鋼(gang)實質是一種合(he)金(jin),主要成分是鐵和少量碳,還含(han)有硅、錳、磷、硫(liu)、鉻(ge)、鎳、鉬、鎢(wu)和釩等(deng)微量元素。


鋼的分類如圖3-1所(suo)示。


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常見鋼的簡介見表3-2。



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合金鋼(Alloy Steel)介(jie)紹如下(xia):


1. 不銹(xiu)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. 奧氏體型不銹鋼(Austenitic Snless Steel)。


   奧氏體不銹鋼(gang)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(shi)體(ti)(ti)(ti)型(xing)、奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)型(xing)、鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)型(xing)、馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)型(xing)和沉淀硬化型(xing))的(de)表示(shi)方法(fa)(fa)按GB221標準規定如下:除含(han)碳(tan)(tan)量(liang)的(de)表示(shi)方法(fa)(fa)不同(tong)外,其他(ta)均與低合金鋼相同(tong)。此時的(de)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)以一位數(shu)字來表示(shi),該數(shu)字為(wei)平均含(han)碳(tan)(tan)量(liang)的(de)千分之幾。當平均含(han)碳(tan)(tan)量(liang)小(xiao)于千分之一時,用“0”表示(shi);當平均含(han)碳(tan)(tan)量(liang)小(xiao)于0.03%時,用“00”表示(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(ti)-鐵素體(ti)型不銹(xiu)鋼。


   它與奧(ao)氏體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)一樣(yang),具(ju)有良(liang)(liang)好的(de)綜合力學性能,也(ye)具(ju)有良(liang)(liang)好的(de)可焊性,故常代替奧(ao)氏體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)用于容(rong)易發(fa)生(sheng)晶間腐蝕的(de)工作環境。但該種(zhong)(zhong)材料制造工藝復雜,成本較(jiao)高,價(jia)格約(yue)是奧(ao)氏體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)3~4倍,故這種(zhong)(zhong)材料在工程(cheng)上應用的(de)并(bing)不(bu)普遍。


  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(fang)腐性能不如奧氏體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang),焊接性能也比較(jiao)差,還容(rong)易出(chu)現(xian)475℃回火脆性和(he)σ相析出(chu)引起(qi)的(de)(de)脆性,因此(ci),這種不銹(xiu)鋼(gang)在壓力(li)管道中應用得不多(duo),而在壓力(li)容(rong)器中常用作復(fu)合(he)材料的(de)(de)復(fu)層。


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


 ④. 馬氏體(ti)型(xing)不銹鋼(Martensitic Stainless Steel)。


   其具有(you)較高的(de)硬度和(he)耐磨性,耐蝕性較弱,常用于醫療中的(de)手術刀,而壓力管道中則常用作(zuo)碳素鋼和(he)鉻鉬鋼閥(fa)門的(de)閥(fa)桿和(he)閥(fa)芯(xin)。


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


 ⑤. 沉(chen)淀硬化型不(bu)銹(xiu)鋼。


   沉淀硬(ying)化不銹(xiu)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(gang)(Low Alloy Steel)


  工程上常用的低合金鋼有碳錳系(xi)、碳錳釩系(xi)、鉻(ge)鉬系(xi)和鉻(ge)鉬釩系(xi)等系(xi)列。


  ①. GB/T 1591標準給出(chu)了碳錳(meng)(meng)系和碳錳(meng)(meng)釩系低合金鋼的化學成分和力學性能要求。當(dang)用于(yu)(yu)常溫(wen)及以上溫(wen)度時(shi),可用SHA、SHB或SHC級(ji);當(dang)用于(yu)(yu)-20~-40℃時(shi),可用SHD或SHE級(ji)。


  ②. GB/T 3077(《合(he)(he)金結構鋼》)標(biao)準給出(chu)了(le)(le)鉻鉬系和(he)鉻鉬釩(fan)系低合(he)(he)金鋼的(de)(de)化學成(cheng)分和(he)機械性能(neng)要求。該(gai)標(biao)準共(gong)列(lie)出(chu)了(le)(le)77種材(cai)料牌號,其表(biao)(biao)示方(fang)法按GB/T221(《鋼鐵產品牌號表(biao)(biao)示方(fang)法》)標(biao)準。常(chang)用的(de)(de)鉻鉬系和(he)鉻鉬釩(fan)系低合(he)(he)金鋼材(cai)料牌號有12CrMo、15CrMo、12CrlMoV等,它(ta)們常(chang)用作抗氫腐蝕、抗高(gao)(gao)溫(wen)硫(liu)或硫(liu)化氫腐蝕和(he)耐(nai)熱(次(ci)高(gao)(gao)溫(wen))等材(cai)料。例如(ru),12CrMo和(he)15CrMo常(chang)用于(yu)(yu)550℃以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)工(gong)況(kuang),或用于(yu)(yu)320℃以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)臨氫工(gong)況(kuang);12CrlMoV常(chang)用于(yu)(yu)575℃以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)高(gao)(gao)壓蒸汽介質。



3. 調質合金(jin)鋼(gang)(Quenching and Tempering Steel)


   其(qi)含碳(tan)量較高,故強度高,可焊(han)性(xing)差,常用于螺(luo)栓(shuan)、螺(luo)母(mu)材料。


   GB/T 3077標(biao)準給出了(le)調質合金(jin)鋼的化學成(cheng)分和機械性能要求。常用材料(liao)牌(pai)號有40Cr、45Cr、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、35CrMoA、25Cr2MoVA等。




4. 耐熱鋼(High Resisting Steel) 


 GB1221 標準共給出了40種耐(nai)熱(re)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(ao)氏體(ti)型(xing):0Cr18Ni9(304)(06Cr19Ni10)、0Cr17Ni12Mo2(316)(06Cr17Ni12Mo2)等。


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


   ③ .馬氏體型(xing):1Cr5Mo(12Cr5Mo)、1Cr13(12Cr13)、2Cr13(20Cr13)、等(deng)。


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



5. 低溫鋼(gang)(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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