1. 简要介绍
15CrMoR是一种中温抗氢钢钢板,属于压力容器用低合金高强度钢。因其含有铬(Cr)和钼(Mo)合金元素,具有良好的综合力学性能、优异的高温强度及抗氢腐蚀能力,被广泛应用于制造石油化工、煤转化等工业中的关键压力容器设备。
2. 牌号释义
其牌号“15CrMoR”根据中国国家标准GB 713(现已被GB/T 713.2替代)的命名规则定义:
15:代表钢板碳含量的万分之几,即平均碳含量约为0.15%。
Cr:代表含有金属元素“铬”。
Mo:代表含有金属元素“钼”。
R:是“容”字的汉语拼音首字母,代表“压力容器用钢”。
3. 物理特性
密度:约7.85 g/cm³。
熔点:约1420-1460°C。
弹性模量 (20°C):约210 GPa。
热导率:相对较低,具体数值随温度变化。
线膨胀系数:与普通碳钢相近,但具体数值需查相应温度下的手册。
4. 化学特性(以GB/T 713.2-2023标准为例,wt%)
元素 | C | Si | Mn | Cr | Mo |
---|---|---|---|---|---|
含量 | ≤0.18 | 0.15-0.40 | 0.40-0.70 | 0.80-1.20 | 0.45-0.60 |
其化学成分设计旨在通过Cr和Mo的固溶强化及碳化物形成,保证材料在高温高压临氢环境下的组织稳定性和抗氢蚀(HTHA)能力。
5. 应用领域
15CrMoR主要用于制造承受一定温度和介质腐蚀的压力容器,典型应用包括:
石油精炼:加氢反应器、加氢脱硫装置(R101、R102等反应器壳体)、甲烷化反应器、换热器、分离器等。
煤化工:煤气化装置的煤锁、灰锁、变换炉等。
化学工业:合成氨、合成甲醇等工艺流程中的高压设备。
电站:高压锅炉的汽包(但应用较少,更多用WB36等材料)。
6. 测试及生产方法
生产方法:通常采用电弧炉或转炉冶炼,并经过炉外精炼(如LF炉、VD/VOD真空处理)和连续铸造工艺,以确保高纯净度和均匀的组织。轧制多采用控轧控冷(TMCP)或正火+回火(N+T)工艺。
测试要求:出厂前必须进行严格的力学性能和工艺性能测试,包括但不限于:
力学性能:室温拉伸试验(测定ReL、Rm、A)、夏比V型缺口冲击试验(常温和/或低温)。
高温性能:高温屈服强度(Rp0.2)测试。
无损检测:超声检测(UT)。
弯曲试验:检验钢板的弯曲塑性。
硬度测试。
7. 对应或相近的国内外钢牌号
美国标准 (ASTM/ASME):
SA-387 Gr.12 CL2:这是最直接对应的牌号,其化学成分和力学性能要求与15CrMoR非常接近。
欧洲标准 (EN):
13CrMo4-5 (EN 10028-2):化学成分(特别是Cr、Mo含量)和性能与15CrMoR相近,是常用的等效材料。
日本标准 (JIS):
SCMV 2 (JIS G 3115):压力容器用Cr-Mo钢板,其等级与15CrMoR和SA387 Gr.12类似。
注意:尽管这些牌号相近,但在具体化学成分上下限、热处理要求和力学性能指标上可能存在细微差异。在实际选材和代用时,必须严格对照具体项目的设计规范和标准,并经过设计方的认可。