鋼(gang)實質是(shi)一種(zhong)合金(jin),主要成分是(shi)鐵和(he)少量碳,還含有(you)硅、錳、磷、硫(liu)、鉻、鎳、鉬、鎢和(he)釩等微量元(yuan)素。


鋼(gang)的分(fen)類(lei)如(ru)圖3-1所示。


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常見鋼的(de)簡(jian)介(jie)見表3-2。



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合金(jin)鋼(Alloy Steel)介紹如下:


1. 不銹鋼(Stainless Steel)


  不銹鋼含有大量的合金元素,故其耐熱、耐蝕等性能大大優于碳素鋼和低合金鋼,但隨之而來的是其價格也遠遠高于碳素鋼和低合金鋼。按不銹鋼使用狀態的金相組織,可分為奧氏體型、奧氏體-鐵素體型、鐵素體型、馬氏體型和沉淀硬化型不銹鋼五類。


 ①. 奧氏(shi)體型不銹(xiu)鋼(Austenitic Snless Steel)。


   奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能,也具有良好的可焊性,故工程上應用很廣泛,但其價格較高,約是碳鋼材料的10倍,是普通合金鋼的近4倍,故不是必須使用時就不要輕易選用。


  不銹鋼(包括奧(ao)氏體型、奧(ao)氏體-鐵素體型、鐵素體型、馬氏體型和沉淀硬化型)的(de)表(biao)示(shi)方(fang)法(fa)按GB221標準(zhun)規定如下:除含(han)(han)碳(tan)量(liang)的(de)表(biao)示(shi)方(fang)法(fa)不同(tong)外,其(qi)他(ta)均與低合(he)金鋼相同(tong)。此時(shi)的(de)含(han)(han)碳(tan)量(liang)以(yi)一位數字來表(biao)示(shi),該數字為(wei)平均含(han)(han)碳(tan)量(liang)的(de)千(qian)分之幾(ji)。當平均含(han)(han)碳(tan)量(liang)小于千(qian)分之一時(shi),用(yong)“0”表(biao)示(shi);當平均含(han)(han)碳(tan)量(liang)小于0.03%時(shi),用(yong)“00”表(biao)示(shi)。


   GB/T 1220 標準共給出了28種奧氏體不銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有0Cr18Ni9(304) (06Cr19Ni10)、00Cr19Ni10(304L)(022Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)、00Cr17Ni14Mo2(316L)(022Cr17Ni12Mo2)等。


 ②. 奧氏體-鐵素體型不銹鋼。


   它與奧氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)一樣,具(ju)有良好的(de)綜(zong)合力(li)學性能,也具(ju)有良好的(de)可焊性,故常代替(ti)奧氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)用于容易發生晶間腐蝕的(de)工(gong)(gong)作環境。但該種材料制造工(gong)(gong)藝(yi)復雜(za),成本(ben)較高,價格(ge)約是奧氏(shi)體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)3~4倍(bei),故這種材料在工(gong)(gong)程上應用的(de)并不(bu)普遍(bian)。


  GB/T 1220 標準給出了 1Cr18Ni11Si4AlTi (14Cr18Ni11Si4AlTi)、00Cr18Ni5Mo3Si2(022Cr19Ni5Mo3Si2N)、022Cr22Ni5Mo3N等共6種奧氏體-鐵素體型雙(shuang)相不銹鋼的材料牌號。


 ③. 鐵素體型不銹鋼(Ferrite Stainless Steel)。


  其防腐性能不如奧氏(shi)體型不銹鋼,焊接性能也比較差,還容(rong)易出現475℃回(hui)火(huo)脆(cui)性和σ相(xiang)析出引起的脆(cui)性,因此,這種不銹鋼在壓力(li)管道中應用得不多,而在壓力(li)容(rong)器中常用作復合(he)材料的復層。


  GB/T 1220標準共給出了7種鐵素(su)體不(bu)銹鋼的材料牌號,而常用的材料牌號有00Cr12(022Cr12)和0Cr13Al(06Cr13Al)。


 ④. 馬(ma)氏體型不銹鋼(Martensitic Stainless Steel)。


   其具有較高的(de)硬度(du)和(he)(he)耐磨性,耐蝕性較弱,常用(yong)于醫療(liao)中的(de)手術刀(dao),而壓力管道中則常用(yong)作碳(tan)素鋼(gang)和(he)(he)鉻鉬鋼(gang)閥門的(de)閥桿和(he)(he)閥芯。


   GB/T 1220標準共給出了19種馬氏體(ti)不銹鋼(gang)的材料牌號,而常用的材料牌號有1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、3Cr13(30Cr13)等。


 ⑤. 沉(chen)淀硬化型不銹(xiu)鋼。


   沉淀硬化不(bu)銹鋼是指可以進行沉淀硬化處理的奧氏體或馬氏體型不銹鋼。這種不銹鋼有很高的強度和硬度,其耐蝕性則接近于奧氏體型不銹鋼,在壓力管道中它常用作螺栓和螺母材料。


   GB/T 1220標準給出了05Cr15Ni5Cu4Nb、0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al (07Cr17Ni7Al)、0Cr15Ni7Mo2A1(07Cr15Ni7Mo2Al)共4種沉淀硬化型不銹鋼的材料牌號。



2. 低合金(jin)鋼(Low Alloy Steel)


  工(gong)程(cheng)上常用的低(di)合金鋼有(you)碳錳(meng)系(xi)(xi)、碳錳(meng)釩(fan)系(xi)(xi)、鉻(ge)鉬系(xi)(xi)和鉻(ge)鉬釩(fan)系(xi)(xi)等系(xi)(xi)列。


  ①. GB/T 1591標準(zhun)給出了碳(tan)錳(meng)系(xi)和(he)碳(tan)錳(meng)釩系(xi)低合金鋼的(de)化學成分和(he)力學性能要(yao)求。當(dang)用于常(chang)溫(wen)及以上(shang)溫(wen)度時,可(ke)用SHA、SHB或(huo)(huo)SHC級;當(dang)用于-20~-40℃時,可(ke)用SHD或(huo)(huo)SHE級。


  ②. GB/T 3077(《合(he)金(jin)(jin)結構鋼》)標(biao)準給(gei)出(chu)了鉻鉬(mu)系和(he)鉻鉬(mu)釩系低合(he)金(jin)(jin)鋼的(de)化學成分和(he)機械(xie)性能要(yao)求。該標(biao)準共列出(chu)了77種材料牌(pai)號(hao),其(qi)表示(shi)(shi)方法按GB/T221(《鋼鐵(tie)產品牌(pai)號(hao)表示(shi)(shi)方法》)標(biao)準。常(chang)用的(de)鉻鉬(mu)系和(he)鉻鉬(mu)釩系低合(he)金(jin)(jin)鋼材料牌(pai)號(hao)有12CrMo、15CrMo、12CrlMoV等,它們(men)常(chang)用作(zuo)抗氫腐蝕(shi)、抗高(gao)溫(wen)硫或硫化氫腐蝕(shi)和(he)耐(nai)熱(次高(gao)溫(wen))等材料。例如,12CrMo和(he)15CrMo常(chang)用于550℃以下(xia)的(de)高(gao)溫(wen)工(gong)況(kuang),或用于320℃以下(xia)的(de)臨氫工(gong)況(kuang);12CrlMoV常(chang)用于575℃以下(xia)的(de)高(gao)溫(wen)高(gao)壓蒸汽(qi)介質。



3. 調質(zhi)合金鋼(gang)(Quenching and Tempering Steel)


   其含碳量較高(gao),故強度高(gao),可焊(han)性差,常用于螺栓、螺母材料。


   GB/T 3077標準給出了調質合(he)金鋼的化學成分和機械性能要求(qiu)。常用材料牌號有40Cr、45Cr、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、35CrMoA、25Cr2MoVA等(deng)。




4. 耐熱鋼(High Resisting Steel) 


 GB1221 標準共給出了40種耐熱鋼的材料牌號。大多數不銹鋼都可用作耐熱鋼。工程上常用的耐熱鋼材料牌號如下。


   ①. 奧氏體型:0Cr18Ni9(304)(06Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)等(deng)。


   ②. 鐵素體型:00Cr12(022Cr12)、0Cr13A1(06Cr13Al)等。


   ③ .馬氏(shi)體(ti)型(xing):1Cr5Mo(12Cr5Mo)、1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、等(deng)。


   ④. 沉(chen)淀硬化型:0Cr17Ni4Cu4Nb(05Cr17Ni4Cu4Nb)、0Cr17Ni7Al(07Cr17Ni7Al)等(deng)。



5. 低溫鋼(Cryogenic Service Steel) 


  我國的低溫鋼有16Mn、09Mn2V、06AlCu、06MnNb等,或者用奧氏體不銹鋼,但前者一般適應的低溫溫度不宜太低,而奧氏體不銹鋼又比較貴,故這里介紹ASTM中常用的低溫鋼,即鎳(Ni)鋼。常用鎳鋼的化學成分和力學性能見表3-3。


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