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15CrMo合金钢管中各种化学元素的作用

[ 关键词:15CrMo合金钢管中化学元素的作用 发表日期:2020-04-29 11:10:21 ]

  15crmo合金钢管是无缝钢管的一种,其性能要比一般的无缝钢管高很多,因为这种钢管里面含 Cr 比较多,其耐高温、腐蚀的性能是其他无缝钢管比不上的,所以合金钢管在石油、化工、电力、锅炉等行业的用途比较广泛。

15crmo合金钢管化学成分(质量分数)(%)

C:0。12~0。18

Si:0.17~0.37

Mn:0。40~0。70

Cr:0.80~1.10

Mo:0.40~0.55

Ni:—

B:—

V:—

各种化学元素的作用

  新型的15CrMo合金钢管以低碳(≤ 0.1%)和低硫(≤ 0.015% )为主要特征。常用的合金元素按其在 15CrMo合金钢管的强化机制中的作用可分为:固溶强化元素( Mn 、 Si、 Al 、 Cr、 Ni 、 Mo 、 Cu 等);细化晶粒元素( Al 、 Nb 、V、 Ti、 N 等);沉淀硬化元素( Nb 、 V、 Ti 等)以及相变强化元素( Mn 、 Si、Mo 等)(见金属的强化)。

C,在 15CrMo合金钢管中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物,使钢得到强化。在微合金钢中为形成一定量的碳-氮化物,碳的含量只需要 0.01 ~0.02% ;所以降碳是这类钢发展的必然趋势,从而可大大改善 15CrMo 合金钢管的韧性和焊接性能。

Mn,高的 Mn/C 比对提高 15CrMo 合金钢管的屈服强度和冲击韧性有好处。锰能降低 γ→α 转变温度;有利于针状铁素体的形核;在加热过程中可增大碳-氮化物形成元素在 γ-Fe 中的溶解度, 从而增加了铁素体中碳化物的弥散析出量。此外,由于高锰导致 15CrMo 合金钢管的应力 / 应变特性的变化,可以抵销鲍欣格效应的强度损失。

Si,多数低合金高强度钢不用硅合金化, 但在热轧铁素体 - 马氏体多相钢中,硅是不可缺少的添加元素。

Mo,含钼 15CrMo 合金钢管(~ 0.15%Mo )有较高的强度,比传统的铁素体-珠光体钢又有较高的韧性。钼对钢在冷却过程中珠光体转变有抑制作用。在针状铁素体钢和超低碳贝氏体钢中的含钼量一般在 0.2~0.4%。

Nb、V、Ti,在低碳的锰钢或低碳的锰 -钼钢中添加 0.05 ~0.15% Nb (或V、 Ti),有明显的晶粒细化和沉淀硬化作用。钛在钢中形成硫化物,改善冲击吸收功的各向异性和冷成型性。

稀土元素( RE) ;微量( 0.001% 左右)稀土金属,不影响 15CrMo 合金钢管的强度。 其主要作用是脱硫, 它又是最有效的硫化物形态控制元素, 减小韧性的各向异性,防止钢的层状撕裂。

其他元素 Ni、Cr、Cu 等,在微合金钢中固溶硬化并不十分有效,在非调质钢中一般控制在较低的含量范围。

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