(S)A515 Gr.60 是(S)A515系列中强度最低的牌号,其最小抗拉强度为60 ksi(415 MPa),屈服强度不低于30 ksi(205 MPa)。该牌号具有良好的延展性、优异的焊接性能和中温下的良好韧性。由于碳当量较低,焊接时所需预热温度较低,适用于厚板焊接和现场施工。常用于对强度要求不高的中温压力容器,如低压锅炉和辅助设备。其成本较低且易于加工,是中温工况下较简单应用的理想选择。
以下是(S)A515Gr60所属的类别(S)A515系列的共同特点:
(S)A515 是一种中高温压力容器用碳素钢钢板的标准系列,其名称中的 “A515” 指美国材料与试验协会(ASTM)发布的标准编号 ASTM A515/A515M《中高温压力容器用碳钢钢板标准规范》。前缀 “S” 表示该材料符合美国机械工程师学会(ASME)锅炉与压力容器规范的要求,即 SA515,用于ASME认证的压力设备制造。括号形式“(S)”是一种非正式但广泛使用的写法,表示该牌号既可指ASTM A515,也可指ASME SA515,适用于不同设计规范的工程项目。该标准下包含三个强度等级:Gr.60、Gr.65 和 Gr.70,分别对应最小抗拉强度为60 ksi(415 MPa)、65 ksi(450 MPa)和70 ksi(485 MPa)。
(S)A515 钢板主要用于制造在中高温条件下运行的压力容器和锅炉部件,如反应器壳体、热交换器管板、集箱、蒸汽锅炉汽包等。其适用工作温度范围较广,通常可用于350°C以下的服役环境,特别适合需要良好强度和一定抗蠕变能力的承压设备。由于其成熟的性能和广泛的认可度,(S)A515 系列钢材在石化、电力、化工等行业中应用广泛,尤其在北美市场和采用ASME标准的国际项目中被视为主流材料之一。
该系列钢板的主要特点包括:良好的常温与中温强度,随着牌号升高,强度相应提高;优异的焊接性能,可通过常规焊接工艺进行连接,焊前一般仅需适度预热,焊后可通过热处理消除残余应力;良好的冷热加工成型性,便于卷板、冲压和弯曲;同时具备足够的冲击韧性和组织稳定性,确保设备在长期高温运行下的安全性。材料通常以正火状态交货,有助于细化晶粒、提高均匀性和综合力学性能。
目前,(S)A515 钢板执行的最新标准为 ASTM A515/A515M-22 或对应的 ASME SA-515/SA-515M-22,标准名称为《Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, for Intermediate- and Higher-Temperature Service》。该版本于2022年发布,规定了化学成分、力学性能、热处理、无损检测等技术要求,是当前国际上广泛采用的技术依据。
项目 | (S)A515 Gr.60 | (S)A515 Gr.65 | (S)A515 Gr.70 |
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标准名称 | ASTM/ASME SA-515/SA-515M | ASTM/ASME SA-515/SA-515M | ASTM/ASME SA-515/SA-515M |
强度等级 | Grade 60 | Grade 65 | Grade 70 |
最小抗拉强度 | 60 ksi (415 MPa) | 65 ksi (450 MPa) | 70 ksi (485 MPa) |
最小屈服强度 | 30 ksi (205 MPa) | 32 ksi (220 MPa) | 34 ksi (235 MPa) |
伸长率(标距50mm,%) | ≥21% | ≥20% | ≥18% |
典型用途 | 低压锅炉、辅助容器、中温承压设备 | 中高压反应器、换热器、工业容器 | 高压反应器、汽包、厚壁容器、高应力部件 |
强度水平 | 最低 | 中等 | 最高 |
焊接性能 | 最佳,预热要求低 | 良好,需适度预热 | 可焊但要求高,需严格预热和焊后热处理 |
碳当量 | 最低 | 中等 | 最高 |
韧性表现 | 最好,低温韧性较优 | 良好 | 相对较低,但仍满足中温韧性要求 |
加工成型性 | 最佳,冷热加工性能优异 | 良好 | 较好,但对工艺控制要求更高 |
适用温度范围 | ≤约350°C | ≤约350°C | ≤约350°C(长期使用建议≤345°C) |
交货状态 | 通常为正火(Normalized) | 通常为正火 | 通常为正火 |
主要优势 | 成本低、易焊接、易加工 | 强度与可焊性平衡 | 高强度,可减薄壁厚,节省材料和重量 |