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第二章压力容器材料及环境和时间对其性能的影响MATERIALSFORPRESSUREVESSELSANDINFLUENCESOFENVIRORMENTANDTIMEONPROPERTIESOFTHESEMATERIALS1

正确的应力分析和强度计算压力容器设计合理的材料选择（充分考虑）时间效应、环境作用2

本章主要内容●2.1压力容器材料2.1.1压力容器常用钢材2.1.2有色金属和非金属●2.2压力容器制造工艺对钢材性能的影响2.2.1塑性变形2.2.2焊接2.2.3热处理3

●2.3环境对压力容器用钢性能的影响2.3.1温度2.3.2介质2.3.3加载速率●2.4压力容器材料选择2.4.1压力容器用钢的基本要求2.4.2压力容器钢材的选择4

2.1压力容器材料2.1.1压力容器常用钢材2.1.2有色金属和非金属5

2.1.1压力容器常用钢材一、钢材形状主要是板、管材和锻件(按钢材供应形式)主要用途：壳体、封头、板状构件等（1）钢板加工要求:下料、卷板、焊接、热处理较高的强度、良好的塑性、韧性、冷弯性能和焊接性能性能要求：6

主要用途：接管、换热管等主要来源：无缝钢管、卷制（2）钢管加工要求:下料、焊接、热处理性能要求：较高的强度、良好的塑性、韧性、焊接性能7

主要用途：高压容器的平盖、端部法兰与接管法兰等（3）锻件分级：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别。级别越高，要求检验项目越多，越严格，价格越高。8

二、钢材类型平炉钢转炉钢电炉钢（按炉别）（按冶金方法分类）沸腾钢如Q235-A·F镇静钢如Q235-A(Z)（按脱氧程度）半镇静钢如Q235-A·b9

结构钢工具钢（按用途分类）（按品质分类）特殊性能钢专用钢普通钢如Q235-A优质钢如20,20R10

工业纯铁低碳钢C≤0.25%中碳钢0.25%＜C≤0.6%高碳钢C＞0.6%碳素钢（按化学成分分类）含合金总量≤3%低合金钢高合金钢高碳C＞0.08%低碳C≤0.08%C≤0.03%超低碳超纯C≤0.01%11

1、碳素钢含碳量小于2.06％的铁碳合金。以及含少量的硫、磷、硅、氧、氮等元素。碳素结构钢Q235-B,Q235-C10、20钢钢管；20、35钢锻件。压力容器用钢压力容器专用钢板20R（R表示压力容器专用钢板）强度低，塑性和可焊性较好,价格低廉；20R的特点和应用场合：常用于常压或中、低压容器；也做垫板、支座等零部件材料。12

20R和20的区别：20R是在20钢基础上发展起来的,是容器专用钢;对s、p等有害元素控制更加严格;对钢材的表面质量和内部缺陷的要求也更高;比20钢多了冲击韧性要求.13

2、低合金钢(1)特点及优点◆是一种低碳低合金钢，合金元素含量较少（总量一般不超过3%），具有优良的综合力学性能，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温和高温性能等均优于相同含碳量的碳素钢。◆采用低合金钢，不仅可以减薄容器的壁厚，减轻重量，节约钢材，而且能解决大型压力容器在制造、检验、运输、安装中因壁厚太厚所带来的各种困难。14

(2)压力容器常用低合金钢：钢板钢管锻件16MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR;16Mn、09MnD;（D表示低温用钢）16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、2.25Cr-1Mo。15

(3)应用介绍a.16MnR◆屈服点为340MPa级的压力容器专用钢板◆是我国压力容器行业使用量最大的钢板◆具有良好的综合力学性能、制造工艺性能◆主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器16

b.16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR◆低温压力容器用钢，工作在-20℃及更低温度的压力容器专用钢板可用于-40℃的钢种16MnDR液氨储罐等设备（降低碳含量，并加镍和微量钒）提高了低温韧性15MnNiDR-40℃级低温球形容器-70℃级低温压力容器用钢09MnNiDR用于制造液丙烯（-47.7℃）、液硫化氢（-61）℃等设备17

c.15CrMoR◆低合金珠光体热强钢◆中温抗氢钢板◆用于制造壁温不超过560℃的压力容器18

d.20MnMo、09MnNiD、2.25Cr-1Mo锻件常制造使用温度为-40～470℃的重要大中型锻件良好的热加工和焊接工艺性能20MnMo09MnNiD常制造使用温度为-40～45℃的低温容器良好的低温韧性12Cr1MoV2.25Cr-1Mo常制造高温（350～480℃）、高压（～25MPa）、临氢压力容器较高的热强性、抗氧化性和良好的焊接性能19

3、高合金钢压力容器中采用的低碳或超低碳高合金钢大多是耐腐蚀、耐高温钢铬钢铬镍钢铬镍钼钢20

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