ASTMA213M-1995a鍋爐、過熱器和熱交換器用鐵素體和奧氏體合金鋼無縫鋼管
1牌號和化學(xué)成分
鋼的牌號和化學(xué)成分見表1,表2。
表1鐵素體鋼的化學(xué)成分(%)
| P≤ | S≤ | Si | Cr | Mo | Ti | V≥ | 其他元素 |
| 0.025 | 0.025 | 0.1~0.3 | 0.5~0.81 | 0.44~0.65 | —— | —— | |
| 0.025 | 0.025 | ≤0.5 | 4~6 | 0.45~0.65 | —— | —— | |
| 0.025 | 0.025 | 1~2 | 4~6 | 0.45~0.65 | —— | —— | |
| 0.025 | 0.025 | ≤0.5 | 4~6 | 0.45~0.65 | 2) | —— | |
| 0.025 | 0.025 | 0.25~1 | 8~10 | 0.9~1.1 | —— | —— | |
| 0.025 | 0.025 | 0.5~1 | 1~1.5 | 0.44~0.65 | —— | —— | |
| 0.025 | 0.025 | ≤0.5 | 0.8~1.25 | 0.44~0.65 | —— | —— | |
| 0.025 | 0.025 | 0.15~0.35 | 0.8~1.25 | —— | —— | 0.15 | |
| 0.025 | 0.025 | ≤0.5 | 2.65~3.35 | 0.8~1.06 | —— | —— | |
| 0.025 | 0.025 | ≤0.5 | 1.9~2.6 | 0.87~1.13 | —— | —— | |
| 0.02 | 0.01 | 0.2~0.5 | 8~9.5 | 0.85~1.05 | —— | 0.18~0.25 | Cb0.06~0.1 |
| N0.03~0.07 | |||||||
| Ni≤0.4 | |||||||
| Al≤0.4 | |||||||
| 0.02 | 0.01 | ≤0.5 | 8.5~9.5 | 0.3~0.6 | —— | 0.15~0.25 | W1.5~2 |
| Cb0.04~0.09 | |||||||
| B0.001~0.006 | |||||||
| N0.03~0.07 | |||||||
| Ni≤0.4 | |||||||
| Al≤0.4 | |||||||
| 0.04 | 0.03 | ≤1 | 17.5~19.5 | 1.75~2.5 | 3) | —— | N≤0.035 |
| Ni+Cu | |||||||
| ≤1 |
1)T2和T12訂貨允許硫含量不大于0.045%。
2)牌號T5c的鈦含量應(yīng)不小于4倍的碳含量并不大于0.7%。
3)牌號18Cr2Mo應(yīng)含有Ti+Cb-0.2-4(C+N)~0.8%。
表2
| 牌號 | TP201 | TP202 | TP304 | TP304H | TP304N | TP304LN | |
| UNS代號1) | S20100 | S20200 | S30400 | S30409 | S30451 | S30453 | |
| C | ≤0.15 | ≤0.15 | ≤0.08 | 0.04~0.1 | ≤0.08 | ≤0.0352) | |
| Mn≤ | 5.5~7.5 | 7.5~10 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| P≤ | 0.06 | 0.06 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | |
| S≤ | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
| Si | ≤1 | ≤1 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | |
| Ni | 3.5~5.5 | 4~6 | 8~11 | 8~11 | 8~11 | 8~11 | |
| Cr | 16~18 | 17~19 | 18~20 | 18~20 | 18~20 | 18~20 | |
| Mo | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Ti | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Nb+Ta | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Ta≤ | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| N3) | ≤0.25 | ≤0.25 | —— | —— | 0.1~0.16 | 0.1~0.16 | |
| Ce | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 其他元素 | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 牌號 | TP304L | TP309Cb | TP309H | TP309Hcb | TP309S | TP310Cb | |
| UNS代號1) | S30403 | S30940 | S30909 | S30941 | S30908 | S31040 | |
| C | ≤0.0352) | ≤0.08 | 0.04~0.1 | 0.04~0.1 | ≤0.08 | ≤0.08 | |
| Mn≤ | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| P≤ | 0.04 | 0.045 | 0.045 | 0.045 | 0.045 | 0.045 | |
| S≤ | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
| Si | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | |
| Ni | 8~13 | 12~18 | 12~15 | 12~16 | 12~15 | 19~22 | |
| Cr | 18~20 | 22~24 | 22~24 | 22~24 | 22~24 | 24~26 | |
| Mo | —— | —— | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | |
| Ti | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Nb+Ta | —— | 10×C~1.1 | —— | ≥10×C~1.1 | —— | 10×C~1.1 | |
| Ta≤ | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| N3) | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Ce | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 其他元素 | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 牌號 | TP310H | TP310HCb | TP310HCbN | TP310S | - | TP316 | |
| UNS代號1) | S31009 | S31041 | S31042 | S31008 | S31272 | S31600 | |
| C | 0.04~0.1 | 0.04~0.1 | 0.04~0.1 | ≤0.08 | 0.08~0.12 | ≤0.08 | |
| Mn≤ | 2 | 2 | 2 | 2 | 1.5~2 | 2 | |
| P≤ | 0.04 | 0.045 | 0.03 | 0.045 | 0.03 | 0.04 | |
| S≤ | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.015 | 0.03 | |
| Si | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.3~0.7 | ≤0.75 | |
| Ni | 19~22 | 19~22 | 17~23 | 19~22 | 14~16 | 11~14 | |
| Cr | 24~26 | 24~26 | 24~26 | 24~26 | 14~16 | 16~18 | |
| Mo | —— | ≤0.75 | —— | ≤0.75 | 1~1.4 | 2~3 | |
| Ti | —— | —— | —— | —— | 0.3~0.6 | —— | |
| Nb+Ta | —— | 10×C~1.1 | 0.2~0.6 | —— | —— | —— | |
| Ta≤ | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| N3) | —— | —— | 0.15~0.35 | —— | —— | —— | |
| Ce | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 其他元素 | —— | —— | —— | —— | - | —— | |
| 0.004~0.008 | |||||||
| 牌號 | TP316H | TP316L | TP316N | TP316LN | TP317 | TP317L | |
| UNS代號1) | S31609 | S31603 | S31651 | S31653 | S31700 | S31703 | |
| C | 0.04~0.1 | ≤0.035 | ≤0.08 | ≤0.0352) | ≤0.08 | ≤0.035 | |
| Mn≤ | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| P≤ | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | |
| S≤ | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
| Si | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | |
| Ni | 11~14 | 10~15 | 11~14 | 11~14 | 11~14 | 11~15 | |
| Cr | 16~18 | 16~18 | 16~18 | 16~18 | 18~20 | 18~20 | |
| Mo | 2~3 | 2~3 | 2~3 | 2~3 | 3~4 | 3~4 | |
| Ti | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Nb+Ta | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Ta≤ | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| N3) | —— | —— | 0.1~0.16 | 0.1~0.16 | —— | —— | |
| Ce | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 其他元素 | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 牌號 | TP321 | TP321H | TP347 | TP347H | TP347LN | TP317HFG | |
| UNS代號1) | S32100 | S32109 | S34700 | S34709 | S34751 | ||
| C | ≤0.08 | 0.04~0.1 | ≤0.08 | 0.04~0.1 | 0.005~0.02 | 0.05~0.1 | |
| Mn≤ | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| P≤ | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | |
| S≤ | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
| Si | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | ≤0.75 | |
| Ni | 9~13 | 9~13 | 9~13 | 9~13 | 9~13 | 9~13 | |
| Cr | 17~20 | 17~20 | 17~20 | 17~20 | 17~20 | 17~20 | |
| Mo | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Ti | 4) | 5) | —— | —— | —— | —— | |
| Nb+Ta | —— | —— | 6) | 7) | 0.2~0.58) | 8×C~1 | |
| Ta≤ | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| N3) | —— | —— | —— | —— | 0.06~0.1 | —— | |
| Ce | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 其他元素 | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| 牌號 | TP348 | TP348H | XM-15 | - | - | ||
| UNS代號1) | S34800 | S34809 | S38100 | S30615 | S30815 | S31050 | |
| C | ≤0.08 | 0.01~0.1 | ≤0.08 | 0.16~0.24 | 0.05~0.1 | ≤0.025 | |
| Mn≤ | 2 | 2 | 2 | 2 | 0.08 | 2 | |
| P≤ | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.04 | 0.02 | |
| S≤ | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.015 | |
| Si | ≤0.75 | ≤0.75 | 1.5~2.5 | 3.2~4 | 1.4~2 | 0.4 | |
| Ni | 9~13 | 9~13 | 17.5~18.5 | 13.5~16 | 10~12 | 20.5~23.5 | |
| Cr | 17~20 | 17~20 | 17~19 | 17~19.5 | 20~22 | 24~25 | |
| Mo | —— | —— | —— | —— | —— | 1.6~2.6 | |
| Ti | —— | —— | —— | —— | —— | —— | |
| Nb+Ta | 6) | 7) | —— | —— | —— | —— | |
| Ta≤ | 0.1 | 0.1 | —— | —— | —— | —— | |
| N3) | —— | —— | —— | —— | 0.14~0.2 | 0.09~0.15 | |
| Ce | —— | —— | —— | —— | 0.03~0.08 | —— | |
| 其他元素 | —— | —— | —— | Al0.8~1.5 | —— | —— | |
| 牌號 | —— | —— | —— | —— | —— | XM-19 | —— |
| UNS代號1) | S21500 | S31725 | S31726 | S32615 | S33223 | S20910 | S25700 |
| C | 0.06~0.15 | ≤0.03 | ≤0.03 | ≤0.07 | 0.04~0.06 | ≤0.06 | ≤0.02 |
| Mn≤ | 5.5~7 | 2 | 2 | 1 | 4~6 | 2 | - |
| P≤ | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.045 | 0.02 | 0.04 | 0.025 |
| S≤ | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.015 | 0.03 | 0.01 |
| Si | 0.2~1 | 0.75 | 0.75 | 4.8~6 | 0.3 | ≤1 | 6.5~8 |
| Ni | 9~11 | 13.5~17.5 | 13.5~17.5 | 19~22 | 31~33 | 11.5~13.5 | 22~25 |
| Cr | 14~16 | 18~20 | 17~20 | 16.5~19.5 | 26~28 | 20.5~23.5 | 8~11 |
| Mo | 0.8~1.2 | 4~5 | 4~5 | 0.3~1.5 | —— | 1.5~3 | ≤0.5 |
| Ti | —— | —— | —— | —— | —— | —— | —— |
| Nb+Ta | —— | —— | —— | —— | 0.6~1 | 0.1~0.3 | —— |
| Ta≤ | —— | —— | —— | —— | —— | —— | —— |
| N3) | —— | ≤0.1 | 0.1~0.2 | —— | —— | 0.2~0.4 | —— |
| Ce | —— | —— | —— | —— | 0.03~0.08 | —— | —— |
| 其他元素 | Cb0.75~1.25 | Cu≤0.75 | Cu≤0.75 | Cu1.5~2.5 | Al≤0.025 | V0.1~0.3 | —— |
| V0.15~0.4 | |||||||
| B0.003~0.009 | |||||||
1)按照ASTME527和SAEJ1086制定的新代號。
2)對于小直徑或薄壁的管,或者兩者,對牌號TP304L和TP316L,碳含量最大值為0.04%是必要的。拉拔需要很多道次。小外徑管定義為外徑小于12.7mm,而薄壁厚定義為平均壁厚小于1.1mm。
3)氮的分析方法由供需雙方協(xié)商確定。
4)牌號TP321的鈦含量應(yīng)不小于5倍的碳含量,而又不大于0.6%。
5)牌號TP321H的鈦含量應(yīng)小于4倍的碳含量,而又不大于0.6%。
6)牌號TP347和TP348的(Nb+Ta)含量應(yīng)不小于10倍的碳含量,而又不大于1.00%。
7)牌號TP347H和TP348H的(Nb+Ta)含量應(yīng)不小于8倍的碳含量,而又不大于1.0%。
8)牌號TP347LN的(Nb+Ta)含量應(yīng)不小于15倍的碳含量。
2力學(xué)性能
1)鋼管的拉伸性能見表3
表3
| 牌號 | UNS代號 | 抗拉強(qiáng)度Mpa不小于 | 屈服強(qiáng)度Mpa不小于 | 伸長率(標(biāo)距50mm)%不小于 |
| 鐵素體鋼 | ||||
| T12 | —— | 415 | 220 | 30 |
| T91 | —— | 585 | 415 | 20 |
| T92 | K92460 | 620 | 440 | 20 |
| 18Cr-2Mo | —— | 415 | 275 | 20 |
| 所有其他牌號 | - | 415 | 205 | 30 |
| 奧氏體鋼 | ||||
| TP201 | S20100 | 655 | 260 | 35 |
| TP202 | S20200 | 620 | 310 | 35 |
| TP304 | S30400 | 515 | 205 | 35 |
| TP304H | S30409 | 515 | 205 | 35 |
| TP304N | S30451 | 550 | 240 | 35 |
| TP304L | S30403 | 485 | 170 | 35 |
| TP304LN | S30453 | 515 | 205 | 35 |
| TP309Cb | S30940 | 515 | 205 | 35 |
| TP309H | S30909 | 515 | 205 | 35 |
| TP309HCb | S30941 | 515 | 205 | 35 |
| TP309S | S30908 | 515 | 205 | 35 |
| TP310Cb | S31040 | 515 | 205 | 35 |
| TP310H | S31009 | 515 | 205 | 35 |
| TP310HCb | S31041 | 515 | 205 | 35 |
| TP310HCbN | S31042 | 655 | 295 | 30 |
| TP310S | S31008 | 515 | 205 | 35 |
| S31272 | 450 | 200 | 35 | |
| TP316 | S31600 | 515 | 205 | 35 |
| TP316H | S31609 | 515 | 205 | 35 |
| TP316L | S31603 | 485 | 170 | 35 |
| TP316N | S31651 | 550 | 240 | 35 |
| TP316LN | S31653 | 515 | 205 | 35 |
| TP317 | S31700 | 515 | 205 | 35 |
| TP317L | S31703 | 515 | 205 | 35 |
| TP321 | S32100 | 515 | 205 | 35 |
| TP321H | S32109 | 515 | 205 | 35 |
| TP347 | S34700 | 515 | 205 | 35 |
| TP347H | S34709 | 515 | 205 | 35 |
| TP347LN | S34751 | 515 | 205 | 35 |
| TP347HFG | —— | 550 | 205 | 35 |
| TP348 | S34800 | 515 | 205 | 35 |
| TP348H | S34809 | 515 | 205 | 35 |
| XM-15 | S38100 | 515 | 205 | 35 |
| —— | S30615 | 620 | 205 | 35 |
| —— | S30815 | 600 | 310 | 40 |
| —— | S31050 | - | - | - |
| 壁厚t≤6.4mm | - | 580 | 270 | 25 |
| 壁厚t>6.4mm | - | 540 | 255 | 25 |
| —— | S33228 | 500 | 185 | 30 |
| —— | S21500 | 540 | 230 | 35 |
| —— | S31725 | 515 | 205 | 35 |
| —— | S31726 | 550 | 240 | 35 |
| —— | S32615 | 550 | 220 | 25 |
| XM-19 | S20910 | 690 | 380 | 35 |
| —— | S25700 | 540 | 240 | 50 |
2)硬度要求如下:
對牌號T5b和T9,硬度應(yīng)小超過179HB或190HV(或89HRB)。對牌號T91和T92,硬度應(yīng)不超過250HB或265HV(或25HRC)。
對牌號18Cr-2Mo,硬度應(yīng)不超過217HB或230IIV(或96HRB)。
對所有其他鐵素體鋼牌號,硬度應(yīng)不超過163HB或170HV(或B5HRB)。
3)奧氏體鋼牌號
對牌號TP201和TP202。硬度應(yīng)不超過219HB或230HV(或95HRB)。
對由S30815,S31272,S31050和S25700制成的管,硬度應(yīng)不超過217HB(或95HRB)。
對由TP310HCbN制成的管,硬度應(yīng)不超過256HB(100HRB)。
對XM-19(UNSS20910),硬度應(yīng)不超過250HB或265HV(或25HRC)。
對所有其他奧氏體鋼牌號,硬度應(yīng)不超過192HB或200HV(或90HRB)。
3晶粒度
晶粒度的測定按ASTME112進(jìn)行。
牌號304H,316H,321,347H,348H和310HCbN,晶粒度應(yīng)為7級或更粗。
牌號TP321H冷加工的晶粒度應(yīng)為7級或更粗。
牌號TP309H,TP309HCb,TP310H和TP310HCb,晶粒度應(yīng)為6級或更粗。
牌號TP347HFG冷加工的晶粒度應(yīng)為7~10級。
4成形性
插入鍋爐中的管或管狀板應(yīng)經(jīng)受擴(kuò)口和卷邊試驗(yàn),小廟出現(xiàn)裂紋或裂口。
經(jīng)適當(dāng)工藝處理的過熱器管應(yīng)經(jīng)受鍛造、焊接和彎曲全部工具,不產(chǎn)生缺陷。
5表面質(zhì)量
鐵素體冷拔鋼管應(yīng)沒有氧化皮,并且便于檢查。輕微的氧化不算作氧化皮。
鐵素體熱軋鋼管應(yīng)沒有粗的氧化皮,并且便于檢查。
奧氏體鋼管應(yīng)經(jīng)酸洗,沒有氧化皮。當(dāng)用光亮退火時,不需要酸洗。
任何特殊的精加工要求應(yīng)經(jīng)供需雙方協(xié)商確定。
6熱處理
1)除牌號T5C,T91和T92以及按1)進(jìn)行處理的以外,所有表1中列入的牌號鋼管都應(yīng)再加熱,并以完全退火,等溫退火,或正火和回火狀態(tài)交貨。如果以正火和回火狀態(tài)交貨,對牌號T5,T5b,T9.T21和T22,最低回火溫度應(yīng)為675℃;對牌號T11和T17,最低回火溫度應(yīng)為650℃。
對牌號T2和T12或熱精加工或拎拔的管,可以在650~730℃進(jìn)行最終熱處理,代替按照1)規(guī)定由生產(chǎn)廠任選的熱處理。
對牌號T5C全部鋼管戊在大約730℃,用適當(dāng)時間,隨后空冷或爐冷,進(jìn)行最終熱處理。
對牌號T91應(yīng)在最低1040℃正火和最低730℃回火,進(jìn)行最終熱處理。
對牌號T92應(yīng)在最低1040℃正火和最低730℃回火,進(jìn)行最終熱處理。
2)如果要求控制組織特征,應(yīng)規(guī)定最合適的熱處理。
3)所有奧氏體鋼管應(yīng)以熱處理狀態(tài)交貨。除帶“H”牌號和S30815外,熱處理工藝應(yīng)包括:材料最低加熱到1040℃,井水淬或用其他方法快速冷卻。當(dāng)鋼管的溫度不低于規(guī)定的最低固溶處理溫度時,鋼管可以分別水淬或用其他方法快速冷卻,隨后立即熱成形。
4)所有帶“H”牌號、S30815、S33228和S31272,應(yīng)以固溶處理狀態(tài)交貨。如果工藝中包括冷加工,最低固溶處理溫度,對牌號TP321H、TP347H和TP348H應(yīng)為1100℃,而對牌號TP304H和TP316H應(yīng)為1040℃。如果帶“H”牌號是熱軋的,最低處理溫度,對牌號TP321H、TP347H和TP348H應(yīng)為1050℃,而對牌號TP304H和TP316H應(yīng)為1040℃。對牌號S30815和S31272的最低固溶處理溫度應(yīng)為1050℃。對S33228的最低固溶處理溫度應(yīng)為1120℃,對TP309H、TP309HCB、TP310H和TP310HCb的最低固溶處理溫度應(yīng)為1037℃。對TP310HCbN的最低固溶處理溫度應(yīng)為1160℃,并足以產(chǎn)生7級或更粗的晶粒。
5)冷加工的TP347HFG的熱處理包括拎加工前的軟化熱處理和最終冷加工后的固溶熱處理。軟化溫度應(yīng)至少比固溶熱處理溫度高50℃,即最低應(yīng)為1180℃。
6)對牌號18Cr-2Mo的鋼管應(yīng)在760℃或更高溫度進(jìn)行最終熱處理,并用滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求的方式冷卻。
7)對牌號S21500的最低固溶處理溫度應(yīng)為1050℃,推薦的最高固溶處理溫度為1150℃。
8)固溶退火溫度超過1065℃,對TP309HCb、TP310HCb、TP310HCbN、FP321、TP321H、TP347、TP347H、TP348和TP348H,可損害隨后經(jīng)敏化處理后的耐晶間腐蝕性能。當(dāng)需方要求時,在起初的高溫固溶退火之后,應(yīng)用較低的溫度穩(wěn)定化處理或重新固溶退火。
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