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一、15CrMoR的化学成分特点
15CrMoR合金设计以提升热强性和抗氢腐蚀能力为目标,主要元素含量如下:
元素 含量范围(质量分数) 作用说明
碳(C) 0.12%~0.18% 提高强度,但控制上限以保证焊接性
硅(Si) 0.17%~0.37% 脱氧剂,提高强度
锰(Mn) 0.40%~0.70% 提高淬透性与强度
铬(Cr) 2.00%~2.50% 增强高温抗氧化性和热强性
钼(Mo) 0.90%~1.10% 显著提高高温强度和抗蠕变能力
磷(P) ≤0.025% 有害元素,严格控制以减少冷脆倾向
硫(S) ≤0.025% 有害元素,控制以改善韧性和焊接性
这些元素的合理配比使15CrMoR在350~580℃工作温度区间内具备良好的综合性能。
二、15CrMoR的力学性能指标
15CrMoR通常以正火加回火状态交货,其力学性能随厚度变化而略有调整:
性能指标 数值范围 说明
抗拉强度(σb) 440~590 MPa 满足中温承压需求
屈服强度(σs) ≥295 MPa(6~60mm厚)
≥275 MPa(60~100mm)
≥255 MPa(60~150mm) 厚度增加,强度要求适度降低
伸长率(δ5) ≥19% 保证一定的塑性变形能力
冲击吸收功(Aku2) ≥31 J(常温) 表明具备基本韧性
注:冲击试验温度可根据用户要求协商,但标准条件下为室温。
三、15CrMoR的制造工艺流程
15CrMoR钢板的生产过程严格控制冶金质量,确保组织均匀和性能稳定:
炼钢:采用转炉或电炉初炼,经LF炉精炼与VD真空脱气,降低气体与夹杂物含量;
铸造:连铸或模铸成型,保证坯料内部致密;
加热与轧制:加热后进行控制轧制,获得细晶组织;
热处理:必须进行正火+回火处理,消除应力,改善组织,提高综合性能;
探伤与检验:进行超声波探伤(UT),防止内部缺陷;
性能检测:取样进行拉伸、冲击、弯曲及化学成分分析;
精整与涂装:表面清理、标记、涂防锈漆后交付。
四、15CrMoR的主要应用领域
15CrMoR因其良好的中温强度和焊接性能,主要用于以下设备制造:
石油化工设备:反应器、换热器、分离器、加氢装置等;
电站锅炉部件:集箱、管道、联箱等高温承压件;
高压容器:储气罐、氢气处理设备等;
其他工业设备:在350~580℃范围内运行的承压结构件。
该钢种不适用于长期超过580℃的工作环境,因钼铬合金虽提高热强性,但仍存在高温氧化和蠕变风险。
五、15CrMoR的规格与加工特性
常见规格:
厚度:8 mm~150 mm
宽度:1600 mm~3900 mm
长度:6000 mm~14000 mm
切割方式:可采用火焰切割(氧-天然气或氧-乙炔),预热后进行,避免裂纹;
焊接建议:焊前需预热(一般200~250℃),焊后进行消应力热处理,以防止冷裂纹和氢致开裂;
表面处理:可进行喷砂、涂装等防护措施,延长服役寿命。
六、15CrMoR的总结
15CrMoR是一种成熟的中温压力容器用钢,具有合理的强度、一定的韧性和良好的焊接工艺适应性。其核心优势在于铬钼合金带来的中温热强性,适用于350~580℃范围内的承压设备制造。