阀门材料全解

1、阀 门 材 料温州泵阀工程研究院阀门材料全解第1页阀门用材阀门惯用标准阀门材料全解第2页 1主体材料2常见零件材料第一篇 阀门用材 焊接材料 3阀门材料全解第3页第一节 主体材料一、概述：按使用工况分，现行国内外钢制阀门惯用主体材料按工况条件主要分为4大类：普通碳钢WCB、WCC等普通低温钢LCB、LC2 、LC3 等不锈钢CF8 、CF8M、CF3 CF3M 等高温钢WC6 、WC9 、ZG15Cr1Mo 等阀门材料全解第4页 按成型方法分，普通情况下采取铸件形式较多。但因为有些工况条件要求不允许采取铸件或采取其它类毛坯更为合理等情况下， 便应依据详细情况选取锻件、锻焊或板焊等结构， 就需要

2、采取铸件变形合金。其变形合金与铸件性能要求普通相同，但其化学成份略有差异，其原因是在确保性能前提下，铸件需要有很好铸造性能，其它变形合金材料应有很好塑性方便加工。阀门主体材料变形合金主要有锻件、板材和管材。这么按材料成型工艺不一样，其主体材料又可分为铸件、锻件、板材和管材。阀门材料全解第5页2、可锻铸铁：适合用于公称压力 PN2.5MPa，温度为-30300水、蒸汽、空气及油介质。惯用牌号有：KTH30006、KTH33008、KTH35010。二、材料大类：阀体、阀盖和闸板（阀瓣）是阀门主要零件，直接承受介质压力，所用材料必须符合“阀门压力与温度等级”要求。惯用材料有下面几个：1、灰铸铁：灰

3、铸铁适合用于公称压力 PN1.0MPa，温度为-10200水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁惯用牌号为：HT200、HT250、HT300、HT350。3、球墨铸铁：适合用于 PN4.0MPa，温度为-30350水、蒸汽、空气及油品等介质。惯用牌号有：QT40015、QT45010、QT5007。阀门材料全解第6页4、耐酸高硅球墨铸铁：适合用于公称压力 PN0.25MPa，温度低于 120腐蚀性介质。5、低合金钢（WC6、WC9）低合金钢（如碳钼钢和铬钼钢）制造阀门能够适用许各种工作介质，包含饱和和过热蒸汽、冷和热油、天然气和空气。碳钢阀工作温度能够用到500，低合金钢阀可用到600以上

4、。在高温下，低合金钢机械性能比碳钢要高。适合用于工作温度在29595之间非腐蚀性介质高温高压阀门；C5、C12适合用于工作温度在29650之间腐蚀性介质高温高压阀门。阀门材料全解第7页6、碳素钢：适合用于公称压力 PN32.0MPa，温度为30450水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。惯用牌号有 WC1、WCB、ZG25 及优质钢 20、25、30 及低合金结构钢 16Mn。7、高温钢：适合用于公称压力 PN17.0Mpa、温度550蒸汽及石油产品。惯用牌号有ZGCr5Mo，1Cr5Mo， ZG20CrMoV， ZG15Gr1Mo1V，12CrMoV，WC6，WC9 等牌号。详细选取必

5、须按照阀门压力与温度规范要求。 8、低温钢：适合用于公称压力 PN6.4Mpa，温度-196乙烯，丙烯，液态天然气，液氮等介质。惯用牌号：有 ZG1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9阀门材料全解第8页9、不锈耐酸钢：适合用于公称压力 PN6.4Mpa 、温度200硝酸，醋酸等介质。惯用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti、 ZG0Cr18Ni10， ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti。10、铜合金：适合用于 PN2.5MPa 水、海水、氧气、空气、油品等介质，以及温度40250蒸汽介质，惯用牌号为 ZCuSn10Zn2（锡青

6、铜），H62、HPb591（黄铜）、QA192、QA194（铝青铜）。阀门材料全解第9页三、阀门惯用主体材料1、碳素钢1）碳素钢铸件适合用于非腐蚀性介质，在一些特定条件下，如在一定范围内温度，浓度条件下也可用于一些腐蚀性介质。适用温度-29450。（惯用于水、蒸气、油等非腐蚀介质）当前国内采取现行标准是GB12229-89通用阀门 碳素钢铸件技术条件，材料牌号为WCA、WCB、WCC。该标准是参考美国材料试验协会标准ASTM A216高温用可熔焊碳钢铸件标准规范制订。另外国内还惯用ZG230-450 ZG25等，惯用WCB代替。阀门材料全解第10页国外普通都制订了用于阀门主体材料碳钢铸件标准。

7、国际上惯用为ASTMA216/A216M 中WCA、WCB、WCC ， 其牌号基本含义是：W 表示可焊接，C 表示为铸造，A、B、C 则表示碳素铸钢强度等级， 其中A 为较低强度，B 为中等强度，C为较高强度。普通最惯用为中等强度WCB 牌号可焊接碳素铸钢。当强度要求较高时，应采取WCC， 因为WCC 中Mn 含量较高，对钢强化作用提升，s值也随之提升。阀门材料全解第11页2）碳素钢锻件我国依据需要也制订了适合用于阀门主体材料要求碳钢锻件标准。其惯用有GB12228 和JB 4726。制造铸造阀门主要承压件、阀体、阀盖材料最惯用牌号是GB699优质碳素钢结构钢技术条件中20、25、30、35、

8、40以及25Mn。普通习惯上中压锻钢阀采取25号钢制作承压件，35号40号用于制作PN16.0Mpa、PN32.0Mpa铸造角式高压阀承压件。PN14.0Mpa缩径锻钢阀承压件惯用25或25Mn制作。应注意锻件铸造后必须进行热处理，25号钢（包含25号）以下采取正火处理。国内阀门主体惯用碳钢锻件材料化学成份及力学性能阀门材料全解第12页 ASTM A105 并不是我国 25 号钢或 25Mn 钢，即使其主要化学成份相当于我国 25Mn，但 ASTMA105 对其杂质元素 Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb 控制以及 C、Mn 含量关系都有控制要求。 锻钢阀门是否需要进行材料力学性能检测是依据产品

9、设计要求决定，对于低碳钢只要化学成份合格，正火热处理工艺正确，它力学性能就是一定，不像中碳钢和高碳钢能够按淬火后不一样回火温度得到不一样力学性能。对于铸造高压阀门如 PN16.0Mpa、PN32.0Mpa 或更高压力锻钢阀由设计决定采取材料应到达机械性能。依据所要求机械性能确定回火温度，以到达材料性能符合设计要求。ASTM A105 为适合用于阀门主体材料碳钢锻件标准。标准中对材料化学成份和力学性能进行了要求 ， 同时还对钢材冶炼方法， 制造要求、热处理方式和化学成份及力学性能执行标准都作出了要求。引进装置进入我国后，国外进口铸造碳素钢阀门如 800 磅级锻钢阀采取材料是ASTM A105管道

10、部件用碳素钢锻件：阀门材料全解第13页2、普通低温钢1）低温钢铸件：普通低温系指小于-29至-196范围内。小于-196至-269为超低温范围。石化企业要求低于-20就算低温。普通碳素钢、低合金钢、铁素体钢在低温下韧性急剧下降，脆性上升，这种现象叫材料冷脆现象。ASTM A352/352M 标准中要求了适合用于低温工况条件下阀门主体材料马氏体和铁素体钢铸件。该标准中共有LCA、LCB、LCC、LC1 、LC2 、LC2-1 、LC3 、LC4 、LC9等9 种低温钢铸件牌号，其适用低温等级从- 32 (LCA) -196 (LC9) 。钢号中L 表示低温用钢，C 表示材料类型为铸件，后面A、B

11、、C 表示属于碳钢类系列，是按钢适用温度高低排列，越排后其力学性能越好、低温性能越好及冲击试验温度越低，分别是LCA ( - 32 ) LCB 和LCC( - 46 ) 。阀门材料全解第14页第3 位用阿拉伯数字表示是其属于合金钢类，数字越大表明其低温性能越好，低温冲击试验温度越低。分别是LC1 ( -59 ) LC2 和LC2 -1 ( - 73 ) LC3 ( -101 ) LC4 ( - 115 ) LC9 ( - 196 ) 。其中惯用LCB、LC1 、LC2 和LC3 已被转化为我国阀门用低温钢铸件标准JB/ T 7248 ， 按其主要化学元素依次被称为低温碳钢、0.5Mo 钢、2.

12、5Ni钢、3.5Ni 钢。注：低温冲击试验 用铁素体钢如 LCA、LCB、LCC、LC1、LC2、LC3 制造低温阀门主要零件尤其是铸件，在低温下有显著低温脆性，在低温下使用时必须到达一定韧性指标才能使用。所以，这些材料要进行最低使用温度下冲击试验。其方法是把试块放在冷却介质中浸 15 分钟，然后在 5 秒钟内快速试验完成。冲击试样为夏氏 V 形缺口冲击试样（10mm10mm）。上述各种材料冲击能量指标即为夏氏 V 形缺口冲击试样（10mm10mm）指标。阀门材料全解第15页ASTM A352/ A352M及JB/T7248 中惯用低温钢铸件化学成份和力学性能2）低温钢锻件：ASTM A350

13、/ 350M 中LF1 、LF2 、LF3。JB 4727 为我国低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件标准， 阀门主体材料能够选取。在该标准中列出了20D、16MnD、16MnMoD、09Mn2VD、09MnNiD、20MnMoD、08MnNiCrMoVD和10Ni3MoVD等8 种钢号。阀门材料全解第16页1）高温钢铸件：ASTM A217/ A217M 中高温承压用马氏体不锈钢和合金钢铸件适合用于高温工况条件阀门主体材料。按钢种可分碳钼钢(WC1 ) 、镍铬钼钢( WC4 、WC5 ) 、铬钼钢(WC6 、WC9 、WC11 、C5 、C12 ) 和铬钼钒钢(CA12 、CA15) 。钢中W

14、 表示为可焊接性，说明其含有较良好焊接性能。C 表示为铸钢，后面数值表示高温合金钢适用工作温度高低排列次序。数值越大，表示其适用温度越高。以介质为水和蒸气为例。其可焊性几个高温钢最高使用温度分别是：WC1（450 ） WC4 （540 ） WC5 （565 ）WC6 （595 ） WC9（600 ） 等。3、高温铬钼钢：高温情况下金属材料力学性能与常温下力学性能存在很大差异，其总特点是温度越高，强度越低。而且在一定应力作用下，变形量伴随时间增加而增大。这种现象就是金属蠕变现象。阀门材料全解第17页在ASME B16.34 中规定，当连接形式采取法兰连接时，使用温度最高限额为540 ，当超过54

15、0 时，适用最高温度只适用于对焊连接阀门。在这些钢种及钢牌号中， 使用最广泛应属铬钼钢中WC6 、WC9 和C5 。WC6 和WC9 广泛应用于电力和热力系统等ASTM A217M中几个惯用Cr2Mo 化学成份和力学性能介质为水和蒸气高温高压状态中，即使这两个钢号我国没有正式转化为国内标准，但在JB/ T 3595电站阀门技术条件中，已列入其选取材料，并对其压力-温度等级做出了详细要求。C5 适合用于含S热态石油介质，同时还含有抗氢腐蚀能力，所以广泛应用于石油炼制及乙烯生产含硫介质高温中。用于介质为蒸汽和油品阀门，应有足够安全可靠性，通常要求工作温度是WC6 540 ，WC9 570 ，C5

16、650 。阀门材料全解第18页2）高温钢锻件：国际上应用于阀门主体材料高温铬钼钢锻件标准最含有代表性应为ASTM A182/A182M 中低合金钢种。其中F11.2级和F11.3级、F22.1级和F22.3 级、F5 和F5a 分别为惯用铸件WC6 、WC9 和C5 变形合金。ASTM A182/ A182 中惯用Cr2Mo 高温钢化学成份和力学性能F11阀门材料全解第19页4、奥氏体不锈钢：Cr 是决定不锈钢抗腐蚀性主要元素。Cr 能够使不锈钢在腐蚀介质中产生钝化现象，即表面上形成一层很薄保护膜。同时Cr 能有效地提升电极电位。当含Cr 量达12.5%时，合金电极电位由负变正，所以不锈钢普通

17、含Cr 量均需达13 %以上。钢中含Cr 量越高，抗腐蚀性能越好。另外，Cr 对钢力学性能和工艺性能都有很好作用。1）不锈钢铸件：当前国际上推荐使用阀门主体材料用不锈钢很多。ASTM A351/ A351M 中就有20余种，其中大多数为奥氏体不锈钢，最惯用有CF3 、CF8 、CF3M、CF8M 和CF8C 等。其基型为18Cr-8Ni奥氏体不锈钢。牌号中C 表示使用温度在650 以下不锈钢铸件，第2 个字母表示不锈钢中含Ni 量，其英文字母越靠后，含Ni 量越高， F含Ni量为8.0 %12.0 % ， 数字代表含C 量最大值(以万分之几表示) ，后面M 和C 等表示在铬镍含量为18-8 基

18、础上添加其它不一样合金元素，M 表示Mo，C表示Nb 等。阀门材料全解第20页几个惯用奥氏体不锈钢铸件化学成份和力学性能我国于1989 年制订了GB 12230 阀门用奥氏体铸钢件技术条件。惯用不锈钢对比：CF8=304 CF8M=316 CF3=304L CF3M=316L口决：带M是316型，带3后面加L，带L为低碳型不锈钢。例：304L比304碳量要低，主要用防晶间腐蚀场所中。加Mo 是提升再结晶温度，增加了高温下抗蠕变性能进而改进其耐热性，加Nb(铌) 是使Cr碳化物降低， 增加晶间含钼量， 提升抗晶间腐蚀性能。阀门材料全解第21页2）不锈钢锻件：ASTM A182/ A182M 标准

19、中列出34 种奥氏体不锈钢锻件，与前面提到惯用5种铸件相对应变形合金牌号为F304、F316、F304L、F316L 和F347 。牌号中F 表示制造工艺为铸造或轧制，3 表示为奥氏体不锈耐酸钢系列， 304 为惯用含碳较低18Cr-8Ni 类奥氏体不锈钢(通用型为302) ， 316 为304 基础上加Mo 用以改进钢耐热性；后面加L 表示为低碳304 或316，用来改进其耐蚀性能。F347是在F304 基础上加Nb 而增加奥氏体化深入减小晶间腐蚀倾向。阀门材料全解第22页在我国JB 4728 压力容器用不锈钢锻件标准中，有6 种为奥氏体不锈钢，其中铸件变形合金有4 种，分别为0Cr18Ni

20、9 、00Cr19Ni10 、0Cr17Ni12Mo2 和Cr17Ni14Mo2 ，而还有一个0Cr18Ni10Ti 则与A182/ A182M 中F321 相当，F321 是在F304 基础上加Ti 而改进晶间腐蚀倾向，其作用与Nb 相同。国内钢制阀门惯用主体材料简表阀门材料全解第23页1、17-4PH： 此合金是由铜、铌/钶组成沉淀硬化马氏体不锈钢，含有强度高、硬度高和抗腐蚀等特点。经过热处理后，机械性能愈加好。选择超高压阀门过流部件材质时，应考虑流速（最高使用压力）不一样，失重也不一样。在较高压下（400MPa以上），选取硬度高和红硬性好材料，如工具钢或硬质合金。在较低压力下（10040

21、0MPa），要求材料既含有良好塑性和韧性，又要有较高硬度。如美国HIP企业超高压针阀，工作压力为690MPa采取奥氏体316不锈钢，工作压力为1034MPa采取马氏体型沉淀硬化不锈钢174PH。在国外，用于承受气蚀部件材料、阀瓣和阀座等多用马氏体不锈钢和工具钢，阀座基体则用铬铝钢和不锈钢。四、其它材料阀门材料全解第24页17-4PH合金是由铜、铌/钶组成沉淀、硬化、马氏体不锈钢。经过热处理后，产品机械性能愈加完善，能够到达高达1100-1300Mpa (160-190ksi) 耐压强度。这个等级不能用于高于300或非常低温度下，它对大气及稀释酸或盐都含有良好抗腐蚀能力，它抗腐蚀能力与304和4

22、30一样。CrNiCSiMnPSCuNb 15.5-17.53.0-6.00.071.001.000.0350.0303.0-5.00.15-0.4517-4PH合金是沉淀、硬化、马氏体不锈钢阀门材料全解第25页2. 新型陶瓷阀门主要应用于电力、石油、化工、冶金、采矿、污水处理等工业领域，尤其是面对高磨损、强腐蚀、高温、高压等恶劣工况，更显示出它卓越性能。它能满足高磨损、强腐蚀使用环境，尤其突出特点是超长使用寿命，其性价比远远优于同类金属阀门。 1. 全部与介质接触部分均为结构陶瓷材料，其化学稳定性及硬度极高(洛氏硬度HRC90)，仅次于金刚石。所以，陶瓷阀含有极高耐磨损、耐腐蚀、耐冲蚀性能，

23、且隔热性好、热膨胀小。 2. 球体采取先进研磨设备及工艺制造，球圆度精度高，表面质量好，与阀座对研后利用ZrO2陶瓷自滑润性，可取得很好密封性能。 3. 彻底改变了金属硬密封球阀易泄露、扭矩大、密封面不耐腐蚀缺点。 4. 陶瓷良好耐磨性，让陶瓷阀经久耐用，可靠性极高。使用寿命长，是钛合金阀和蒙乃尔阀2-4倍。 5. 用于高硬度颗粒介质，或有软颗粒但又有腐蚀介质中，陶瓷阀门含有没有可比拟绝对优势，也是当前唯一适当这类介质阀门。 陶瓷阀门国家唯一标准：JB/T10529- 阀门材料全解第26页3. 蒙乃尔合金蒙乃尔合金(Monel) 含有较高强度和韧性， 尤其是含有优异抗还原酸及强碱介质和海水等腐

24、蚀性能。所以， 通惯用于制造输送氢氟酸、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸等介质设备和阀门， 也适合用于干燥氯气、氯化氢气、425 高温氯气及450 高温氯化氢气等介质，但不抗含硫介质和氧化性介质(如硝酸及含氧高介质) 腐蚀。整体是蒙乃尔合金阀门材料代号为MM ， 内件是蒙乃尔合金阀门， 壳体为碳素钢时阀门材料代号为C/ M、壳体为CF8 时阀门材料代号为P/ M、壳体为CF8M 时阀门材料代号为R/M。蒙乃尔合金M35-1 、Monel 400 和MonelK500 合金适宜工作温度为- 29480 。阀门材料全解第27页4. INCONEL合金 英科镍尔合金(Inconel)CY-40和Inc

25、onel600(ASTM B564 N06600) 等主要用于抗应力腐蚀 ， 尤其适合用于高浓度氯化物介质，当Ni含量45%时 ， 对氯化物应力腐蚀含有“免疫”效果。另外 ， 它还能抗沸浓硝酸、发烟硝酸、含硫和钒高温气体及燃烧物腐蚀。Inconel合金已广泛用于制造核动力工厂锅炉给水系统部件 ， 因为它比不锈钢安全性更高。同时 ， 它还适合用于需要高强度、高压密封高抗蚀性能 ， 以及在高温下含有抗机械磨损和抗氧化能力工业生产中。如大化肥厂用Inconel600或Inconel625合金制造高压 (6001500LB) 高浓度氧气阀门等。CY-40 和Inconel600合金阀门材料代号为In

26、，适宜工作温度为-29650。阀门材料全解第28页5. 哈氏合金包含一系列合金牌号，用于耐蚀阀门上主要是哈氏合金B (Hastelloy B) 和哈氏合金C (Hastelloy C) 这两类。哈氏合金B (Hastelloy B) 铸造合金牌号在ASTM A494 标准中为N-12MV (N-12M-1) 及N-7M (有资料称之为N-12M-2 ， 也称它为Chlorimet 2 合金) ， 其轧材牌号为ASTM B335标准中UNS N10665 。哈氏合金B 对各种浓度盐酸均耐蚀， 对非氧化性盐及酸亦耐蚀。哈氏合金B 耐蚀阀门，从耐蚀性及抗晶间腐蚀性考虑宜选取低碳级哈氏合金B (N-7

27、M) 。哈氏合金B 适宜工作温度为-29 425 。哈氏合金 C(HastelloyC) 铸造合金牌号为CW-12MW和CW-7M( CW-12M-2，也称它为 Chlorimet 3合金)及HastelloyC-276 合金，其铸造合金牌号为 CW-6MC 和Hastelloy C- 4 合金，其铸造合金牌号为 CW-2M 。哈氏合金 C 对氧化性溶剂、低浓度常温盐酸和硝酸耐腐蚀。第一代HastelloyC(0Cr16Ni60Mo16W4) 特点是在强腐蚀氧化性和还原性酸阀门材料全解第29页介质中 , 含有优良耐蚀性能 , 但因为高镍耐蚀合金为奥氏体组织 , 因为 Ni降低了 C 在奥氏体中

28、固溶度等原因。所以 , Ni-Mo系HastelloyB和Ni-Mo-Cr 系HastelloyC合金均存在较严重晶间腐蚀倾向或敏感性 , 在高温时还会造成应力腐蚀和缝隙腐蚀。为了克服晶间腐蚀 , 于是推出了第二代哈氏合金HastelloyC-276 (C由0. 12%降低到6%) 及第三代哈氏合金CHastelloyC-4 , 其特点是低 Si( Si0.08%)和超微C(C0. 015 %) , 并降低了 Fe 和W 含量 , 加入了稳定化合金元素 Ti 等。哈氏合金 C 耐蚀阀门 , 从耐蚀性及抗晶间腐蚀性考虑 , 宜选取哈氏合金 C-276 (CW-6MC)及哈氏合金C-4(CW-2M

29、) 。哈氏合金 C 阀门材料代号多 , 且性能和工作温度差异大 , 所以 CW-12MW 、CW-7M 、CW-6MC 和 CW-2M 分别用 HC-12 、HC-7 、HC-276 和 HC-4 表示 , 哈氏合金 CW-7M 和 UNS N10001 合金适宜工作温度为-29425 , CW-12MW 和 UNS N10003 合金适宜工作温度为 -29700 , CW- 6MC 和 UNS N10276 合金适宜工作温度为 -29676 , CW - 2M 和 UNS N06455 合金适宜工作温度为 - 29425 。阀门材料全解第30页材料代号汉字简称应用介质工作温度范围WCB碳钢无

30、腐蚀性应用，包含水，油和气温度范围：-30425LCB低温碳钢-低温应用，温度低至 -46，不能用于温度高于 340场所LC33.5% 镍钢-低温应用，温度低至 -101，不能用于温度高于 340场所WC61.25% 铬 0.5% 钼钢无腐蚀性应用，包含水、油和气温度范围：-30至 593WC92.25% 铬无腐蚀性应用，包含水、油和气温度范围：-30至 593C55% 铬 0.5% 钼轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用温度范围：-30至 649C129% 铬 1% 钼轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用温度范围：-30至 649CA6NM12% 铬钢腐蚀性应用温度范围：-30至 482CA

31、1512% 铬腐蚀性应用温度范围高达 704几个不锈钢阀门材料参数及详细利用：阀门材料全解第31页CF8M316 不锈钢腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用温度范围：-268至 649，温度 425以上要指定碳含量 0.04% 及以上CF8C347 不锈钢主要用于高温，腐蚀性应用温度范围：-268至 649，温度 540以上要指定碳含量 0.04% 及以上CF8304 不锈钢腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用温度范围：-268至 649，温度 425以上要指定碳含量 0.04% 及以上CF3304L 不锈钢腐蚀性或无腐蚀性应用温度范围高达 425CF3M316L 不锈钢腐蚀性或无腐蚀性应用温度范围高

32、达 454CN7M合金钢含有很好抗热硫酸腐蚀性能温度高达 425M35-1蒙乃尔可焊接等级，含有很好抗全部普通有机酸和盐水腐蚀性能，也含有很高抗大多数碱性溶液腐蚀性能温度高达 400N7M哈斯特镍合金 B尤其适适用于处理器各种浓度和温度氢氟酸，含有很好抗硫酸和磷酸腐蚀性能温度高达 649CW6M哈斯特镍合金 C含有很好抗强氧化环境腐蚀性能，在高温下含有很好特征，对甲酸(蚁酸)、磷酸、亚硫酸和硫酸含有很高抗腐蚀性能温度高达 649CY40英科镍尔合金在高温应用中表现很好，对于强腐蚀流体介质含有很好抗腐蚀性能阀门材料全解第32页材 料常 用 工 况适 用 介 质类 别材 料 牌 号代号PN/Mpa

33、t/灰铸铁HT200Z1.6200水、蒸汽、油类等HT250氨2.5氨-40可锻铸铁KT30-8 KT30-6K2.5300 氨-40球墨铸铁QT400-18QT400-15Q4.0350高硅铸铁NSTSi-1SG0.6120硝酸等腐蚀介质优质碳素钢ZG200、ZG250、WCA、WCB、WCCC16.0425水、蒸汽、油类等氨、氮氢气等A3、10、20、25、3532.0200铬钼合金钢12CrMo、WC615CrMoZG20CrMoIP5410540蒸汽类Cr5MoZGCr5Mo16.0550油类铬钼钒合金钢12Cr1MoV15Cr1MoVZG12Cr1MoVZG15Cr1MoVWC9VP

34、5714570蒸汽类镍、铬、钛耐酸钢1Cr18Ni9TiZG1Cr18Ni9TiP6.3200硝酸等腐蚀介质-100-196乙烯等低温介质600高温蒸汽、气体等镍铬钼钛耐酸钢1Cr18Ni12Mo2TiZG1Cr18Ni12Mo2TiR20.0200尿素、醋酸等优质锰钒钢16Mn15MnVI16.0450水、蒸汽、油品类铜合金HSi80-3T4.0250水、蒸汽、气体类惯用阀体材料选取表 阀门材料全解第33页阀门材料全解第34页阀门材料全解第35页阀门材料全解第36页阀门材料全解第37页各国材料对比阀门材料全解第38页阀门材料全解第39页阀门材料全解第40页内件是指密封面、阀杆、衬套（上密封座

35、）等，不一样阀类，内件名称要求也不尽相同。内件材料选取标准是依据主体材料情况，介质特征，结构特点，零件所起作用以及受力情况综合考虑。有些通用阀门标准要求了内件材料。有对某种零件要求了几个材料，设计者依据详细情况选取。国外标准要求比较细，不但要求材料还要求硬度，如 API600螺栓和压力密封式阀盖法兰和对焊连接钢闸阀要求 Cr13 内件密封面最低硬度 HB250，两密封面间最小硬度差 HB50，阀杆硬度 HB200-275，上密封座硬度 HB250。有些产品没有标准要求，就要依据详细情况来进行选择。第二节 常见零件材料阀门材料全解第41页一、密封面材料 关闭件密封面是阀门主要工作面之一，选材是否

36、合理以及它质量情况直接影响阀门功效。阀门密封面工作条件: 因为阀门用途十分广泛，所以阀门密封面工作条件差异很大。压力能够从真空到超高压，温度能够从-269到 816、有些工作温度可达 1200。工作介质从非腐蚀介质到各种酸、碱等强酸强碱腐蚀性介质。理想密封面要耐腐蚀、抗擦伤、耐冲蚀、有足够挤压强度、在高温下有足够抗氧化性和抗热疲劳性，密封面材料与本体有相近似线膨胀系数，有良好焊接性能，加工性能。阀门材料全解第42页惯用密封面材料分为两大类，软质材料和硬质材料。1软质材料 序号名称代号适用温度适用介质1天然橡胶NR85盐类，盐酸，金属涂层溶液，水，湿氯气2氯丁橡胶CR85动物油，植物油，无机润滑

37、油及PH值改变很大腐蚀性泥浆3丁基橡胶11R100抗腐蚀，抗磨损，能耐绝大多数无机酸和溶液4丁腈橡胶NBR85水，油品，废液等5乙丙橡胶(三元乙丙)EPLOL/EPM120盐水，40%硼水，5%15%硝酸及氯化钠等6氯磺化聚乙烯合成橡胶CSM100耐酸性好7硅橡胶SI200耐高温，低温，电绝缘性好，化学惰性大8氟橡胶FPM/VITON200耐介质腐蚀优于其它橡胶，抗辐射，耐酸9聚四氟乙烯PTFE/TFE150耐热，耐寒性优，耐普通化学溶剂和几乎全部液体10聚醛乙丙烯FEP/F46150高温下有很好耐化学性，耐阳光11可溶性聚四氟乙烯PFA180各种浓度硫酸，氢氟酸，王水，高温浓硝酸，各种有机酸

38、，强碱12对位聚苯PPL300基本同聚四氟乙烯13尼龙（聚酰氨）NVLON80耐碱，氨阀门材料全解第43页(1)丁腈橡胶(NBR)。丁睛橡胶耐油性优异；耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶；气密性和耐水性很好。可分为丁腈-18、丁腈-26及丁腈-40等。丁腈橡胶适合用于温度-60+120度石油产品、苯、甲苯、水、酸、碱介质。(2)氟橡胶(FPM)。氟橡胶耐热、耐酸碱、耐油、耐饱和水与蒸汽，压缩永久变形小，气密性很好。适合用于温度在-30+220度石油产品、水、酸、酒精。 合成橡胶耐油、耐温、耐腐蚀等综合性能优于天然橡胶。普通合成橡胶使用温度 t 150，天然橡胶 t 60，橡胶用于公称压力 PN 1M

39、Pa 截止阀、闸阀、隔膜阀、蝶阀、止回阀、夹管阀等阀门密封。(3)聚四氟乙烯(PTFE)。聚四氟乙烯耐高温、耐化学腐蚀，摩擦系数低，但机械强度低，易蠕变，弹性小。它适用温度小于等于170度腐蚀性介质。聚四氟乙烯多用于公称压力 PN 6.4MPa 截止阀、闸阀、球阀等。(4)尼龙 尼龙含有摩擦系数小、耐腐蚀性好等特点。尼龙多用于温度 t 90、公称压力 PN 32MPa 球阀、截止阀等。阀门材料全解第44页2. 硬质材料：硬质材料密封面主要是各种金属，如铜合金、不锈钢、硬质合金等。 铜合金：JB/T5300通用阀门材料中要求灰铸铁阀、可锻铸铁阀、球墨铸钢阀铜合金密封面材料牌号有：铸铝黄铜 ZCu

40、Zn25Al6Fe3Mn3，铸锰黄铜 ZCuZn38Mn2Pb2，铸铝青铜 ZCuAl9Mn2、ZCuAl9Fe4Ni4Mn2等。铜合金在水或蒸汽中耐腐蚀性和耐磨性都很好，但强度低不耐氨和氨水腐蚀，适合用于介质温度250，公称压力 PN 1.6MPa 水和蒸汽中，惯用于闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀等。 铬不锈钢： 铬不锈钢有很好耐腐蚀性，惯用于水、蒸汽、油品等非腐蚀性介质，温度425碳素钢阀门。但耐擦性能较差，尤其是在大比压情况下使用很易擦伤。试验表明比压在 20MPa 下耐擦伤很好。对于高压小口径阀门常采取棒材或锻件，其牌号为1Cr13、2Cr13、3Cr13 制作整体阀瓣，密封面经表面淬火

41、（或整体淬火）其硬度值：对2Cr13：HRC4147；3Cr13：HRC4652 为宜。惯用于温度 t 425、公称压力 PN 32MPa 水、蒸汽和石油等介质阀门上。阀门材料全解第45页 （3）硬质合金惯用牌号有：STELLITE NO.6、NO.12，符合美国AWS ECoCr-A和AWS ECoCr-B及中国GB EDCoCr-A-03（堆焊用电焊条D802）、GB EDCoCr-B-03（堆焊用电焊条D812）要求；亦可使用STELLITTE NO.6、NO.12焊丝用氧乙炔堆焊或钨极氩弧焊，这些焊丝符合美国AWSRCoCr-A和AWSRCoCr-B及中国牌号HS111、HS112要求

42、；假如采取等离子喷焊，亦能够选取钴基合金粉末，节约材料、质量好、同时改进了劳动条件。 （4）铁基合金。铁基合金是我国新发展密封面材料，其耐磨、耐擦伤性能优于2Cr13，又含有一定耐腐蚀性，能够代替2Cr13。适合用于温度小于等于450度非腐蚀性介质。惯用牌号有WF311、WF312铁基粉末。阀门材料全解第46页（5）镍基合金。镍基合金是耐腐蚀领域中另一类主要材料，惯用做密封面材料有3种：蒙乃尔、哈氏合金B和哈氏合金C。蒙乃尔是抗氢氟酸腐蚀主要材料，适合用于温度-240+482度碱、盐、食品，不含空气酸溶剂介质。哈氏合金B、哈氏合金C是阀门密封面材料中最耐全方面腐蚀材料，适合用于温度371度(硬

43、度14RC)腐蚀性矿酸、硫酸、磷酸、湿HCI气、强氧化性介质；同时，适合用于温度538度(23RC)无氯酸溶液、强氧化性介质。（6）巴氏合金 巴氏合金耐氨及氨水腐蚀，熔点低，强度低，适合用于温度70，PN1.6MPa 氨阀。（7）铬镍钛不锈钢 铬镍钛不锈钢惯用牌号为1Cr18Ni9Ti，其耐腐性、耐冲蚀性和耐热性能很好。适合用于温度 t 600、公称压力 PN 6.4MPa 蒸汽、硝酸等介质中，用于截止阀、球阀等。阀门材料全解第47页（10）表面处理后做密封面 有些阀类关闭件不能堆焊如球阀球体。假如是Cr不锈钢制球体可经过热处理来提升表面硬度，假如是奥氏体钢制作球体因为其表面很软就要用表面处理

44、方法来提升表面硬质，在提升硬度同时还要考虑处理后表面耐蚀性。 惯用表面处理方法有：镀硬铬、化学镀镍、镀镍磷合金氮化、多元复合氮化等。 （8）渗氮钢 渗氮钢惯用牌号是 38CrMoAlA，经渗氮处理，含有良好耐腐蚀性和抗擦伤性。惯用于温度 t 540、公称压力 PN 10MPa 电站闸阀。 （9）渗硼 由阀体或阀瓣本体材料直接加工出密封面，再进行渗硼表面处理，密封面耐磨性能很好。用于电站排污阀。阀门材料全解第48页3.密封面材料配对我国阀门产品型号编制方法中第五单元为密封面材料代号:其代号H合金钢；Y硬质合金；W本体 ，要求当两密封面材料不一样时用低硬度材料表示。代号为H配对 13Cr/13Cr

45、 13Cr/STL 13Cr/10-8代号为Y配对 STC/STL代号为W配对 W/W W/STL（11）其它密封面材料表材 料适用温度硬度HRC适用介质K-蒙乃尔（CuFeAlNi）-2404822735碱盐、食品稀酸氯化钠S-蒙乃尔（CuMnSiNi）-2404823038649时HRC 35同上哈氏合金B37114盐酸湿HCl气硫酸磷酸哈氏合金C53823强氧化性介质盐酸氯化钠20号合金-45.6316氧化性介质各种浓度硫酸17-4PH-404254045有轻微腐蚀冲蚀场所440C（9Cr18）-294255060非腐蚀性介质阀门材料全解第49页阀门材料全解第50页1、碳素钢用于低压和介

46、质温度300水、蒸汽介质时，普通选取 A5 普通碳素钢。用于中压和介质温度450水、蒸汽介质时，普通选取 35 优质碳素钢。2、合金钢用于中压和高压，介质温度450水、蒸汽、石油等介质时，普通选取40Cr（铬钢）。用于高压、介质温度540水、蒸汽等介质时，选取 38CrMoAlA 渗氮钢。用于高压、介质温度570蒸汽介质时，普通选取 25Cr2MoVA 铬钼钒钢。合金钢中国家标准准：GB/T 1221 38CrMoAl、4Cr10Si2Mo，GB/T 3077 25Cr2Mo1V、25Cr2MoV、20Cr1Mo1V1A；美国家标准准：ASTM A182 F11CL2、F12CL2、F22CL

47、3、F5、F5a、F9、F91。二、阀杆 阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与介质直接接触，同时和填料之间还有相正确摩擦运动，所以阀杆材料必须确保在要求温度下有足够强度和冲击韧性，有一定耐腐蚀性和抗擦伤性，以及良好工艺性。阀门材料全解第51页4、耐热钢用于介质温度不超出 600高温阀门时，可选取 4Cr10Si2Mo 马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo 奥氏体型耐热钢。注：美标阀门中，普通 WCB 阀体对应阀杆为 A182 F6a(13Cr)；CF8 阀体对应阀杆为 A182 F304；CF8M 阀体对应阀杆为 A182 F316；WC6 阀体对应阀杆为 A182

48、F11（ 参考API600标准）3、不锈耐酸钢用于中压和高压、介质温度不超出 450非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选取 1Cr13、2Cr13、3Cr13 铬不锈钢。用于腐蚀性介质时，可选取 Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和 PH15-7Mo 沉淀硬化钢。不锈钢中国家标准准：GB/T 1220 2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr17Ni4CuNb（17-4PH）；美国家标准准：ASTM A182 F6a 、F304、F316、

49、F304L、F316L、ASTM A276 304、316、304L、316L。阀门材料全解第52页惯用内件材料组合表阀杆材料密封面材料阀杆材料密封面材料13Cr13Cr/13Cr321321/32113Cr13Cr/STL321321/STL13CrSTL/STL321STL/STL13Cr13Cr/ Monel1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti/1Cr18Ni9Ti17-4PHSTL/STL1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti/STL17-4PH17-4PH/17-4PH1Cr18Ni9TiSTL/STLMonelMonel/ Monel1Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni

50、12Mo2Ti/1Cr18Ni12Mo2Ti304304/3041Cr18Ni12Mo2Ti1 Cr18Ni12Mo2Ti/STL304304/STL1Cr18Ni12Mo2TiSTL/STL304STL/STL20号合金20号合金/20号合金316316/316Hastelloy BHastelloy B/ Hastelloy B阀门材料全解第53页阀杆材料密封面材料阀杆材料密封面材料316316/STLHastelloy CHastelloy C/ Hastelloy C316STL/STLF51F51/ F51304L304L/304LF51F51/STL304L304L/STL38Cr

51、MoALASTL/STL304LSTL/STL25Cr2Mo1V ASTL/STL316L316L/316L4Cr10Si2MoSTL/STL316L316L/STL4Cr14Ni14W2MoSTL/STL316LSTL/STLInconelInconel/ Inconel表中用斜杠分开两种材料，阀座密封面材料可选取两种材料之一，闸板（阀瓣）密封面材料为另一个。 阀门材料全解第54页API 600要求内件材料组合 阀杆材料类型硬度HB密封面密封件号材料类型硬度13Cr200275113CrHB250413CrHB7505或5AHFHB350613Cr/NiCuHB750/HB175713Cr/

52、13CrHB250/HB75088A13Cr/ HFHB250/HB35018Cr-8Ni不要求218Cr-8Ni不要求25Cr-20Ni325Cr-20Ni镍铜合金9镍铜合金11或11A镍铜合金/ HF不要求/HB35018Cr-8Ni-Mo1018Cr-8Ni-Mo不要求12或12A18Cr-8Ni-Mo/ HF不要求/HB35019Cr-29Ni1319Cr-29Ni不要求14或14A19Cr-29Ni/ HF不要求/HB350注：（1）阀杆材料应使用锻件；（2）13Cr类型材料不应使用易切削钢；（3）密封件 号1密封副硬度差HB50；（4）密封件号1和4至8A上密封套表面硬度HB250

53、； （5）HF为CoCr或NiCr，A适合用于NiCr合金；（6）表中斜杠分开两种材料，阀座密封面可选取两种材料之一，闸板密封面为另一个材料。阀门材料全解第55页1、概述： 惯用垫片有非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。非金属垫片也称软垫片如：石棉橡胶板、橡胶、聚四氟乙烯等。软垫片用于温度，压力都不高场所。半金属垫片由金属材料和非金属材料组合而成如：柔性石墨复合垫、缠绕式垫片、金属包覆垫等。半金属垫片比非金属垫片承受温度压力范围较广。金属垫片全都由金属制作，有波形、齿形、椭圆形、八角形、透镜垫、锥面垫等。金属垫片用于高温高压场所。三、垫片阀门材料全解第56页2、各种垫片使用条件名 称代 号压力等

54、级MPa适用温度天然橡胶NR2.0-5090氯丁橡胶CR2.0-40100丁腈橡胶NBR2.0-30110丁苯橡胶SBR2.0-30100乙丙橡胶EPDM2.0-40130氟橡胶Viton2.0-50200石棉橡胶板XB350XB450NY400 2.0 300Pt650 MPa耐油石棉橡胶板改性或填充聚四氟乙烯5.0-196260a.柔性石墨复合垫芯板及包边材料压力等级MPa（磅级）适用温度低碳钢2.011.0（150600）4500Cr18Ni92.011.0（150600）650* 用于氧化性介质时450（2）半金属垫片使用条件 （1）非金属垫片使用条件阀门材料全解第57页b.金属包覆垫

55、包覆金属材料HB填充材料压力等级MPa（膀级）适用温度纯铝板L340石棉橡胶板2.015.0（150900）200纯铜板T360300镀锡薄钢板90400镀锌薄钢板08F0Cr18Ni918750000Cr19Ni1000Cr17Ni14Mo2c.缠绕式垫片金属带材料非金属带材料压力等级MPa（膀级）适用温度0Cr18Ni9柔性石墨2.026（1501500）6500Cr17Ni12Mo2柔性石墨00Cr17Ni14Mo2聚四氟乙烯200注：也可采取其它金属带材 用于氧化性介质时450阀门材料全解第58页（3）金属垫片材 料HB max压力等级MPa（磅级）适用温度10或081202.042（

56、1502500）4500Cr131705400Cr18Ni91606000Cr17Ni12Mo2注： 金属环垫材料硬度值应比法兰材料硬度值低3040HB 也可采取其它材料材 料HB max适用温度软 铁9045008或101204500Cr1314054000Cr17Ni4Mo21504501Cr18Ni9Ti1606000Cr18Ni12Mo2Ti1606000Cr18Ni9160600（4）其它金属垫片工作条件阀门材料全解第59页垫片使用注意事项：1. 阀门中法兰垫片尺寸是没有标准，垫片厚度能够参考管道法兰垫片相关标准，因垫片用板材、带材都是有一定规格，不能想要多厚就有多厚。2. 垫片用聚

57、四氟乙烯材料时在结构上要考虑预防冷流。3. 采取缠绕式垫片在结构上要预防垫片压散，或垫片加内环，外圆由止口定位。4. 垫片选取不只是温度、压力，还要考虑介质腐蚀性。阀门材料全解第60页四、 填料 填料是动密封填充材料，用来填充填料室空间，以预防介质经由阀杆和填料室空间泄露。填料密封是阀门产品关键部位之一，要想到达好密封效果，首先是填料本身材质，结构要适应介质工况需要，另方面则是合理填料安装方法和从填料函结构上考虑来确保可靠密封。1对填料本身要求 1）降低填料对阀杆摩擦力； 2）预防填料对阀杆和填料函腐蚀； 3）材质适应介质工况需要。阀门材料全解第61页2惯用填料品种1）盘根型a. 橡胶石棉盘根

58、：XS250F XS350F XS450F XS550Fb. 油禁石棉盘根：YS450F YS350F c. 浸聚四氟乙烯石棉盘根；d. 柔性石墨编织填料：依据增强材料不一样可分别耐温 300、450、600、650 。e. 聚四氟乙烯编织填料；f. 半金属编织填料，以夹有不锈钢丝、铜丝石棉做为芯子。外表用夹铜丝、不锈钢丝、蒙乃尔丝、英康镍尔丝石棉线编织起来。依据用途其表面用石墨、云母、二硫化钼润滑剂处理。也有以石棉为芯，用润滑涂石墨铜铂扭制而成。阀门材料全解第62页2）成型填料即压制成型填料其品种有：a. 橡胶b. 尼龙c. 聚四氟乙烯d. 填充聚四氟乙烯（增强聚四氟乙烯）增强材料为玻璃纤维

59、，普通为 815%玻璃纤维。JB1714-81 填充聚四氟乙烯为：聚四氟乙烯+20%玻璃纤维+5%MoS2 聚四氟乙烯+20%玻璃纤维+5%石墨e. 柔性石墨环3注意事项1）盘根型填料切断时用45切口，安装时每圈切口相错180。2）在高压下使用聚四氟乙烯成型填料时要注意其冷流特征。3）柔性石墨环单独使用密封效果不好，应与柔性石墨编织填料或 YS450组合使用，填料函中间装柔性石墨环，两端装编织填料，也可隔层装配。4）柔性石墨在王水、浓硫酸、浓硝酸等介质中不适用。阀门材料全解第63页 五、紧固件阀门上用紧固件主要指阀门中法兰用螺栓和螺母，这个部位紧固件是主要连接件。在阀门上直接承受介质压力，对预

60、防介质外漏起着重大作用，所以所选取材料必须确保在使用压力、温度下有足够强度与冲击韧性。紧固件选取标准：1. 按产品标准要求，产品标准怎样要求就怎样选取。2. 依据用户提出要求确定。3. 依据工况条件如工作温度、压力、环境情况、垫片类型等综合考虑。4. 参考相关管道法兰用紧固件材料及对紧固件要求确定材料 。惯用紧固件材料（螺柱、螺母配对） 螺柱螺母温度 max螺柱螺母温度 max35254250Cr18Ni90Cr18Ni960035CrMo35、454250Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo260035CrMo30CrMo50025Cr2Mo1VA25Cr2MoVA60025Cr2M