《过程设备设计基础》2化工设备材料57.ppt

* 第四节 合金钢 　　在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素，得到或改善某 些性能。 一、分类与编号 　 1.按合金元素总含量： 合金含量5%，低合金钢； 合金含量5%-10%，中合金钢； 合金含量10%，高合金钢； 2.按用途分： 合金结构钢：调质结构钢、表面硬化钢、低碳马氏 体钢、非调质结构钢 合金工具钢 特殊性能钢：不锈钢和耐热钢等 * 　 一种是汉字牌号，如35铬钼； 　　一种是用国际化学符号，如35CrMo。 　　表示含碳量平均为万分之三十五(或0.35%)，含 Cr、Mo在 1%左右。 　　当平均质量分数≥1.5%、≥2.5%，≥3.5%时，在元素符号 后面应标明含量，可相应表示为2、3、4。如36Mn2Si。 * 二、合金元素对钢的影响 　　　目前常用的合金元素有：铬(Cr)，锰(Mn)，镍(Ni)，硅(Si)，硼(B)，钨(W)，钼(Mo)，钒(V)，钛(Ti)和稀土元素(Re)等。 1、铬 　 提高耐腐蚀性能和抗氧化性能。含量达到13％时，能 使钢的耐腐蚀能力显著提高，并增加钢的热强性。 2、锰 　提高强度和提高低温冲击韧性。 3、镍 　 提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。镍基合金具有更高的热强 性能。镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢中。 * 4、硅 　　提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐H2S等介质的腐蚀性。 硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。 5、铝 　　强脱氧剂，显著细化晶粒，提高冲击韧性，降低冷脆性。 　　提高抗氧化性和耐热性，对抵抗H2S介质腐蚀有良好作用。 　　价格便宜，在耐热钢中常以它来代替铬。 6、钼 　　提高高温强度、硬度、细化晶粒、防止回火脆性。钼能抗氢 腐蚀。 7、钒 　　在固溶体中提高高温强度，细化晶粒，提高淬透性。 　　铬钢中加少量钒，在保持钢的强度情况下，能改善钢的塑性。 * 8、钛 　 强脱氧剂，可提高强度、细化晶粒，提高韧性，减小铸锭 缩孔和焊缝裂纹等倾向。 　　 9、稀土元素 　　提高强度，改善塑性、低温脆性、耐腐蚀性及焊接性能。 * 三、可焊接的低合金高强度钢 　　碳含量通常小于0.25%。有较高的屈服强度（300～1000MPa） 和屈强比（ss/sb=0.65～0.95），较好的冷热加工性能、良好的焊 接性能，较低的冷脆倾向以及较好的抗大气、海水等腐蚀能力。 低合金高强度钢按性能和用途分: 高强度钢、低温钢和耐蚀钢 1、高强度钢 　350MPa强度级，典型牌号为16Mn；400MPa强度级，典型钢号为 14MnMoV;500MPa强度级，典型12MnNiCrMoVCu 　用于船舶、车轴、压力容器、锅炉、输送管线等的焊接结构件。 * 2、低温钢 　主要有09Mn2V(-70℃)、06MnNb(-90℃) 3、耐蚀钢 　10MnPNbRE钢耐海洋大气及海水腐蚀， 　12MnAlV钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。 　　大型化工容器16MnR，质量比碳钢轻 l/3；与碳钢相比， 用15MnV制造球形贮罐可节省钢材约45%。 　　根据容器的具体操作条件(温度、压力)和制造加工(卷板、 焊接)要求，选用． * 四、专业用钢 　　锅炉用钢，压力容器用钢、焊接气瓶用钢等。在钢号后 面分别加注g、 R或HP等，如20g、16MnR和15MnVHP等。质地 均匀、杂质含量低，能满足某些力学性能的特殊检验项目要求。 五、特殊性能钢 　 不锈钢、耐热钢和高温合金及低温用钢 1、不锈钢 　不锈钢和耐酸钢的统称，也称不锈耐酸钢 　一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢为不锈钢，耐酸、 碱、盐等强烈腐蚀性介质的钢为耐酸钢。 　通常按钢的金相组织分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、 奥氏体-铁素体双相不锈钢和马氏体不锈钢等． * 2、耐热钢和高温合金 　　石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，温度往往达到1000℃以上。 300℃～350℃即需选用耐热钢，一般耐热钢工作温度都在700℃以 下，700℃～1000℃用高温合金。 耐热钢:抗氧化钢（又称高温不起皮钢）和热强钢 抗氧化钢:指高温下具有较好的抗氧化性，并有适当强度的钢种。 热强钢:高温下有较好的抗氧化性和耐腐蚀能力，且有较高的强 度。常用来高温工作下的汽缸、螺栓及锅炉的过热器等。 高温合金: 铁基合金、镍基合金、钴基合金 铁基耐热合金:700℃以下，含有相当高的铬、镍成分和其他。 镍基耐热合金:在700℃～900℃范围内使用,镍含量在50%以上。 钴基耐热合金:高温强度主要靠固溶强化获得。钴价格昂贵， 应