SA387 Gr11 Cl2與14Cr1MoR的區(qū)別

趙紅濤，賈巧娟

（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500）

14Cr1MoR作為進口SA387 Gr11 Cl2材料的替代品，有國產(chǎn)SA387 Gr11 Cl2之稱，制造工藝成熟，已在各高溫高壓裝置取得了不俗的成績。

下面就兩種材料性能做進一步探討。

1 相關(guān)標準中數(shù)據(jù)的比較

1.1 SA387 Gr11 Cl2材料[1]

（1）化學成分：

（2）力學性能（常溫）：

表2 力學性能分析

（3）供貨狀態(tài)：

退火；正火+回火；經(jīng)需方同意，可采用正火后加速冷卻+回火狀態(tài)交貨。回火溫度不低于620℃。

（4）最大許用應力值（MPa）：（表3）。

（5）補充要求：

高溫環(huán)境下Cr-Mo鋼的回火脆性一般用回火脆性系數(shù)J/X評價，系數(shù)J主要用來控制鋼板的雜質(zhì)元素含量，而X主要用來控制焊縫的雜質(zhì)元素含量。

J=(Si+Mn)x(P+Sn)x104≤150，且Cu≤0.20%，Ni≤0.30%。

表3 對應溫度下最大許用應力值（MPa)

X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100≤ 15， 且 Cu≤ 0.20%，Ni≤0.30%。

1.2 14Cr1MoR材料[2，3]

（1）化學成分：

表4 14Cr1MoR材料成分分析

（2）力學性能：

表5 14Cr1MoR力學性能分析

（3）供貨狀態(tài)：

一般為正火+回火供貨；經(jīng)需方同意，厚度大于60mm的鋼板可以退火或回火狀態(tài)交貨。回火溫度不低于650℃。經(jīng)需方同意，厚度大于60mm的鋼板可采用正火后加速冷卻+回火狀態(tài)交貨。

（4）最大許用應力值（MPa）：（表6）。

表6 最厚鋼板對應溫度下許用應力值

表7 鋼材制造化學成分分析

表8 鋼材制造力學性能分析

2 國外采購SA387 Gr11 Cl2材料的實際數(shù)據(jù)(不同供貨商)

2.1 厚度117mm鋼板

（1）化學成分 ：（表7）。

（2）鋼材制造方式：

原材料：鋼錠，電弧爐冶煉，真空處理，屬完全鎮(zhèn)定鋼。

熱處理：940℃正火/135min急冷+720℃回火/234min空冷。

（3）力學性能（常溫）：（表8）。

（4）力學性能（高溫）：

表9 鋼材制造力學性能

2.2 厚度130mm鋼板

（1）化學成分 ：（表10）。

（2）鋼材熱處理：

( 950℃20℃正火/(190-280min)急冷)+(720℃10℃回火/15min空冷)。

（3）力學性能（常溫）：（表11）。

（4）力學性能（高溫）：

表12 厚度130mm鋼板力學性能（高溫）

表10 厚度130mm鋼板化學成分

表11 厚度130mm鋼板力學性能（常溫）

3 結(jié)論

通過以上對比，得出以下結(jié)論：

（1）國外生產(chǎn)的SA387 Gr11 Cl2材料性能普遍優(yōu)于14Cr1MoR材料。

（2）SA387 Gr11 Cl2材料的不同供應商提供的材料性能有差異。

（3）材料對設計的影響：

設計人員在厚度計算，尤其是設計溫度接近或高于425℃時應適度增加一些余量，在得到高溫力學性能試驗數(shù)據(jù)后進一步核算名義厚度能否滿足設計參數(shù)[4]。

4 1.25Cr-0.5Mo鋼制造過程中應注意的問題

由于1.25Cr-0.5Mo鋼具有高碳當量、高強度等特點，制造方面要求也較高，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）焊前需預熱焊縫處及兩側(cè)各100 mm，預熱溫度為200℃～250 ℃， 焊接過程中控制層間溫度不超過250 ℃。

（2）嚴格控制線能量，盡量采用小的線能量。

（3）為保證熱膨脹系數(shù)、焊縫金屬成分和性能與母材相匹配，且具有必要的熱強度性，手工堆焊選用SR309L及SR347L。

（4）對有堆焊層的設備，堆焊時應嚴格限制選用焊材的C及Nb含量，以防止堆焊層發(fā)生敏化和脆化。

（5）焊接結(jié)束立即對試板采取200℃～250 ℃后熱處理， 時間2小時， 待后熱處理緩慢冷卻后， 再對試板進行焊后熱處理，熱處理溫度為704 ℃，恒溫2 小時后緩慢冷卻。

（6）鋼板及焊材在訂購時應嚴格限制其S、P含量及非金屬夾雜物，以保證焊接接頭具有良好地抗脆化性能及降低誘發(fā)冷裂紋產(chǎn)生的可能性。