物，平均碳含量4.3%。压力容器用材料-钢的基础知识 目前应用的铁碳合金状态图是含碳量为06.69%的铁碳合金部分（即FeFe3C部分），因为含碳量大于6.69的铁碳合金在工业上无使用价值。下图为简化后的FeFe3C

12、状态图。压力容器用材料-钢的基础知识六、铁碳合金状态图分析六、铁碳合金状态图分析压力容器用材料-钢的基础知识压力容器用材料-钢的基础知识1、主要特性点A、G、Q、D、C、E、S、P2、主要特性线ACD、AECF、ECF、ES、GS、PSK、GP、PQ3、主要相区单相区、双向区APSQGEDC1）A点纯铁的熔点，温度1538，Wc=0压力容器用材料-钢的基础知识2）G点纯铁的同素异晶转变点，冷却到912时，发生-Fe-Fe 压力容器用材料-钢的基础知识3）Q点碳在-Fe中最小溶解度对应的温度点（600），Wc=0.0057%压力容器用材料-钢的基础知识4）D点渗碳体熔点，温度1227，Wc=6.

13、69%压力容器用材料-钢的基础知识5）C点共晶点，温度1148，Wc=4.3%成分为C的液相，冷却到此温度时，发生共晶反应：LLd（A+Fe3C）压力容器用材料-钢的基础知识6）E点碳在-Fe中的最大溶解度，温度1148，Wc=2.11%。同时也是发生共晶转变的最低含碳量点。压力容器用材料-钢的基础知识7）S点共析点，温度727，Wc=0.77%成分为S点的奥氏体，冷却到此温度时，发生共析反应：AP（F+Fe3C）压力容器用材料-钢的基础知识8）P点碳在-Fe中的最大溶解度，温度727，Wc=0.0218%压力容器用材料-钢的基础知识1）ACD线 液相线，由各成分合金开始结晶温度点所组成的线，

14、铁碳合金在此线以上处于液相。压力容器用材料-钢的基础知识2）AECF线固相线，由各成分合金结晶结束温度点所组成的线。在此线以下，合金完成结晶，全部变为固体状态。压力容器用材料-钢的基础知识3）ECF水平线共晶线，Wc2.11%的铁碳合金，缓冷至该线（1148）时，均发生共晶转变，生成莱氏体。压力容器用材料-钢的基础知识4）ES线碳在奥氏体中的最大溶解度曲线，通常称为Acm线。碳在奥氏体中最大溶解度是E点（Wc2.11），随着温度的降低，碳在奥氏体中的溶解度减小，将由奥氏体中析出二次渗碳体Fe3C。压力容器用材料-钢的基础知识5）GS线奥氏体冷却时开始向铁素体转变的温度线，通常称为A3线。压力容

15、器用材料-钢的基础知识6）PSK水平线共析线，通常称为A1线。奥氏体冷却到共析线温度（727）时，将发生共析转变生成珠光体（P），Wc0.0218%的铁碳合金均会发生共析转变。压力容器用材料-钢的基础知识7）GP线0Wc0.0218%的铁碳合金，缓冷时，由奥氏体中析出铁素体的终了线。压力容器用材料-钢的基础知识8）PQ线碳在铁素体中的最大溶解度曲线。在727时，Wc=0.0218%，溶碳量最大；在600时，Wc=0.0057%，溶碳量最小。 在727缓冷时，铁素体随着温度降低，溶碳量减少，铁素体中多余的碳将以渗碳体（三次渗碳体Fe3C）的形式析出。一般情况下，忽略Fe3C的存在。压力容器用材料

16、-钢的基础知识1）单相区四个单相区：L 、A、 F和Fe3C压力容器用材料-钢的基础知识2）两相区五个两相区：LA两相区、L+Fe3C两相区、A+Fe3C两相区、AF两相区、F+Fe3C两相区压力容器用材料-钢的基础知识4、铁碳合金的分类压力容器用材料-钢的基础知识5、典型铁碳合金的结晶过程分析压力容器用材料-钢的基础知识12343223411APSQGEDC1）共析钢的结晶过程 1点温度以上，合金处于液态； 缓冷到1点温度时，开始从液相结晶出奥氏体，温度 继续下降，奥氏体量逐渐增加；直至2点温度结晶终止，液相全部结晶为奥氏体； 2点至S点间为单一奥氏体的冷却； 当温度降到S点时，奥氏体在恒温

17、下发生共析转变， 转变为珠光体； S点以下，珠光体冷却至室温。压力容器用材料-钢的基础知识2）亚共析钢的结晶过程亚共析钢在3点以前的结晶过程与共析钢类似；当缓冷到3点时，从均匀的奥氏体中开始析出铁素体；温度继续下降，铁素体量逐渐增加，奥氏体量逐渐减少，尚未转变的奥氏体的碳含量沿GS线逐渐增加；当缓冷到4点(727)时，剩余的奥氏体的Wc=0.77%，发生共析转变而形成珠光体；共析转变结束后，合金组织由铁素体加珠光体组成，冷却到4点以下，组织不再产生改变。所有亚共析钢的室温平衡组织均为铁素体+珠光体，随着碳含量的增加，铁素体量减少，珠光体量增加。压力容器用材料-钢的基础知识3）过共析钢的结晶过程

18、过共析钢在3点以前与共析钢类似；当缓冷到3点温度时，奥氏体的溶碳量随着温度的下降而逐渐降低，并沿着奥氏体晶界析出二次渗碳体；随着温度继续下降，二次渗碳体不断析出，而剩余奥氏体的碳含量沿ES线逐渐减少；温度降到4点(727)时；剩余奥氏体恒温下发生共析转变而形成珠光体；共析转变结束后，合金组织为珠光体加二次渗碳体，直至室温。所有过共析钢的室温平衡组织都是珠光体+网状二次滲碳体。但随着含碳量的增加，组织中珠光体的数量减少，网状二次滲碳体的数量增加，并变得更粗大。压力容器用材料-钢的基础知识6、铁碳合金的成分、组织与性能的关系1）含碳量与铁碳合金平衡组织间的关系 铁碳合金的室温组织都是由铁素体和渗碳

19、体两相组成。随着含碳量的增加，铁素体量逐渐减少，渗碳体量逐渐增多，且它的形状和分布也有所不同，从而形成不同的组织。压力容器用材料-钢的基础知识2）含碳量与力学性能间的关系强度：当Wc0.9时，由于渗碳体在晶界呈网状分布，使钢的强度下降。硬度：随Wc的增加而提高。塑性：随Wc的增加而迅速降低。冲击韧性：随Wc的增加而迅速降低。压力容器用材料-钢的基础知识七、钢材的热处理七、钢材的热处理压力容器用材料压力容器用材料- -钢的基础知识钢的基础知识n热处理中温度线（温度点）Ac1、Ac3、Accm的含义根据Fe-Fe3C相图，碳钢在缓慢加热或冷却过程中，在PSK线、GS线和ES线上都要发生组织转变，通

20、常把PSK线称为A1线，GS线称为A3线，ES称为Acm线，而该线上的相变点，相应地用A1点、A3点及Acm点来表示。A1、A3和Acm都是平衡状态下的相变点。在实际生产中，钢的加热和冷却速度都比较快，故其相变点在加热时要高于平衡相变点，冷却时要低于平衡相变点，且加热和冷却速度越大，其相变点偏离平衡相变点也越多。通常将实际加热时的各相变点温度用Ac1、Ac3和Accm表示，冷却时的各相变点温度用Ar1、Ar3和Arcm表示。注意，实际的相变临界温度不是固定的，一般手册中给出的数据仅供参考。1、退火(annealing) 将钢件加热到高于或低于Acl点温度并保温一定的时间(压力容器用钢件的退火一

21、般加热到低于Acl点)，然后缓慢冷却(通常随炉冷却)，这种热处理工艺称为退火。退火可分为完全退火、等温退火、球化退火、低温退火和扩散退火。低温退火是在低于Ac1点进行的，主要是为了消除钢件的残余应力，稳定尺寸，消除冷作硬化，降低硬度。低温退火又称去应力退火，是压力容器制造中最常用的热处理方法。 退火的主要目的是：(1)降低钢的硬度；(2)改善或消除坯料在铸造、锻造和焊接时所产生的成分或组织的不均匀性；七、钢材的热处理七、钢材的热处理压力容器用材料压力容器用材料- -钢的基础知识钢的基础知识(3)消除内应力，稳定尺寸；(4)细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布(完全退火)。2、正火 正火是将钢加

22、热至Ac3以上3050或更高的温度，保温一定的时间，然后在空气中冷却的一种热处理工艺。 正火的主要目的：(1)细化晶粒，提高钢材韧性和稳定钢材的力学性能；(2)得到所要求的金相组织。3、淬火 淬火就是将钢件加热到Ac3以上某一个温度，保温一定的时间，使之奥氏体化后，急冷至室温，以获得淬硬组织，如马氏体组织的一种热处理工艺。压力容器用材料压力容器用材料- -钢的基础知识钢的基础知识 淬火的主要目的是：(1)提高钢的强度和硬度，如15CrMo和12Cr2Mol钢锻件，其淬火后的强度和硬度要比正火后的高；(2)能改善某些特殊钢的力学和化学性能。 对压力容器用钢而言，淬火后的钢件，通常是紧接着进行对压

23、力容器用钢而言，淬火后的钢件，通常是紧接着进行高温回火，以获得预期的最佳性能高温回火，以获得预期的最佳性能。4、回火将淬硬后的钢件加热至Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后以一定的速度冷却到室温的热处理工艺称为回火。 回火的主要目的是：(1)消除淬火或正火后所产生的热应力和组织应力，降低脆性，以防变形和开裂；(2)能使淬火或正火后的淬硬组织(马氏体、贝氏体等)转变成较稳定的组织，以确保得到所要求的良好的综合力学性能；压力容器用材料压力容器用材料- -钢的基础知识钢的基础知识(3)在不同温度回火，可以获得不同组织和性能。因此，通过选择不同的回火温度，可以调整淬火或正火后钢件的力学性能。5、调质

24、 在生产中一般将淬火后高温回火的联合热处理工艺称为调质处理，这种处理获得的是回火索氏体组织，如07MnCrMoVR和07MnNiMoVDR钢板，表现出较好的综合力学性能。6、固溶(solution) 奥氏体不锈钢加热到10001150，保温一定时间然后快速冷却，获得单相奥氏体组织的工艺方法称为固溶处理。这种处理的奥氏体不锈钢具有一定的强度，很高的韧性和优良的耐蚀性。压力容器用材料压力容器用材料- -钢的基础知识钢的基础知识八、钢材的常用合金元素及其作用八、钢材的常用合金元素及其作用压力容器用材料-钢的基础知识钢的基础知识元素名称元素名称作作用用Mn抑制抑制FeS生成，防止热脆；细化珠光体组织；

25、提高淬透性。生成，防止热脆；细化珠光体组织；提高淬透性。Si提高淬透性和抗回火性；增强在大气环境中的耐蚀性。提高淬透性和抗回火性；增强在大气环境中的耐蚀性。Cr增加淬透性；提高高温抗氧化性；增加热强性。增加淬透性；提高高温抗氧化性；增加热强性。Ni细化铁素体提高塑性和韧性；改善耐蚀性；提高热强性。细化铁素体提高塑性和韧性；改善耐蚀性；提高热强性。Mo提高淬透性；增加热强性；增强耐蚀性提高淬透性；增加热强性；增强耐蚀性(有机酸及还原性介质有机酸及还原性介质)。Ti固溶强化；增加回火稳定性；提高抗晶间和应力腐蚀能力。固溶强化；增加回火稳定性；提高抗晶间和应力腐蚀能力。V增加回火稳定性；细化晶粒提高

26、韧性；提高增加回火稳定性；细化晶粒提高韧性；提高n和和D；抗氢腐蚀。；抗氢腐蚀。Nb增加回火稳定性；细化晶粒提高韧性；改善焊接性。增加回火稳定性；细化晶粒提高韧性；改善焊接性。Al固溶强化；细化晶粒；改善抗高温氧化性和对固溶强化；细化晶粒；改善抗高温氧化性和对H2S气体耐蚀性。气体耐蚀性。 思考：思考：密度与重度的区别，何时用密度与重度的区别，何时用？何时用？何时用？1、密度与重度九、钢材的物理性能九、钢材的物理性能压力容器用材料-钢的基础知识3N/m ,gVmg3kg/m ,Vm2、线膨胀系数压力容器用材料-钢的基础知识1/k ,0tlL思考：思考：（1）设计计算中何时用到线膨胀系数）设计计

27、算中何时用到线膨胀系数？（2）固定管板式换热器设计时，管壳程选材应如）固定管板式换热器设计时，管壳程选材应如何考虑线膨胀系数？何考虑线膨胀系数？3、弹性模量压力容器用材料-钢的基础知识2N/m ,E思考：思考：E和和G在设计计算中的应用。在设计计算中的应用。2N/m ,G拉伸（压缩）弹性模量：剪切弹性模量：虎克定律：虎克定律：2N/m ,EE、G之间的关系：之间的关系：2N/m ,12EG4、泊松比压力容器用材料-钢的基础知识lt反映材料横向变形与纵向变形之间的关系。反映材料横向变形与纵向变形之间的关系。5、临界点压力容器用材料-钢的基础知识合金材料在加热或冷却过程中，由一种金相组织向另一种金

28、相组织转变的开始或终了温度。根据铁碳合金平衡铁碳合金平衡状态图状态图，钢材常见的临界点有：Ac1：加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度。：加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度。Ar1：冷却时奥氏体向珠光体转变的终了温度。：冷却时奥氏体向珠光体转变的终了温度。Ac3：加热时珠光体向奥氏体转变的终了温度。：加热时珠光体向奥氏体转变的终了温度。Ar3：冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度。：冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度。 （1）抗拉强度b（Rm）（2）屈服极限s（ ReH, ReL ）（3）持久强度 （4）蠕变极限（5）疲劳极限f1、材料的强度2、材料的塑性（1）延伸率（2）断面收缩率（3）冷加工工

29、艺性能十、钢材的机械性能十、钢材的机械性能压力容器用材料-钢的基础知识tntD（1）冲击韧性 Akv（2）断裂韧性 Kic , COD（3）无塑性转变温度 NDT3、材料的韧性4、材料的硬度（1）布氏硬度 HB（2）洛氏硬度 HR（3）维氏硬度 HV压力容器用材料-钢的基础知识5、温度对钢的机械性能的影响1、耐大气、海水腐蚀2、耐酸腐蚀十一、钢材的耐蚀性能十一、钢材的耐蚀性能压力容器用材料-钢的基础知识3、耐碱腐蚀注意：耐蚀性不是材料的固有特性，它随材料的工作条件注意：耐蚀性不是材料的固有特性，它随材料的工作条件而改变。而改变。例如：铁、碳钢、不锈钢、铜不同条件下 的耐蚀性差别很大。 1、可焊

30、性2、可锻性3、切削性4、成型工艺性5、热处理性十二、钢材的加工工艺性能十二、钢材的加工工艺性能压力容器用材料-钢的基础知识压力容器用钢压力容器用钢 压力容器用钢的一般要求：压力容器用钢的一般要求：1、机械性能：足够高的强度、良好的韧性和塑性、足够的断 裂韧性、低的无塑性转变温度（NDT）。 2、制造工艺性能：良好的塑性、可焊性（C、Ceq、Pcm、焊接 接头硬度）。国际焊接协会推荐的碳当量计算式为： 1556CuNiVMoCrMnCCeq压力容器用材料-压力容器用钢压力容器用钢 日本JIS标准推荐的碳当量计算式为： 焊接冷裂纹敏感性指数：3、特殊性能：耐高温、耐低温和耐腐蚀性 腐蚀主要有均匀

31、腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀对压力容器的安全运行影响较大，应特别注意。 14540246VCrNiSiMnCCeq(%)6060010152060202030HSVMoCrNiCuMnSiCPcm压力容器用材料-压力容器用钢压力容器用钢一、压力容器用钢板一、压力容器用钢板1 1、碳素钢钢板、碳素钢钢板（合金元素含量1.5）GB/T912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带带GB/T3274-2007碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带钢带GB713-2008锅炉和压力容器用钢板锅炉和压力容器用钢板 钢板牌号

32、：Q235-B、Q235-C、Q245R压力容器用材料-碳素钢钢板碳素钢钢板（1）碳素结构钢钢板化学成分见下表碳素结构钢钢板化学成分见下表（2）碳素结构钢钢板力学性能见下表碳素结构钢钢板力学性能见下表压力容器用材料-碳素钢钢板碳素钢钢板Q235B Q235CQ245R GB912-2008 GB3274-2007GB 713-20080.200.170.200.35 0.350.351.41.40.501.000.045 0.0400.0250.045 0.0400.015Q245R热轧控轧 或正火31640052024525横向03116362353660225601003905102052

33、410015038050018516163705003705002626（3）碳素结构钢钢板使用范围按下表：）碳素结构钢钢板使用范围按下表：（4）碳素结构钢钢板推荐焊接材料：）碳素结构钢钢板推荐焊接材料：压力容器用材料-碳素钢钢板碳素钢钢板 Q245R 150Q245R Q235C 1.60300162030016不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质60mm，降为，降为30。压力容器用材料-低温用钢钢板低温用钢钢板（1）低温钢的化学成分：）低温钢的化学成分：压力容器用材料-低温用钢钢板低温用钢钢板（2）低温钢的力学性能：）低温钢的力学性能：压力容器用材料-低温用钢钢板低温用钢钢板压力容器用材

34、料-低温用钢钢板低温用钢钢板（3）低温钢板推荐用焊接材料：）低温钢板推荐用焊接材料：压力容器用材料-低温用钢钢板低温用钢钢板4、中温抗氢钢（耐热钢）钢板 具有较高的高温强度（400600）和良好的抗氢腐蚀性能（200 ）。GB713-2008锅炉和压力容器用钢板锅炉和压力容器用钢板 钢板牌号：15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 压力容器用材料-中温抗氢钢钢板中温抗氢钢钢板（1 1）中温抗氢钢钢板的化学成分）中温抗氢钢钢板的化学成分压力容器用材料-低合金高强钢钢板低合金高强钢钢板（2 2）中温抗氢钢钢板的力学性能）中温抗氢钢钢板的力学性能压力容器用材料-低合

35、金高强钢钢板低合金高强钢钢板5、高合金钢钢板、高合金钢钢板不锈耐酸（热）钢钢板（合金元素10） 具有较高的高温强度（400700）、低温韧性和良好的耐腐蚀性。 GB 24511-2009承压设备用不锈钢钢板及钢带 钢板牌号： 06Cr13(0Cr13)、06Cr13Al(0Cr13Al)、019Cr19Mo2NbTi(00Cr18 Mo2)、022Cr19Ni5Mo3Si2N(00Cr18Ni5Mo3Si2)、022Cr22Ni5Mo3N、022Cr23Ni5Mo3N、06Cr19Ni10(0Cr18Ni9)、022Cr19 Ni10(00Cr19Ni10)、07Cr19Ni10、06Cr25

36、Ni20(0Cr25Ni20)、06Cr17Ni12Mo2(0Cr17Ni12Mo2)、 022Cr17Ni12Mo2(00Cr17Ni14 Mo2)、06Cr17Ni12Mo2Ti(0Cr18Ni12Mo2Ti)、06Cr19Ni13Mo3 (0Cr19Ni13Mo3)、022Cr19Ni13Mo3(00Cr19Ni13Mo3)、06Cr18Ni11Ti(0Cr18Ni10Ti)、015Cr21Ni26Mo5Cu2压力容器用材料-不锈耐酸钢钢板不锈耐酸钢钢板n不锈钢、不锈耐酸钢与耐热钢 不锈钢：耐大气、海水等弱腐蚀介质的合金钢。 如：0Cr13Al、0Cr13 不锈耐酸钢：耐酸及其它强腐蚀介

37、质的合金钢。 如 0Cr18Ni9、 0Cr18Ni10Ti 、00Cr19Ni10等。 18-8钢（常用）：0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti。耐氧化性酸类溶液（尤其是硝酸）的腐蚀，而不耐硫酸、盐酸、氢氟酸、热磷酸、热硝酸和熔碱等介质的腐蚀。 耐热钢：具有高温抗氧化性和高温强度的合金钢，包括中温抗氢钢和不锈钢。 如：15CrMoR、14Cr1MoR、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti 等n不锈钢的腐蚀类型：晶间腐蚀和应力腐蚀。压力容器用材料-不锈耐酸钢钢板不锈耐酸钢钢板n耐热钢（heat-resisting steels） 在高温条件下，具有良好的抗氧化性和足够的强度，即良好的耐

38、热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件。耐热钢按其组织可分为四类：l 珠光体钢 合金元素以铬、钼为主，总量一般不超过5。其组织除珠光体、铁素体外，还有贝氏体。这类钢在500600有良好的高温强度及工艺性能，价格较低，广泛用于制作 600以下的耐热部件。如锅炉钢管、汽轮机叶轮、转子、紧固件及高压容器、管道等。典型钢种有：16Mo，15CrMo，12Cr1MoV，12Cr2MoWVTiB，10Cr2Mo1, 25Cr2Mo1V，20Cr3MoWV等。 压力容器

39、用材料-不锈耐酸钢钢板不锈耐酸钢钢板压力容器用材料-不锈耐酸钢钢板不锈耐酸钢钢板l 马氏体钢 含铬量一般为713%，在650以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀的能力，但焊接性较差。含铬12%左右的1Cr13、2Cr13，以及在此基础上发展出来的钢号如1Cr11MoV，1Cr12WMoV，2Cr12WMoNbVB等，通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。此外，作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2，4Cr10Si2Mo等也属于马氏体耐热钢。l 铁素体钢 含有较多的铬、铝、硅等元素，形成单相铁素体组织，有良好的抗氧化性和耐高温气体腐蚀的能力，但高温强度较低，室温脆性较大，焊接性较差。

40、如1Cr13SiAl，1Cr25Si2等。一般用于制作承受载荷较低而要求有高温抗氧化性的部件。压力容器用材料-不锈耐酸钢钢板不锈耐酸钢钢板l 奥氏体钢 含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素，在 600以上时，有较好的高温强度和组织稳定性，焊接性能良好。通常用作在 600以上工作的热强材料。典型钢种有 1Cr18Ni9Ti，1Cr23Ni13，1Cr25Ni20Si2，2Cr20Mn9Ni2Si2N，4Cr14Ni14W2Mo等。 二、压力容器用钢管二、压力容器用钢管 1、碳素钢钢管、碳素钢钢管GB/T8163输送流体用无缝钢管输送流体用无缝钢管GB9948石油裂化用无缝钢管石油裂化用无缝钢管

41、GB6479化肥设备用高压无缝钢管化肥设备用高压无缝钢管 钢管牌号：10(10)、20(20、20)、(Q345D)压力容器用材料-碳素钢钢管碳素钢钢管2、低合金高强钢钢管、低合金高强钢钢管GB6479化肥设备用高压无缝钢管化肥设备用高压无缝钢管GB9948石油裂化用无缝钢管石油裂化用无缝钢管GB5310石油裂化用无缝钢管石油裂化用无缝钢管 GB150-2011附录A 钢管牌号：16Mn、12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo、12Cr1MoVG、12Cr2Mo1 使用温度范围：0475（600） 压力容器用材料-低合金高强钢钢管低合金高强钢钢管3、低温用钢钢管、低温用钢钢管GB/T8163

42、输送流体用无缝钢管输送流体用无缝钢管GB6479化肥设备用高压无缝钢管化肥设备用高压无缝钢管 GB150-2011附录A 钢管牌号：Q345D、16Mn、09MnD、09MnNiD-20 级： Q345D，厚度 10 mm-40 级： 16Mn，厚度 40 mm-50 级：09MnD，厚度 8 mm -70 级：09MnNiD，厚度 8 mm 压力容器用材料-低温用钢钢管低温用钢钢管4、中温抗氢钢钢管、中温抗氢钢钢管GB9948石油裂化用无缝钢管石油裂化用无缝钢管GB5310高压锅炉用无缝钢管高压锅炉用无缝钢管 GB150-2011附录A 钢管牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo、1

43、2Cr1MoVG、12Cr2Mo1压力容器用材料-中温抗氢钢钢管中温抗氢钢钢管5、高合金钢钢管不锈耐酸（热）钢钢管、高合金钢钢管不锈耐酸（热）钢钢管（合金元素10）GB/T24593锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管GB13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T12771流体输送用不锈钢焊接钢管流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T21832奥氏体奥氏体-铁素体型双相不锈钢焊接钢管铁素体型双相不锈钢焊接钢管GB/T21833奥氏体奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢

44、管铁素体型双相不锈钢无缝钢管 钢管牌号：S30408、S30403、S31608、S31603、S32168、 S30408、S30403、S31608、S31603、S32168、 S31668、 S31708、S31703、S31008、S30409、 S30408、S30403、压力容器用材料-不锈耐酸钢钢管不锈耐酸钢钢管 S31608、S31603、S32168、S30408、S30403、S31608、S31603、S32168、 S31668、S31708、S31703、S31008、S21953、S22253、S22053、S21953、S22253、S22053、S25073压

45、力容器用材料-不锈耐酸钢钢管不锈耐酸钢钢管三、压力容器用钢锻件三、压力容器用钢锻件NB/T47008-2010承压设备用碳素钢和合金钢锻件承压设备用碳素钢和合金钢锻件2010-12-25NB/T47009-2010低温承压设备用低合金钢锻件低温承压设备用低合金钢锻件2010-12-25NB/T47010-2010承压设备用不锈钢和耐热钢锻件承压设备用不锈钢和耐热钢锻件2011-12-25压力容器用材料-压力容器用钢锻件压力容器用钢锻件锻件分为四个级别：锻件分为四个级别：、压力容器用材料-压力容器用钢锻件压力容器用钢锻件1 1、碳素钢和低合金钢锻件、碳素钢和低合金钢锻件NB/T 47008-20

46、10NB/T 47008-2010承压设备用碳素钢和合金钢锻件承压设备用碳素钢和合金钢锻件 锻件牌号：20、35、16Mn、20MnMo、20MnMoNb、20MnNiMo、35CrMo、15CrMo、14Cr1Mo、12Cr2Mo1、12Cr1MoV、12Cr2Mo1V、12Cr3Mo1V、1Cr5Mo使用温度：t -20（由冲击试验温度确定）压力容器用材料-碳钢和低合金钢锻件碳钢和低合金钢锻件2 2、低温钢锻件、低温钢锻件NB/T 47009-2010NB/T 47009-2010低温承压设备用低合金钢锻件低温承压设备用低合金钢锻件 锻件牌号：16MnD、20MnMoD、08MnNiMoV

47、D、10Ni3MoVD、09MnNiD、08Ni3D-40级：级：20MnMoD、08MnNiMoVD（厚度（厚度300mm）-45级：级：16MnD（厚度（厚度100mm）-50级：级：10Ni3MoVD（厚度（厚度300mm）-70级：级：09MnNiD（厚度（厚度300mm）-100级：级：08Ni3D（厚度（厚度300mm）压力容器用材料-低温钢锻件低温钢锻件3 3、不锈钢锻件、不锈钢锻件NB/T 47010-2010NB/T 47010-2010承压设备用不锈钢和耐热钢锻件承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 锻件牌号：S11306、S30408、S30403、S30409、S31008、

48、S31608、S31603、S31668、S31703、S32168、S39042、 S21953、S22253、S22053新旧标准钢号对照见下表：新旧标准钢号对照见下表： 压力容器用材料-不锈钢锻件不锈钢锻件压力容器用材料-不锈钢锻件不锈钢锻件压力容器用焊接材料一、压力容器焊接材料包括焊条、焊丝和焊剂等。二、现行焊接材料标准GB/T5117碳钢焊条GB/T5118低合金钢焊条GB/T5293埋弧焊用碳素钢焊丝和焊剂GB/T12470埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB/T14957熔化焊用焊丝GB/T983不锈钢焊条YB/T5091惰性气体保护焊接用不锈钢棒及钢丝YB/T5092焊接用不锈钢丝J

49、B/T4747压力容器用钢焊条订货技术条件压力容器用材料-焊接材料焊接材料三、焊接材料选择原则 根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能、焊接结构、使用条件以及焊接方法等。具体对焊缝金属的要求是：a) 碳素钢、低合金钢、低温用钢和中温抗氢钢的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa。中温抗氢钢的焊缝金属还应保证化学成分，并保证常温时夏比V型缺口冲击功不小于31J。b) 不锈钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。c) 不锈钢复合钢板基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa；复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能，当有力学性能要

50、求时，还应保证力学性能。四、常用钢号推荐选用的焊接材料见“压力容器用钢板”一节。压力容器用材料-焊接材料焊接材料容规对材料的有关规定 2.1 通用要求 设计选用、材料制造商、特种设备制造商、材料供应商压力容器用材料-容规容规规定规定2.3 化学成分2.3.1 用于焊接的碳素钢和低合金钢 C0.25%，P0.035% ，S0.035%2.2 冶炼方法氧气转炉或电炉冶炼的镇静钢；b540MPa，奥氏体-铁素体不锈钢板，-20以下的低温钢板和低温锻件须采用炉外精炼工艺。 压力容器用材料-容规容规规定规定2.3.2 压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢（1）碳素钢和低合金钢基本要求：P0.030% ，S

51、0.020% （2） b540MPa ：P0.025% ，S0.015%（3）-20以下，b540MPa ：P0.025% ，S0.012%（4）-20以下，b540MPa ：P0.020% ，S0.010%2.4 力学性能 压力容器用材料-容规容规规定规定2.4.1 冲击功：根据标准抗拉强度下限规定，2038J（表2-1）2.4.2 断后伸长率：根据标准抗拉强度下限规定，1723（表2-2）压力容器用材料-容规容规规定规定2.5 钢板超声检测2.5.1 检测要求：厚度大于或等于12mm 的碳素钢和低合金钢（不包括多层压力容器的层板）用于制造压力容器壳体时，凡符合下列条件之一者，应当逐张进行超

52、声检测：（1）盛裝介质毒性程度为极度、高度危害的；（2）在湿H2S腐蚀环境中使用的；（3）设计压力大于或者等于10 MPa的；（4）本规程引用标准中要求逐张进行超声检测的。2.5.2 检测合格标准：按JB/T4730，合格级别不低于级，并应符合引用标准中规定。压力容器用材料-容规容规规定规定 2.6 压力容器用铸铁压力容器用材料-容规容规规定规定2.7 压力容器用有色金属压力容器用材料-容规容规规定规定2.8 复合钢板压力容器用复合钢板应当按照本规程引用标准的规定选用，并且符合以下要求：（1）复合钢板复合界面的结合剪切强度，不锈钢-钢复合钢板不小于210MPa，镍-钢复合钢板不小于210MPa

53、，钛-钢复合钢板不小于140MPa，铜-钢复合钢板不小于100MPa；（2）复合钢板基层材料的使用状态符合本规程引用标准的规定；（3）碳素钢和低合金钢基层材料（包括钢板和锻件）按照基层材料标准的规定进行冲击试验，冲击功合格指标符合基层材料标准或者订货合同的规定。压力容器用材料-容规容规规定规定2.9 境外材料牌号的使用压力容器用材料-容规容规规定规定2.10 新材料的使用压力容器用材料-容规容规规定规定2.11 材料投用和标记移植压力容器用材料-容规容规规定规定2.12 焊接材料压力容器用材料-容规容规规定规定2.13 材料代用GB150对材料的有关规定3.1 与受压元件焊接的非受压元件用钢应

54、是焊接性能良好的钢材。 压力容器用材料-GB150GB150规定规定3.2 采用本标准未列入钢号的钢材时，除奥氏体型钢材外均应符合附录A的有关规定。 3.3 压力容器用钢应附有钢材生产单位的材质证明书原件，压力容器制造单位应按质量证明书对钢材进行验收。3.4 选择压力容器用钢应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能）、容器的制造工艺以及经济合理性。 3.5 对钢材冶炼方法的要求：氧气转炉或电炉，b540MPa、奥氏体-铁素体型不锈钢、-20以下的低温用钢还需炉外精炼。3.7.1 钢材的使用温度下限（除奥氏体钢外）按第

55、4章至第7章相关条文的规定。3.7.2 奥氏体钢的使用温度高于或等于-196时，可免做冲击试验。低于-196 -253时，由设计文件规定冲击试验要求。3.7.3 对用于低温低应力工况的钢材，其使用温度下限按GB150.3 -2011附录E的规定。 压力容器用材料-GB150GB150规定规定3.6.1 钢材的使用温度上限为本章各许用应力表中各钢号所对应的上限温度。3.6.2 碳钢和碳锰钢在高于425温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。3.6.3奥氏体钢的使用温度高于525 时，钢中含碳量应不小于0.04。 3.8 碳素钢和低合金钢钢材的冲击试验要求。 压力容器用材料-GB150G

56、B150规定规定4.1.4 下列碳素钢和低合金钢钢板，应在正火状态下使用：用于多层容器内筒的Q245R和Q345R；用于壳体厚度大于36 mm的Q245R和Q345R；a) 用于其它受压元件（法兰、管板、平盖等）的厚度大于50 mm的Q245R和Q345R；压力容器用材料-GB150GB150规定规定4.1.5 下列碳素钢和低合金钢钢板，应逐热处理张进行拉伸和夏比（V型缺口）冲击试验：a) 调质状态供货的钢板；b) 多层容器的内筒钢板；c) 用于壳体厚度大于60mm的钢板。4.1.8 壳体用钢板（不包括多层容器层板），应按表3规定逐张进行超声检测，检测方法和质量等级按JB/T4730.3的规定

57、。4.1.13 Q235系列钢板（Q235B和Q235C）的使用规定见附录D。压力容器用材料-GB150GB150规定规定4.2.5 采用GB24511中的钢板时，设计文件中应规定钢板的表面加工类型。压力容器中热轧产品一般采用1D级，冷轧产品一般采用2B级。4.2.6 受压元件用钢板，其使用温度下限应按下列规定：铁素体型钢板为0；奥氏体-铁素体型钢板为-20；奥氏体型钢板按3.7.2规定。4.3 复合钢板相关规定：复合界面的未结合率应不大于5%，结合面剪切强度：不锈钢、镍210MPa，钛140MPa，铜100MPa。压力容器用材料-GB150GB150规定规定5.1.1 钢管的标准、使用状态及

58、许用应力按表6规定。5.1.2 表6中用于设计温度低于-40的钢管均应炉外精炼。表4-4压力容器用材料-GB150GB150规定规定压力容器用材料-GB150GB150规定规定压力容器用材料-GB150GB150规定规定压力容器用材料-GB150GB150规定规定 Q245R和和Q345R技术要求和检验规则：技术要求和检验规则：厚度大于厚度大于60mm的的245R锰含量可以提高到锰含量可以提高到1.00%(仅对仅对Q245R)；铬、镍、铜含量当作为残余元素时应各不大于铬、镍、铜含量当作为残余元素时应各不大于0.30%，其总含量，其总含量不大于不大于0.60%，供方如能保证，可不做分析；，供方如

59、能保证，可不做分析；为改善其性能，可添加微量元素；为改善其性能，可添加微量元素；成品钢板的化学成分的允许偏差应符合成品钢板的化学成分的允许偏差应符合GB222的相应规定；的相应规定；钢由氧气转炉、电炉冶炼；钢由氧气转炉、电炉冶炼；钢板的成批验收，厚度钢板的成批验收，厚度616mm的每批重量不大于的每批重量不大于15吨，钢板厚吨，钢板厚度大于度大于16mm的每批重量不大于的每批重量不大于25吨；吨；超声波合格级别由双方协商，合同中注明；超声波合格级别由双方协商，合同中注明；经双方协商，进行经双方协商，进行-20的的V型缺口冲击试验，冲击功不小于型缺口冲击试验，冲击功不小于24J。（Q345R）压

60、力容器用材料-常用钢材技术要求常用钢材技术要求Q245R和和Q345R钢板的适用范围和要求：钢板的适用范围和要求：用于壳体厚度大于用于壳体厚度大于30mm时，正火状态下使用；时，正火状态下使用；用于其他受压元件（法兰、管板、平盖等），厚度大于用于其他受压元件（法兰、管板、平盖等），厚度大于50mm时，应在正火状态下使用；时，应在正火状态下使用；用于多层包扎容器的内筒时，应逐轧制张进行拉伸和夏比用于多层包扎容器的内筒时，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；冲击试验；用于壳体厚度大于用于壳体厚度大于60mm的钢板，应逐轧制张进行拉伸和的钢板，应逐轧制张进行拉伸和夏比冲击试验；夏比冲击试验；使用温度低