旋壓封頭用碳素鋼的分類及 點(diǎn)

　　在旋壓封頭用鐵碳合金相圖(圖3-4)中，含碳量小于等于2.06%的鐵碳合金稱為碳素鋼。

　　注：實(shí)際上，從使用性上來(lái)說(shuō)，旋壓封頭用錳鋼(含錳的碳素鋼)使用范圍與碳素鋼大致相同，僅僅是鋼的強(qiáng)度比碳素鋼高，而重量略輕，故國(guó)外例如美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)常將錳鋼與碳素鋼歸為一類，統(tǒng)稱為碳鋼，而我國(guó)的材料標(biāo)準(zhǔn)則將錳鋼叫做低合金鋼。作者認(rèn)為有些不妥，因?yàn)樵谌藗兊挠∠笾?，凡合金鋼都是通過(guò)加入Cr、Mo、Ni、V、W等合金元素，且表現(xiàn)出 殊的性能(如耐熱性、抗腐蝕性等)。但為了與我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)保持一致，這里仍將旋壓封頭用錳鋼等歸為低合金鋼。

　　碳素鋼的分類方法有很多種，如按化學(xué)成分分類常分為低碳鋼(C<0.25%)、中碳鋼(C=0.25%~0.6%)和高碳鋼(C>0.6%)三種;按質(zhì)量分類常分為普通鋼(S≤0.05%，P≤0.05%)、 鋼(S≤0.04%，P≤0.04%)和高級(jí) 鋼(S≤0.02%，P≤0.03%)三類;按用途分類常分為結(jié)構(gòu)鋼、旋壓封頭、承壓用鋼(壓力容器用鋼、鍋爐用鋼)、工具鋼等。由于中碳鋼和高碳鋼可焊性較差，在工程設(shè)計(jì)中除螺栓材料之外，常用的壓力管道材料都是低碳鋼。

　　1、普通碳素鋼

　　旋壓封頭用普通碳素鋼與 碳素鋼相比，由于它的有害雜質(zhì)元素S、P含量相對(duì)較高，綜合機(jī)械性能和耐蝕性較差，故不宜用在較重要的場(chǎng)合，但普通碳素鋼價(jià)格便宜，故工程上常用于各種鋼構(gòu)架、支吊架等，而流體輸送管道上使用時(shí)常給與一定的限制，詳見(jiàn)本章第四節(jié)。

　　旋壓封頭用普通碳素鋼根據(jù)其冶煉過(guò)程的脫氧程度不同可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼三種。在澆鑄前不用硅和鋁脫氧，澆鑄時(shí)在鋼錠模內(nèi)產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，這類鋼叫沸騰鋼。而脫氧較完全，澆鑄時(shí)鋼水在鋼錠模內(nèi)不產(chǎn)生CO氣體，這類鋼叫鎮(zhèn)靜鋼。進(jìn)行中等程度脫氧，介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼叫半鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼常在其材料牌號(hào)后面加字母F進(jìn)行表示，半鎮(zhèn)靜鋼則是在其材料牌號(hào)后面加字母b進(jìn)行表示，鎮(zhèn)靜鋼省略不加。

　　旋壓封頭用沸騰鋼由于脫氧不完全，鋼液中含氧量多，澆注及凝固時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量CO氣泡，造成劇烈的沸騰現(xiàn)象。沸騰鋼冷凝后沒(méi)有集中縮孔，因而成材率高，成本低，表面質(zhì)量及深沖性能好。但因含氧量高，成分偏析大，內(nèi)部雜質(zhì)多，抗腐蝕性和機(jī)械性能差，且容易發(fā)生時(shí)效硬化和鋼板的分層，故不宜作重要用途。

　　鎮(zhèn)靜鋼由于脫氧完全，澆注時(shí)鋼液平靜，沒(méi)有沸騰現(xiàn)象，冷凝后有集中縮孔，所以成材率低，成本高。但鎮(zhèn)靜鋼中氣體含量低，時(shí)效傾向小，鋼錠中氣泡、疏松較少，質(zhì)量較好。

　　旋壓封頭用普通碳素鋼的表示方法和代號(hào)按GB700標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：

　　

　　壓力管道中常用的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)為Q235A(F、b)、Q235B(F、b)、Q235C、Q235D四種，這些牌號(hào)的質(zhì)量要求是順次提高的。材料標(biāo)準(zhǔn)為GB700。

　　2、 碳素鋼

　　旋壓封頭用 碳素鋼中的有害雜質(zhì)元素S、P比普通碳素鋼低，不僅如此，二者的冶煉方法也多有不同，普通碳素鋼多用成本 的轉(zhuǎn)爐冶煉，而 碳鋼則采用平爐或鈍氧頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，脫氧較好，雜質(zhì)含量較低，故其綜合機(jī)械性能、耐蝕性等均優(yōu)于普通碳素鋼。 碳素鋼與高級(jí) 碳素鋼相比，價(jià)格不高，故這類鋼是工程上應(yīng)用 的碳素鋼。

　　 碳素鋼的表示方法和代號(hào)按GB221標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：

　　

　　GB699標(biāo)準(zhǔn)給出了 碳素鋼的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。該標(biāo)準(zhǔn)共列出了08F、10F、15F、08、10、15、20、25、……70Mn等31種材料牌號(hào)，而旋壓封頭中常用的牌號(hào)為08、10、20三種。08和10鋼因含碳量低、硬度低、塑性好，常用作金屬墊片。20鋼則常用于管子和管件。

　　GB8163、GB9948、GB6479、GB3087、GB5310等標(biāo)準(zhǔn)給出了 碳素鋼鋼管的材料制造要求，它們都是壓力管道常用的鋼管標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)這些標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用將在第五章中介紹。

　　GB710、GB711、GB713、GB5681、GB6654等標(biāo)準(zhǔn)給出了 碳素鋼鋼板的材料制造要求，它們都是壓力管道常用的旋壓封頭用鋼板標(biāo)準(zhǔn)。選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)其應(yīng)用范圍確定。

　　GB12225、GB12228等標(biāo)準(zhǔn)給出了壓力管道常用的 碳素鋼的鑄件材料制造要求。

　　3、高級(jí) 碳素鋼

　　旋壓封頭用高級(jí) 碳素鋼各方面性能略優(yōu)于 碳素鋼，但價(jià)格較高，工程上應(yīng)用的并不多。一般情況下，如果采用 碳素鋼不能滿足使用條件要求時(shí)，將考慮選用相應(yīng)的合金鋼而不用高級(jí) 碳素鋼。旋壓封頭用高級(jí) 碳素鋼的表示方法是在 碳素鋼的牌號(hào)后面加字母“A”。