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15CrMo合金管
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15CrMo合金管执行标准:
GB5310--中国国家标准
GB/T8163-2008(输送流体用无缝钢管)。主要用于工程及大型设备上输送流体管道。代表材质(牌号)为20、Q345等。
GB3087-2008(低中压锅炉用无缝钢管)。主要用于工业锅炉及生活锅炉输送低中压流体的管道。代表材质为10、20号钢。
GB5310-2008(高压锅炉用无缝钢管)。主要用于电站及核电站锅炉上耐高温、高压的输送流体集箱及管道。代表材质为20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。
GB5312-1999(船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管)。主要用于船舶锅炉及过热器用I、II级耐压管等。代表材质为360、410、460钢级等。
GB6479-2000(高压化肥设备用无缝钢管)。主要用于化肥设备上输送高温高压流体管道。代表材质为20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。
GB9948-2006(石油裂化用无缝钢管)。主要用于石油冶炼厂的锅炉、热交换器及其输送流体管道。其代表材质为20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。

15CrMo合金管性能:
塑性
塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不破坏的能力。
硬度
硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法,它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面,根据被压入程度来测定其硬度值。 常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等方法。
疲劳
前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。实际上,许多机器零件都是在循环载荷下工作的,在这种条件下零件会产生疲劳。
冲击韧性
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下 低合金矩形管抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
强度
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式,所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系,使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。
15CrMo合金管化学成分(质量分数)(%):

C

Si

Mn

Cr

Mo

Ni

B

V

0.12~0.18

0.17~0.37

0.40~0.7 0

0.80~1.10

0.40~0.55

15CrMo合金钢管以低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)为主要特征。常用的合金元素按其在15CrMo合金钢管的强化机制中的作用可分为:固溶强化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等);细化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等);沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相变强化元素(Mn、Si、Mo等)(见金属的强化)。
C ;在15CrMo合金钢管中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物,使钢得到强化。在微合金钢中为形成一定量的碳-氮化物,碳的含量只需要0.01~0.02%;所以降碳是这类钢发展的必然趋势,从而可大大改善15CrMo合金钢管的韧性和焊接性能[1]。
Mn ;高的Mn/C比对提高15CrMo合金钢管的屈服强度和冲击韧性有好处。锰能降低γ→α 转变温度;有利于针状铁素体的形核;在加热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,从而增加了铁素体中碳化物的弥散析出量。此外,由于高锰导致15CrMo合金钢管的应力/应变特性的变化,可以抵销鲍欣格效应的强度损失。
Si ;多数低合金高强度钢不用硅合金化,但在热轧铁素体-马氏体多相钢中,硅是不可缺少的添加元素。
Mo ;含钼15CrMo合金钢管(~0.15%Mo)有较高的强度,比传统的铁素体-珠光体钢又有较高的韧性。钼对钢在冷却过程中珠光体转变有抑制作用。在针状铁素体钢和超低碳贝氏体钢中的含钼量一般在0.2~0.4%。
Nb、V、Ti ;在低碳的锰钢或低碳的锰-钼钢中添加0.05~0.15% Nb(或V、Ti),有明显的晶粒细化和沉淀硬化作用。钛在钢中形成硫化物,改善冲击吸收功的各向异性和冷成型性。
稀土元素(RE) ;微量(0.001%左右)稀土金属,不影响15CrMo合金钢管的强度。其主要作用是脱硫,它又是最有效的硫化物形态控制元素,减小韧性的各向异性,防止钢的层状撕裂。
其他元素Ni、Cr、Cu等,在微合金钢中固溶硬化并不十分有效,在非调质钢中一般控制在较低的含量范围。
15CrMo合金管力学性能:

标准

牌号

抗拉强度(MPa)

屈服强度(MPa)

伸长率(%)

硬度

GB3087

10

335~475

≥195

≥24

/

20

410~550

≥245

≥20

/

GB5310

20G

410~550

≥245

≥24

/

20MnG

≥415

≥240

≥22

/

25MnG

≥485

≥275

≥20

/

15CrMoG

440~640

≥235

≥21

/

12Cr2MoG

450~600

≥280

≥20

/

12Cr1MoVG

470~640

≥255

≥21

/

12Cr2MoWVTiB

540~735

≥345

≥18

/

10Cr9Mo1VNb

≥585

≥415

≥20

/

ASME SA210

SA210A-1

≥415

≥255

≥30

≤143HB

SA210C

≥485

≥275

≥30

≤179HB

ASME SA213

SA213 T11

≥415

≥205

≥30

≤163HB

SA213 T12

≥415

≥220

≥30

≤163HB

SA213 T22

≥415

≥205

≥30

≤163HB

SA213 T23

≥510

≥400

≥20

≤220HB

SA213 T91

≥585

≥415

≥20

≤250HB

SA213 T92

≥620

≥440

≥20

≤250HB

DIN17175

ST45.8/Ⅲ

410~530

≥255

≥21

/

15Mo3

450~600

≥270

≥22

/

13CrMo44

440~590

≥290

≥22

/

10CrMo910

480~630

≥280

≥20

/

15CrMo合金管纯化氢原理:
15CrMo合金管纯化氢的原理是,在300—500℃下,把待纯化的氢通入15CrMo合金管的一侧时,氢被吸附在15CrMo合金管壁上,由于钯的4d电子层缺少两个电子,它能与氢生成不稳定的化学键(钯与氢的这种反应是可逆的),在钯的作用下,氢被电离为质子其半径为1.5×1015m,而钯的晶格常数为3.88×10-10m(20℃时),故可通过15crmo合金管,在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子,从15crmo合金管的另一侧逸出。
15CrMo合金管尺寸公差:

钢管种类

钢管尺寸

mm

允许偏差

普通级

高级

热轧(挤)管

外径

D

≤159

+1.0%(最小值为+0.5mm)

+0.75%(最小值为+0.3mm)

>159

+1.0%

+0.90%

壁厚

S

<3.5

+15%(最小值为+0.48mm)

-10% (最小值为-0.32mm)

+1.0%(最小值为+0.2mm)

3.5~20

+15%

-10%

+10%

>20

D<219

+10%

+7.5%

D≥219

+12.5%

-10.0%

+10%

冷拔(轧)管

外径

D

≤30

+0.20mm

+0.15mm

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