钢材的机械性能、耐蚀性能及化学成份与牌号的详细解析

制造压力容器的主要材料——钢板 1

（1） 机械性能

1. 材料的强度

2. 材料的可塑性

3. 材料的韧性

4. 材料的硬度

5. 温度对钢材机械性能的影响

（2） 钢的耐腐蚀性

注意：耐腐蚀性不是材料的固有特性，它会随着材料的操作条件而变化。例如：铁、碳钢、不锈钢和铜在不同条件下的耐腐蚀性。

工程应用意义：硫酸-碳钢的选用;尿素—S31603

（3） 钢材的化学成分和等级

1. 钢的常见合金元素及其影响（铁和碳除外）。

钢的常见合金元素及其作用（铁和碳除外）。

2. 钢种

1） 碳钢的编号

A 由钢的屈服点和质量等级编号，例如：Q235A。F 和每个字符的含义如下：

Q — 汉语拼音中单词 “yield” 的第一个字母;

235 表示钢的屈服强度为 235MPa。

A、B、C、D — 是质量等级;

F— — Boiling Steel 中 “boiling” 字的首字母;

B— 汉语拼音中半稳钢“半”字的第一个字母;

Z— 汉语拼音中 “town” 一词的第一个字母;

TZ— — 特种镇静钢“特镇”两个字的汉语拼音首字母;在记录成绩构成的方式中，省略了“Z”和“TZ”符号。

B碳钢编号除了屈服强度编号外，还有一种编号方法，用钢的含碳量来表示：如10#钢、20#钢等，含碳量分别为0.1%和0.2%。（详见南社百科）。

2） 合金钢的编号

数字 + 化学元素符号 + 数字表示，第一个数字表示钢的碳含量，以万分之几表示，后面的数字表示合金元素的含量，以百分比表示，中间的化学元素符号表示合金元素的种类，当合金元素含量≤ 1.5% 时， 中间的数字通常被省略。

例如，16Mn 表示碳含量为 0.16%，Mn 含量≤ 1.5%。

3） 特殊钢的数量

A型体不锈钢，碳含量≯0.1%（晶间腐蚀），---低碳，超低碳，超低碳

当碳含量≤ 0.08% 和 0.04% 时，分别表示为 0 （08） 和 00 （03）。

如：0Cr18Ni9 （S30408）、00Cr17Ni14Mo2 （S31603）。

3 压力容器用钢的一般要求

1. 化学成分（C、P、S 限值）。

1） 焊接用碳素钢和低合金钢

C≤0.25% 、P≤0.035%、S≤0.035%。

2）压力容器专用钢：中碳钢和低合金钢

钢板、钢管和钢锻件的磷、硫含量应符合下列要求：

a 碳钢和低合金钢的基本要求，P≤0.030%，S≤0.020%;

b 对于Rm≥540MPa的钢，P≤0.025%，S≤0.015%;

c 对于设计温度低于 -20°C 且 Rm 小于 540MPa 的钢，P≤0.025%，S≤0.012%。

d 对于设计温度低于 -20°C 且 Rm 大于或等于 540MPa 的钢材，P≤0.020%，S≤0.010%。

2、机械性能：强度足够高，韧性和塑性好，断裂韧性足够，非塑性转变温度（NDT）低。

3、制造工艺性能：塑性好、可焊性（C、Ceq、Pcm、焊接接头硬度）。

4、特殊性能：耐高温、耐低温、耐腐蚀。

二、钢板

常用的钢种：

Q235-B、Q235-C、GB/T3274-2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》Q245R、GB713-2014《锅炉、压力容器用钢板》。

2） 化学成分和机械性能

碳素结构钢板的化学成分如下表所示

3） 使用限制：

GB150、使用Q235-B、Q235-C，也作了特殊限制

副≤0.035%、实≤0.035%

B 厚度大于或等于 6 做冲击试验

C 钢板应进行冷弯试验。制造和供应很麻烦，而且往往会被淘汰。

4） 使用场合

（1）机械性能：强度和硬度高，塑性和韧性好。

（2）加工性能：加工性好。可进行铸造、锻造、切割及各种冷热加工，低碳钢具有良好的焊接性能。

（3）耐腐蚀性：耐腐蚀性差。但耐农药硫酸，低温稀碱液。

使用限制：

（1）与合金钢相比，强度较低，只能用于低压的中小型容器;

（2）耐腐蚀性差，不能在腐蚀性介质中使用;

（3） 工作温度范围窄，不能在高温或低温场合使用。

1.3 低温用钢板

（它同时具有高强度和良好的低温韧性。适用于在 -20°C 的低温下运行的压力容器）。

1）钢板牌号：16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR、GB3531-2014《低温压力容器用低合金钢板》;

07MnNiVDR， 07MnNiMoVDR， GB19189-2011 “压力容器用调质高强度钢板”;

2） 使用和限制：

1.4 中温耐氢钢（耐热钢）钢板

（具有较高的高温强度（400~600°C）和良好的耐氢腐蚀性能（≥200°C）。

1）钢板牌号：15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR、GB 713-2014《锅炉和压力容器用钢板》。

2） 使用和限制：

1.5 高合金钢板 - 不锈钢耐酸（热）钢板（合金>10%）（铬含量

为 12%~14% 的优质低合金钢称为不锈钢，能抵抗弱腐蚀性介质;加入 16~18% 以上的铬称为耐酸不锈钢;统称为不锈钢）具有较高的高温强度（400~700°C）、低温韧性和良好的耐腐蚀性。）。

1） 钢板等级代表 （25）：

F：06Cr13Al（S11348）、06Cr13（S11306）、

答： 06Cr19Ni10（S30408） 、06Cr18Ni11Ti（S32168）、 06Cr17Ni12Mo2（S31608）、06Cr17Ni12Mo2Ti（S31668）、06Cr19Ni13Mo3（S31708）、022Cr19Ni10（S30403） 、022Cr17Ni12Mo2（S31603）、 022Cr19Ni13Mo3（S31708）

A+F：022Cr19Ni5Mo3Si2N （S21953）、022Cr22Ni5Mo3N （S2253）

GB 24511-2009 承压设备用不锈钢板和钢带

2） 使用和限制：（铬含量

为 12%~14% 的优质低合金钢称为不锈钢，能抵抗弱腐蚀性介质;加入 16~18% 以上的铬称为耐酸不锈钢;统称为不锈钢）。