[设计]SA542-2007压力容器用淬火回火铬钼和铬钼钒合金钢板

[设计]SA542-2007压力容器用淬火回火铬钼和铬钼钒合金钢板 压力容器用淬火回火铬钼和 铬钼钒合金钢板 SA-542/SA-542M-2007 1 范围 -1/4Cr-1Mo和三种淬火加回火状态下使用的1.1本适用于在淬火回火状态下使用的两种2 Cr-Mo-V合金钢板，用来制造焊接压力容器和部件。 1.2按本标准供应的钢材有五种类型，代号为“A”、“B”、“C”、“D”、“E”。除C、P、S和Ni范围限制不同外，B型与A型相同。钢材还分为五个类别，其强度等级如下。E型钢只有4类和4a类。 类别 最小抗拉强度，ksi(Mpa) 1 105(725) 2 115(795) 3 95(655) 4和4a 85(585) 1.3钢板的最大厚度应受化学成分满足规定力学性能要求能力的限制。 1.4钢板的最小厚度限制为3/16in(5mm)。 1.5钢板适合于熔焊。焊接技术很重要，其焊接工艺必须按事先经批准的方法进行。 1.6用英寸—磅单位或SI单位所表示的值都应视为标准值。本标准中，SI单位的数值用括号示出。各单位体系的值不完全相同;因此，每个体系必须单独使用。混用两种体系，可能导致与本标准不符。 2 引用标准 2.1 ASTM标准 A20/A20M 压力容器用钢板通用要求 A370 钢产品力学试验方法和定义 A435/A435M 钢板超声直射波检验 A577/A577M 钢板超声斜射波检验 A578/A578M 特殊用途普通钢板和复合钢板超声直射波检验 3 一般要求和订货信息 3.1按本标准供货的应符合A20/A20M标准的要求，这些要求包括试验和复验方法和步骤，尺寸及重量的允许偏差，质量及缺陷的修整、标志和装运等。 3.2 A20/A20M标准还规定了订购本标准的材料时应遵守的订货规则。 3.3除本标准的基本要求外，当要求进行附加控制、试验或检验以满足最终使用要求时，可采用某些补充要求，包括: 3.3.1真空处理 3.3.2附加或特殊的拉伸试验 3.3.3冲击试验 3.3.4无损检测 3.4需方应查阅本标准所列补充要求和A20/A20M标准中的详细要求。 3.5如本标准的要求与A20/A20M有冲突，则应以本标准的要求为准。 4 制造 4.1冶炼工艺—钢应为镇静钢，并应符合A20/A20M细奥氏体晶粒度要求。 5 热处理 5.1所有钢板都应进行热处理，此时将钢板加热到适当的奥氏体化温度，保温足够时间以使整个厚度上温度均匀，并用适宜的液体介质以喷射或浸入法进行淬火。D型材料的最低奥氏体化温度应为1650?F(900?)。E型材料的最低奥氏体化温度为1850?F(1010?)。 5.2淬火后，将钢板回火以获得对规定的拉伸性能要求。回火时，将钢板加热到适当温度并保温一段时间，保温时间不少于30min/in(1.2min/mm)的厚度，但是不少于1/2小时。最低回火温度如下: 类型 类别 温度?F(00?) A、B、C 1、2、3 1050(565) A、B、C 4 1200(650) A、B、C、D 4a 1250(675) 5.3厚度大于4in(100mm)的钢板在按5.1规定的热处理前，对A、B、C、D型钢板在1650-1850?F(900-1010?)，对E型钢板在1850-2050?F(1010-1120?)温度范围内某一温度下进行预先正火热处理或水淬。 5.4当需方选择上述热处理要求时，供方在交货前将A、B、C、D型钢板在不低于1050?F(565?)和E型钢板在不低于1200?F(650?)的某一温度下回火。 6 化学成分 6.1钢应符合表1所示的化学成分要求。 表1 化学成分要求 成分，% 元素 项目 A型 B型 C型 D型 E型 熔炼 ?0.15 0.11-0.15 0.10-0.15 0.11-0.15 0.10-0.15 C A成品分析 ?0.18 0.09-0.18 0.08-0.18 0.09-0.18 0.08-0.18 熔炼分析 0.30-0.60 0.30-0.60 0.30-0.60 0.30-0.60 0.30-0.60 Mn 成品分析 0.25-0.66 0.25-0.66 0.25-0.66 0.25-0.66 0.25-0.66 BBB? 0.025 0.015 0.025 … 0.025 熔炼分析 … … … 0.015 … P 成品分析 … … … 0.020 … BBB? 0.025 0.015 0.025 … 0.010 S 熔炼分析 … … … 0.010 … 成品分析 … … … 0.015 … BBB? 0.50 0.50 0.13 … 0.15 Si 熔炼分析 … … … 0.10 … 成品分析 … … … 0.13 … 熔炼分析 2.00-2.50 2.00-2.50 2.75-3.25 2.00-2.50 2.75-3.25 Cr 成品分析 1.88-2.62 1.88-2.62 2.63-3.37 1.88-2.62 2.63-3.37 熔炼分析 0.90-1.10 0.90-1.10 0.90-1.10 0.90-1.10 0.90-1.10 Mo 成品分析 0.85-1.15 0.85-1.15 0.85-1.15 0.85-1.15 0.85-1.15 续表1 成分，% 元素 项目 A型 B型 C型 D型 E型 熔炼分析 ?0.40 ?0.25 ?0.25 ?0.20 ?0.25 Cu 成品分析 ?0.43 ?0.28 ?0.28 ?0.23 ?0.28 熔炼分析 ?0.40 ?0.25 ?0.25 ?0.25 ?0.25 Ni 成品分析 ?0.43 ?0.28 ?0.28 ?0.28 ?0.28 熔炼分析 ?0.03 ?0.02 0.20-0.30 0.25-0.35 0.20-0.30 V 成品分析 ?0.04 ?0.03 0.18-0.33 0.23-0.37 0.18-0.33 熔炼分析 … … 0.015-0.035 ?0.030 … Ti 成品分析 … … 0.005-0.045 ?0.035 … 熔炼分析 … … 0.001-0.003 ?0.0020 … B CC成品分析 … … NA NA … 熔炼分析 … … … ?0.07 0.015-0.070 Nb 成品分析 … … … ?0.08 0.010-0.075 熔炼分析 … … … ?0.015 0.0005-0.015 DCa C 成品分析 … … … ?0.020 NA注A:在A542/A542-82和更早版本中，钢板厚度?5in(125mm)时，C最大为0.15%。 B:同时适用于成品分析和熔炼分析 C:NA=成品分析不适用 D:根据供需双方协商，可以添加稀土金属(REM)代替Ca，此时，REM总量应测定并。 7 力学性能 7.1拉伸试验要求 7.1.1由拉伸试验试样所代表钢材的拉伸性能应符合表2规定的要求。 7.1.2对于厚度?3/4in(20mm)的钢板，可采用宽度为1.5in(40mm)的矩形试样做拉伸试验，伸长率可在2in(50mm)的标距长度上测量，包括断口在内并显示出最大伸长率。 7.2缺口韧性要求—4类和4a类 7.2.1在每张热处理过的钢板上做一次横向夏比V型缺口试验，一组3个试样的最小平均能量吸收值为40ft.lbf(54J)，而仅有1个试样最小为35ft.lbf(48J)。 7.2.2 4类钢的冲击试验温度应在订货单中规定。 7.2.3 4a类钢的冲击试验温度为0?F(-18?)。 表2 拉伸性能要求 1类 2类 3类 4类 5类 105-125115-13595-11585-11085-110抗拉强度 (725-860) (795-930) (655-795) (585-760) (585-760) 屈服强度，最小，ksi85(585) 100(690) 75(515) 55(380) 60(415) (Mpa) 2in(50mm)伸长14 13 20 20 18 A率，%， A:见A20/A20M伸长率的调整。 补充要求 除非需方订单中有规定，否则不采用本补充要求。 供需方选用的标准化的补充要求列于A20/A20M中。那些适合于本标准使用的按标题列于下面，经供需双方协商也可以进行其他试验。 S1真空处理; S2 成品分析; S3力学试验样坯模拟焊后热处理; S4.2附加拉伸试验; S5夏比V型缺口冲击试验; S6落锤试验; S7高温拉伸试验; S8符合A435/A435M标准的超声波检验; S9磁粉检验; S11符合A577/A577M标准要求的超声波检验; S12符合A578/A578M标准要求的超声波检验; S14弯曲试验 附加补充要求 另外，下列补充要求也适用 S62 回火脆化系数 S62.1 钢的熔炼分析的化学成分应根据下列公式受到限制: 4 J=(Si+Mn)×(P+Sn)×10?150(Si、Mn、P和Sn用重量百分比表示，wt%) Cu?0.20% Ni?0.30% S62.1.1 经供需双方协商同意，可规定较低的J、Cu和Ni值。 S62.1.2 当由需方这样规定时，J的最大值不应超过100。 S62.1.3 应报告J值 S62.1.4如果钢板被焊补，则焊接熔敷金属的化学成分应根据下式受到限制: X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100?15(P、Sb、Sn和As用ppm表示) Cu?0.20% Ni?0.30% S62.1.5 应报告X值 S63 步冷后的冲击性能 S63.1夏比V型缺口冲击性能应如下述规定: S63.1.1从每个炉号中的一张钢板的同一位置切取足够数量的夏比V型缺口试样，绘制出两条转变温度曲线。 S63.1.2 一条转变温度曲线的试样应经受由需方规定的最小PWHT(焊后热处理)。 S63.2 另一转变温度曲线的试样应经受S63.1.2规定的PWHT操作加上下述步冷热处理: 在1100?F(593?)保温1小时，然后以10?F(5.6?)/h的冷却速度冷却至1000?F(538?); 在1000?F(538?)保温15小时，然后以10?F(5.6?)/h的冷却速度冷却至975?F(524?); 在975?F(524?)保温24小时，然后以10?F(5.6?)/h的冷却速度冷却至925?F(496?); 在925?F(496?)保温60小时，然后以5?F(2.8?)/h的冷却速度冷却至875?F(468?); 在875?F(468?)保温100小时，然后以50?F(27.8?)/h的冷却速度冷却至600?F(315?); 在静止空气中冷却。 S63.3夏比V型缺口试样应符合A370《试验方法及定义》，用一组3个试样在每一个试验温度试验，，以测定每一条转变温度曲线上的40ft.lbs(55J)转变温度。试验温度应包括上平台、下平台和一个最小的4级温度。 S63.4应满足下列要求: vTr40+2.5?vTr40?50?F vTr55+2.5?vTr55?10? 其中: vTr40(vTr55):按照需方规定的最小PWHT试验，材料40ft.lbs(55J)的转变温度; ?vTr40(?vTr55):步冷材料40ft.lbs(55J)转变温度的变化(步冷材料40ft.lbs(55J)的转变温度减去规定材料的最小PWHT时的转变温度)。 S63.5 应报告两种材料状态的40ft.lbs(55J)转变温度。