閥門(mén)設(shè)計(jì)常用材料

1、閥體材料(1)表 1 中 WCAWCBWC(是按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)表示的牌號(hào)， ZG 205-415、ZG 250-485、ZG 275-485 是按 GB/T 5631 鑄材料狀態(tài)國(guó)別標(biāo)準(zhǔn)號(hào)材料牌號(hào)鑄件中國(guó)GB/T 12229WCAWCBWCCZG 205-415ZG 250-485ZG 275-485美國(guó)ASTM A 216WCAWCBWCCUNS J02502UNS J03002UNS J02503鍛件中國(guó)GB/T 6992525Mn3540美國(guó)ASTM A105常用的碳素鋼鑄件、鍛件材料表 1-1注:鋼牌號(hào)表示方法分別對(duì)應(yīng) WCAWCBWC 啲牌號(hào)。UNS J02502 UNS J03002 U

2、NS J02503 是以美國(guó)金屬與合金統(tǒng)一系統(tǒng) 編號(hào)方法，分別對(duì)應(yīng) WCAWCBWCC 勺牌號(hào)。表 1 中最常用的是 WCB 岡，其標(biāo)準(zhǔn)含碳量 W 0.30%,但為了獲得優(yōu)良的焊接性能和力學(xué)性能，其含碳量應(yīng)控制在 0.25%左右。(3)殘留元素 Cr、Ni、Mo V、Cu 也是必須控制并達(dá)標(biāo)，其殘留元素總量應(yīng) w1%但有碳當(dāng)量(CE)要求時(shí)此條不適用。4)當(dāng)閥門(mén)的連接端為焊連接時(shí)必須控制碳總量。ASTM A 216 補(bǔ)充要求中規(guī)定了使用于不同場(chǎng)合的碳素鋼鑄件碳當(dāng)量的要求。但不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其工況條件,對(duì)碳當(dāng)量的要求也不同,如分析 CEC 0.45。同樣為了保證焊接性能 API 6D 對(duì)焊接端

3、的碳素鋼鑄件含碳量也作了規(guī)定，爐前分析CEC 0.23%,成品分 析CEC 0.25%,硫磷含量 W 0.035。碳當(dāng)量 CE=C%+Mn%/(+C 葉 Mo+V %/5+ (Ni+Cu) %/15。(5) ASTM A 105 并不是我國(guó)的 25 號(hào)鋼或 25Mn 鋼，雖然其主要化學(xué)成分相當(dāng)于我國(guó)的25Mn 鋼，但 ASTM A 105 對(duì)雜質(zhì)元素 Cu Ni、Cr、Mo V、Nb 的控制以及 C、Mn 含量的關(guān)系和材料的熱處理都有控制要求。6)鍛鋼閥門(mén)是否需要進(jìn)行材料的力學(xué)性能檢測(cè)是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求決定的,對(duì)于低碳鋼只要化學(xué)成分合格,正火API 6D 則要求爐前分析 C 氐 0.43，成品

4、表 1 中最常用的是 WCB 岡，其標(biāo)準(zhǔn)含碳量 W 0.30%,但為了獲得優(yōu)良的焊接性能和力學(xué)性能，其含碳量應(yīng)控制的熱處理工藝正確,其力學(xué)性能就是一定的,不像中碳鋼和高碳鋼可以按淬火后的不同回火溫度得到不同的力學(xué)性能。對(duì)于鍛造高壓閥門(mén)如 PN16.0MPa PN32.0MPa 或更高壓力的鍛鋼閥由設(shè)計(jì)決定采用的材料應(yīng)達(dá)到的力學(xué)性能。根據(jù)所要求的力學(xué)性能確定回火溫度以達(dá)到材料的性能符合設(shè)計(jì)要求。常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料材料狀態(tài)國(guó)別標(biāo)準(zhǔn)材料牌號(hào)適用溫度 c備注GB/T 12230-89 牌號(hào)GB/T 12230-2005 牌號(hào)1.適用溫度范圍參照 HG 2063 管法蘭技術(shù)條件1 鑄件中國(guó)G

5、B/T 12230ZG00Cr18Ni10ZG03Cr18Ni10-1964252.GB 12224-2005 規(guī)定的適用溫度如ZG0Cr18Ni9ZG08Cr18Ni9-196700下：ZG0Cr18Ni9 TiZG08Cr18Ni9TiCF3 427 CZG1Cr18Ni9TiZG12Cr18Ni9TiCF3IW 454 CZG0Cr18Ni12Mo2TiZG08Cr18Ni12Mo2TiCF8 CF8M 溫度大于 538C 時(shí)只能用ZG1Cr18Ni12Mo2TiZG12Cr18Ni12Mo2TiO 0.04%的材料CF3CF3-196425CF8& 538 CCF3MCF3MC

6、F8CF8CF8MCF8M-196700CF8CCF8CASTM 卑號(hào)UNS 編號(hào)適用溫度 c美國(guó)ASTM A 351CF3J92500 425適用溫度范圍參照 ASME B16.34CF3MJ92800 455CF8J92600 816a.溫度超過(guò) 538C 時(shí)，僅當(dāng)O0.04%CF8MCF8CJ92900時(shí)才使用J92710b.CL150 法蘭端閥門(mén)適用溫度 WC.適用溫度參照 ASME B16.34538CCG8MJ93000 538CF10J92950 816ASM 田 16.34 材料組中無(wú)此牌號(hào)，適用CF10MJ92901溫度類比于 CF8 CF8M 得出供參考材料狀國(guó)別標(biāo)準(zhǔn)態(tài)材料

7、牌號(hào)適用溫度 C備注常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料續(xù)表 1-4JB/T 4728 牌號(hào)00Cr19Ni10GB/T 1220 牌號(hào)-19642500Cr19Ni10OOCr 仃 Ni14Mo200Cr 仃 Ni14Mo20Cr18Ni90Cr18Ni9中國(guó)JB/T 47280Cr18Ni10Ti0Cr18Ni10TiGB/T 12200Cr18Ni11Nb-1967001Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti0Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo20Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo2Ti美國(guó)ASTM A 182ASTM 牌號(hào)UNS 編號(hào)適用溫度 c a.F304、F31

8、6 當(dāng)溫度超過(guò) 538C 時(shí)，F(xiàn)304S30400 816僅當(dāng) O0.04%時(shí)才使用，且對(duì)于 CL150鍛件F316S31600法蘭端閥門(mén)適用溫度 w538 CF304LS30403w 425b.適用溫度參照 ASME B16.34F316LS31603w 450F321S32100w 528F347S34700F317S31700w 816溫度超過(guò) 538C 時(shí)僅當(dāng)用O 0.04%才使F304HS30409F316HS316091-5常用馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料材料狀態(tài)國(guó)另 U標(biāo)準(zhǔn)材料牌號(hào)適用溫度 C備注鑄件中國(guó)GB/T 2100ZG1Cr13-45350按 JIS 8243 許用應(yīng)力表溫

9、度范圍確定ZG2Cr13美國(guó)ASTM A 217ASTM 牌號(hào)UNS 編號(hào)-29649CA15J91150按 ASM 群用應(yīng)力表確定ASTM A 743CA40J91153棒材中國(guó)GB/T 12201Cr13 4502Cr13鍛件美國(guó)ASTM A182ASTM 牌號(hào)UNS 編號(hào)適用溫度 cF6aS41000-29649按 ASME 許用應(yīng)力表確定棒材ASTM A 276410S41000420S420001-6常用奧氏體一鐵素體雙相不銹鋼鑄件、鍛件材料材料狀態(tài)國(guó)標(biāo)準(zhǔn)材料牌號(hào)適用溫度 c備注別鑄件美國(guó)ASTM A995CD3MWCurCD4MCu 315ASTM A8904A鍛件ASTM A18

10、2ASTM 牌號(hào)UNS 編號(hào)F51UNS S 31803F53UNS S 32750F55UNS S 32760 4001-7常用鉻-鉬鋼、鉻鉬釩鋼鑄件、鍛件材料材料狀態(tài)國(guó)別標(biāo)準(zhǔn)材料牌號(hào)適用溫度 c備注ZG20CrMo 510JB/T 9625ZG20CrMoV 540ZG15Cr1Mo1V 570鑄件中國(guó)ZG1Cr5Mo 550WC1 468鑄件回火溫度不應(yīng)低于595 CJB/T 5263WC6 593WC9鑄件回火溫度應(yīng)不低于675 CC12A 648鑄件回火溫度應(yīng)不低于730 CASTM 卑號(hào)UNS 編號(hào)1 適用溫度 cCL150 法蘭端閥門(mén)適用溫度 wF11 ClassiK11597-

11、29593538C，其中 F11 僅使用經(jīng)正火和F22 ClassiK21590回火的材料美國(guó)ASTM A182F1K128221-29468F5K4154511F9K90941-29648F91K90901F92K92460密封面材料鉻不銹鋼鉻不銹鋼有較好的耐腐蝕性，常用于水、蒸汽、油品等非腐蝕性介質(zhì)，溫度 -29425 C 的碳素鋼閥門(mén)。但鉻不銹鋼耐 擦傷性能較差，特別是在大比壓的情況下使用很易擦傷。試驗(yàn)表明比壓在 采用棒材或鍛件其牌號(hào)為 1Cr13、2Cr13、3Cr13 制作的整體閥瓣，密封面經(jīng)表面淬火（或整體淬火），其硬度值對(duì) 2Cr13HRC4h47、3Cr13 HRC 44 52

12、 為宜。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中，如 API 600、BS 1873 中對(duì) Cr13 型密封面的硬度要求為最小 HB 250 硬度差至少HB 50,材料牌號(hào)為 ASTM A 182 F6a。對(duì)于大口徑閥門(mén)其密封面往往采用堆焊，下面介紹幾種堆焊焊條。 D507 符合 GBEDCr-A1-15 堆焊金屬為 1 鉻 13 半鐵素體高鉻鋼。焊層有空淬特性，一般不需熱處理，硬度均勻，亦可在 750800C 退火軟化。當(dāng)加熱至 9001000C 空冷或油淬后可重新硬化。焊前須將工件預(yù)熱至300C 以上，焊后 空冷 HRO 40。焊后如進(jìn)行不同熱處理可獲得相應(yīng)硬度。后空冷 HRO 37。D577 鉻錳型閥門(mén)，堆焊焊條符合

13、 GB EDCrMn-C-15 焊前不預(yù)熱，焊后不處理，抗裂性好，HRO28,與 D507MO 配合使用。20MPa 下耐擦傷較好。對(duì)于高壓小口徑閥門(mén)常 D507Mo 符合 GB EDCrA2-15 堆焊金屬為 1 鉻 13 半鐵素體高鉻鋼，有空淬特性，焊前不預(yù)熱，焊后不處理，焊說(shuō)明：（1） D507MO 和 D577 兩種焊條是為了代替 Cr13 型焊條，堆焊有硬度差的閥門(mén)密封面而配套研制的。D507MO 堆焊金屬硬度較高，用于閘板；D577 堆焊金屬硬度較低，用于堆焊閥體或閥座密封面。兩者組成的密封面可獲得良好的 抗擦傷性能。（2）堆焊層的高度加工后應(yīng)在 5mm 以上，以保證硬度和成分穩(wěn)定

14、。3）堆焊要按焊接工藝規(guī)定操作，焊接電流不可過(guò)大以防止焊條成分發(fā)生變化影響焊接質(zhì)量。硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金中最常用的是鈷基硬質(zhì)合金也稱鈷鉻鎢硬質(zhì)合金。它的特點(diǎn)是耐腐蝕、耐磨、抗擦傷，特別是紅硬性好， 即在高溫下也能保持足夠的硬度， 此外加工工藝性適中，其許用比壓 80100MPa 國(guó)外資料介紹 155MPa 適用溫度范圍 -196 C650C，特殊場(chǎng)合可達(dá) 816C。但是，它在硫酸、高溫鹽酸中不耐腐蝕。在一些氯化物中也不耐腐蝕。常用牌號(hào)：STELLITEN0.6 符合 AWSECoCr-A、GBEDCoCr-A-03,也相當(dāng) D802,焊前根據(jù)工件大小進(jìn)行 250400 C預(yù)熱，焊時(shí)控制層間溫度 2

15、50C,焊后 600750 C 保溫 12 小時(shí)后隨爐緩冷或?qū)⒐ぜ糜诟稍锖皖A(yù)熱的沙缸或草灰中緩 冷。符合 AWS ECoCr-B、GB EDCr-B-03,也相當(dāng) D812,焊后其硬度 HRO 41。HS111 ,常溫硬度 HRC4046; STELLITEN0.12 符合 AWS RCoCr-B 也相當(dāng) HS112 ,常溫硬度 HRC 45 50。硬質(zhì)合金（鈷基）焊接都要對(duì)工件預(yù)熱，焊時(shí)控制層間溫度焊后處理，要根據(jù)焊接工藝或焊條說(shuō)明書(shū)施焊。不銹鋼密封面不銹鋼密封面大多為以本體材料作密封面，即 304 或 CF8 的閥體在其上直接作出密封面，除了 304、CF8 外還有 316、CF8M 3

16、04L、CF3 316L、CF3M FA20 CN7M 等。以上兩種是鈷基硬質(zhì)合金電焊條。鈷基硬質(zhì)合金還有焊絲，可以進(jìn)行氧乙炔堆焊或鎢極氬弧焊，牌號(hào)：STELLITE其它牌號(hào)還有 STELLITE N0.12N0.6 焊絲符合 AWS RCoCr-A 也相當(dāng)常用的內(nèi)件材料組合閥桿材料密封面材料閥桿材料密封面材料13Cr13Cr/13Cr321321/32113Cr13Cr/STL321321/STL13CrSTL/STL321STL/STL13Cr13Cr/ Monel1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti/1Cr18Ni9Ti17-4 PHSTL/STL1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9

17、Ti/STL17-4 PH17-4PH/17-4 PH1Cr18Ni9TiSTL/STLMonelMo nel/ Monel1Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo2Ti/1Cr18Ni12Mo2Ti304304/3041Cr18Ni12Mo2Ti1 Cr18Ni12Mo2Ti/STL304304/STL1Cr18Ni12Mo2TiSTL/STL304STL/STL20 號(hào)合金20 號(hào)合金/20 號(hào)合金316316/316Hastelloy BHastelloy B/ Hastelloy B316316/STLHastelloy CHastelloy C/ Hastelloy C31

18、6STL/STLF51F51/ F51304L304L/304LF51F51/STL304L304L/STL38CrMoALASTL/STL304LSTL/STL25Cr2Mo1V ASTL/STL316L316L/316L4Cr10Si2MoSTL/STL316L316L/STL4Cr14Ni14W2M(,STL/STL316LSTL/STLIn co nelIn co nel/1 nconel注：(1)表中所列的材料組合僅是各種材料組合中的一部分，根據(jù)工況條件的不同應(yīng)以使用條件為依據(jù)來(lái)選材，或根據(jù)合同要求確定。(2)表中 13Cr 表示 Cr13 系不銹鋼，如 1Cr13、2Cr13 等。(3) STL 即 STELLITE (硬質(zhì)合金如鉆基硬質(zhì)合金等)。(4) Monel 即蒙耐爾合金，Hastelloy 即哈氏合金。In co nel 即因科鎳爾合金。(5)用斜杠分開(kāi)的兩種材料，閥座密封面材料可選用兩種材料之一，閘板(閥瓣)密封面材料為另一種。鑄鐵閥門(mén)閥桿、密封面、墊片、填料、緊固件材料名稱標(biāo)準(zhǔn)材料牌號(hào)備注ASTM A 182F6a1 閥桿ASTM A 276410 、 420GB/T 12201Cr13、2Cr13密封面GB/T 1175ZCuZ n25Al6Fe3 Mn3鑄鋁黃