ASTM A213/A213M-07
锅炉、过热器和换热器用
无缝铁素体和奥氏体合金钢管标准规范
本标准以固定的标准号A213/A213M出版；紧随标准号之后的号码表示原来采用的年代号或最新修订标准的年代号（在标准修订版情况下）。带括号的数字表示最新认可的年代号。上标的希腊字母表示上次修订或上次重新认可以来的编辑变更。
本标准经过国防部代理机构批准使用。
1、范围
1.1本标准适用于无缝铁素体和奥氏体锅炉钢管、过热器钢管和热交换器管，标准牌号T5、TP304等，这些钢列于表1、表2 中。
1.2含字母H级别的钢与同类别不含字母H的钢要求不同，含字母H级别的钢提供更高的蠕变—断裂强度。
1.3通常按本标准提供的管子尺寸和壁厚为：内径1/8in（3.2mm）到外径5in（127mm）；壁厚0.015～0.500in(0.4～1
2.7mm)，包括最小壁厚或在定单上规定的平均壁厚。也可提供其它尺寸的管子，但要保证这些管子符合本标准的所有其它要求。
1.4 以英寸—磅或国际制（SI）单位表示的数值都应视为标准值。本文中SI单位表示的数列于括号之内。由于两种单位制的数值并不完全相等，因此必须单独分别采用每一种单位制。因两种单位制的混合使用，可能导致与本标准不一致。如果不是在定货中规定使用本标准中的“M”标志，则应采用英寸—磅单位制。
2、引用标准
2.1 ASTM标准
A262 奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性检测规程
A941 与钢、不锈钢、合金及铁合金有关的术语A1016/A1016M 铁素体合金钢、奥氏体合金钢及不锈钢管的一般要求
E112平均晶粒度测定方法
3、术语
3.1 定义标准中所使用的术语的定义见A941。
4、订货需知
4.1关于本标准产品的所有要求应由用户负责，这些要求包括以下内容（但不受以下内容的限制）：4.1.1 数量(英尺、米或根数)。4.1.2材料名称（无缝管）
4.1.3级别或牌号（表1和表2 ）
4.1.4 加工状况（热精整或冷精整）
4.1.5控制的金相组织特征（见6.3条）
4.1.6 尺寸（外径和最小壁厚、规定的平均壁厚）4.1.7长度（定尺或不定尺）
4.1.8 水压试验或非破坏性电测试验（见10.1条）4.1.9 标准号和出版年代。
4.1.10增加硫（机械加工性见注B，表1和1
5.3条）
4.1.11特定要求和任意选用的补充要求。
5、一般要求
5.1按本标准提供的产品，除了要符合标准A1016/A1016M，包括在定单中指定的任何补充要求。如不能遵守A1016/A1016M标准的一般要求，就会造成与本标准的不一致。万一本标与A1016/A1016M标准之间的要求发生矛盾，则应以本标准为主。
6、材料和制造
6.1 制造和状态管子应采用无缝工艺，可热精整或冷精整。TP347HFG应冷精整。
6.2 热处理
6.2.1铁素体合金钢和铁素体不锈钢铁素体合金钢和铁素体不锈钢应经再次加热，按表3规定的要求热处理。除了热成形加热外，热处理应分别进行。
6.2.2 奥氏体不锈钢所有奥氏体不锈钢钢管应在热处理状态下供货，应按表3规定的要求进行热处理。管子热成形后，当温度不低于规定的最低固溶处理温度时，立即逐根放入水中淬火或用其它方法快速冷却。
6.3如果需要任何控制的金相组织特征，则应在定货中给予规定以作为最合适的热处理指南。
表1 低合金钢的化学成分极限，%A
A所有数值均为最大值除非指明范围或最小值。当本表中出现省略号（…）时没有要求，则用不着测定或做化学元素分析报告。B允许订购T2和T12的硫含量最大值为0.045，见15.3条
- 2 -
表2 奥氏体和铁素体不锈钢的化学成分极限，%A
- 3 -
不着测定或做化学元素分析报告；
B氮元素分析方法由供需双方协商确定；
C这些合金没有通用的级别标记。UNS编号可唯一识别这些合金；
D对于小外径或薄壁，或同时两者，当需要多道冷拔时，就级别TP304L,TP304LN,TP316L, TP316LN而言，其碳含量最大值需为0.040%；F TP347LN的Nb含量应不小于15倍的碳含量；
G TP348的Nb+Ta含量应不小于10倍的碳含量，且不超过1.10%；
H TP348H的Nb+Ta含量应不小于8倍的碳含量，且不超过1.10% I；TP444的Ni+Cu=1.00(最大值)
J TP444的Ti+Nb=0.20+4(C+N)-0.80
- 4 -
7、化学成分
7.1 成分要求
7.1.1 合金钢应符合表1所规定的化学成分要求。
7.1.2 不锈钢应符合表2所规定的化学成分要求。
7.2 产品分析
7.2.1 应从每炉的一个钢坯或一根管子做一次分析，测定的化学成分应满足标准中规定的要求。
7.2.2 若原始的产品分析试验不合格，应外加两个钢坯或管子进行复试。对有疑问的元素，进行两次复试结果都应满足本标准的要求,否则该炉或该批所有剩余材料应拒收，或者生产厂愿意，可对每一钢坯或每根管子单独地做验收试验。凡不符合标准要求的钢坯或管子应拒收。
8、晶粒尺寸
8.1晶粒尺寸满足表3的规定，按E112检测。8.2应从每一批中的一个成品管的一端上进行晶粒尺寸测定，批的定义见14.1条。
9、机械性能
9.1拉伸要求
9.1.1 材料应符合表4 所规定的拉伸性能。
9.1.2表5 提供了计算壁厚每减薄1/32in（0.8mm）的最小伸长率。当壁厚处于表5所列两值间时，最小伸长率的值由下列公式确定：
对于级别T23、T24、T91、T92、T122、T911和S44400，E=32t+10.00[E=1.25t+10.00]。
对于级别T36：E=32t+5.0[E=1.25t+5.0]。
对于所有其他铁素体合金级别
:E=48t+15.0[E=1.87t+15.0]。
上列公式中：
E=标距2in或50mm的伸长率%
t=试样的实际厚度,in（mm）。9.1.3 对于批量不超过50根的钢管，在一根试样上做一个拉伸试验。批量超过50根的钢管，则从两根管子的试样上各做拉伸试验，见14.2条。
9.2硬度要求
9.2.1材料应符合表4 中所规定的硬度要求，见14.2条。
9.2.2 应从每批中的两根管子的试样上各做布氏硬度、维氏硬度或洛氏硬度试验。
9.3压扁试验
从每批中的一根成品管两端的试样上各做一个压扁试验，但不是用来做扩口试验的那一根管子，见14.1条。
9.4 扩口试验
从每批中的一根成品管两端的试样上各做一个扩口试验，但不是做压扁试验的那一根管子，见14.1条。
9.5机械性能要求不适用于内径＜1/8in(3.2mm)或壁厚＜0.015in(0.4mm)的管子。
10、水压试验或非破坏性电测试验：
10.1每根管子均应进行非破坏性电测试或水压试验。除非在订单中另外指出，使用的试验形式由生产商自己决定。
11、成形操作
11.1插入锅炉或管板内的管子应能胀接及卷边而无裂纹、发纹。过热器管在正确制造操作时，应能经受必要的锻造、焊接及弯管作业而不出现缺陷。
注1：本标准包括的某些铁素体钢，如在它们临界温度以上，很快冷却将会硬化。有些会在空气中硬化，即在空气中当从高温冷却时会硬化到不希望的程度，特别是4%以上的铬钢，所以包括加热这些钢高于它们临界温度的工序如焊接、卷边和热弯，应紧随以合适的热处理。
表3 热处理和晶粒尺寸要求A
B 列入表中的为ASTM晶粒尺寸，或更粗，除非另有说明。
C大致达到性能的温度；
D 快速空冷和淬火应符合级别2；
E 对截面厚度大于3in(75mm)者准许正火上加速冷却；
F 在水中淬火的，或在足以防止碳化物析出的速率下用其他方式快速冷却的，通过A262规范之方法E的钢管性能检验证实的，这些钢管经单
独固溶退火或直接淬火处理。除非在采购订货单中另有规定（补充要求S4），则不要求制造商做该项试验。注意：A262实用规程要求在低碳的和稳定化处理钢敏化处理试样上进行该项试验；对于其他的钢，则应在代表交货状态的试样上进行。对于含有3%及以上钼的低碳钢，试验之前敏化处理的适用性，应由制造商和采购方协商确定。
G S21500推荐用最大固溶热处理温度2100℉（1150℃）。
H 固溶温度大于1950℉会削弱敏化后的耐晶间腐蚀能力，当买方有规定时，高温固溶后应使用较低的温度进行稳定热处理或退火；
I 冷加工之前的软化热处理温度优先于固溶热处理。软化温度应比固溶热处理高90℉（50）℃，固溶热处理温度最小为2150℉。
表4 拉伸和硬度要求
T92、T122、T911及TP444外，所有低合金级别的最小伸长率为22%；
B
对于纵条试验，壁厚小于5/16 in （8mm ）时每减少1/32in(0.8mm)从基本的最小伸长率可减少的百分值，T444、T23、
T24、T91、T92、T122及T911为1.00%，所有低合金级别为1.50%
表5 计算最小伸长率值A
A
12.壁厚公差
12.1最小壁厚的偏差按照A1016/A1016M 执行。 12.2平均壁厚的偏差为规定平均壁厚的±10%。 13、表面状态
13.1 铁素体钢冷精整钢管应不起皮，并适宜于检验，少量的氧化并不认作是氧化皮。
13.2 铁素体热精整钢管应没有松散的氧化皮，并适宜于检查。
13.3 奥氏体钢管应经酸洗以除去氧化皮。当采用光亮退火时，就不需要酸洗。
13.4 任何特殊的表面加工要求需供方和买方共同商定。 14、取样
14.1 对于压扁、扩口和晶粒度的要求，名词“批”适用于切割前同一炉钢生产的同一公称尺寸（见4.1.6条）的所有管子。当最终热处理是在同一炉中进行时，一批只包括同一尺寸，同一炉号，在相同热处理炉内装料下进行热处理的那些管子。当最终热处理是在连续炉中进行时，一批中同一炉号和同一尺寸的管子根数应按表 6 中的规定
确定。
表6 连续热处理或热成形后直接淬火的管子一批的根数
管子尺寸批量大小外径不小于2in(50.8mm), 壁厚≥0.200in(5.1mm) 不多于50根管子
外径不小于2in(50.8mm), 壁厚＜0.200in(5.1mm) 不多于75根管子
外径小于2in(50.8mm), 但大于1in(25.4mm) 不多于75根管子
外径不大于1in(25.4mm) 不多于125根管子
14.2对于拉伸和硬度试验要求，名词“批”适用于切割前同一炉钢生产的同一尺寸（见4.1.6条）的所有管子。除了9.1.3条规定的，当最终热处理是在同一炉中进行时，一批只包括同尺寸及同一炉号在相同热处理炉内装下进行热处理的那些管子。当最终热处理是在连续炉中进行或热处理由热成形之后直接通过淬火而得时，一批应包括同一尺寸、同一炉号及在相同热处理炉内以相同温度、相同加热时间及炉速作热处理的所有管子。
15、成品标记
15.1除了A1016/A1016M标准中规定的标志外，还应包括是热精整或冷精整的记号，壁厚规格，最小壁厚或平均壁厚。
15.2 奥氏体不锈钢还有晶粒度要求（见表3），标记还应包括炉号和热处理批号。
15.3当订购T2或T12级钢在表1 的备注B中指定较高”S”含量时，其钢种级别中应加标“S”标号，如T2S或T12S。
16、关键词
16.1 合金钢管、奥氏体不锈钢管、锅炉管、铁素体不锈钢、热交换器管、高温用、无缝钢管、钢管、过热器管、高温下使用。
补充要求
以下的补充要求仅在买方询价、合同及订货有规定时才适用。
S1 应力消除退火管
S1.1对用于某些腐蚀性的介质尤其是氯化物，当可能出现应力腐蚀的场合，可以规定TP304L、TP316L、TP321L、TP347和TP348的管子是应力消除—退火的状态。
S1.2当要求为应力消除管时，它们在经轧辊矫直后应在1500～1650℉（815～900℃）下热处理。可以从这个温度范围再在空气中冷却或缓慢地冷却。应力消除处理后，不准再机械矫直。
S1.3 管子平直度应经买方和供方之间协商。
S2 稳定化热处理
S2.1 TP309HCb、TP310HCb、TP310HCbN、TP321、TP321H、TP347、TP347H、TP348及TP348H等级别的钢经如第6条要求的固溶退火之后，接着应低于初始固溶处理温度进行稳定化热处理。稳定化热处理温度由买方及供方商议确定。
S3 不矫直管
S3.1当买方规定最后热处理后的管子不要矫直时，最小屈服强度减少5Ksi（35Mpa）。
S3.2在证明书上不经矫直的管子牌号后加“U”，（例如304-U、321-U等）。
S4 晶间腐蚀试验
S4.1当买方有规定时，材料应通过晶间腐蚀试验并合格。试验由制管厂负责按照A262实用规程中的推荐方法E进行。
注S4.1：推荐方法E要求在敏态下对低碳及稳定化级别的钢材进行试验，对其它级别钢则在发货状态下进行。S4.2为了使含有Ti（钛）或Nb（铌）级别的钢尤其是带H牌号的钢能满足本条要求，允许的按照补充要求S2进行稳定化热处理。
A1016/A1016M-02a 铁素体合金钢，奥氏体合金钢和不锈钢钢管的 通用要求规范 A1016/A1016M-02a Standard Specification for General Requirements for Ferritic Alloy Steel,Austenitic Alloy Steel,and Stainless Steel Tubes 8.每单位长度的质量标准 8.1根据最小公称壁厚，计算每英尺的质量，应取决于以下公式（见注1）： W=C（D-t）t （1） 在这里： C=10.69[0.0246615] W=每单位长度的质量，单位为kg/m D=钢管的外径，单位为mm t=钢管的最小壁厚，单位为mm 注1- 式1计算的质量是碳钢钢管的质量。铁素体不锈钢管的质量约可达到上式数值5%以下，奥式体不锈钢则约为2%。铁素体/奥式体（双 相体）不锈钢管的质量是完全铁素体不锈钢管和完全奥式体不锈钢 管重量的中间值。 8.2每英尺的质量（kg/m）的允许偏差应符合表1规定。 9.壁厚的允许偏差 9.1规定的最小壁厚的偏差不得超过表2中规定的数值。 9.2对于外径大于等于2英寸（50mm），壁厚大于等于0.220英寸（5.6mm）的管子，任何管子的任一截面的壁厚偏差不得超过该截面实际平均壁厚的所规定 的百分比，其规定数值如下所示。平均壁厚是指一个截面上的最大和最小壁厚的 平均值。 无缝钢管为±10% 焊管为±5% 9.3 当冷轧钢管的壁厚大于等于3/4英寸（19.1mm），或者钢管的内径小于等于外径的60%时，壁厚的允许偏差应为热轧钢管所适用。 10.外径的允许偏差 10.1 除10.2.1，10.3，和25.10.4的规定外，外径的允许偏差不得超过表3
当前形势： 1 近二十年来，世界能源结构发生了巨大的变化，由于燃料煤的使用，对地球环境造成了巨大的环境灾难，节能减排成为当前中国乃至世界能源工作的中心议题，随着新能源的开发使用，煤炭已经逐渐退出了民用供热领域，石油、天然气、电能已经成为民用供热的主要能源。 2 天然气售价再次上调； 节能由倡导转向指令； 能耗成本正在日益吞噬企业利润； 企业节能，势在必行，迫在眉睫。作为能源主体的锅炉能耗，是评测企业运行绩效的主要标志。无论是城镇集中供热的季节性运行，还是企业生产过程的连续运行，对能耗成本控制已经到了刻不容缓的时刻，因为高能耗每天在吞噬着经营利润。同时，高能耗产生的高污染，在破坏着我们赖以生存的环境，环境保护需要降耗减排，重要的途径就是节能。 燃气锅炉烟气热量损失分析 1.1燃气锅炉的热损失 1?。对于燃气（油）锅炉，余热回收是节能降耗、减排环保的最有效方法。普通的燃气锅炉，烟温排放温度在160-260 C。大量的显热和潜热被排放到大气层，不仅破坏生态，而且造成高能耗，降低锅炉的热效率，提高运行费用。 2.天燃气中含有大量氢元素，经过燃烧产生大量水蒸汽。每1NM3天然气燃烧后可以产生 1.55KG水蒸汽，具有可观的汽化潜热，大约为3700KJ，占天然气的低位发热量的10%左右。在排烟温度较高时，水蒸汽不能冷凝放出热量，随烟气排放，热量被浪费。同时，高 温烟气也带走大量显热，一起形成较大的排烟损失。 3.燃烧排烟是非冷凝式燃气锅炉和其他燃烧设备的主要热损失之一回收利用排烟余热、降低排烟温度是提高锅炉热效率的重要途径之一。由于天然气与空气混合燃烧后产生约占锅炉排烟总量28%的水蒸汽，为防止水蒸汽凝结对烟道及设备的腐蚀，现行锅炉标准要求燃气锅炉排烟温度必须高于烟气露点，以保证水蒸汽不凝结。因此，燃气锅炉的排烟温度较 高，高温烟气中不但带走了可观的汽化潜热和物理显热，形成近15%的热损失，而且还含 有一定数量的氮氧化物（NOX ）和二氧化硫（SO2）等污染物污染大气环境。 1.2减少热损失的途径 1.0为了减少燃气锅炉热损失、提高燃料利用率、节约能源，在燃气锅炉尾部设置烟气冷凝换热器，将锅炉排烟温度降到足够低的水平，烟气中呈过热状态的水蒸汽就会凝结，通过热交换吸收排烟中的物理显热和水蒸汽凝结所释放的潜热加以利用，按燃料低位热值为基准计算的锅炉热效率可达到或超过100%，此种加装了尾部换热器的锅炉称为冷凝式锅炉。 2.0 在普通燃气（燃油）锅炉的排烟系统中，加装冷凝型燃气锅炉节能器”，可以有效回 收烟气中的显热和潜热（冷凝水回收）。通过节能器，在降低排烟温度的同时，提升锅炉循环水（补水）的温度，使锅炉始终处在高温水运行，燃料的节省率可达8-15%。气化潜热 得到的冷凝水回收后，经过简单处理，可以作为中水使用，是由于节能而得到的新能源，经济性可观。冷凝型燃气锅炉节能器”，采用全新的制作工艺和换热技术，拥有自主知识产权的纯铜换热本体”，是优于其
普通低合金结构钢 普通低合金结构钢 随着工业交通和科学技术的发展，普通碳素钢已不能满足重要工程结构和新型机器设 备的需要。近40多年来普通低合金钢得到迅速的发展。这类钢合金元素较低，其屈服极 限比碳素钢高25％至100％以上，时效倾向小，并具有良好的焊接性和耐蚀性。这类钢一 般是在热轧和正火下使用，生产过程简单，成本低廉，适宜于大生产，因此广泛用于制造 桥梁、船舶、车辆、工业和民用建筑、管道、起重运输机械等。使用普通低合金钢代替普 通碳素钢可以节省钢材20％～30％以上，减轻运输机械的自重，增加有效载重，可以使一些机械的结构得到改善，并能增加使用寿命。 一、对普通低合金结构钢的性能要求 对一般用途的普通低合金结构钢，主要有一下要求： （一）良好的综合力学性能 采用普通低合金结构钢的主要目的是减轻金属结构的重量，提高其可靠性，因此首先 要求钢材具有较高的屈服强度，但由于其工作条件的复杂性，钢材还应具有良好的综合性能。例如船舶在航行时承受较大的静载荷，海浪冲击及风力反复作用而产生的交变疲劳载荷，有的还在北方寒冷低温海域行驶。在制造过程中钢材还经受剪切、冷弯、焊接等加工 工序以及由此可能产生的时效脆性。普通低合金钢的缺口冲击韧性在室温下往往出现大幅 度的下将和上下波动，此时钢已经从韧性状态转化为脆性状态，也就是钢的“脆性转化温度”已经升高到室温附近所致。造成脆性转化温度上升的主要原因是钢的冶金质量和金相 组织，后者包括晶粒大小、相的形态和第二相的沉淀等。因此对于普通低合金钢不仅要求 具有一定的冲击韧性，而且更为重要的是要求具有尽可能低的脆性转化温度，以防止钢的 脆性断裂。譬如在我国常以－40℃为脆性转化温度的检验标准。对于特殊低温设备或结构，则提出更低的温度指标。 除去上述的常温、低温冲击韧性以及脆性转化温度以外，还有另一项涉及冲击韧性检 验的问题，即钢的“时效敏感性“。普通低合金钢材经常承受冷加工，经冷加工以后在较 长的使用时期或存放时期内，钢材会逐渐变脆，冲击韧性大幅度下降，这就是应变时效现象，也称为时效脆化。应变时效脆化程度的大小是用”时效敏感性“来表示的。时效敏感 性的测量方法及定义是：将预先拉伸10％的板状试样，在250℃温度下经过1小时人工时效，然后制成冲击试样，测出室温冲击韧性，再与原材料的冲击韧性比较，其差值与原材 料冲击韧性值的百分比就是该材料时效敏感性。一般要求比值不得大于50％，同时应变时效后的冲击值应不小于30～35J。 普通低合金结构钢按屈服强度分为Q295AB、Q345CDE、Q390ABCDE、Q420ABCDE、 Q460ABCDE。A级不要求冲击，B级室温冲击，C级0℃冲击，D级－20℃冲击，E级－40℃ 冲击。桥梁用钢分为Q235qCD、Q345qCDE、Q370qCDE、Q420qCDE。C级0℃冲击，D级－20℃
高温用无缝铁素体合金钢公称管 SA-335/SA-335M 一、本标准适用于高温用公称和最小壁厚的铁素体无缝合金钢管。 二、尺寸、外形 1．外径和壁厚允许偏差见下表（冷拔） 钢管外径正偏差（+）负偏差（-） ≤48.30.40 0.40 ＞48.3----≤114.3 0.79 0.79 ＞114.3---≤219.1 1.59 0.79 ＞219.1---≤457.2 2.38 0.79 壁厚-12.5% 注：壁厚正偏差标准没有规定，但有重量限制。任何一根钢管的重量应不大于规定值的10%，而不小于3.5% 2．长度 定尺长度的允许偏差：+6/-0mm。 3．弯曲度
成品钢管应相当直。 4．端头外形 除非另有规定，公称管以平的端部供货。管端部的所有毛刺须全部清除。 管端平滑无毛刺。 三、技术要求 1．钢的熔炼成分应符合下表的规定 级别 化学成分% C Mn P ≤ S ≤ Si Cr Mo V ≥ P11 0.05-0.15 0.30-0.60 0.025 0.025 0.50-1.00 1.00-1.50 0.44-0. 65 P12 0.05-0.15 0.30-0.61 0.025 0.025 ≤ 0.50 0.80-1.25 0.44-0. 65 P22 0.05-0.15 0.30-0.60 0.025 0.025 ≤ 0.50 1.90-2.60 0.87-1. 13 P23 0.04-0.10-0.00.0≤ 1.90-0.05-0.0.20-0.3
0.10 0.60 30 10 0.50 2.60 30 0 P91 0.08- 0.12 0.30- 0.60 0.0 20 0.0 10 0.20- 0.50 8.0-9. 5 0.85-1. 05 0.18-0.2 5 P92 0.07- 0.13 0.30- 0.60 0.0 20 0.0 10 ≤ 0.50 8.50- 9.50 0.30-0. 60 0.15-0.2 5 注：P23中其他元素的含量：W:1.45~1.75，Nb:0.02~0.08，B:0.0005~0.006，N≤0.03，AL≤0.03 P91中其他元素的含量：Nb:0.06~0.10，N：0.03~0.07，Ni≤0.40，AL≤0.04 P92中其他元素的含量：W:1.5~2.0，Nb:0.04~0.09，B:0.001~0.006，N：0.03~0.07，Ni≤0.40，AL≤0.04 2．热处理制度；详见标准第5.3条。
第九章碳钢及合金钢 (工业用钢) 第一节工业用钢的分类及牌号表示方法钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有重要地位。 碳钢：含碳量在0.0218%～2.11%之间的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。 合金钢：在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素，使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢。 钢中除铁、碳及合金元素外，还有炼钢时随生铁、脱氧剂和燃料带入的硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等元素。 钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下几种： 一、钢材的品种 为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材按外形分为型材、板材、管材、金属制品四大类，共十六大品种： 1．型材 钢轨、型钢（圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、角钢及螺纹钢等）、线材（直径5-10毫米的圆钢和盘条）等。 2．板材 薄钢板：厚度等于和小于4毫米的钢板； 厚钢板：厚度大于4毫米的钢板；又可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）； 钢带：也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板； 电工硅钢薄板：也叫硅钢片或矽钢片。 3．管材 无缝钢管：用热轧、热轧—冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管； 焊接钢管：将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管。 4．金属制品：包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等。 二、钢的分类
按用途分类 结构钢 工具钢 工程结构钢 机器结构钢 建筑工程用钢 桥梁工程用钢 船舶工程用钢 车辆工程用钢 渗碳钢属于低碳钢或低碳合金钢 调质钢 属于中碳钢或中碳合金钢 弹簧钢属于中、高碳钢或中、高碳合金钢 滚动轴承钢属高碳合金钢 一般属于低碳钢 或低碳低合金钢 刃具钢 一般属于高碳钢 模具钢或高碳高合金钢 量具钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢 钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。 1．按化学成分分类。碳钢、合金钢两大类。 碳钢：低碳钢（Wc＜0.25%）、中碳钢（Wc=0.25%～0.60%）和高碳钢（Wc>0.6%）合金钢：按钢中含合金元素总量（Me%）分为低合金钢（Me<5%）、中合金钢（Me=5～10%）和高合金钢（Me>10%）。 按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。 2．按冶金质量分类。按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为： 普通钢：S%≤0.055%，P%≤0.045% 优质钢：S%、P%≤0.040% 高级优质钢：S%≤0.030%，P%≤0.035% 此外，按冶炼时脱氧程度，可将钢分为沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢三类。 3．按金相组织分类 按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。 按钢正火态的金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。 4．按成形方法分类。锻钢、铸钢、热轧钢、冷轧钢等。 5．按用途分类。按钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。
低合金钢分类 文章来源：钢铁E站通低合金钢分类 根据国家标准GB/T 13304《钢分类》第二部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”，低合金钢分类如下。 低合金钢按主要质量等级分为普通质量低合金钢、优质低合金钢、特殊质量低合金钢三类： (1)普通质量低合金钢 普通质量低合金钢是指不规定生产过程中需要特别控制质量要求的供作一般用途的低合金钢。应同时满足下列条件： 1)合金含量较低(符合对低合金钢的合金元素规定含量界限值的规定)； 2)不规定热处理(退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待)； 3)如产品标准或技术条件中有规定，其特性值应符合下列条件： 硫或磷含量最高值：≥%； 抗拉强度最低值：≤690MPa； 屈服点或屈服强度最低值：≤360MPa； 伸长率最低值：≤26％； 弯心直径最低值：≥2×试样厚度； 冲击功最低值(20C，V型纵向标准试样)：≤27J。 注：①力学性能的规定值指厚度为3～16mm钢材的纵向或横向试样测定的性能。 ②抗拉强度、屈服点或屈服强度特性值只适用于可焊接的低合金高强度结构钢。 4)未规定其他质量要求。 普通质量低合金钢主要包括： ①一般用途低合金结构钢，规定的屈服强度不大于360MPa，如GB/T 1591规定的 Q295A、Q345A；
②低合金钢筋钢，如GB 1499规定的20MnSi、20MnTi、20MnSiV、25MnSi、 20MnNbb； ③铁道用一般低合金钢．如GB 11264规定的低合金轻轨钢45SiMnP、50SiMnP； ④矿用一般低合金钢，如GB/T 3414规定的M510、M540、M565热轧钢。 (2)优质低合金钢 优质低合金钢是指除普通质量低合金钢和特殊质量低合金钢以外的低合金钢，在生产过程中需要特别控制质量(例如降低硫、磷含量，控制晶粒度，改善表面质量，增加工艺控制等)，以达到比普通质量低合金钢特殊的质量要求(例如良好的抗脆断性能、良好的冷成形性能等)，但这种钢的生产控制和质量要求，不如特殊质量低合金钢严格。 优质低合金钢主要包括： ①可焊接的高强度结构钢，规定的屈服强度大于360MPa而小于420MPa的一般用途低合金结构钢，如GB/T 1591规定的Q295B、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E、 Q390A、Q390B、Q390C，Q390D、Q390E； ②锅炉和压力容器用低合金钢，如GB 713规定的16Mng、12Mng、15MnVg； YB/T5139规定的16MnR；GB 6653规定的HP295、HP325、HP345、HP365；GB 6654规定的16MnR、15MnVR、15MnVNR；GB 6479规定的16Mn、15MnV； ③造船用低合金钢，如GB 712规定的AH36、DH36、EH36； ④汽车用低合金钢，如GB/T3273规定的09MnREL、06TiL、08TiL、09SiVL、16MnL、16MnREL： ⑤桥梁用低合金钢，如YB 168规定的12Mnq、12MnVq、16Mnq、15MnVq、 15MnVNq，YB(T)10规定的16Mnq、16MnCuq、15MnVq、15MnVNq； ⑥自行车用低合金钢，如YB/T 5064、YB/T 5066、YB/T 5067、YB/T 5068规定的 12Mn、15Mn、19Mn；
锅炉及热交换器设计选型 1. 锅炉用途： 100个淋浴龙头、食堂2400人就餐、开水。 2. 热量计算： 公共浴室共计100个淋浴龙头计算。 所需热水流量为：一般每只淋浴龙头每小时所需热水用水定额为450~540L，水温40℃，同时使用率按100%计算； 热水流量：Q=（450~540）L×100×100%=45~54m3/h 此时的热水温度为40℃。 所需热量：W=（45~54）×103（40-5） =（157.5~189）×104kcal/h 一般热交换器，热水出水温度为60℃，进水5℃，故换算成出水温度为60℃时的热水流量为： （1.57~189）×104/（60-5）=28.6~34.4m3/h 3. 热交换器选型： 公共浴室热水贮存时间为20分钟，故所需贮存容积为： V=（28.6~34.4）×20/60=9.53~11.47m3 考虑一个1.15的冷水区系数， 热交换器贮存容积：V’=1.15×（9.53~11.47）=10.96~13.2m3 若要保证正常的热水供应，且满足最大的热水流量，需要2台6.0m3。 单台热水流量：15.1m3/h 总热水流量为：30.2m3/h 符合设计要求。 可选取：SFQ-6，F=20.75m2容积式交换器2台
4. 锅炉选型： 蒸汽耗量：G=1.1×（157.5~189）×104/（664-55） =2883~3459kg/h 考虑其他热水供应：食堂、开水房 锅炉可选取：WNS1-1.0-Y（Q）油气两用蒸汽锅炉1台 WNS2-1.0-Y（Q）油气两用蒸汽锅炉1台 5. 锅炉选型说明： 5.1 锅炉选型合理化、经济型。 5.1.1在使用高峰期可选择2台同时使用。 5.1.2在错开使用中如单浴室使用就可选择WNS2-1.0-Y（Q）1台。 5.1.3如单独食堂使用（含开水、消毒、蒸饭）可选择WN S1-1.0-Y（Q）1台。 5.1.4因锅炉需2年3次检验（年检），而且平时需维护保养，因此该选型留了相应的 余地，可交叉使用。 5.2 锅炉燃烧器选型（柴油、天然气两用） 5.2.1当天然气价格≤柴油价格时应选择天然气，因为天然气为环保燃料，如天然气 价格明显高于柴油价格时，出于对经济效益出发可切换选择使用柴油。 5.2.2在使用中如遇到天然气外部管线故障时（如施工中管路损坏等原因）或油源紧 张等原因可以相互切换使用。 六、操作人员工作时间及工作量： 6.1时间：早上4：30~12：30完成早餐—开水—中餐 中午12：30~15：00休息 下午15：00~19：00完成洗澡水—晚餐，可同时完成 6.2人员配置：以上工作时间为12小时/天，从安全角度考虑选用2人制轮换班（上 一天班休息一天）。 注：关于锅炉房管理的资料待工程结束移交资料时免费提供。
碳钢 主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。 碳钢也叫碳素钢，指含炭量WC小于2%的铁碳合金。 碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。 按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类，碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种； 按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢； 按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（T Z）； 按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%—0.6%）和高碳钢（WC>0.6%）； 按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。 一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。 按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。 原则上讲，合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于3%称为低合金钢，5～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。在钢的分类上，近年虽努力向国际通用标准靠拢，但还有许多不同之处。 ①随着特钢向“特”、“精”、“高”发展，向深加工方向延伸，特钢的领域越来越窄。美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。日本把结构钢和高强度钢归并在特钢范畴。随着我国普钢企业的技术改造和工艺进步，特钢企业的产品领域也在缩小，1999年普钢厂已生产特钢产品总量的34%。 ②国外的低合金钢，实际上是我们所熟悉的低合金高强度钢，属于特殊钢范畴，在美国叫做高强度低合金钢（HSLA—Steel），俄罗斯及东欧各国称为低合金建筑钢，日本命名为高张力钢。而在国内，首先是把低合金钢划入了普钢范围，概念上的区别导致在产品质量上的差异。在名称上也几经变化，如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金结构钢，至1994年叫做低合金高强度结构钢（GB/T1591—94）。到目前为止，从发表的资料文献来看，低合金钢的名称仍然随着国家、企业和作者而异。
常用合金钢（知识扩展）一.合金钢分类与编号二.低合金结构钢Q345、Q420 三. 机器零件用钢40Cr、65Mn、60Mn2Si、20Cr、20CrMnTi、GCr15 四.合金工具钢9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、Cr124Cr5MoSiV 五.特殊性能钢1Cr13、9Cr18、1Cr17、1Cr18Ni9Ti、ZGMn13 合金钢分类 1.按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类：按合金元素含量多少分类低合金钢（合金总量低于5 %）中合金钢（合金总量为5 %～10 %）高合金钢（合金总量高于10 %）2.按用途分类：按用途分类：按用途分类合金结构钢低合金结构钢(也称普通低合金钢) 合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢滚珠轴承钢合金工具钢合金刃具钢(含低合金刃具钢、高速钢) 合金模具钢(含冷模具钢、热模具钢) 量具用钢特殊性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢合金钢编号首部用数字标明碳质量分数: 结构钢以万分之一为单位的数字（两位数), 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表示碳质量分数,而工具钢的碳质量分数超过1%时，碳质量分数不标出。在表明碳质量分数数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元素，质量分数由其后面的数字标明:平均质量分数少于 1.5%时不标数, 平均质量分数为 1.5%～2.49%、 2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……。专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明. 如GCr15表示碳质量分数约1.0%、铬质量分数约 1.5%(特例)的滚珠轴承钢. Y40Mn,表示碳质量分数为0.4%、锰质量分数少于 1.5%的易切削钢. 普通低合金钢Q345 用途主要用于制造桥梁,船舶,车辆,锅炉,压力容器,输油输气管道,大型钢结构等.在热轧空冷状态下使用,组织为细晶粒的F+P,不再热处理. 化学成分wt% C Mn Si V Nb Ti 0.015 0.18 ～ 1.0 ～0.55 0.02 0.20 1.6 ～0.15 ～0.06 厚度mm <16 16～35 35～50 σs MPa ≥345 ≥325 ≥295 σb MPa 470～630 0.02 ～0.2 机械性能δ5 % Akv(20℃) J 34 21～22 GB/T1591-1994 Q345包括旧钢号12MnV ,14MnNb ,16Mn ,18Nb ,16MnCu Q420 普通低合金钢在正火状态下使用,组织为F+S 化学成分wt% V Nb Ti 0.02 ～0.2 0.015 ～0.06 0.02 ～0.2 δ5 % C ≤0.20 厚度mm <16 Mn Si Cr ≤0.40 Ni ≤0.70 1.0 ～0.55 1.7 34 18～19 16～35 GB/T1591-1994 ≥380 35～50 Q345包括旧钢号15MnVN ,14MnVTiRE 机械性能σs MPa σb MPa ≥420 520～680 ≥400 Akv(20℃) J 合金调质钢(低淬透性) 40Cr 热处理毛坯尺寸＜25mm 用途：用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件,如机床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓、进气阀主要化学成分wt% C Mn Si Cr Mo 机械性能（≥）退火态H B 淬火℃回火℃σb σs δ5 ψ Akv % % J MP MP a a 0.37 0.5 0.17 0.8 0.07 850 520 980 785 9 45 47 2 0 油水～～～～～0.44 0.8 0.37 1.1 0.12 7 油（GB/T3077－1999）合金弹簧钢钢号C 65Mn 60Mn2Si 主要成分w % Mn Si Cr 热处理淬火℃回火℃机械性能σs MPa σb MPa δ10 ψ % % 65Mn 0.62 ～0.70 60Si2 0.56 Mn ～0.64 0.90 ～1.20 0.60 ～0.90 0.17 ～0.37 1.50 ～2.00 ≤ 830 540 0.25 油800 1000 8 30 ≤ 870 480 1200 1300 5 0.35 油GB/T1222-1985 25 65Mn 60Mn2Si钢应用举例：截面≤25mm的弹簧，例如车箱缓冲卷簧合金渗碳钢(低淬透性合金渗碳钢低淬透性) 20Cr 低淬透性用途：可制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件.能同时承受强烈的摩擦磨损,较大的交变载荷,特别是冲击载荷机械性能（≥）主要化学成分wt% 热处理℃C Mn Si Cr 渗预淬回σb σs δ ψ Akv 5 碳备火火MP M J % % a P 处 a 理0.17 0.5 0.20 0.7 9 ～～～～3 0.24 0.8 0.40 1.0 0 8 8 0 水油780 2 0 ～820 0 水, 油8 3 5 5 4 0 毛坯尺寸m m 10 4 47 ＜0 1 5 GB/T3077-1999 合金渗碳钢(中淬透性合金渗碳钢中淬透性) 中淬透性20CrMnTi 主要化学成分wt% C Mn Si Cr Ti 毛渗预淬回σb σs δ ψ Ak 坯尺v 碳备火火MP MP % % 2 0 寸处℃m a a 理J m 9 3 0 8 8 0 油7 2 7 0 0 0 油1 85 1 4 55 < 0 0 0 5 15 8 GB/T3077-1999 0 热处理℃机械性能（≥）0.17 0.80 0.1 1.0 7～～～～0.23 1.10 0.3 1.3 7 0.04 ～0.10 滚珠轴承钢GCr15 用途：制造滚动轴承的滚动体(滚珠、滚柱、滚针),内外套圈等. 或制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件. 淬回
ASTM A213/A213M-07 锅炉、过热器和换热器用 无缝铁素体和奥氏体合金钢管标准规范 本标准以固定的标准号A213/A213M出版；紧随标准号之后的号码表示原来采用的年代号或最新修订标准的年代号（在标准修订版情况下）。带括号的数字表示最新认可的年代号。上标的希腊字母表示上次修订或上次重新认可以来的编辑变更。 本标准经过国防部代理机构批准使用。 1、范围 1.1本标准适用于无缝铁素体和奥氏体锅炉钢管、过热器钢管和热交换器管，标准牌号T5、TP304等，这些钢列于表1、表2 中。 1.2含字母H级别的钢与同类别不含字母H的钢要求不同，含字母H级别的钢提供更高的蠕变—断裂强度。 1.3通常按本标准提供的管子尺寸和壁厚为：内径1/8in（3.2mm）到外径5in（127mm）；壁厚0.015～0.500in(0.4～1 2.7mm)，包括最小壁厚或在定单上规定的平均壁厚。也可提供其它尺寸的管子，但要保证这些管子符合本标准的所有其它要求。 1.4 以英寸—磅或国际制（SI）单位表示的数值都应视为标准值。本文中SI单位表示的数列于括号之内。由于两种单位制的数值并不完全相等，因此必须单独分别采用每一种单位制。因两种单位制的混合使用，可能导致与本标准不一致。如果不是在定货中规定使用本标准中的“M”标志，则应采用英寸—磅单位制。 2、引用标准 2.1 ASTM标准 A262 奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性检测规程 A941 与钢、不锈钢、合金及铁合金有关的术语A1016/A1016M 铁素体合金钢、奥氏体合金钢及不锈钢管的一般要求 E112平均晶粒度测定方法 3、术语 3.1 定义标准中所使用的术语的定义见A941。 4、订货需知 4.1关于本标准产品的所有要求应由用户负责，这些要求包括以下内容（但不受以下内容的限制）：4.1.1 数量(英尺、米或根数)。4.1.2材料名称（无缝管） 4.1.3级别或牌号（表1和表2 ） 4.1.4 加工状况（热精整或冷精整） 4.1.5控制的金相组织特征（见6.3条） 4.1.6 尺寸（外径和最小壁厚、规定的平均壁厚）4.1.7长度（定尺或不定尺） 4.1.8 水压试验或非破坏性电测试验（见10.1条）4.1.9 标准号和出版年代。 4.1.10增加硫（机械加工性见注B，表1和1 5.3条） 4.1.11特定要求和任意选用的补充要求。 5、一般要求 5.1按本标准提供的产品，除了要符合标准A1016/A1016M，包括在定单中指定的任何补充要求。如不能遵守A1016/A1016M标准的一般要求，就会造成与本标准的不一致。万一本标与A1016/A1016M标准之间的要求发生矛盾，则应以本标准为主。 6、材料和制造 6.1 制造和状态管子应采用无缝工艺，可热精整或冷精整。TP347HFG应冷精整。 6.2 热处理 6.2.1铁素体合金钢和铁素体不锈钢铁素体合金钢和铁素体不锈钢应经再次加热，按表3规定的要求热处理。除了热成形加热外，热处理应分别进行。 6.2.2 奥氏体不锈钢所有奥氏体不锈钢钢管应在热处理状态下供货，应按表3规定的要求进行热处理。管子热成形后，当温度不低于规定的最低固溶处理温度时，立即逐根放入水中淬火或用其它方法快速冷却。 6.3如果需要任何控制的金相组织特征，则应在定货中给予规定以作为最合适的热处理指南。
收稿日期:2001Ο06Ο11 作者简介:廖家欣(1966Ο ),男,湖南慈利县人,长沙电力学院物理与信息工程学工程师,学士,主要从事物理实验的研究.第17卷第1期 2002年2月 长沙电力学院学报(自然科学版)JOURNA L OF CH ANG SH A UNI VERSITY OF E LECTRIC POWER (NAT URA L SCIE NCE ) V ol.17N o.1 Feb.2002 奥氏体晶界的硼偏聚对合金钢淬透性的影响 廖家欣,李西南,刘小兵 (长沙电力学院物理与信息工程系,湖南长沙 410077) 摘 要:讨论了加硼合金钢在奥氏体化过程中,硼向奥氏体晶扩散而造成的晶硼偏聚,它阻止了新相形核,该理论 能很好地解释微量硼提高合金钢淬透性的机理. 关 键 词:淬透性;偏聚;奥氏体晶界 中图分类号:TG 111 文献标识码:A 文章编号:1006Ο 7140(2002)01Ο0071Ο03I nfluence of Boron Segeregated in Austenite G rain Boundarys on H ardenability of Alloy Steel LI AO Jia 2xin ,LI X i 2nan ,LI U X iao 2bing (Dept.of Phys.&In formation Eng.,Changsha Univ.of E lectr.P ower ,Changsha 410077,China ) Abstract :This paper discusses that the boron of diffusing in austenite grain boundarys causes boronic segrega 2tions at the boundarys.Therefore they prevent new phase nucleations from forming in austenitizing process of boride alloy steel.This theory can properly explain the mechanism that micro 2boron increases hardenability of alloy steel. K ey w ords :hardenability ;segregation ;austenite grain boundarys 在合金钢中加入极微量的硼(wt -%:B ≤0. 003)就能显著地提高钢的淬性,以往的研究已取得了很好的结果,理论模型能被大多数的实验结果所证实.贺信莱教授等在这一方面做了出色的研究工作[1～7].关于硼提高钢淬透性的作用机理,较为普遍的为同行所接受的观点是:偏聚于奥氏体晶界的硼的作用与体材料的成分和杂质(如氧、氮)含量密切相关;在给定成分的钢中,淬火温度对淬透性有显著的影响;其次,材料在淬火前的热处理史对淬透性也 有明显的影响. 关于硼提高钢淬透性的机理,人们作了如下的解释:奥氏体化过程中通过扩散偏聚在晶界上的硼阻止了新相的形核,晶界硼分布状态与尺寸不同;其影响程度也不同,奥氏体晶上比较明显的网状硼相和碳硼相对淬透性是不利的.已有的结果表明,为了防止硼化物沿奥氏体晶界析出而形成断续的网,钢
碳钢及普通低合金钢的焊接 1.什么是碳素钢？常用的有哪几种？ 答：碳素钢也叫碳钢。常用焊接的有低碳钢（含C≤0.25%）和中碳钢 （含C=0.25%--0.60%）；优质碳素结构钢（08、10、15、20、25、30、35、40、45）2.为什么叫普通低合金钢？它们是如何分类的？ 答：在普通低合金钢中，除碳以外，还含有少量其他元素，如：锰、硅 、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等，性能发生变化，得到比一般碳钢更优良的性能，如：高强度钢、耐蚀钢、低温钢、耐热钢等。 3.什么是金属材料的机械性能？ 答：强度、硬度、朔性、韧性、耐疲劳和蠕变性能等。 4.什么是钢材的工艺性能？ 答：钢材承受各种冷热加工的能力，如：可切削性、可锻性、可铸性和可焊接性等。 5.什么是金属的焊接性？ 答：在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面的内容： 一是接合性能，又称工艺可焊性；二是使用性能，又称使用可焊性。 6.为什么ER50-6实心焊丝使用十分普遍？它适合哪些钢材？ 答：ER50-6实心焊丝（如：唐山神钢MG-51T）适合的钢材有： 〈1〉普通碳素结构钢：Q215 Q235 Q255 Q275 〈2〉优质碳素结构钢： 08 10 15 20 25 30 35 40 45 15Mn 20Mn 25Mn 30Mn 35Mn 〈3〉碳素铸钢：ZG200-400H ZG230-450H ZG275-485H 〈4〉压力容器用碳素钢： 20R 〈5〉锅炉用碳素钢： 20g 〈6〉桥梁用碳素结构钢： 16q 〈7〉核压力容器用碳素钢： 20HR 〈8〉汽车制造用碳素结构钢： 08Al 15Al 〈9〉普通低合金高强度结构钢：Q295 （09MnV、09MnNb、09Mn2） Q345 （14MnNb、16Mn、16MnRE）Q390 （15MnV、15MnTi、16MnNb） Q420 （15MnVN、14MnVTiRE） 〈10〉船体用低合金高强度结构钢 AH32 DH32 EH32 AH36 〈11〉压力容器用低合金高强度结构钢 16MnR 15MnVR 15MnVNR 〈12〉锅炉用低合金高强度结构钢 16Mng 19Mng 22Mng 〈13〉桥梁用低合金高强度结构钢 16Mnq（16MnCuq）15MnVq 15MnVNq 〈14〉石油天然气管道用低合金高强度结构钢 S290 S315 S360 S380 S415 7.为什么低合金高强钢会出现裂纹？有哪些影响因素？ 答：随含碳量和合金元素的增加，产生冷裂纹的敏感性增加。产生冷裂纹的三要素是：〈1〉焊接接头中产生淬硬的马氏体组织〈2〉焊接接头中扩散氢〔H〕含量高 〈3〉焊接接头中有较高的残余应力 8.为什么防止冷裂纹要采取工艺措施？ 答：防止冷裂纹要采取的工艺措施有： 〈1〉建立低氢的焊接环境 〈2〉制定合理的焊接工艺和焊接顺序
奥氏体: 固态金属及合金都是晶体，其内部原子是按一定规律排列的，排列的方式一般有三种即：体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。金属是由多晶体组成的，它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构：910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁，910℃以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。如果碳原子挤到铁的晶格中去，而又不破坏铁所具有的晶格结构，这样的物质称为固溶体。碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体，它的溶碳能力极低，最大溶解度不超过0.02%。而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体， 马氏体: 它的溶碳能力较高，最高可达2%。奥氏体是铁碳合金的高温相。钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。如以极大的冷却速度过冷到230℃以下，这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能，奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和的α固溶体，称为马氏体。 铁素体: 由于含碳量过饱和，引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。由于含铬量的提高，对钢的组织也有很大影响，当铬含量高而碳含量很少时，铬会使铁碳平衡，图上的Υ相区缩小，甚至消失，这种不锈钢为铁素体. 铁素体铁素体是c溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体,具有体心立方晶体结构,用字母F或者α表示. 奥氏体奥氏体是c溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体．具有面心立方晶体结构，用字母A或者γ表示． 马氏体马氏体有点长，我懒的打，只是简单的告诉你，它分为上马氏体和下马氏体，是过冷奥氏体等温冷却到230摄氏度以下形成的！！！！ 奥氏体简介 英文名称：austenite 晶体结构：面心立方（fcc） 字母代号：A、γ 定义：碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体 命名：为纪念英国冶金学家罗伯茨-奥斯汀(1843～1902)对金属科学中的贡献而命名。 微观表述：γ－Fe为面心立方晶体，其最大空隙为0.51×10－8cm，略小于碳原子半径，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在1148℃时，γ－Fe最大溶碳量为2.11％，随着温度下降，溶碳能力逐渐减小，在727℃时其溶碳量为0.77％。 性能特点：奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。不具有铁磁性。因此，分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18－8型不锈钢）的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。
第七章合金钢 碳钢具备很多优点，在机器制造业中获得了广泛应用。但是碳钢淬透性低、回火抗力差、不具备特殊的物理、化学性能，且屈强比低，约为0.6。而合金钢屈强比一般为0.85～0.9。在零件设计时，屈服强度是设计的依据。所以，碳钢的强度潜力不能充分发挥。为了满足使用要求，必须选用合金钢。 1、合金元素对钢中基本相有哪些影响？ 答：⑴与碳亲合力很弱的合金元素，溶入铁素体内形成合金铁素体，对基体起固溶强化作用，与碳不发生化合反应。 ⑵与碳亲合力较强的合金元素，一般能置换Fe3C中的铁原子，形成合金Fe3C。合金Fe3C较Fe3C稳定性略高，硬度较为提高，是低合金钢中存在的主要碳化物。 ⑶与碳亲合力很强的合金元素，且含量大于5％，易形成特殊碳化物。它比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度、耐磨性和回火稳定性。 2、普通低合金钢与含碳量相同的碳素钢相比有什么特点？这类钢常用于哪些场合？钢中合金元素主要作用是什么？ 答：普通低合金钢是一种低碳、低合金含量的结构钢，其含碳量＜0.2％，合金元素含量＜3％。与具有相同含碳量的碳素钢相比具有较高的强度，较高的屈服强度，因此，在相同受载条件下，使结构的重量减轻20～30％。具有较低的冷脆转变温度（-30℃）。 普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。因此它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。 钢中合金元素的主要作用：Mn—强化铁素体基体；V、Ti—细化铁素体晶粒，形成碳化物起弥散强化的作用；Cu、P—提高钢对大气的抗蚀能力。 3、普通低合金钢常用于哪些场合？对性能有何要求？如何达到这些性能要求？ 答：普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。 由于它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。因此对它的性能要求如下：良好的综合力学性能，ζs＝350～650 MPa，δ＝16～23％，αk＝60～70 J/cm2；良好的焊接性、冷热加工性；较好的抗蚀性；低的冷脆转化温度，一般为-30℃。 为了达到这些要求，普通低合金钢碳含量低，一般为0.1～0.2％；合金元素含量低，一般＜3％。主加元素Mn用来强化铁素体基体；辅加元素V、Ti用来形成碳化物起弥散强化的作用，同时细化铁素体晶粒；Cu、P用来提高钢对大气的抗蚀能力。 4、合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？为什么合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高？ 答：合金钢中的合金元素能溶入铁素体基体起固溶强化作用，只要加入量适当并不降低钢的韧性；除了Co和Al外，其它合金元素均使C曲线右移，使合金钢淬火时临界冷却速度下降，淬透性提高，从而使力学性能在工件整个截面上均匀（特别是ζs和αk）。故合金钢力学性能好。 合金钢淬透性高，临界冷却速度小，故可用较小的冷却速度进行淬火，使热应力大大降低，所以，合金钢的热处理变形小。 合金工具钢中存在合金渗碳体和特殊炭化物，比碳素工具钢中的渗碳体具有更高的硬度和稳定性，弥散度高，故耐磨性高。
《新能源与节能技术》专业课程设计 说明书 名称余热利用——换热器设计 院系机械工程学院 专业 学生 指导教师 完成时间
引言 余热的利用途径主要有余热的直接利用、余热发电和余热的综合利用。余热发电通常利用余热锅炉产生蒸汽，推动汽轮机组发电。开源节流是解决能源供需的可靠办法，考虑到要合理的开发和利用二次能源，所以运用余热锅炉是利用二次能源的重要组成部分（高温烟气）的主要手段之一，从而提高能源利用率，有效节约能源。 通过此次余热锅炉换热器的设计，充分让学生理解理论知识并且加以实际利用。课程设计是专业原理教学的一个重要环节，是综合应用专业课程和有关选修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
目录 1 引言………………………………………………………………… 1.1 目录……………………………………………………………… 1.2 余热锅炉概述…………………………………………………… 2 设计参数…………………………………………………………… 3 设计方案…………………………………………………………… 3.1 平均温差（温压）的计算……………………………………… 3.2 换热量的计算………………………………………………… 3.3 流通截面积计算………………………………………………… 3.4 换热管的设计计算……………………………………………… 4 计算汇总表………………………………………………………… 5 结论………………………………………………………………… 6 体会…………………………………………………………………参考文献