ASME规范第VIII卷材料要求

可编辑可编辑精品精品目标目标你还将了解一些材料技术条件及其运用。课程概况课程概况允许使用的材料和选用SectionII焊材冲击试验要求材料的返修材料的检验和标记允许使用的材料和选用允许使用的材料和选用在为VIII-1卷压力容器选用材料时，应查阅以下不同的资料：SubsectionA材料的一般要求SubsectionB制造方法和特别工况影响材料的选择SubsectionC针对特别材料的要求VIII-1〔UCS-23、UHS-23、UNF-23〕强制性附录SectionIIPartA-钢铁材料PartB-有色金属PartC-焊材PartD-材料性能有关标准案例金属学根底〔铁>50%〕和有色金属。含有一种以上元素的金属为合金。铁合金〔SA-XXX〕铸铁 —碳>2%，格外脆，不易焊接，适合于制造简洁外形的部件。钢材—碳<2%，不脆〔有韧性，较易焊接。碳钢—含硅、锰，用于较低温度。〔<10%、钼、镍，用于高温存含氢介子。高合金钢—含铬〔>10%不锈钢可分为：马氏体不锈钢〔如410〕— 高铬〔>12%，导磁，可通过热处理改善强度和硬度。铁素体不锈钢〔如405、403〕— 导磁，不行通过热处理来改善强度和硬度。系列〕—不导磁不行通过热处理来改善强度和硬度。奥氏体/铁素体双相不锈钢〔329〕— 高强度比奥氏体不锈钢具有更好的耐腐蚀性。钢的热处理ASME下临界温度〔A〕= 合金开头向奥氏体转变1上临界温度〔A〕= 合金全部转变成奥氏体3正火 将钢加热到A以上大约100 3的组织均匀，使硬度高于钢在退火状态的硬度。退火 使材料软化。

F焊

区的硬度。淬火 钢加热后的冷却速度对提高钢的硬度和强度格外重要，如SA-517这样的钢种，其强度主要靠淬火获得。回火 淬火后的钢格外脆，为增加韧性，将其加热到A1以下，然后冷却以得到所期望的高强度和良好韧性的综合性能。〔参见：StructuralAnalysisandDesignofProcessEquipment,JawadFarr〕有色金属主要用于强腐蚀、高温的环境。钛和锆合金

不导磁、具有良好的可成型性、高的强度-重量比。良好的耐腐蚀性和机械加工性能。极好的耐腐蚀性和高温抗氧化性能。耐腐蚀性极强。退火 到确定的温度，然后缓慢冷却。目的是使材料软化，消退冷加工应力。正火 到稍高于退火温度，然后以比退火快的冷却速度冷却。固溶处理在足以使各合金元素可随机弥散的高温下进展的热处理。稳定化 低温加热以稳定某种合金元素。温度处理对合金以确定的温度处理以产生一稳定的性能。〔参见：StructuralAnalysisandDesignofProcessEquipment,JawadFarr〕VIII-1、UG-12UG-14：ASMESectionIIUG-23例外UG-9：焊接材料。UG-11(a)&(cASME/ANSI〔VIII-77-86UG-13(b)：垫片仅须是可锻纲〔Wroughtsteels〕即可。：同牌号的可锻材料materials)已被批准作为可使用材料，但在“选购〔VIII-1-89-194〕标准案例允许的材料。材料的许用应力总则SectionIIPartD-材料性能中找到。用于：计算所需要的厚度与计算应力值比较SectionIIPartD碳钢铬-钼钢不锈钢在同一“公称化学成分”以内，材料的挨次按抗拉强度递增排列。格外便于设计人员使用：合金类型、强度等级。强度。3.5的抗拉许用应力。卷IIPartD1VIII-12VIII-2。11A–钢铁材料1B–有色金属材料对于铸铁UCI、球墨铸铁UCD〕和低温材料ULTVIII-1SectionIIPartD。使用此表时应留意以下两点：VIII-1“NP〔NotPermitted〕字样。另外：UG-45(c) ：接收剪切许用应力=接收抗拉许用应力的70%UW-15(c) ：焊缝的许用应力是容器材料许用应力的百分之几：74%60%49%用于按UG-41的补强强度计算。SubsectionASubsectionAUG-4UG-5UG-6UG-7UG-8UG-9UG-11

板材焊接材料预制和预成形受压件UG-12螺栓和螺柱UG-13螺母和垫圈UG-14棒材一般来说，在VIII-1UCS、UHA的段落编号。UG-4(a)SubsectionCUG-9、10、11、15UG-4(b)材料不符合SubsectionCUW-5(b)的要求。UW-5(bUG-10、11、1593IX材料的可焊性。假设材料不符合上述要求，每一块未识别的材料必需按第IX卷QW-451的规定进展导向弯曲试验。SubsectionC80%。UG-4(d)假设材料既没有列入VIII-1卷，又不符合UG-10或15，要使用此种材料可按附录B向ASMEASMEASTMB，在一般状况下，可能会出版一份标准案例，允许承受这种材料。UG-4(f)UG-4(f)建议，设备的用户或其指定代理应确认建筑容器所使用的材料适合于预期的工蚀、抗氧化及其它老化的力气。UG-10UG-4(a)中提到，UG-10UG-10(a)、(b)、(c)的相应要求。UG-10(a)UG-10(aVIII-1ASMEASMEUG-10(b)可按生产批号识别、但不能按UG-10(a)认可的材料UG-10(bVIII-1ASMESectionIIASMEUG-10(c)UG-10(cVIII-1UG-10(b)ASMEUG-15C,UG-15SectionII料的另一种材料形式。例一SubsectionCSA-182的材料形式，因此，SA-182-317LSubsectionC〔SubsectionC。例二〔HSBPressurePoints,September1999〕UNS32950SA-240PipeTube〔SA-789VIII-1答：可以。通过运用UG-15，可以使用此材料。此条款提到的状况是，标准以一种或几〔如：管子、锻件〕列入了某一合金，但未列入一样合金的其它材料形式，VIII-1SubsectionC，含盖了材，许用应力应作必要的调整。UG-7UG-24UG-24PartUCI外的铸铁材料规定了质量系数。UG-9焊材UG-9SectionVIII-1、SectionIXWPS。SectionIIPartC技术条件的焊材，假设材料标记符合技术条件的规定，可按标WPSUG-11铸造、锻、轧制或模锻的标准受压件–管件、法兰、等。铸造、锻、轧制或模锻的非标准受压件–壳体、封头、可撤除封门、等。除容器壳体、封头外，焊制受压件–焊制标准管件、焊制封帽、等。ASME/ANSI〔UG-44造，这些标准对标在部件上或在制造厂样本中说明的压力-温度等级作出了规定。焊制受压标准件UG-44准。此只制造厂标准必需：UW-26UW-40，ASTMA-234ANSI供给质量证明，假设不能作标记的话。UG-44ASME/ANSIUG-44VIII-1ASME/ANSITableU-3。材料类型UXX-5UXX-15SubsectionC材料类型：UCS-碳钢UHA-高合金碳钢和低合金钢

UCI-铸铁

热处理钢多层容器低温材料SubsectionCPartUCSUCS-6板材UCS-7锻件UCS-8铸件UCS-9管材UCS-10螺栓UCS-11螺母/垫圈UCS-12棒料和型材UCS-5UG-4(a)TableUCS-23。0.35%，不允许焊接或气割。UCS-6SA-36SA-283几条限制：不能用于有毒介质；不能用于非受火蒸汽锅炉；5/8〔15.8SectionIISectionII材料技术条件，如SA-285；通用技术条件，如SA-20；试验技术条件，如SA-370；材料技术条件的构成材料技术条件的构成SectionIISA-285范围有关文件化学成分机械性能

表达一般性要求ASTMA-20〔SA-20〕给出抗拉、屈服和延长率要求补充要求为有必要时才使用。SA-2853.3，要求。选购方可查阅技术条件中所列的附加要求，也可查阅A-20/A-20M中具体规定通用技术条件SectionII不锈钢板SA-480碳钢、低合金钢板 构造钢板、型钢SA-6SA-450SA-450TubeTube制造厂名称或商标；技术条件号和级别；X、YZ后面。Tube1-1/4”〔32材料的试验和检验根本材料技术条件提出材料的试验和检验工程和要求，对于机械性能试验将要求查阅技术条件的要求进展记录。SectionIISectionII化学成分 全部材料机械性能 全部材料水压试验 管子类材料超声波调质钢涡流 管子类和铸件SectionIISectionII硬度 锻件、管子和棒材弯曲 管子或棒材压扁 管子类材料导向弯曲 填充金属、焊制产品CharpySA-20SA-20是碳钢低合金钢的通用技术条件，其构成如下：范围相关文件术语选购依据制造热处理化学分析金相组织质量试验方法抗拉试验缺口韧性材料标记复验拒收包装

表达运用SA-20的材料技术条件对钢材制造的术语给出定义说明要求使用的熔炼方法说明所要求的热处理，如正火说明晶粒度和确定晶粒度的试验方法说明要求使用的试验方法说明抗拉试验的数量和位置说明钢板标记的部位和方法给出重量要求、尺寸要求说明与选购方检验人员的接口假设要求复验，给出了重复热处理的要求略包装、标记和装运的一般要求用户提出，冲击试验就是一个例子。标记要求SA-20制造厂名称或商标；炉、批号；这些标记必需用钢印打在材料上，除非：1/4”以下；选购方规定喷印。SA-178/SA-209Tube技术条件ERW”Tube8”〔203〕处。又例如，TubeSA-209SA-450TubeHot-finished”或“Cold-drawnUG-94〔AI〕AISA-370SA-370范围 术条件含盖的拉伸、弯曲硬度和冲击等具体要求给出了索引。相关文件 留意事项 说明一些必需知道的事项，假设处理不适当，可能会得到错误的结果。取样方向 环向式样的制取。说明 拉伸试验的定义式样参数

样的尺寸和公差。板材式样 板材式样的拉伸试验。薄板式样 薄板式样的拉伸试验。圆形式样 式样的拉伸试验。标距 延长率测定标距点的位置。E4进展鉴定，试验速度。定义 拉伸试验定义见ASTME-6，抗拉性能确定 服点、和其它抗拉性能的方法。说明 弯曲试验总则 说明硬度试验的一般要求。布氏硬度说明布氏硬度试验的程序和方法。便携式硬度仪说明便携式硬度仪及其试验要求。洛氏硬度洛氏硬度试验程序及方法。说明 Charpy冲击试验。式样 Charpy冲击式样的尺寸、缺口的方位。试验设备和条件说明试验机和温度测量仪的一般特性和鉴定要求。试验结果 冲击试验结果的记录和解释。验收标准 确定试件强度要求的验收标准。补充要求 供给特别的补充要求。焊接材料焊接材料SectionII,PartCSectionII,PartC是焊接材料的技术条件卷册，SFA-5.1于焊材标记的要求，内容如下：包装上AWS制造厂名和牌号标准尺寸和净重批号、控号、或炉号焊条上-1-1/2”AWSUG-9〔MTR〕可以不要，但必需满足：SectionII包装上的标记可追踪到用于焊接工艺评定的焊材。SectionII,PartC厂商的推举。从制造厂的包装里取出之后。其它试验SectionIIUCS-85UNF-95UHA-52UHT-6UHT-81附加试验Charpy用于低温条件下的碳钢、低合金钢；热处理过的铁素体钢；WPS〔如有要求的话。落锤试验：由于低温的热处理铁素体钢RT、PTMT：焊缝、堆焊和铸件。UT厚壁铸件、及某些焊缝。结合面剪切、结合面拉伸试验：整体复合钢板。其它有关材料的条款UG-84UCS-66UHA-51冲击试验要求冲击试验要求碳钢、低合金钢背景VIII-1卷在87A之前对于碳钢低合金钢用于设计温度在-20 F〔-29 器可不做冲击试验。发生过的少数脆性破坏大都发生在水压试验过程中。〔LEFM〕理论为根底，并依据材料的试验结冲击性能材料的缺口韧性与以下因素有关：UG-20〔b〕最低金属设计壁温〔MDMT〕MDMT–必需与相应的MAWPMDMT的厚度将常用的钢材分成了四个组。冲击免除曲线是依据钢材的韧性在确定的温度区域内呈现急剧变化这一特性建立的。MDMT性是没有必要的。冲击试验假设要求进展冲击试验，UG-84SA-370冲击式样

小截面式样的厚度见UG-84(c)〕UG-84(c)(4)(b)Charpy95,000PSITableUCS-23TableUHA-23UHT-6。侧向膨胀量UG-84.1TableUG-84.2小尺寸式样厚 in.

温度降低值F.PartPartUCSUHTSA-20,S5PartUHASA-480PipeSA-333TubeSA-334锻件SA-350铸件SA-352螺栓SA-320管件SA-4200.394(全尺寸)00.35400.31500.295(3/4尺寸)50.27680.262(2/3尺寸)100.236150.197(1/2尺寸)200.158300.131(1/3尺寸)350.118400.099(1/4尺寸)50允许用线性插值法求得中间值。材料类型板材技术条件号Table材料类型板材技术条件号最小规定屈服强度〔ksi〕温度差〔注1〕最小规定屈服强度〔ksi〕温度差〔注1〕4010555550注：冲击试验温度可以高于最低金属设计壁温的温度数值见此表。冲击试验要求对于碳钢低合金钢材料，应首先假定要做冲击试验，然后再来确定是否可以免除。UG-20(f)12材料的把握厚度： 1/2”(12.7)Fig.UCS-66A 1”(25.4)对于Fig.UCS-66B、CDUG-99(b)、(c)或(k)进展水压试验。设计温度不低-20〔-29 C，不高于650〔343 C。由于季节性温度变化引的操作温度偶然低于-20 F〔-29 C〕是允许的。〔UG-22〕UCS-66除非另有条款赐予免除，对于最低设计金属壁温存厚度的交点落于代表材料的曲线下方，必需进展冲击试验。假设温度-厚度的交点落于曲线上或上方，对母材可不必做冲击试验。成构造整体并与受压件相焊的装接件，都应分别推断是否要进展冲击试验。Fig.UCS-66Fig.UCS-66UCS-66(a)(1~3)的定义来确定。UCS-66(a)4铸件；除铸件外，其它用对接焊缝连接的材料；除铸件外，其它用角接焊缝连接的材料；除铸件外，其它非焊接件，如，螺栓连接的平封盖。UCS-66(a)不管什么材料，对于以下状况，必需进展冲击试验：假设焊缝处的把握厚度大于4in〔100，并且MDMT<120 F〔48 C，必需冲击试验；把握厚度超过6in〔152，用螺栓连接的元件，假设MDMT<120F〔48 必需进展冲击试验。UCS-66(b),UCS-66.1Fig.UCS-66温。UCS-66(b)Fig.UCS-66.12最低金属设计壁温不能低于-55 〔-48 C，除非实际拉应力与许用应力的比值小于0.35，在这种状况下，可不进展冲击试验，-55 F〔-48 的限制不适用；全部的材料在-55 F〔-48 下均应做冲击试验，除非实际应力与许用应力的比值小于0.35，在此状况下，温度不低于-155 F〔-103 可Fig.UCS-66.1Fig.UCS-66.2元件，如平封头、管板、法兰等。的温度降低值一样予以降低。UCS-66(c)，免除，ASME/ANSIB16.5B16.47SA-216GRWCB的对开式活套法兰用于设计金属温度等于或高于-20F〔-29C〕时，可不必进展冲击试验。UCS-66(d)，免除UCS-66(d0.10in〔2.5〕P-No.1的小直径管子NPS4时，可免做冲击试验：20~350.237(6)36~4520~350.237(6)36~450.125(3.2)UCS-66(e)460.100(2.54)mm〕的板材，材料技术条件要求的制造厂标记不能使用钢印，除非符合规定的条件可以例外。UCS-66(f)Fig.UCS-6665ksi试验。UCS-66(g)MDMT定的温度、或低于材料技术条件规定的温度不超过5〔3 CUCS-66(h)保存在焊缝上的衬垫和其它标准材料一样，必需推断是否要求进展冲击试验。对于衬垫属于曲线A的材料如厚度不超过1/4〔6mm且MDMT-20 F可免做冲击试验。UCS-66(i)Fig.UCS-66.11.0，最低金属设计壁温低于冲击试验温度的数值不得超过Fig.UCS-66.1规定的允许降低温度值，而且，决不允许低-155 F〔-104 C。Fig.UCS-66.1和Fig.UCS-66.2还可以用于承受非一次薄膜应力的元件，如平封头、MDMT击温度减去确定的允许温度降低值。UCS-160UCS-160为操作温度低于铭牌MDMTUG-116MDMT下的MAWP，MDMT随着温度降低〔如在开启/关闭的自冷阶段〕而压力和总体一次薄膜应力也随之降低的容器，确定安全的操作压力和温度。冲击试验的把握厚度Fig.UCS-66UCS-66(a)(1~3)的定义确定的。UCS-66(a)(1)平封头、管板–两被连接件中较薄件的厚度、或t/4，取较小值。假设焊接件的把握厚度超过4”〔101mm、且其MDMT<120 F〔49 C，必需做冲击试验。UCS-66(a)(2)UCS-66(a)(3)〔如螺栓连接法兰盖、管板、平封头等〕的把握厚度为平板状件的厚度4〔t/4。假设非焊接件的把握厚度>6”〔152mmMDMT<120F〔49C，必需进展冲击试验。UCS-66(a)(4)非焊接的成形封头见Fig.1-6sketch(c)或封头成形处的厚度，取较大值。UCS-67焊接工艺规程试验。UCS-67(a)

4〔t/4、有填充金属的焊缝，凡属以下状况之一，焊缝金属必需按UG-84做冲击试验：任何一边母材要做冲击试验；焊接按技术条件进展过冲击试验的材料TableUG-84.、或曲线C或D且当-55FMDMT-20〔-48CMDMT-29〕〔除非焊材已按SFAMDMT〕焊接按技术条件进展过冲击试验的材料时。UCS-67(b)无填充金属的焊缝，在以下状况下焊缝应做冲击试验：>1/”〔13m，无论MDMT为多少；或焊缝处的厚度>5/16”8m，且当MDMT<50 〔10 C注：此处不包括ERWPipe/Tube材料。UCS-67(c)〔HAZ〕应做冲击试验，当：母材要求做冲击试验；焊缝有单个焊道的厚度>1/2”〔13mmMDMT<70焊接按技术条件进展过冲击试验的材料 C〕时。

F〔20 C；当MDMT<-55 〔-48UCS-67(d)UG-84(i)进展的容器产品冲击试验属以下状况之一可以免除：焊缝金属连接的母材按UCS-66免除了冲击试验，且MDMT -20 C；属于UCS-67(a)(2) 冲击试验的材料且-55F MDMT -20 F〔-48 C MDMT -29 C〕 或(a)(3) 按技术条件进展过冲击试验的材料，当MDMT<-55 F〔-48 C〕 焊缝金属；HAZ所在母材按UCS-66免除了冲击试验，但当UCS-67(c)(3) 条件进展过冲击试验的材料，当MDMT<-55F〔-48 C〕 适用时除外。UCS-68对于P-No.1材料，当进展了焊后热处理，而此焊后热处理又不是标准要求的，此时UCS-68允许将MDMT降低30 F〔17 C。UNF-65件时，可免除冲击试验：轧制铝合金用于-452 F或以上；铜和铜合金、镍和镍合金、铝合金铸件用于-325 F或以上；钛和锆用于-75 F或以上。UHA-51试验要求：UHA-51(a) HAZUHA-51(b) HAZUHA-51(c) 有热处理时的特别要求。免除试验：UHA-51(d) HAZUHA-51(e) 焊缝UHA-51(f) 容器〔产品〕焊缝UHA-51(g) 低应力状况下的免除UHA-51母材的冲击要求高合金钢是否要做冲击试验？UHA-51UHA-51(c)MDMT〔70F〕做冲击试验：(c)(1)奥氏体不锈钢：900F1659F316、316L900F1300FMDMT产品〕A、B验，可免除冲击试验。：600F1759F(c)(3)：800F1350F(c)(4)马氏体铬不锈钢：800F1350F不锈钢的分类5双相、铁素体、和马氏体。VIII-1关于不锈钢的分类可参见：SA-479Table2机械性能要求ASME101，184UHA-51(d)0.099in.(2.5mm)、MDMTType304、304L、316、316L、321、347-425FUHA-51(d)(1)(a)C0.10%的其它材料-320FUHA-51(d)(1)(b)C0.10%的其它材料-55FUHA-51(d)(1)(c)〔200〕C0.10%-320FUHA-51(d)(2)(a)C0.10%-55FUHA-51(d)(2)(b)1/8in.-20FUHA-51(d)(3)(a)**铁素体铬不锈钢，公称厚度1/8in.**-20FUHA-51(d)(3)(b)马氏体铬不锈钢，公称厚度1/4in.**-29FUHA-51(d)(3)(c)材料免除冲击试验的MDMT标准条款奥氏体铬-镍不锈钢〔除双相钢外的300系列〕材料免除冲击试验的MDMT标准条款奥氏体铬-镍不锈钢〔除双相钢外的300系列〕〔母材或焊缝金属〕任何局部要求做冲击试验，那么，焊接工艺规程〔WPS〕的评定必需做冲击试验。UHA-51(e)焊接工艺评定〔焊缝和HAZ〕MDMTUHA-51(c)另有要求外，可免除冲击试验。奥氏体铬-镍不锈钢UHA-51(e)(1)〔300无填充金属-155F列C0.10%任何材料奥氏体，C0.10%**-155FUHA-51(e)(2)(a)任何材料奥氏体，C0.10%**-55FUHA-51(e)(2)(b)母材焊缝金属免除冲击试验的标准条款MDMT奥氏体-铁素体双相奥氏体-铁素体双相母材焊缝金属免除冲击试验的标准条款MDMT奥氏体-铁素体双相奥氏体-铁素体双相-20 FUHA-51(e)(3)(a)1/8in.