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作为一般性的了解,也为了便于初学者记忆,我们可以这样认为(但不是十分准确的说法):
304-------基本型钢种,只含(C<
0.08%)、Cr(~18%)、Ni(~9%)
304L-----超低碳C的304(C<
0.05%)就叫304L
321-------304+Ti(~0.5%)
316-------304+Mo(~2.5%)
316L-----超低碳C的316(C<
0.05%)就叫316L不锈钢的强度、韧性指标是各种钢中最好的,其最特出的优点是抗腐蚀,在化工造纸等腐蚀性较强的场合就必须使用不锈钢,当然,其成本也是最高的。
2.3.钢的性能表示:
一种钢性能的好坏,总要用一些指标来反映,来表示.对于钢,我们通常用其所含的化学成份,机械性能的数值来反映其质量和性能。
机械性能通常有三个指标:
抗拉强度(σb,TS):
材料在拉断时能承受的最大外拉力。
.屈服强度(σs,YS):
材料发生塑性变形能承受的最小外拉力。
延伸率(ψ,EL):
材料在拉断后,在长度方向上延长的百分比,此值越大,说明材料的塑性越好。
有时,还用硬度值、冲击韧性值等反映材料性能。
我们最常见的碳钢20#,Q235及国外的SS400,SS41,St37等等,它们的性能是非常接近的,或者说基本可以相互替代,它们的有关参数大致如下:
C:
0.18-0.21%Si:
0.30%Mn:
0.5%P,S0.025%
TS:
~550MpaYS:
~260MpaEL:
~25%
2.4钢的组织及其变化
钢为什么会有性能的差别,其实与钢的内部组织结构有关。
通过显微镜可以看出,钢的内部是由许多不同的象细胞一样的小块块叠积而成的,再仔细观察,这些小块块其实归属于几种不同类别,我们通常将同一类的小块块称为一种“相”或一种“体”。
如我们平时所说的奥氏体、铁素体就是指钢中最常见的两种组织结构,也就是两种相。
一种钢中含有哪些相,每一种相所占的比例多少,相的形态如何,这些都直接影响钢的性能。
也就是说,如果钢中相的类型,比例,形态发生变化,钢的性能就要跟着发生变化。
那末,哪些因素会促使这些年变化呢?
显然,钢的成分的变化肯定会影响钢的性能的变化,而对于成份固定的某一种钢来说,比如20#钢,或者304L,当它们被进行形变加工,进行热处理时,其性能也会发生变化。
归纳起来,影响钢的性能的主要因素是:
成份,变形和温度。
2.5钢的热处理:
为了使某种钢达到我们所希望的最佳性能,必须使其内部组织结构稳定于某一种稳定的结构状态。
在很多情况下,我们都必须对钢进行热处理。
因为我们的很多产品都是经过加工变形而成的,上面提到经变形的钢,其组织结构就要发生变化,也就是说,钢的性能就发生了变化,而这种变化往往是我们所不愿意的,这时我们就必须采取热处理的办法来消除这些变化,恢复钢的本来特性。
当然,我们还有因为其他考虑,进行其它方式的热处理。
几种钢经冷,热变形后的热处理方法参见附表1。
2.6钢号表示方法:
世界各国钢号表示方法不尽一样,但多数按两类方法来表示:
一类以含有的合金之素及其含量来表示,一类以钢种代号及强度数值来表示。
例如:
20#--表示含碳量为0.20%左右的优碳钢
45#--表示碳量为0.45%左右的优碳钢
1Cr18Ni9Ti—表示含碳量:
0.1%以下
Cr18%左右
Ni9%左右
Ti:
含少许
0Cr18Ni9—表示含碳量极低,≤0.08%
Cr18%左右
Q235-----表示屈服强度>235MPA的普碳钢
SS400---表示抗拉强度>400MPA的优碳钢
2.7常用钢铁代号,成份性能
按照碳钢、合金钢、不锈钢三大类,我们汇总如附表2:
三.管道系统常识
3.1管道常用材料:
管道中常用的原材料有:
板材、管材和锻件。
⑴板材:
常见板材有卷板、平板和开平板.卷板通常成卷交货,优点是可根据需要任意截取长度,缺点是必须有相应的开卷设备,板面平整度一般.平板通常是成张交货,优点是板面平整,便于运输,使用缺点是有时板材使用率较低.开平板是将卷板通过剪板机剪成一块块经板面平整后而成的.区分平板和开平板的方法,除观察其表面及边缘平整度,光滑度外,还有一简便方法:
真正的平板,每张上均有钢厂出厂时的标记,如厂家、规格、钢号等字样,而在开平板上就没有这些记号.板材理论重量计算公式为:
碳钢板理重=长*宽*厚*7.85/106(毫米为单位,重量为公斤)
不锈钢板理重=长*宽*厚*7.91/106(毫米为单位,重量为公斤)例如:
一张1500*6000*6的不锈钢板:
理重=1500*6000*6*7.91=71190000,小数点前移6位=71.19Kg⑵管材:
这主要指圆管,可分为焊管(直缝焊管、螺旋焊管)及无缝管.焊管(也叫有缝管)通常用于压力较低(20KG/CM2)的管道,其中螺旋焊管又主要用于大口径(如DN400以上)系统,因此,其壁厚一般较薄(通常SCH10以下).无缝管则一般用于压力较高的管道,由于无缝管生产工艺所限,我们常用的工业无缝管,通常是热轧而成,因此市场上可供热轧无缝管的壁厚,对于一定口径的管材,通常是有一定下限的(一般在SCH10以上),此如:
Φ27-Φ48壁厚≥2.0
Φ57-Φ76壁厚≥3.0
Φ89-Φ159壁厚≥3.5
Φ168-Φ219壁厚≥4.0(Φ168*3市场有,但较少)
Φ273壁厚≥6.0
Φ325-Φ377壁厚≥8.0
Φ402-Φ426壁厚≥9.0
Φ530-Φ630壁厚≥10.0管材每米理论重量计算公式为:
碳钢管理重=(外经-壁厚)*壁厚*0.02466(毫米为单位,重量为公斤)
不锈钢管理重=(外经-壁厚)*壁厚*0.02491(毫米为单位,重量为公斤))
例如:
一根6米长273*8的不锈钢管:
每米理重=(273-8)*8*0.02491=52.81Kg
6米一根理重=52.81*6=316.86Kg
(3)锻件:
锻件通常用于制造法兰,承插件及某些接头。
3.2管系通径及壁厚的表示方法:
(1)最简单明了的表示方法是:
管道的实际外径*实际壁厚,例如:
Φ114.3*6.02即表示管道外径为114.3mm,壁厚为6.02mm。
但在很多情况下,为便于设计,管道口径多用公称通径来表示,例如DN100,4”等。
壁厚用管标号SCH×
×
表示,如SCH80来表示。
这些数值不代表实际外径或实际壁厚,它们只是一种标识。
由于世界各国使用上的习惯,某种公称通径(如DN100)所代表示实际外径并不是唯一的,归纳起来,主要有两种,一种称公制系列(B系列),一种称为英制系列(A系列)。
因此,如果只知道公称通径,而不知道属于A系列还是B系列,通常我们不能唯一确定它的实际外径。
例如DN100,如为A系列,则其代表管道外径为114.3mm,如果采用B系列,则某代表外径为108mm。
但DN100A就代表外径为114.3、DN100B就代表外径为108。
至于壁厚通常按照给出的管标号(如SCH20、STD、XS),查询相关标准中的有关表格,即可查到其代表的实际壁厚。
(2)有些老设计部门,尚沿用这样的习惯,以DN×
表示的即为公制(B系列),以英寸表示的即表示英制(A系列)。
但根据目前实际情况,后一种情况,即“以英寸表示公称通径时,一般代表英制系列(A系列)”通常是正确的,但前一种情况已不再准确了。
目前较为流行的做法是。
不论公制英制均以DN×
表示。
因此,凡以DN×
表示通径而又未指出A系列、B系列的,必须明确其采用的管道系列,否则,就可能发生错误,如可能误将114.3的管道错成108管道。
(3)管道常用规格详见附表3,其中详细介绍了,公称通径,实际外径(分A系列、B系列),不同管标号(如SCH30、STD)所对应的实际壁厚。
3.3管件的分类:
一般地讲,在整条管线中,除直管以外的各种配件可以统称为管配件。
不过习惯地,我们将弯头、三通、大小头、管帽及各种管接头径称为管件,同时将法兰、阀门、膨胀节、管道支架等分别称呼。
以下主要就管件进行细分:
依据直管与管件焊接时的焊接方式不同,可将管件分为两大类对焊类(BW):
管件承插(SW)及螺纹(TH)类对焊类(BW)承插(SW)类及螺纹(TH)类弯头、三通、大小头、管帽弯头、三通、变径管、管帽各种管接头(由令、考贝仑、单头丝、双头丝、卜申、堵头等)
依据管件表面是否带有焊缝,可将管件分为有缝管件和无缝管件两大类,.GB12459-90即为无缝管件标准,GB/T13401-92即为有缝管件标准.
3.4管件标识:
所谓管件标识,也就是对某一种管件品种,要知道哪些参数才能唯一确定,这种管件的特征。
一般地讲。
必须知道以下参数:
⑴类别(弯头还要知道角度,弯曲半径;
大小头还要知道是同心或偏心)
⑵材质
⑶通径大小及管制(以公称直径表示时,必须确认公制、英制)、
⑷壁厚或管标号。
⑸标准号(有时在标准号后加A或B表示管系为英制或公制)例如:
45°
弯头R=1.5D,304L,DN100,SCH20,GB12459B偏心大小头,20#,DN150BSTDANSIB16.9三通316TIφ610*168*4GB/T13401当然,对生产计划,订单,询价单还必须知道数量。
3.5.有关管道及管件的英文代号汇总:
为了设计及书写的方便,经常用英文字母来代表有关内容。
现就常见的一些代号汇总如下:
类别代号全称含义
通用CSCarbonSteel碳钢
SSStainlessSteel不锈钢
BWButtWelding对焊
SWSocketWelding承插焊
THDThreaded螺纹
NPTNormalPipeThread普通管螺纹
NPTMNPTMale普通外管螺纹
NPTFNPTFemale普通内管螺纹
SQSquare方型,方头
HEXHex六角头
管件E(S)Elbow(s)短半径弯头
E(L)Elbow(l)长半径弯头
RCConc.reducer同心大小头
REEcc.reducer偏心大小头
TRTee(R)异径三通
TCTee(C)等径三通
CCap管帽
UnionUnion由令,活接头
CouplingCoupling考贝伦,束接
HalfcouplingHalfcoupling半考贝仑
PlugPlug堵头
BushingBushing仆申,内外丝
钢管知识大全上钢管行业网站:
钢管114
举例如下:
①45E(L)150BSCH40,20#,GB12459
45°
1.5D无缝弯头φ159*7.11,20#钢,标准GB12459-90
②90E(S)-300-SCH10S,304L,ANSIB16.9
90°
1.0D无缝弯头φ323.9*4.57,304L,标准ANSIB16.9
③RC500*300BSCH20,15CrMo,GB/T13401-92
焊缝同心大小头φ529*10/325*6.3,材质15CrMo标准GB/T13401
④TR100*100*80STD,20#,GB12459
无缝异径三通114.3*114.3*6.02/88.9*5.74,20#,GB12459
(为简便见,主管也可用一个数据表示,如:
TR100*80STD,100表示主管,80表示支管)
⑤C200BSCH80,316L,ANSIB16.9
管帽219*12.7316L,ANSIB16.9
⑥90E(L)2”1500LBSW,304,ANSIB16.11
承插弯头2”1500磅20#钢,标准:
ANSIB16.11
3.6管件常见标准:
管件中最常见的标准主要有四种:
GB12459-90无缝对焊管件国家标准(无缝)
GB/T13401-92焊缝管件国家标准(有缝)、
ANSIB16.9美标对焊管件标准(有缝或无缝)
ANSIB16.11承插及螺纹管件标准(美标)
有时下列标准也会用到:
HG514-87化工部管件标准
SHJ408-90中石化管件标准
JISB2311、JISB2312、JISB2316、日本管件标准
还有德国DIN标准等等。
四.法兰常识:
法兰是管道中起连接作用的重要部分,种类多,标准繁杂。
由于其主要起连接作用,因此,法兰的主要特性就是连接方式及密封形式,主导影响参数是管道压力(介质不同影响材质选定):
一般地讲,低压系统(PN<
2.5MPA)采用平焊或板式法兰,普通突面(RF)密封,中压系统(2.5-64MPA)采用对焊法兰,RF或凹凸面(FM/M)密封,高压系统(10.0MPA以上),通常采用对焊法兰,梯型槽(RJ)密封。
在低压不锈钢系统中,有时为节约成本及检修方便,还采用松套法兰或活套环法兰。
4.1关于法兰标准:
目前,法兰标准比较多,国内有GB(国家标准),JB(机械部标准),HG(化工部标准)等,国外有ANSI(美标),JIS(日标),DIN(德标)等。
但目前使用较多的标准分为两大类别:
(1)以DIN标准为主的欧洲体系(包括DIN,GB,JB,HG20592);
(2)以ANSI标准为主的美洲体系(包括ANSI,GB,HG20615)。
此二大类法兰可通过表示法兰压力等级的标识来区分。
(JIS标准为另一类体系的标准,不属此二类)
4.2法兰类型及标识:
(1)为便于设计及表述,世界各地习惯用字母符号表示法兰种类及密封面形式,如在HG20592,ANSIB16.5,DIN及JIS标准中均有如下表述:
代号意义说明
法兰类型SO平焊法兰Slip-on
WN对焊法兰Weld-neck
PL板式法兰Plate
PJ/PR(或PJ/RJ)活套环法兰不锈钢焊环+碳钢法兰
LP松套法兰不锈钢翻边+碳钢法兰
TH螺纹法兰
密封面形式-RF普通突面密封Rasedface
-M凸面密封配对使用
-FM凹面密封
-T榫面密封配对使用
-TG槽面密封
-RJ梯型槽密封RingJoint
-FF全平面密封FlateFace
(2)确定一种法兰的全部特征需知道以下几个方面:
1法兰制造标准如:
ANSIB16.5
2法兰类型如:
对焊法兰
3公称通经及管制(英制或公制)如:
DN150B
4压力等级如:
PN10或600LB
5密封面形式如:
RF
6材质如:
304L
几点说明:
1某些法兰标准与法兰类型,密封面形式是一一对应的,即给出标准就
知道了法兰类型和密封面形式.如:
JB81-59,HG5010-58.
2关于管制,一般讲,目前世界较通行的是英制,公制系列在国内的一些
老标准中应用较多.因此,一些老标准中仅含有公制.另外,如果通经
以英寸表示,一般就代表英制.
3关于字母代号,国内一些老标准未予采用,而HG20592-97则全面与
国际接轨,采用了通用符号.
4.3法兰类型举例:
(1)法兰DN100PN1.6RF,20#,HG5010-58
口径DN100,压力1.6MPA,普通突面,20#钢,配公制管平焊法兰
(2)WN-4”300LBRF,304,ANSIB16.5
口径4”,压力300磅,普通突面,材质304,配英制管平焊法兰
(3)PJ/PRDN300(A)PN4.0RF,304/20#,HG20592-97
口径DN300,压力4.0MPA,普通突面,304/20#钢,配英制管
活套环法兰
钢铁材质基础知识总汇
1.屈服点(σs)
钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs=Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:
帕斯卡=N/m2)
2.屈服强度(σ0.2)
有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。
3.抗拉强度(σb)
材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb=Pb/Fo(MPa)。
4.伸长率(δs)
材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)
钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。
屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高,耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2(N/mm2)。
⑵洛氏硬度(HR)
当HB>
450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120°
的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:
HRA:
是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB:
是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC:
是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
⑶维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°
的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)
钢材商品知识
(一)----钢的分类
第一节钢的分类
一、黑色金属和有色金属
1、黑色金属
是指铁和铁的合金。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状,含碳量大于2.11%的铁碳合金),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢,把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。
2、有色金属
又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。
以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:
铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类
钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:
1、按品质分类
(1)普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2)优质钢(P、S均≤0.035%)
(3)高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
2、按化学成份分类
(1)碳素钢:
a.低碳钢(C≤0.25%);
b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);
c.高碳钢(C≤0.60%)。
(2)合金钢:
a.低合金钢(合金元素总含量≤5%);
b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%);
c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
3、按成形方法分类:
(1)锻钢;
(2)铸钢;
(3)热轧钢;
(4)冷拉钢。
4、按金相组织分类
(1)退火状态的:
a.亚共析钢(铁素体+珠光体);
b.
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