一 緒論：合金鋼管具有良好的力學性能主要用途是用于電廠，核電，高壓鍋爐，高溫過熱器和再熱器等高壓高溫的管道上及設備上，它是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹耐熱鋼做材質(zhì)，經(jīng)熱軋（擠、擴）或冷軋（拔）而成，最大的優(yōu)點可以100%回收，符合環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源的國家戰(zhàn)略，國家政策鼓勵擴大高壓合金管的應用領域。目前我國合金管消費量占鋼材總量的比重僅為發(fā)達國家的一半，合金管使用領域擴大為行業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。根據(jù)中國特鋼協(xié)會合金管分會專家組的研究，未來我國高壓合金管長材的需求年均增長可達10-12%。合金管是鋼管按照生產(chǎn)用料（也就是材質(zhì)）來定義的，顧名思義就是合金做的管子；而無縫管是鋼管按照生產(chǎn)工藝（有縫無縫）來定義的，區(qū)別于無縫管的就是有縫管，包括直縫焊管和螺旋管。
二 合金鋼管的研究
合金鋼管簡介
合金管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。合金鋼管與圓鋼等實心鋼材相比，在抗彎抗扭強度相同時，重量較輕，合金鋼管是一種經(jīng)濟截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機械零件，如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。用合金鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡化制造工序，節(jié)約材料和加工工時，如滾動軸承套圈、千斤頂套等，當前已廣泛用鋼管來制造。合金鋼管還是各種常規(guī)武器不可缺少的材料，槍管、炮筒等都要鋼管來制造。合金鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由于在周長相等的條件下，圓面積最大，用圓形管可以輸送更多的流體。此外，圓環(huán)截面在承受內(nèi)部或外部徑向壓力時，受力較均勻，因此，絕大多數(shù)鋼管是圓管。
1化學成分
C：0.08～0.15
Si：0.17～0.37
Mn：0.40～0.70
Cr：0.90～1.20
Mo：0.25～0.35
V：0.15～0.30
2力學性能
標準 牌號 抗拉強度（MPa） 屈服強度（MPa） 伸長率（%） 硬度
GB3087 10 335～475 ≥195 ≥24 /
20 410～550 ≥245 ≥20 /
GB5310 20G 410～550 ≥245 ≥24 /
20MnG ≥415 ≥240 ≥22 /
25MnG ≥485 ≥275 ≥20 /
15CrMoG 440～640 ≥235 ≥21 /
12Cr2MoG 450～600 ≥280 ≥20 /
12Cr1MoVG 470～640 ≥255 ≥21 /
12Cr2MoWVTiB 540～735 ≥345 ≥18 /
10Cr9Mo1VNb ≥585 ≥415 ≥20 /
ASME SA210 SA210A-1 ≥415 ≥255 ≥30 ≤143HB
SA210C ≥485 ≥275 ≥30 ≤179HB
ASME SA213 SA213 T11 ≥415 ≥205 ≥30 ≤163HB
SA213 T12 ≥415 ≥220 ≥30 ≤163HB
SA213 T22 ≥415 ≥205 ≥30 ≤163HB
SA213 T23 ≥510 ≥400 ≥20 ≤220HB
SA213 T91 ≥585 ≥415 ≥20 ≤250HB
SA213 T92 ≥620 ≥440 ≥20 ≤250HB
DIN17175 ST45.8/Ⅲ 410～530 ≥255 ≥21 /
15Mo3 450～600 ≥270 ≥22
13CrMo44 440～590 ≥290 ≥22 /
10CrMo910 480～630 ≥280 ≥20 /
熱處理性能
合金鋼的熱處理工藝，分為低碳合金鋼、中碳合金鋼、高碳合金鋼，低碳合金鋼一般需要進行滲碳、淬火、回火；中碳合金鋼一般需要進行調(diào)質(zhì)處理，有些還根據(jù)需要進行表面淬火；高碳合金鋼一般需要淬火、回火。比如：低碳合金鋼 18CrMnTi ，920~950℃ 滲碳，850~870℃油淬，回火180~200℃，表層硬度 HRC58~67，心部 HRC30~45；中碳合金鋼 40CrMnMo ，840~850℃油淬，630~650℃水或油，硬度 HB 302~341 ；高碳合金鋼 Cr12MoV，950~1000℃油淬，150~180℃回火，HRC60~64 。
合金元素的影響
碳（C）碳是鋼中的主要元素,隨著鋼中含碳量的增加,鋼的常溫強度、硬度提高,但塑性、韌性及焊接能降低.所以,鍋爐承壓元件用鋼的含碳量一般為0.1%~0.25%.
錳（Mn）錳可以提高鋼的常溫強度、硬度及耐磨性,含量高時,焊接應力增加.錳可使鋼的高溫短時強度提高,但對持久強度和蠕變極限及沒有明顯的影響.
鉬（Mo）和鉻（Cr）鉬和鉻都能提高鋼的強度.鉻對提高鋼的高溫組織穩(wěn)定性能——抵制珠光體球化、石墨化、抗高溫氧化有明顯效果.并能提高抗腐蝕性.但含鉻高的鋼,焊接裂紋敏感性強,溫差應力也大.鉬對提高鋼的持久強高度有明顯作用.鉬有石墨化傾向可加鉻防病止,鉻的脆化可用鉬化可用防止,二者共存可以提高鋼的綜合性能.
釩（V）釩在鋼中能提高高溫組織穩(wěn)定性,還能抵消鉻對焊接性能的不利影響.
鈦（Ti）鈦可提高鋼的持久強度,在抵合金鋼中,還可改善鋼的焊接性能.
鎢（W）鎢可提高鋼的持久強度及高溫硬度.
硅（Si）硅能提高鋼的強度、耐磨性及抗氧化能力.與鉻共存時,可提高抗高溫氧化能力,也可提高在煙氣中的抗腐蝕性能.
鈮（Nb）鈮與鈦的作用相同,可提高鋼有熱強性.
硼（B）硼的突出作用是提高鋼的淬透性.在耐熱鋼中可提高鋼的熱強性及持久塑性.
3 熔煉設備：坩堝電阻爐，燃氣連續(xù)熔化爐
工藝規(guī)范：熔煉所使用的材料要放在干燥無污染的地方，在使用前進行相應處理，去除表面污染物使用前進行烘干。
精煉處理：去除合金中的氣體，非金屬夾雜物和其他有害元素。
|
