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114*4.5钢管的常温力学性能 114*4.5高温性能的合金钢钢管 114*4.5管坯的锻造要求
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发布者:管理员 发布时间:2012/2/24 阅读:942次 【字体:

114*4.5合金结构钢 114*4.5钢管的常温力学性能 114*4.5钢的牌号和成分 《高温用锻造厚壁无缝钢管》的编制是为了满足国内锅炉和电站行业对大口径厚壁无
缝钢管的需要而制定的,以适应钢管生产企业和使用部门对由钢管制造方法的特点所衍
生出的不同于GB 5310 标准的技术要求,厚壁和机械加工是本标准区别于GB 5310 标准
的主要方面。GB 5310 标准也是本标准编制所依据的主要技术规范。
114*4.51 本标准适用范围的确定
2 规范性饮用文件
3 尺寸、外形及重量的确定
3.1 尺寸及其允许偏差的确定
钢管的内、外径及壁厚允许偏差见表1。
表1 钢管的内外径及壁厚允许偏差单位为毫米
类别外(内)径允许偏差壁厚允许偏差
≥219~457.2 -0.8~+2.4
>457.2~660.4 -0.8~+3.2
>660.4~863.6 -0.8~+4.0
外径管
>863.6 -0.8~+4.8
-0.8~+4.0
内径管全部-1.6~0 0~+3.2
114*4.5钢管的常温力学性能 114*4.5高温性能的合金钢钢管 114*4.5管坯的锻造要求
3.2 长度及其允许偏差的确定
除在订货合同中有其它规定,钢管的通常长度为4 000mm~12 000mm。定尺长度应
在通常长度的范围内,全长允许下偏差为0,上偏差为+50mm。由于钢管壁厚和直径较
大,切定尺所产生的偏差也较大,因此,定尺钢管的上偏差规定为+50mm,大于EN
10216-2 标准对定尺钢管上偏差为+15mm 的规定。
3.3 直线度的确定
钢管每米直线度不大于1.5mm/m,全长范围内的直线度偏差不大于6 mm。由于钢
管的直径和壁厚较大,弯曲变形较小,并且变形可以通过热处理后的机械加工得到一定
的纠正,因此规定较严格的直线度要求。
3.4 钢管不圆度和壁厚不均匀度、钢管端头外形、交货重量及其允许偏差的确定
钢管不圆度和壁厚不均匀度、钢管端头外形、交货重量及其允许偏差等均依据GB
5310 标准的要求确定。
4 技术要求的确定
4.1 钢的牌号和成分的确定
钢的牌号及其化学成分(熔炼分析)应符合表2 规定,钢管按熔炼成分验收。如需
方要求进行钢管成品化学成分分析时,可从每一冶炼炉中抽取1 根钢管在帽口端进行成
品化学成分分析。成品钢管的化学成份允许偏差应符合GB/T 222-2006 的规定。
在钢的牌号选择上,主要是依据当前行业需求情况而确定的,同时也兼顾未来可能
有重大需求的钢管材料。优质碳素结构钢选录了3 种牌号,其中20G 成分与GB 5310
标准中同牌号钢的规定是一致的;20MnG 和25MnG 的化学成分是依据ASME SA-106
规范的B 级和C 级钢确定的,但降低了上述两钢种在原规范中的含C 量上限,同时提
高了含Mn 量的上限至1.35%,残余元素含量要求仍按照GB 5310 标准中的同牌号钢的
规定。
合金结构钢收录了10 种牌号,其中10CrMoG 是以ASME SA-335M 规范中的P12
为基础确定的钢种,除对残余元素的含量提出更高要求外,其它化学元素成分要求与
P12 钢是一致的;15CrMoG、12Cr2MoG 和12Cr1MoVG 是GB 5310 标准中的牌号,其
成分要求与GB 5310 标准完全一致;除对残余元素Ni、Cu 含量做出规定外,
07Cr2MoW2VNbB 的化学成分与ASME SA-335P23 完全一致;除对残余元素V 含量做
出规定外,15Ni1MnMoNbCu 的化学成分与EN 10216-2 中15NiCuMoNb5-6-4 完全一致;
除降低全铝含量上限至0.015%,并增加对残余元素Ti、Zr 含量分别不大于0.01%的要
求外, 10Cr9Mo1VNbN 、10Cr9MoW2VNbBN 、10Cr11MoW2VNbCu1BN 和
11Cr9Mo1W1VNbBN 与ASME SA-335 规范中P91、P92、P122 和P911 化学成分完全一
致。
4.2 制造方法
4.2.1 钢的冶炼方法
采用电炉冶炼+炉外精炼+真空处理的镇静钢,一般可以满足无缝钢管用钢对材质的
要求,如对夹杂物等有更高要求时,也可采用电渣重熔或其它冶炼方法,但应经双方协
商并在合同中注明。
4.2.2 管坯的锻造要求
钢锭应有足够的切头、切尾量,以保证钢管的质量。依据ASME SA-369 规范,规
定锻坯的锻造比应不小于3,并且钢锭经锻造后,锻坯的尺寸应基本接近最终的形状和
尺寸。
4.2.3 钢管的制造方法
依据本标准制造的无缝钢管应是采用经充分变形后锻造坯料,机械加工成钢管的尺
寸规格。
表3 钢管热处理制度
序号牌号热处理制度
1 20G
2 20MnG
3 25MnG
900℃~930℃正火。
4 10CrMoG
5 15CrMoG
930 ℃~960 ℃正火,680 ℃~730 ℃回火,保温时间大于2 h。
6 12Cr2MoG
900 ℃~960 ℃正火,700 ℃~750 ℃回火。当壁厚大于30mm 时,
允许采用相同温度的淬火或正火加速冷却代替正火。
7 12Cr1MoVG
980℃~1020℃正火,保温时间按壁厚每毫米1min 计,但不少于
20min;720℃~760℃回火,保温时间大于2h。当壁厚大于30mm,
允许进行调质处理,淬火温度950℃~990℃,回火温度720℃~760
℃,保温时间大于2h。
8 07Cr2MoW2VNbB
1040℃~1080℃正火,正火冷却介质可以空冷或快速冷却;730℃
~800℃回火。
9 15Ni1MnMoNbCu
880℃~980℃正火,580℃~680℃回火。当壁厚大于30mm 时,允
许采用淬火代替正火,淬火温度不低于900℃。
10 10Cr9Mo1VNbN
11 10Cr9MoW2VNbBN
12 10Cr11MoW2VNbCu1BN
13 11Cr9Mo1W1VNbBN
1040℃~1080℃正火,保温时间按壁厚每毫米1.5min 计,但不少
于20 min; 750℃~780℃回火,保温时间大于2h。当壁厚大于
76mm 时,允许采用加速冷却或淬火代替正火。
4.4 力学性能
4.4.1 常温力学性能的确定
钢管的常温力学性能应符合表4 的规定(进行横向或纵向试验由供方确定,但应在
质量证明书中注明)。一组三个冲击试样中,允许一个试样的冲击功比表4 规定的最小
值低30%,但三个试样的算术平均值不小于表4 中的规定值。其中,20G、15CrMoG、
12Cr2MoG、12Cr1MoVG 的常温力学性能均依据GB 5310 标准的规定;20MnG 和25MnG
的常温力学性能依据ASME SA-106 规范中的B 级和C 级钢; 10CrMoG、
07Cr2MoW2VNbB、10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11MoW2VNbCu1BN
和11Cr9Mo1W1VNbBN 的常温力学性能分别依据ASME SA-335 规范中的P12、P23、
P91、P92、P122 和P911;15Ni1MnMoNbCu 的常温力学性能是依据EN 10216-2 标准中
15NiCuMoNb5-6-4 的常温力学性能。
表4 钢管力学性能
拉伸性能冲击性能Akv (J)
序号牌号抗拉强度断后伸长率A (%)
Rm(Mpa)
规定非比例延伸强度
Rp0.2(MPa) 纵向横向
纵向横向
1 20G 410~550 ≥245 ≥40 ≥27
2 20MnG 415~585 ≥240 ≥22 ≥20 ≥40 ≥27
3 25MnG 485~655 ≥275 ≥20 ≥18 ≥40 ≥27
4 10CrMoG 415~585 ≥220 ≥22 ≥20 ≥40 ≥27
5 15CrMoG 440~640 ≥235 ≥21 ≥20 ≥40 ≥27
6 12Cr2MoG 450~600 ≥280 ≥22 ≥20 ≥40 ≥27
7 12Cr1MoVG 470~640 ≥255 ≥21 ≥19 ≥40 ≥27
8 07Cr2MoW2VNbB ≥510 ≥400 ≥22 ≥18 ≥40 ≥27
9 15Ni1MnMoNbCu 620~780 ≥440 ≥19 ≥17 ≥40 ≥27
10 10Cr9Mo1VNbN ≥585 ≥415 ≥20 ≥17 ≥40 ≥27
11 10Cr9MoW2VNbBN ≥620 ≥440 ≥20 ≥16 ≥40 ≥27
12 10Cr11MoW2VNbCu1BN ≥620 ≥440 ≥20 ≥16 ≥40 ≥27
13 11Cr9Mo1W1VNbBN ≥620 ≥440 ≥20 ≥16 ≥40 ≥27
4.4.2 高温规定非比例延伸强度
4.4.3 持久强度
成品钢管十万小时的持久强度与修订中的GB 5310 标准一致,10CrMoG 的持久强度
是依据ASME 规范P12 最大许用应力内插得出的。
4.5 低倍组织
在钢管的横截面酸浸低倍组织试片上,不应有目视可见的白点、夹杂、裂纹、皮下
气泡、翻皮和分层。
4.6 非金属夹杂物
钢管的非金属夹杂物按GB/T 10561-2005 中的A 法评级,A、B、C、D、DS 各类夹
杂物级别应分别不大于2.0 级,A、B、C、D 各类夹杂物级别(按其中最严重者判定)
的总和不大于6 级。
4.7 实际晶粒度
钢管的实际晶粒度4 级~9 级,同热处理炉两根钢管试片上最大与最小实际晶粒度级
别差应不大于3 级。
4.8 显微组织
钢管的显微组织应符合表6 的规定。
表6 钢管的显微组织
4.9 水压试验
水压试验按GB 5310 规定执行。供方可用涡流探伤检验代替水压试验。涡流探伤时,
对比样管人工缺陷应符合GB/T 7735 中验收等级B 的规定。
钢管材料牌号显微组织
20G、20MnG、25MnG 铁素体+珠光体
10CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、
12Cr1MoVG
铁素体+珠光体(包括粒状贝氏体),允许存在索氏体,不允许存在
AC1~AC3 之间不完全相变产物(如黄块马氏体等)
07Cr2MoW2VNbB 回火贝氏体,允许存在索氏体或回火马氏体,不允许存在自由铁素体
15Ni1MnMoNbCu 铁素体+贝氏体
10Cr9Mo1VNbN、10Cr9Mo1VNbN、
10Cr11MoW2VNbCu1BN 、
11Cr9Mo1W1VNbBN
回火马氏体或回火索氏体
4.10 弯曲试验
弯曲试样应为室温下弯至180°,弯曲试验后,试验弯曲外表面用侧面不允许出现
肉眼可见的裂纹或裂口。压头销轴部分的直径应为25mm。试样应在钢管的一端横向截
取,一个试样靠近外表面,另一个试样靠近内表面。试样的截面尺寸为25 mm×12.5 mm,
截面的四个角应倒成圆角,圆角半径不大于1.6 mm,长度不超过200 mm。在弯曲试验
中试样贴近钢管内、外表面的一侧分别处于受拉位置。
4.11 无损检测
钢管在热处理后应逐根按GB/T 5777中的规定进行超声波检验,超声波探伤检验样
管纵向槽刻深度为C5。根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,可增做其他
无损检验。
4.12 表面质量
钢管不得焊补。钢管机械加工后,内、外表面不允许有裂纹、折叠、凹坑、明显划
痕和氧化皮等缺陷。这些缺陷允许用机械打磨方法清除。缺陷清除处钢管的实际外径和
壁厚应不小于外径和壁厚所允许的最小值。钢管精加工后,内、外表面的粗糙度应满足
探伤要求。

114*4.5参考文献:
——GB/T5310 《高压锅炉用无缝钢管》;
——ASME SA-106 《高温用无缝碳钢公称管》;
——ASME SA-335M《高温用无缝铁素体合金钢公称管》;
——ASME SA-530M《专门用途碳钢和合金钢公称管通用要求》;
——EN 10216-2 《承压用无缝钢管交货技术条件-第二部分:规定高温性能的碳钢
和合金钢钢管》



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