阀门设计常用材料.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流阀门设计常用材料.精品文档.阀体 材料常用的碳素钢铸件、锻件材料                        表1-1材料状态国别标准号材料牌号铸件中国GB/T 12229WCAWCBWCCZG 205-415ZG 250-485ZG 275-485美国ASTM A 216WCAWCBWCCUNS J02502UNS J03002UNS J02503锻件中国GB/T 69925   25Mn   35   40美国ASTM A105注：（1）表1中WCA、WCB、WCC是按美国标准表示的牌号，ZG 205-415、ZG 250-485、ZG 275-485是按GB/T 5631铸钢牌号表示方法分别对应WCA、WCB、WCC的牌号。UNS J02502、UNS J03002、UNS J02503是以美国金属与合金统一系统编号方法，分别对应WCA、WCB、WCC的牌号。（2）表1中最常用的是WCB钢，其标准含碳量0.30%，但为了获得优良的焊接性能和力学性能，其含碳量应控制在0.25%左右。（3）残留元素Cr、Ni、Mo、V、Cu也是必须控制并达标，其残留元素总量应1%，但有碳当量（CE）要求时此条不适用。（4）当阀门的连接端为焊连接时必须控制碳总量。ASTM A 216补充要求中规定了使用于不同场合的碳素钢铸件碳当量的要求。但不同的产品标准根据其工况条件，对碳当量的要求也不同，如API 6D则要求炉前分析CE0.43，成品分析CE0.45。同样为了保证焊接性能API 6D对焊接端的碳素钢铸件含碳量也作了规定，炉前分析CE0.23%，成品分析CE0.25%，硫磷含量0.035。碳当量CE=C%+Mn%/6+（Cr+Mo+V）%/5+（Ni+Cu）%/15。（5）ASTM A 105并不是我国的25号钢或25Mn钢，虽然其主要化学成分相当于我国的25Mn钢，但ASTM A 105对杂质元素Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb的控制以及C、Mn含量的关系和材料的热处理都有控制要求。（6）锻钢阀门是否需要进行材料的力学性能检测是根据产品设计要求决定的，对于低碳钢只要化学成分合格，正火的热处理工艺正确，其力学性能就是一定的，不像中碳钢和高碳钢可以按淬火后的不同回火温度得到不同的力学性能。对于锻造高压阀门如PN16.0MPa、PN32.0MPa或更高压力的锻钢阀由设计决定采用的材料应达到的力学性能。根据所要求的力学性能确定回火温度以达到材料的性能符合设计要求。常用奥氏体不锈钢铸件、锻件材料材料状态国别标准材料牌号适用温度备注铸件中国GB/T 12230GB/T 12230-89牌号GB/T 12230-2005牌号1.适用温度范围参照HG 2063管法兰技术条件2.GB 12224-2005规定的适用温度如下： CF3427 CF3M454 CF8、CF8M温度大于538时只能用 C0.04%的材料 CF8C538ZG00Cr18Ni10ZG03Cr18Ni10-196425ZG0Cr18Ni9ZG08Cr18Ni9-196700ZG0Cr18Ni9 TiZG08Cr18Ni9TiZG1Cr18Ni9TiZG12Cr18Ni9TiZG0Cr18Ni12Mo2TiZG08Cr18Ni12Mo2TiZG1Cr18Ni12Mo2TiZG12Cr18Ni12Mo2TiCF3CF3-196425CF3MCF3MCF8CF8-196700CF8MCF8MCF8CCF8C美国ASTM A 351ASTM牌号UNS编号适用温度适用温度范围参照ASME B16.34CF3J92500425CF3MJ92800455CF8J92600816a.温度超过538时，仅当C0.04%时才使用b.CL150法兰端阀门适用温度538c.适用温度参照ASME B16.34CF8MJ92900CF8CJ92710CG8MJ93000538 CF10J92950816ASME B16.34材料组中无此牌号，适用温度类比于CF8、CF8M得出供参考CF10MJ92901续表1-4                                             常用奥氏体不锈钢铸件、锻件材料     材料状态国别标准材料牌号适用温度备注锻件中国JB/T 4728GB/T 1220JB/T 4728牌号GB/T 1220牌号 00Cr19Ni1000Cr19Ni10-19642500Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2-1967000Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni10Ti0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni11Nb1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti0Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo2 0Cr18Ni12Mo2Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti美国ASTM A 182ASTM牌号UNS编号适用温度a.F304、F316当温度超过538时，仅当C0.04%时才使用，且对于CL150法兰端阀门适用温度538b. 适用温度参照ASME B16.34 F304S30400816F316S31600F304LS30403425F316LS31603450F321S32100528F347S34700F317S31700816温度超过538时仅当C0.04%才使用F304HS30409 F316HS31609表1-5                                                  常用马氏体不锈钢铸件、锻件材料       材料状态国 别标 准材 料 牌 号适用温度备    注铸件中 国GB/T 2100ZG1Cr13-45350按JIS 8243许用应力表温度范围确定ZG2Cr13  美 国ASTM A 217ASTM 牌号UNS编号-29649CA15J91150按ASME许用应力表确定ASTM A 743CA40J91153 棒 材中 国GB/T 12201Cr134502Cr13锻 件美 国ASTM A182ASTM 牌号UNS编号适用温度F6aS41000-29649按ASME 许用应力表确定棒 材ASTM A 276410S41000420S42000 表1-6                                                  常用奥氏体铁素体双相不锈钢铸件、锻件材料                   材料状态国 别标 准材 料 牌 号适用温度备     注铸 件美 国ASTM A 995CD3MWCuN CD4MCu315 ASTM A 8904A锻 件ASTM A 182ASTM 牌号UNS编号F51UNS S 31803F53UNS S 32750F55UNS S 32760400表1-7                                                    常用铬-钼钢、铬钼钒钢铸件、锻件材料                材料状态国别标准材料牌号适用温度备注铸件中国JB/T 9625ZG20CrMo510 ZG20CrMoV540ZG15Cr1Mo1V570ZG1Cr5Mo550JB/T 5263WC1468铸件回火温度不应低于595WC6593WC9铸件回火温度应不低于675C12A648铸件回火温度应不低于730美国ASTM A 217ASTM牌号UNS编号适用温度CL150法兰端阀门适用温度538，其中WC1、WC6、WC9、C5、C12仅使用经正火和回火的材料。日本电力标准E101规定1.25Cr-0.5Mo(WC6)，2.25Cr-1Mo(WC9)最高使用温度为593，另WC6、WC9在高于566温度区域使用时要考虑发生过氧化作用即生成氧化皮的可能性。WC1 468WC6J12072-29648WC9J21890C5J42045C12J82090C12AJ84090锻件中国JB/T 962615CrMo550 1Cr5Mo57012Cr1MoV15Cr1Mo1V美国ASTM A182ASTM牌号UNS编号适用温度CL150法兰端阀门适用温度538，其中F11仅使用经正火和回火的材料F11 Class1K11597-29593F22 Class1K21590F1K12822-29468 F5K41545-29648F9K90941F91K90901F92K92460密封面材料铬不锈钢铬不锈钢有较好的耐腐蚀性，常用于水、蒸汽、油品等非腐蚀性介质，温度-29425的碳素钢阀门。但铬不锈钢耐擦伤性能较差，特别是在大比压的情况下使用很易擦伤。试验表明比压在20MPa下耐擦伤较好。对于高压小口径阀门常采用棒材或锻件其牌号为1Cr13、2Cr13、3Cr13制作的整体阀瓣，密封面经表面淬火（或整体淬火），其硬度值对2Cr13 HRC4147、3Cr13 HRC 4652为宜。国外标准中，如API 600 、BS 1873中对Cr13型密封面的硬度要求为最小HB 250硬度差至少HB 50，材料牌号为ASTM A 182 F6a。对于大口径阀门其密封面往往采用堆焊，下面介绍几种堆焊焊条。 D507符合GB EDCr-A1-15 堆焊金属为1铬13半铁素体高铬钢。焊层有空淬特性，一般不需热处理，硬度均匀，亦可在750800退火软化。当加热至9001000空冷或油淬后可重新硬化。焊前须将工件预热至300以上，焊后空冷HRC40。焊后如进行不同热处理可获得相应硬度。 D507Mo 符合GB EDCrA2-15 堆焊金属为1铬13半铁素体高铬钢，有空淬特性，焊前不预热，焊后不处理，焊后空冷HRC37。 D577铬锰型阀门，堆焊焊条符合GB EDCrMn-C-15，焊前不预热，焊后不处理，抗裂性好，HRC28，与D507Mo配合使用。说明：（1）D507Mo和D577两种焊条是为了代替Cr13型焊条，堆焊有硬度差的阀门密封面而配套研制的。D507Mo堆焊金属硬度较高，用于闸板；D577堆焊金属硬度较低，用于堆焊阀体或阀座密封面。两者组成的密封面可获得良好的抗擦伤性能。（2）堆焊层的高度加工后应在5mm以上，以保证硬度和成分稳定。（3）堆焊要按焊接工艺规定操作，焊接电流不可过大以防止焊条成分发生变化影响焊接质量。硬质合金硬质合金中最常用的是钴基硬质合金也称钴铬钨硬质合金。它的特点是耐腐蚀、耐磨、抗擦伤，特别是红硬性好，即在高温下也能保持足够的硬度，此外加工工艺性适中，其许用比压80100MPa，国外资料介绍155MPa。适用温度范围-196650，特殊场合可达816。但是，它在硫酸、高温盐酸中不耐腐蚀。在一些氯化物中也不耐腐蚀。常用牌号：STELLITE N0.6 符合AWS ECoCr-A 、GB EDCoCr-A-03，也相当D802，焊前根据工件大小进行250400预热，焊时控制层间温度250，焊后600750保温12小时后随炉缓冷或将工件置于干燥和预热的沙缸或草灰中缓冷。其它牌号还有STELLITE N0.12 符合AWS ECoCr-B 、GB EDCr-B-03，也相当D812，焊后其硬度HRC41。以上两种是钴基硬质合金电焊条。钴基硬质合金还有焊丝，可以进行氧乙炔堆焊或钨极氩弧焊，牌号：STELLITE N0.6焊丝符合AWS：RCoCr-A也相当HS 111 ，常温硬度HRC 4046；STELLITE N0.12符合AWS：RCoCr-B也相当HS 112 ，常温硬度HRC 4550。硬质合金（钴基）焊接都要对工件预热，焊时控制层间温度焊后处理，要根据焊接工艺或焊条说明书施焊。不锈钢密封面不锈钢密封面大多为以本体材料作密封面，即304或CF8的阀体在其上直接作出密封面，除了304、CF8外还有316、CF8M、304L、CF3、316L、CF3M、FA20、CN7M等。常用的内件材料组合 阀杆材料密封面材料阀杆材料密封面材料13Cr13Cr/13Cr321321/32113Cr13Cr/STL321321/STL13CrSTL/STL321STL/STL13Cr13Cr/ Monel1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti/1Cr18Ni9Ti17-4PHSTL/STL1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti/STL17-4PH17-4PH/17-4PH1Cr18Ni9TiSTL/STLMonelMonel/ Monel1Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo2Ti/1Cr18Ni12Mo2Ti304304/3041Cr18Ni12Mo2Ti1 Cr18Ni12Mo2Ti/STL304304/STL1Cr18Ni12Mo2TiSTL/STL304STL/STL20号合金20号合金/20号合金316316/316Hastelloy BHastelloy B/ Hastelloy B316316/STLHastelloy CHastelloy C/ Hastelloy C316STL/STLF51F51/ F51304L304L/304LF51F51/STL304L304L/STL38CrMoALASTL/STL304LSTL/STL25Cr2Mo1V ASTL/STL316L316L/316L4Cr10Si2MoSTL/STL316L316L/STL4Cr14Ni14W2MoSTL/STL316LSTL/STLInconelInconel/ Inconel注：（1）表中所列的材料组合仅是各种材料组合中的一部分，根据工况条件的不同应以使用条件为依据来选材，或根据合同要求确定。（2）表中13Cr表示Cr13系不锈钢，如1Cr13、2Cr13等。（3）STL即STELLITE（硬质合金如钴基硬质合金等）。（4）Monel即蒙耐尔合金，Hastelloy即哈氏合金。Inconel即因科镍尔合金。（5）用斜杠分开的两种材料，阀座密封面材料可选用两种材料之一，闸板（阀瓣）密封面材料为另一种。铸铁阀门阀杆、密封面、垫片、填料、紧固件材料 名称标准材料牌号备注阀杆ASTM A 182F6a ASTM A 276410 、420GB/T 12201Cr13、2Cr13密封面GB/T 1175ZCuZn25Al6Fe3Mn3铸铝黄铜ZCuZn38Mn2Pb2铸锰黄铜ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3铸铝青铜GB/T 12201Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti HG 2538聚四氟乙烯（PTFE）适用范围参照表2-1 橡胶垫片GB/T 3985XB350、XB450橡胶石棉板GB/T 25981Cr13 / XB450缠绕式垫片GB/T 39851Cr18Ni9 / XB450填料HG 2538聚四氟乙烯（PTFE） JB/T 6617柔性石墨环螺固件GB/T 699螺栓35 / 螺母25GB/T 3077/GB/T 699螺栓30CrMo、35CrMo / 螺母35、45