Q420R

1. 简要介绍

Q420R是一种高强韧性压力容器用钢板，执行GB 713标准。其最小屈服强度达420MPa，具有优良的低温韧性、焊接性能和成形性能。通过微合金化和调质处理获得细晶组织，广泛应用于制造高压、厚壁压力容器，特别是低温环境下工作的重型设备。

2. 牌号释义

- Q：屈服强度的"屈"字汉语拼音首字母
- 420：厚度≤16mm时最小屈服强度值（单位：MPa）
- R：压力容器的"容"字汉语拼音首字母

3. 物理特性

密度：7.85 g/cm³
弹性模量：210 GPa
泊松比：0.3
热膨胀系数：12.0×10⁻⁶/℃
热导率：45.0 W/(m·K)
比热容：0.47 kJ/(kg·K)

4. 化学特性（熔炼分析，%）

C  ≤0.18
Si  0.15-0.50
Mn  1.20-1.60
P  ≤0.020
S  ≤0.015
Nb/V/Ti  微合金化
Alt≥ 0.020

特点：
- 低碳当量设计（Ceq≤0.48），焊接冷裂敏感性低
- 采用Nb、V、Ti等微合金元素进行沉淀强化
- 超低磷硫含量（P≤0.020%，S≤0.015%）
- 保证-20℃冲击韧性

5. 应用领域

- 石油化工：大型加氢反应器、煤液化反应器
- 能源装备：三代核电压力容器、大型水电站压力钢管
- 气体储运：深冷储罐（-40℃）、大型球罐
- 重型设备：厚壁压力容器、大型高压釜

6. 测试及生产方法

生产工艺：
- 电炉冶炼→LF精炼→VD真空处理
- 控轧控冷（TMCP）或淬火+回火（Q+T）
- 超声波探伤逐张检验

性能要求：
- 拉伸性能：Rp0.2≥420MPa，Rm≥550-710MPa
- 冲击韧性：-20℃ KV2≥47J
- 弯曲试验：180°（d=3a）无裂纹
- Z向性能：Z15-Z35等级可选

7. 国际标准对应牌号

注：Q420R将于2025年被新标准GB 713-2023中的Q415R替代，新牌号在化学成分和力学性能要求上有所调整，选用时需注意标准版本的适用性。

8. Q420R与Q420DR的不同

Q420R 与 Q420DR 是两种用于压力容器的高强度钢板，虽然它们的屈服强度相近（均≥420MPa），但在执行标准、使用环境、低温韧性要求、化学成分控制及应用场景等方面存在显著区别。以下是两者的详细对比：

一、基本牌号释义对比

关键区别：
        R：仅表示“压力容器”
        DR：明确表示“低温压力容器”，强调其在寒冷环境下的使用能力

二、执行标准对比

注：根据新标准 GB 713-2023，Q420R 将被 Q415R 取代；而 Q420DR 是 GB/T 713.3-2023 中新增的低温用钢牌号，代表技术升级。

三、低温冲击性能对比

这是两者最根本的技术差异。

结论：
    Q420DR 的低温韧性远高于 Q420R，能承受更低温度下的冲击载荷，防止脆性断裂。

四、化学成分对比

Q420DR 对 P、S 含量控制更严格，并可能添加 Ni（镍） 等元素来提升低温韧性。

五、力学性能对比

虽然强度接近，但 Q420DR 在极端低温下的安全性更高。

六、应用领域对比

Q420DR 因其优异的低温性能，也被拓展用于桥梁、船舶、工程机械等对韧性要求高的非容器结构。

七、交货状态与工艺

总结：核心区别一览表

选用建议：

• 一般工况压力容器（如常温或冬季运行）：可选用 Q420R（成本较低）。
• 低温或极寒环境设备（如LNG储罐、高寒地区化工厂）：必须选用 Q420DR。
• 对焊接性和韧性要求高的结构件（如桥梁、船舶）：优先选择 Q420DR。
• 随着 GB/T 713.3-2023 的实施，Q420DR 正在成为低温压力容器领域的主流选择，代表了更高的安全性和技术标准。
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Q420起源小考

1965年，鞍钢受铁道部委托，开发屈服力高于45公斤每平方毫米的钢材，以建设枝城长江大桥。鞍钢在15MnV钢的基础上研制的15MnVN钢便成为最好的选择。但因其焊接性能不佳，转而使用成熟的16Mn钢。
七十年代，北京至承德铁路线上的白河桥，以及京山线上的永定河大桥，均采用的是改进后的15MnVN钢材。
1973年，九江长江大桥开工建设，因其216米的桥墩间距，是当时中国跨度最大的桥梁，要求强度高，拴焊接性能好的钢材。国产的15MnVN钢材能行吗？能行！3个单跨为128米、钢板厚度达到40mm的白河桥便是九江长江大桥的试验桥，已经经历风雨的洗礼与检验。
1993年、1995年九江大桥的公路桥及铁路桥相继建成通车，全长1808.6米，钢梁重35500吨。其中15MnVN钢18250吨，最大厚度56mm，屈服高于420MPa，全部由鞍钢供货。
15MnVN钢材牌号于1974年被正式纳入国家标准，经历1988年、1994年两次修订，终于在2008年版的GB/T 1591-2008，《低合金高强度结构钢》标准中，被Q420系列牌号取代。