压力容器锻件所用的全部金属材料要具有优良的性能,包括材料的力学性能、耐腐蚀性、耐高温性和制作工艺等。
它们的每一种材料的性能都是固定不变的。从它们性能比较的角度出发,常常会出现材料间的“优”和“劣”的问题。但每种压力容器对对材料性能的要求在不同情况下也是不一样的,所以,材料代用中的“优”与“劣”判断所以我们要从实际出发,具体问题具体分析。
合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。下面主要讲述的内容是合金钢锻件中的其余元素的作用。
1.铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
2.钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
3.铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
超级不锈钢、双相不锈钢、镍基合金钢
黑皮棒、光亮棒、抛光棒、磨光棒、六角棒、棒料、棒材、研磨棒
锻环、方块锻件、锻件、锻圆、锻饼、异形锻件
1、超级不锈钢
904L/N08904/1.4539/00Cr20Ni25Mo4.5Cu/015Cr21Ni26Mo5Cu2
Incoloy926/N08926/1.4529/Mo6CuN/Incoloy alloy25-6Mo、
AL-6XN/N08367/1.4501/00Cr21Ni24MoN/Incoloy alloy25-6HN/NAS 255NM、
254SMO/S31254/1.4547/F44/00Cr21Ni25Mo6CuN/015Cr20Ni18Mo6CuN、
654SMo/S32654/1.4652/00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN、
Incoloy840/S33400/NAS H840、
253MA/S30815/1.4835/F45、
310/S31000/20Cr25Ni20/S31020
310S/S31008/06Cr25Ni20
314/S31400/16Cr25Ni20Si2/S38340
304L/S30403/022Cr19Ni10/S30403/
304LN/S30453/022Cr19Ni10N/S30453
316/S31600/06Cr17Ni12Mo2/S31608
316L/S31603/022Cr17Ni12Mo2/S31603
316LN/S31653/022Cr17Ni12Mo2N/S31653
316Ti/S31635/06Cr17Ni12Mo2Ti/S31668
317/S31700/06Cr19Ni13Mo3
317L/S31703/022Cr19Ni13Mo3/S31703
317LN/S31753/022Cr19Ni13Mo4N/S31753
317LMN/S31726/022Cr19Ni16Mo5N/S31726
321/S32100/06Cr18Ni11Ti/S32168
347/S34700/06Cr18Ni11Nb/S34778
384/S38400/06Cr18Ni18/S30608
Nitronic50/XM-19/Fxm-19/S20910/00Cr22Ni13Mn5Mo2N、
Nitronic60/S21800/0Cr17Ni9Mn8Si4N
724L/316Lmod
725LN/310MoLN/S31050/022Cr25Ni22Mo2N/S31053/25-22-2
2、沉淀硬化钢：
17-4PH/630/S17400/1.4542/05Cr17Ni4Cu4Nb/S51740
17-7PH/631/S17700/1.4568/07Cr17Ni7Al/S51700
15-5PH/XM-12/S15500/1.4545/05Cr15Ni5Cu4Nb、
15-7MoPH/632/S15700/1.4532/07Cr15Ni7Mo2AL/S51570
3、双相不锈钢
2205/S31803/F51/1.4462/022Cr22Ni5Mo3N/S22253、
2205/S32205/F60/022Cr23Ni5Mo3N/S22053
2507/S32750/F53/1.4410/022Cr25Ni7Mo4N/S25073
255/S32550/F61/1.4507/329J2L/03Cr25Ni6Mo3Cu2N/S25554
Zeron100/S32760/F55/1.4501/022Cr25Ni7Mo4WCuN/S27603
2304/S32304/1.4362/022Cr23Ni4MoCuN/S23043
3RE60/S31500/1.4424/022Cr18Ni5Mo3Si2N/S21953
329/S32900/1.4460/F52/06Cr26Ni4Mo2/S22693
2101/S32101/1.4162/00Cr21Mn5Ni1.5N
DP3/S31260/022Cr25Ni7Mo3WCuN/S22583
4、纯镍
Nickel200/N02200/2.4060/N6（6号镍）、
Nickel201/N02201/2.4060/N4（4号镍）
5、蒙乃尔合金钢
Monel400/N04400/2.4360、MonelK500/N05500/2.4375/Monel K500
6、哈氏合金钢
Hastelloy C/HC/N10002/2.4819/NS333/NS3303/H03303
Hastelloy C-276/HC-276/N10276/2.4819/NS334/NS3304/H03304
Hastelloy C-4/HC-4/N06455/2.4610/NS335/NS3305/H03305
Hastelloy C-22/HC-22/Inconel622/N06022/2.4602/NS3308/H03308
Hastelloy C-59/
Hastelloy C-2000/HC-2000/N06200/2.4675/NS3405/H03045
Hastelloy B/HB/N10001/2.4800/NS321/NS3201/H03201
Hastelloy B-2/HB-2/N10665/2.4617/NS3203/H03203
Hastelloy B-3/HB-3/N10675/2.4600/NS3203/H03203
Hastelloy B-4/HB-4/N10629/NS3204/H03204
Hastelloy G/N06007/2.4618/NS3402/H03402、
Hastelloy G-3/HG-3/N06985/2.4619/NS3403/H03403
Hastelloy G-30/HG-30/N06030/2.4603/NS3404/H03404
Hastelloy G-35/HG-35
Hastelloy G-50/HG-50/N06950/NS3310/H03310
HastelloyN
7、因科乃尔合金钢
Inconel600/N06600/2.4816/NS312/NS3102/H03102/GH600/GH3600/H36000
Inconel601/N06601/2.4851/NS313/NS3103/H03103
Inconel617/N07617/2.4663
Inconel625/N06625/2.4856/NS336/NS3306/H03306/GH625/GH3625/GH36250
Inconel686/N06686/2.4606/NS3309/H03309
Inconel690/N06690/NS315/NS3105/H03105、
Inconel725/N07725、
8、因科罗伊合金钢
Incoloy800/N08800/1.4876/NS111/NS1101/H01101
Incoloy800H/N08810/1.4876/NS112/NS1102/H01102
Incoloy800HT/N08811/1.4954/NS113/NS1103/H01103
Incoloy825/N08825/2.4858/NS142/NS1402/H01402
Incoloy901/N09901/1.4898
Incoloy925/N09925、
9、高温合金钢
GH2132/GH132/Incoloy A286/N66286/1.4980/H21320
GH2136/GH136/V57/1.4606/H21360
GH3030/GH30/Nimonic 75/N06075/H30300
GH3128/GH128/N06219/2.4855/H31280
GH4145/GH415/Inconel X-750/N07750/2.4469/H41450
GH4169/GH169/Inconel718/N07718/2.4668/H41690
GH4180A/GH80A/Nimonic 80A/N07080/2.4952/H40801
GH3536/GH536/HastelloyX/N06002/2.4613
10、精密合金钢
4J36/Invar36/K93600/1.3912/因瓦(INVAR)合金
4J29/F15/1.3981/可伐(Kovar)合金
1J50、
1J79
3J53
11、特殊钢
Alloy31/N08031/1.4562/NS1404
Alloy33/N08033/1.4591/NS1405
Alloy20/Alloy20Cb-3/Carpenter20Cb-3/N08020/2.4660/NS143/NS1403/H01403/GH15/GH1015/H10150
二、规格范围
各种标准或非标锻件,按客户需要或图纸订做;
三、执行标准
ASTM 182、GB1220、B564、B637、B462
四、可提供的品种
锻环、方块锻件、锻件、锻圆、锻饼、异性锻件、
五、产地：
宝钢、太钢、汉彻金属、美国、瑞典、欧美进口
压力容器锻件制作中,在强度、力学特征等机械能方面,其常用到的低合金钢尽管明显优于碳素钢,但其冷加工性能与可焊性都比不过碳素钢。一般来说,强度级别高的,其冷加工性能与可焊性就较差,二者负相关。所以在进行这方面的代用时,应相应调整焊接工艺,在热处理时也可能会有相应变化,应给予充分重视。
材料代用时进行细致、周全的考虑,否则压力容器实际使用中可能会出现各种安全隐患。比如处于湿硫化氢环境下及存在应力腐蚀开裂风险的设备中,容器对应力腐蚀开裂地敏感性随容器使用的钢材的强度级别的提高而增大,二者正相关。此时若将20R和Q235和20R系列的钢材用16MnR等低合金钢待用就极易产生问题,因此,此类“以优代劣”行径在原则是行不通的,应当被禁止。镇静钢在许多性能方面上,镇静钢都比沸腾钢要更占优势,但在搪玻璃容器制造时,镇静钢的搪瓷效果反而不如沸腾钢好。
一般来说, 不锈钢的耐腐蚀性较出色但在含有氯离子的环境下,其耐腐蚀性却不如低合金钢和碳素钢。
和普通不锈钢相比,超低碳不锈钢虽然具有价格优势和良好的耐腐蚀性,但前者的高温热强性却更为出色。一般情况下,为了提高耐腐蚀性,需降低炭含量,而为了提高高温性,则要提高炭的含量。故而,此种情况下的“以优代劣”,要尤其设计设备温度,如有必要,应当重新计算。
4.铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
5.硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
6.氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
7.稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。
