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为何20钢管最低只能用到0℃?

时间:2020-06-09 来源:网络 浏览:
10、20是GB/T 150.2中的两种碳素钢管,常用作管口接管、换热管,在425℃以下,20钢管的许用应力要高于10钢管。不过,根据GB/T 150.2之5.1的规定,20钢管的使用温度下限为0,而10钢管的最低使用温度为-10℃(GB/T 8163)、-20℃(GB/T9948)。 
GB/T 150.2中使用温度下限为0℃的材料并不多,钢管只有20(见文末的截图)钢板有:16厚以上、0℃冲击试验的Q245R;25厚以上、0℃冲击试验的Q345R;0℃冲击试验的18MnMoNbR、13MnNiMoR。锻件有:0℃冲击试验的20、16Mn、20MnMoNb锻件,及20℃冲击试验、100厚以下的35锻件。 
怎么理解20钢管的使用温度下限仅为0℃?
首先我们来看下20钢管的化学分成,以GB/T 9948为例,与10钢管相比,20钢管的含碳量较高,高约0.1%,且对作为杂质元素Cr的控制,20较10宽松。
而在GB/T 6479中,20的杂质元素的控制还更为宽松,见下面的截图: 
钢的纯净度对于材料的韧性有着较大的影响,尤其是磷、硫、砷、锡、铅、锑及氦、氧、氢等。而作为残留元素Cr、Cu等在晶界处的明显偏析,将降低晶界表面能,弱化晶界,导致材料的拉伸、屈服性能及断面收缩率降低,从而韧性下降。
碳对材料低温韧性的影响明显,随着含碳量的增加,钢的韧脆转变温度急剧上长。所以,低温钢的含碳量(质量分数)多限制在0.2%以下,见GB/T 3531。而20钢管的碳含量上限在0.23%。
综上GB/T 150将20钢管的使用温度下限控制为0℃。
我们之前也介绍过GB/T 3531,见《GB 3531低温钢标准 部分条文解析》。
上表截自:王非. 化工压力容器设计选材[M].
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