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20、20G、20g、20R等碳素結(jié)構(gòu)鋼在適用標(biāo)準(zhǔn)、用途、化學(xué)成份區(qū)別
發(fā)布者：管理員 發(fā)布時(shí)間：2011/6/23 閱讀：1758次
20、20G、20g、20R這四個(gè)鋼號(hào)均為含碳量0.20%的碳素結(jié)構(gòu)鋼。但它們之間存在著較大的差別，價(jià)格相差也相當(dāng)懸殊。設(shè)計(jì)與使用中若不能正確選用往往會(huì)重者發(fā)生破壞性事故，輕者也會(huì)影響使用壽命或者造成優(yōu)材劣用。
現(xiàn)將這四個(gè)鋼號(hào)的區(qū)別以及設(shè)計(jì)與使用中應(yīng)注重的地方分述如下:
1.適用的標(biāo)準(zhǔn)及用途不同
1.適用的標(biāo)準(zhǔn)及用途不同
(1)20鋼用于一般鋼管，有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)GB8162適用于結(jié)構(gòu)用無縫鋼管；
標(biāo)準(zhǔn)GB8163適用于輸送流體用一般無縫鋼管；
標(biāo)準(zhǔn)GB3087適用于低中壓鍋爐無縫鋼管，該標(biāo)準(zhǔn)適用制造各種結(jié)構(gòu)低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機(jī)車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷撥(軋)無縫鋼管。
(2)20G是制造高壓及其以上壓力的蒸汽鍋爐、管道等用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。如廣泛用來制造介質(zhì)溫度≤430℃ 的省煤器、過熱器、水冷壁、給水、主蒸汽管等。
標(biāo)準(zhǔn)GB5310適用于高壓鍋爐用無縫鋼管。
(3)20g用于制造各種鍋爐受壓元件用厚度為60—120ram的碳素鋼板。
標(biāo)準(zhǔn)GB713適用于鍋爐用碳索鋼和低應(yīng)用合金鋼鋼也適用該標(biāo)準(zhǔn)。
(4)20R適用于中常溫壓力容器受壓元件用厚度為6—100mm的碳素鋼。標(biāo)準(zhǔn)GB6654適用于壓力容器用鋼板。
2.化學(xué)成份上的細(xì)微差別
2.化學(xué)成份上的細(xì)微差別
四個(gè)鋼號(hào)的化學(xué)成份基本上是一致的。但比較其相應(yīng)的適用標(biāo)準(zhǔn)后，在化學(xué)成份上還略有差別。
(1) Cu與Ni這兩種元素在碳索鋼中是作為雜質(zhì)殘留鋼中，但這兩種成份對鋼的性質(zhì)只會(huì)帶來好處。銅在碳素鋼中也是作為雜質(zhì)殘留的。銅含量超標(biāo)時(shí)使鋼的表面存在著銅的富集，熱加工時(shí)的二次加熱會(huì)使富銅層進(jìn)一步增厚，并向表面區(qū)域的奧氏體晶界擴(kuò)散，使奧氏體晶界嚴(yán)重脆化，導(dǎo)致工件在外載荷的作用下引起表面脆性斷裂。因此，在鋼材需進(jìn)行鍛造及沖壓的熱加工時(shí).過高的銅含量將引起工件的開裂。必須對鋼中銅的含量作出限定。可能是考慮到20鋼冶煉用料的復(fù)雜性及其作為工件時(shí)較多承受熱壓力加工.在適用標(biāo)準(zhǔn)GB699(GB8162、GB8163、GB3087均注明化學(xué)成份偏差應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)GB699)的文字說明中第3 1.1.1條規(guī)定“使用廢鋼冶煉的鋼答應(yīng)古銅量不大于0.30% ”。
(2)20g鋼板在滿足性能要求的情況下，錳含量的下限可為0.40%，厚度大于25ram的鋼板碳含量最大可到0.22%。為改善20R的性能，可添加微量合金元素。
適用標(biāo)準(zhǔn)GB699中還規(guī)定“熱壓力加工用鋼的含銅量應(yīng)不大于0.20% ”。
(3)煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧使錳殘留在鋼中。一般而言，錳是有益元素。錳主要溶于鐵索體中而使鐵索體強(qiáng)化，另外，錳還能增加珠光體的相對量并使其細(xì)化，因而錳能提高鋼的強(qiáng)度。但過高的含錳量對焊接性能不利。考慮到鋼的綜合性能，錳的含量與碳的含量應(yīng)適當(dāng)匹配。因此.GB713標(biāo)準(zhǔn)中的20g鋼板和GB6654標(biāo)準(zhǔn)中的20R鋼板的含碳量比其它兩種鋼有所降低，規(guī)定為≤0.20— 0.22% ，而其含錳量的上限比其它兩種鋼有所提高，分別規(guī)定為0.50—0.90%、0.40— 0.90% 。
(4)硅也是一種脫氧劑.而且它的脫氧作用比錳強(qiáng)。硅固溶于鐵素體中，提高鋼的強(qiáng)度，但也降低鋼的塑性和韌性。因此，為了保證20g及20R鋼有良好的塑性和韌性，非凡是時(shí)效沖擊韌性和長期的中溫使用性能。這兩種鋼中硅含量的上限比其它兩種鋼均有所降低.規(guī)定為不超過030%。
3.機(jī)械性能上的區(qū)別
20g及20R鋼的機(jī)械性能隨鋼板的厚度不同其要求也不同，且厚度等級劃分較細(xì)，隨著厚度的增加，強(qiáng)度、屈服點(diǎn)及沖擊韌性指標(biāo)均有所降低。20G則區(qū)分為縱向及橫向試樣兩種要求。
四種20號(hào)鋼的高溫規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(MPa)，不小于下表中的數(shù)值。
(1) Cu與Ni這兩種元素在碳索鋼中是作為雜質(zhì)殘留鋼中，但這兩種成份對鋼的性質(zhì)只會(huì)帶來好處。銅在碳素鋼中也是作為雜質(zhì)殘留的。銅含量超標(biāo)時(shí)使鋼的表面存在著銅的富集，熱加工時(shí)的二次加熱會(huì)使富銅層進(jìn)一步增厚，并向表面區(qū)域的奧氏體晶界擴(kuò)散，使奧氏體晶界嚴(yán)重脆化，導(dǎo)致工件在外載荷的作用下引起表面脆性斷裂。因此，在鋼材需進(jìn)行鍛造及沖壓的熱加工時(shí).過高的銅含量將引起工件的開裂。必須對鋼中銅的含量作出限定。可能是考慮到20鋼冶煉用料的復(fù)雜性及其作為工件時(shí)較多承受熱壓力加工.在適用標(biāo)準(zhǔn)GB699(GB8162、GB8163、GB3087均注明化學(xué)成份偏差應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)GB699)的文字說明中第3 1.1.1條規(guī)定“使用廢鋼冶煉的鋼答應(yīng)古銅量不大于0.30% ”。
(2)20g鋼板在滿足性能要求的情況下，錳含量的下限可為0.40%，厚度大于25ram的鋼板碳含量最大可到0.22%。為改善20R的性能，可添加微量合金元素。
適用標(biāo)準(zhǔn)GB699中還規(guī)定“熱壓力加工用鋼的含銅量應(yīng)不大于0.20% ”。
(3)煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧使錳殘留在鋼中。一般而言，錳是有益元素。錳主要溶于鐵索體中而使鐵索體強(qiáng)化，另外，錳還能增加珠光體的相對量并使其細(xì)化，因而錳能提高鋼的強(qiáng)度。但過高的含錳量對焊接性能不利。考慮到鋼的綜合性能，錳的含量與碳的含量應(yīng)適當(dāng)匹配。因此.GB713標(biāo)準(zhǔn)中的20g鋼板和GB6654標(biāo)準(zhǔn)中的20R鋼板的含碳量比其它兩種鋼有所降低，規(guī)定為≤0.20— 0.22% ，而其含錳量的上限比其它兩種鋼有所提高，分別規(guī)定為0.50—0.90%、0.40— 0.90% 。
(4)硅也是一種脫氧劑.而且它的脫氧作用比錳強(qiáng)。硅固溶于鐵素體中，提高鋼的強(qiáng)度，但也降低鋼的塑性和韌性。因此，為了保證20g及20R鋼有良好的塑性和韌性，非凡是時(shí)效沖擊韌性和長期的中溫使用性能。這兩種鋼中硅含量的上限比其它兩種鋼均有所降低.規(guī)定為不超過030%。
3.機(jī)械性能上的區(qū)別
20g及20R鋼的機(jī)械性能隨鋼板的厚度不同其要求也不同，且厚度等級劃分較細(xì)，隨著厚度的增加，強(qiáng)度、屈服點(diǎn)及沖擊韌性指標(biāo)均有所降低。20G則區(qū)分為縱向及橫向試樣兩種要求。
四種20號(hào)鋼的高溫規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(MPa)，不小于下表中的數(shù)值。
四個(gè)鋼號(hào)高溫規(guī)定殘余伸長應(yīng)力 MPa厚度 溫度(℃鋼號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法
試驗(yàn)方法
檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法
試驗(yàn)方法
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序號(hào) |
檢驗(yàn)項(xiàng)目 |
20 |
20G |
20g |
20R |
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1 |
化學(xué)成份 |
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2 |
拉伸試驗(yàn) |
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3 |
抗彎試驗(yàn) |
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4 |
常溫沖擊試驗(yàn) |
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5 |
低溫沖擊試驗(yàn) |
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6 |
時(shí)效沖擊試驗(yàn) |
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7 |
高溫拉伸試驗(yàn) |
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8 |
永壓試驗(yàn) |
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9 |
卷邊試驗(yàn) |
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10 |
壓扁試驗(yàn) |
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11 |
擴(kuò)口試驗(yàn) |
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12 |
晶粒度檢驗(yàn) |
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13 |
雜物檢驗(yàn) |
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14 |
顯微組織檢驗(yàn) |
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15 |
低倍檢驗(yàn) |
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16 |
脫碳層檢驗(yàn) |
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17 |
超聲波檢驗(yàn) |
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18 |
渦流檢驗(yàn) |
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19 |
漏磁檢驗(yàn) |
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20 |
厚度方向試驗(yàn) |
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GB8163-87 GB3087.1999 GB5310.1995 GB713.1997 G116654.1996
GB222 GB222 GB222
1. GB223 GB22GB223 G 3B223 GB223 GB228
2 GB228 GB228 C呦 GB6397 GB228
3 GB244 GB232 CB232 GB232
4 GB／1229 GB／T229 GB2106
5. GB4159
6 GB4.160
7 GB4338 GB4338
8 GB241 GB241 GB241
9 GB245
10 GB246 GB246 GB246
11 GB242 GB242 GB242
12 YB／ 巧148
非金屬夾
13 GB10561
14 GB／T13298
GB226
15 GB226 GBl979
16 GB224
GB／ r5777
17 CB/777 GB/T5777 GB GBm 970 GB/T2970 4163
18 GB735 GB7735 GB7735
19 GB/T12606
20 GB5313
4.供貨狀態(tài)及熱處理
供貨狀態(tài)及熱處理要求不同這四種鋼中.可能是考慮到對使用壽命有直接影響的因素，僅有GB5310的20G鋼對供貨狀態(tài)及熱處理作了明確規(guī)定：應(yīng)進(jìn)行9OO～930-C正火 熱處理后交貨，熱軋管當(dāng)終軋溫度大于等于900-C時(shí)，可以代替正火，以熱軋狀態(tài)交貨。GB713的20g鋼標(biāo)準(zhǔn)中注明鋼板以熱軋、控軋、正火及正火加回火狀態(tài)交貨；GB6654的20R鋼標(biāo)準(zhǔn)中注明以熱軋、控軋或正火狀態(tài)交貨，但均役有明確正火、熱處理的溫度或強(qiáng)調(diào)熱軋后的溫度。有關(guān)資料介紹其正火溫度一般為800～920℃ ，回火溫度為600～650℃ 。GB3087及GB8163之20鋼均注明熱軋以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨，冷軋以熱處理狀態(tài)交貨。
5 檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的差異
四個(gè)鋼號(hào)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法如表4所示。隊(duì)表4看出，除了鋼管與鋼板的檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法有明顯差異外，三個(gè)鋼管標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目也有明顯不同。GB5310的高壓鍋爐用無縫鋼管的檢驗(yàn)項(xiàng)目最多，GB3087的低中壓鍋爐用無縫鋼管次之，GB8163輸送流體用無縫鋼管最少。這也在一定程度上反映不同標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品質(zhì)量要求的嚴(yán)格程度。GB713的鍋爐用鋼板增加時(shí)效沖擊試驗(yàn)，這是因?yàn)闅埩粼谔间撝械兀跍囟?00℃ 左右，與碳元素生成化合物，將大大降低鋼材的時(shí)效沖擊韌性。
6.總結(jié)
綜上所述可見四個(gè)鋼號(hào)有著較大的差別。根據(jù)使用要求必須選擇相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，即對條鋼適用GB699，一般鋼管適用GB8163，輸送流體用一般無縫鋼管適用GB8163，低中壓鍋爐用無縫鋼管適用GB3087，高壓鍋爐鋼管適用GB5310，鍋爐受壓元件鋼板適用GB713，壓力容器及其附件適用GB6654。決不能用GB3087的鋼管，更不能用GB8163 的鋼管來替代GB5310的鋼管。而更為重要的是在設(shè)計(jì)及訂貨時(shí)就要作出準(zhǔn)確的選擇。因?yàn)檫@四個(gè)鋼號(hào)在成品檢驗(yàn)時(shí)是很難鑒別的。另外，在到貨驗(yàn)收時(shí)一定要以設(shè)計(jì)及訂貨時(shí)確定的國家標(biāo)準(zhǔn)及鋼號(hào)進(jìn)行驗(yàn)收，而決不能簡單地統(tǒng)一以20鋼來驗(yàn)?zāi)痢?/DIV>
5 檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的差異
四個(gè)鋼號(hào)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法如表4所示。隊(duì)表4看出，除了鋼管與鋼板的檢驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法有明顯差異外，三個(gè)鋼管標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目也有明顯不同。GB5310的高壓鍋爐用無縫鋼管的檢驗(yàn)項(xiàng)目最多，GB3087的低中壓鍋爐用無縫鋼管次之，GB8163輸送流體用無縫鋼管最少。這也在一定程度上反映不同標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品質(zhì)量要求的嚴(yán)格程度。GB713的鍋爐用鋼板增加時(shí)效沖擊試驗(yàn)，這是因?yàn)闅埩粼谔间撝械兀跍囟?00℃ 左右，與碳元素生成化合物，將大大降低鋼材的時(shí)效沖擊韌性。
6.總結(jié)
綜上所述可見四個(gè)鋼號(hào)有著較大的差別。根據(jù)使用要求必須選擇相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，即對條鋼適用GB699，一般鋼管適用GB8163，輸送流體用一般無縫鋼管適用GB8163，低中壓鍋爐用無縫鋼管適用GB3087，高壓鍋爐鋼管適用GB5310，鍋爐受壓元件鋼板適用GB713，壓力容器及其附件適用GB6654。決不能用GB3087的鋼管，更不能用GB8163 的鋼管來替代GB5310的鋼管。而更為重要的是在設(shè)計(jì)及訂貨時(shí)就要作出準(zhǔn)確的選擇。因?yàn)檫@四個(gè)鋼號(hào)在成品檢驗(yàn)時(shí)是很難鑒別的。另外，在到貨驗(yàn)收時(shí)一定要以設(shè)計(jì)及訂貨時(shí)確定的國家標(biāo)準(zhǔn)及鋼號(hào)進(jìn)行驗(yàn)收，而決不能簡單地統(tǒng)一以20鋼來驗(yàn)?zāi)痢?/DIV>
