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低温钢及其韧性特性简介

【摘要】:而低温用钢就是适用于低温下工作的容器、管道和钢结构的钢种。钢材在低温条件下工作时具有冷脆性,衡量低温钢性能的主要指标是低温韧性。一般碳钢、碳锰钢均属于前一类如16MnDR。按含镍量可分为不含镍低温钢和含镍低温钢两大类不含镍钢属于铁素体类低温钢,一般是通过合金元素的固溶强化、晶粒细化,并通过正火或正火加回火处理细化晶粒、均匀组织而获得良好的低温韧性。

GB 150—2011规定,凡设计温度低于-20℃的压力容器,均属于低温容器。而低温用钢就是适用于低温下工作的容器、管道和钢结构的钢种。

钢材在低温条件下工作时具有冷脆性,衡量低温钢性能的主要指标是低温韧性。钢的成分和组织对低温性能都有显著影响,磷、碳、硅使钢的脆性转变温度提高,而锰和镍会使脆性转变温度降低,对低温韧性有利。钢中含镍量增加时,可以使其在更低的温度下保持相当高的冲击韧性。一般来说,具有面心立方的金属,其韧性随温度的变化极小,奥氏体不锈钢就是如此。此外,钢的晶粒越细,低温冲击韧性越好。

低温用钢就是通过严格控制钢材中的碳、硫、磷含量或加入一些钒、铝、钛和镍等合金元素,达到固溶强化、晶粒细化的目的,并通过正火加回火处理来细化晶粒,使组织均匀化或使钢具有面心立方晶格,从而使钢在低温下具有足够的低温韧性及抵抗脆性破坏的能力,以保证设备在低温条件下能安全运行。

低温钢按组织可分为铁素体类低温钢和奥氏体类低温钢。一般碳钢、碳锰钢均属于前一类如16MnDR。而奥氏体不锈钢属于后一类。按含镍量可分为不含镍低温钢和含镍低温钢两大类不含镍钢属于铁素体类低温钢,一般是通过合金元素的固溶强化、晶粒细化,并通过正火或正火加回火处理细化晶粒、均匀组织而获得良好的低温韧性。含镍钢中当含镍量较低时,属于铁素体类低温钢,当含镍量增高到18-8型不锈钢的成分时,则为奥氏体类低温钢。对于铁素体类含镍低温钢,按其含镍量不同有0.5Ni钢、1.5Ni钢、2.5Ni钢、3.5Ni钢、5Ni钢和9Ni钢。