|
第四节 阀门用钢和内燃机高温用钢
一、ISO 标准阀门用钢与合金[ISO 683/15：1992]
1.ISO 标准阀门用钢与合金的牌号与化学成分，见表5-2-31。
表5-2-31 阀门用钢与合金的牌号与化学成份 |
| 钢号 |
C |
Si |
Mn |
P
≤ |
S
≤ |
Cr |
Mo |
Ni |
其他 |
| 马氏体型钢 |
| X50CrSi8-2 |
0.45-
0.55 |
1.00-
2.00 |
≤0.60 |
0.030 |
0.030 |
7.50-
9.50 |
- |
≤0.60 |
- |
| X45CrSi9-3 |
0.40-
0.50 |
2.70-
3.30 |
≤0.80 |
0.040 |
0.030 |
8.00-
10.0 |
- |
≤0.60 |
- |
| X85CrMoV18-2 |
0.80-
0.90 |
≤1.00 |
≤1.50 |
0.040 |
0.030 |
16.5-
18.5 |
2.00-
2.50 |
- |
V0.30-0.60 |
| 奥氏体型钢 |
| X55CrMnNiN20-8 |
0.50-
0.60 |
≤0.25 |
7.00-
10.0 |
0.050 |
0.030 |
19.5-
21.5 |
- |
1.50-
2.75 |
N0.20-0.40 |
| X53CrMnNiN21-9 |
0.48-
0.58 |
≤0.25 |
8.00-
10.0 |
0.050 |
0.030 |
20.0-
22.0 |
- |
3.25-
4.50 |
N0.35-0.50 |
| X50CrMnNiNLN21-9 |
0.45-
0.55 |
≤0.45 |
8.00-
10.0 |
0.050 |
0.030 |
20.0-
22.0 |
- |
3.50-
5.50 |
W0.80-1.50
Nb+Ta1.80- +2.50;
N0.40-0.60 |
| X53CrMnNiNbN21-9 |
0.48-
0.58 |
≤0.45 |
8.00-
10.0 |
0.050 |
0.030 |
20.0-
22.0 |
- |
3.25-
4.50 |
N0.38-0.50;
C+N≥0.90,
Nb+Ta2.00-3.00 |
| X33CrNiMnN23-3 |
0.28-
0.38 |
0.50-
1.00 |
1.50-
3.50 |
0.050 |
0.030 |
22.0-
24.0 |
≤0.50 |
7.00-
9.00 |
W≤0.50;
N0.25-0.35 |
| 镍基合金 |
| NiCr15Fe7TiAl |
0.03-
0.10 |
≤0.50 |
≤0.50 |
0.015 |
0.015 |
14.0-
17.0 |
≤0.15 |
余量 |
Al1.10-1.35;
Fe5.0-9.0;
Nb+Ta0.70-1.20;
Ti2.0-2.6 |
| NiFe25Cr20NbTi |
≤0.10 |
≤1.00 |
≤1.00 |
0.030 |
0.015 |
18.0-
21.0 |
- |
余量 |
Al0.03-1.00;
Fe230-28.0;
Nb+Ta1.0-.2.0;
B≤0.008 |
| NiCr20TiAl |
0.04-
0.10 |
≤1.00 |
≤1.00 |
0.020 |
0.015 |
18.0-
21.0 |
- |
≥65 |
Al1.0-1.8;
Co≤2.0;Cu≤0.20;
Fe≤3.0;Ti1.8-2.7;
BFe≤0.008 |
|
|
2.ISO 标准阀门用钢与合金的热处理与室温力学性能，见表5-2-32。
表5-2-32 阀门用钢与合金的热处理与室温力学性能 |
| 钢号 |
热加工
温度/℃ |
热处理温度（℃）
及冷却方式 |
状态① |
力学性能② |
硬度
HRC
(HBS) |
|
软化
退火 |
淬火或
固溶处理 |
回火或
时效处理 |
ъ
/MPa |
0.2
/MPa |
δ5
% |
φ
% |
| 马氏体型钢 |
| X50CrSi8-2 |
1100-
900 |
780-820
空/水冷 |
1000-
1050油冷 |
720-820
空或水冷 |
Q+T |
900-
1100 |
685 |
14 |
40 |
266-325 |
| X45CrSi9-3 |
1100-
900 |
780-820
空/水冷 |
1000-
1050油冷 |
720-820
空或水冷 |
Q+T |
900-
1100 |
700 |
14 |
40 |
266-325 |
| X85CrMoV18-2 |
1100-
900 |
820-860
缓冷 |
1050-
1080油冷 |
720-820
空或水冷 |
Q+T |
1000-
1200 |
800 |
7 |
12 |
296-355 |
| 奥氏体型钢 |
| X55CrMnNiN20-8 |
1100-
950 |
- |
1140-
1180水冷 |
760-815
*4-8h,
空冷 |
S+P |
900-
1150 |
550 |
8 |
10 |
28 |
| X53CrMnNiN21-9 |
1150-
950 |
- |
1140-
1180水冷 |
760-815
*4-8h,
空冷 |
S+P |
950-
1200 |
580 |
8 |
10 |
30 |
| X53CrMnNiNLN21-9 |
1150-
950 |
- |
1200-
1180水冷 |
760-815
*4-8h,
空冷 |
S+P |
950-
1150 |
580 |
12 |
15 |
30 |
| X53CrMnNiNbN21-9 |
1150-
980 |
- |
1160-
1200水冷 |
760-815
*6h,
空冷 |
S+P |
950-
1150 |
580 |
8 |
10 |
30 |
| X33CrNiMnN23-8 |
1150-
980 |
- |
1150-
1170水冷 |
800-830
*8h,空冷 |
S+P |
850-
1100 |
550 |
20 |
30 |
25 |
| 镍基合金 |
| NiCr15Fe7TiAl |
1150-
940 |
- |
1100-
1150空冷 |
840*24h
+700*2h
空冷 |
S+P |
1100-
1300 |
750 |
12 |
20 |
32 |
| NiFe25Cr20NbTi |
1150-
1050 |
- |
1000-
1080
空/水冷 |
690-710
*6h,
空冷 |
S+P |
900-
1100 |
25 |
25 |
30 |
28 |
| NiCr20TiAl |
1150-
1050 |
- |
1000-
1080
空/水冷 |
690-710
*6h,
空冷 |
S+P |
1100-
1400 |
15 |
15 |
25 |
32 |
|
| ①状态代号：Q- 淬火；T- 回火；S- 固溶处理；P- 时效处理；
②适用于直径≤40mm的钢材和合金。
3.ISO 标准阀门用钢与合金的高温力学性能，见表5-2-33。
表5-2-33 阀门用钢与合金的高温力学性能① |
| 钢号 |
热处理状态② |
高温抗拉强度/MPa
（在下列温度℃时） |
高温抗拉强度/MPa
（在下列温度℃时） |
| 500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
500 |
550 |
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
| 马氏体型钢 |
|
X50CrSi8-2
X45CrSi9-3
X85CrMoV18-2 |
Q+T
Q+T
Q+T |
500
500
550 |
360
360
400 |
230
250
300 |
160
170
230 |
105
110
180 |
-
-
140 |
-
-
- |
400
400
500 |
300
300
370 |
220
240
280 |
110
120
170 |
75
80
120 |
-
-
80 |
-
-
- |
| 奥氏体型钢 |
|
X55CrMnNiN20-8
X53CrMnNiN21-9
X53CrMnNiNLN21-9
X53CrMnNiNbN21-9
X33CrNiMnN23-8 |
S+P
S+P
S+P
S+P
S+P |
640
650
680
680
600 |
590
600
650
650
570 |
540
550
610
600
530 |
490
500
550
510
470 |
440
450
480
450
400 |
360
370
410
380
340 |
290
300
340
320
280 |
300
350
350
340
270 |
280
330
330
320
250 |
250
300
310
310
220 |
230
270
285
280
210 |
220
250
260
260
190 |
200
230
240
235
180 |
170
200
220
220
170 |
| 镍基合金 |
|
NiCr15Fe7TiAl
NiFe25Cr20NbTi
NiCr20TiAl |
S+P
S+P
S+P |
1000
800
1050 |
980
800
1030 |
930
190
1000 |
850
740
930 |
770
640
820 |
650
500
680 |
510
340
500 |
725
450
700 |
710
450
650 |
690
450
650 |
660
450
600 |
650
430
600 |
560
380
500 |
425
250
450 |
|
|
①表中非标准规定值。
②状态代号：Q-淬火；S-固溶处理；P-时效处理。
二、ISO 标准内燃机高温用钢[ISO/TR 4956： 1984]
1.ISO 标准内燃机高温用钢的钢号与化学成分，见表5-2-34。
表5-2-34 内燃机高温用钢的钢号与化学成分（质量分数）（%） |
| 钢号 |
C |
Si |
Mn |
P
≤ |
S
≤ |
Cr |
Mo |
Ni |
其他 |
| 贝氏体和马氏体型 |
| 21CrMoV5 7① |
0.17-
0.25 |
≤0.40 |
0.40-
0.80 |
0.030 |
0.030 |
1.20-
1.50 |
0.65-
0.80 |
≤0.60 |
V0.25-0.35 |
| 40CrMo5 6① |
0.35-
0.45 |
0.15-
0.40 |
0.40-
0.70 |
0.035 |
0.035 |
1.00-
1.50 |
0.50-
0.80 |
- |
- |
| 40CrMoV4 6① |
0.36-
0.44 |
0.15-
0.35 |
0.45-
0.85 |
0.030 |
0.030 |
0.90-
1.20 |
0.55-
0.75 |
- |
V0.25-0.35 |
| X12Cr13③ |
0.09-
0.15 |
≤1.00 |
≤1.00 |
0.040 |
0.030 |
11.5-
14.0 |
- |
≤1.00 |
- |
| X20CrMoNiNbV11 1 |
0.16-
0.24 |
0.10-
0.50 |
0.30-
1.00 |
0.030 |
0.030 |
10.0-
12.0 |
0.50-
1.00 |
0.30-
1.00 |
V0.20-0.50
V0.10-0.30
B≤0.008
N≤0.10 |
| X12CrNiMoV12 3② |
0.08-
0.15 |
≤0.35 |
0.50-
0.90 |
0.030 |
0.025 |
11.0-
12.5 |
1.50-
2.00 |
2.00-
3.00 |
V0.25-0.40
N0.02-0.04 |
| X21CrMoNiV12 2① |
0.17-
0.25 |
≤0.50 |
≤1.00 |
0.035 |
0.030 |
11.0-
12.5 |
0.70-
1.20 |
0.30-
1.00 |
V0.20-0.35 |
| X12CrMoV12 6① |
0.08-
0.16 |
≤0.60 |
0.40-
1.00 |
0.035 |
0.035 |
11.5-
13.5 |
0.40-
0.80 |
≤1.00 |
V0.10-0.30 |
| X12CrMo12 6① |
0.08-
0.16 |
≤0.60 |
0.40-
1.00 |
0.035 |
0.035 |
11.5-
13.0 |
0.40-
0.80 |
≤1.00 |
- |
| 奥氏体型 |
| X11CrNiWTi17 13 3 |
0.07-
0.15 |
≤1.00 |
≤1.00 |
0.045 |
0.030 |
15.5-
17.5 |
- |
12.0-
14.5 |
W2.50-3.50
Ti4*C%≤0.80
B≤0.006 |
| K6NiCrTiMoVB25 15 2② |
0.03-
0.08 |
≤1.00 |
≤2.00 |
0.025 |
0.015 |
13.5-
16.0 |
1.00-
1.50 |
24.0-
27.0 |
V0.10-0.50
Ti1.90-2.30
B0.003-0.010 |
|
|
① 通常钢材品种为棒材。
② 通常钢材品种为棒材、钢板、钢带。
③ 通常钢材品种为棒材、厚板。
2.ISO 标准内燃机高温用钢的室温力学性能，见表5.2-35。
表5-2-35 内燃机高温用钢的室温力学性能 |
| 钢号 |
热处理
状态① |
棒材、锻
件直径
/mm |
板、带
材厚度
/mm |
力学性能 |
|
|
0.2
/MPa |
1.0
/MPa |
/MPa |
% |
Akv
/J② |
| 21CrMoV5 7 |
Q+T |
≤250 |
- |
205-250 |
550 |
- |
700-850 |
16 |
63 |
| 40CrMo5 6 |
Q+T |
≤200 |
- |
|
635 |
- |
850-1000 |
14 |
30 |
| 40CrMoV4 6 |
Q+T |
≤100
>100≤200 |
- |
|
700
635 |
-
- |
850-1000
800-950 |
14
14 |
30
25 |
| X12Cr13 |
A |
≤160 |
0.5-25 |
|
265 |
- |
470-670 |
20 |
60 |
| X12Cr13 |
Q+T |
≤160 |
0.5-25 |
175-235 |
420 |
- |
590-780 |
16 |
40 |
| X20CrMoNiNbV11 1 |
Q+T |
≤250 |
- |
265-310 |
750 |
- |
900-1050 |
10 |
20 |
| X12CrNiMoV12 3 |
Q+T |
≤150 |
- |
285-331 |
785 |
- |
930-1130 |
14 |
40 |
| X12CrNiMoV12 3 |
Q+T |
- |
0.5-6 |
280-330 |
785 |
- |
930-1130 |
10 |
- |
| X21CrMoNiV12 2 |
Q+T1 |
≤250 |
- |
235-280 |
590 |
- |
780-930 |
14 |
27 |
| X21CrMoNiV12 2 |
Q+T2 |
≤250 |
- |
265-310 |
700 |
- |
900-1050 |
11 |
20 |
| X12CrMoV12 6 |
Q+T |
≤150 |
- |
|
585 |
- |
770-930 |
15 |
25 |
| X12CrMo12 6 |
Q+T |
≤75 |
- |
≥192 |
490 |
- |
680-880 |
20 |
- |
| X11CrNiWTi17 13 3 |
温热加工 |
≤60 |
- |
175-235 |
390 |
430 |
600-800 |
25 |
55 |
| X11CrNiWTi17 13 3 |
S+P |
≤100 |
- |
|
220 |
260 |
500-730 |
35 |
70 |
| K6NiCrTiMoVB25 15 2 |
S+P |
5-250 |
0.5-63 |
248-341 |
600 |
640 |
900-1100 |
15 |
40 |
|
|
①代号：Q-淬火，T-回火；A-退火；S-回溶处理；P-沉淀硬化。
②ISO - V形缺口试样的冲击功，纵向性能。
3.ISO 标准内燃机高温用钢的高温力学性能，见表5-2-36。
表5-2-36 内燃机高温用钢的高温力学性能 |
| 钢号 |
热处理
代号① |
高温屈服强度0.2参考值/MPa
(在下列温度℃时） |
| 20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
700 |
800 |
| 21CrMoV5 7 |
Q+T |
550 |
530 |
500 |
460 |
410 |
380 |
350 |
- |
- |
- |
- |
| 40CrMo5 6 |
Q+T |
635 |
630 |
610 |
575 |
525 |
490 |
450 |
- |
- |
- |
- |
| 40CrMoV4 6 |
Q+T1 |
700 |
670 |
635 |
598 |
540 |
500 |
460 |
403 |
- |
- |
- |
| 40CrMoV4 6 |
Q+T2 |
635 |
630 |
615 |
580 |
525 |
480 |
435 |
- |
- |
- |
- |
| X12Cr13 |
A |
265 |
255 |
240 |
225 |
205 |
195 |
185 |
175 |
- |
- |
- |
| X12Cr13 |
Q+T |
420 |
410 |
380 |
345 |
305 |
285 |
- |
- |
- |
- |
- |
| X20CrMoNiNbV11 1 |
Q+T |
750 |
730 |
700 |
655 |
580 |
530 |
470 |
400 |
315 |
- |
- |
| X12CrNiMoV12 3 |
Q+T |
740 |
680 |
655 |
650 |
610 |
560 |
505 |
400 |
250 |
- |
- |
| X21CrMoNiV12 2 |
Q+T1 |
590 |
560 |
530 |
480 |
420 |
380 |
335 |
280 |
205 |
- |
- |
| X21CrMoNiV12 2 |
Q+T2 |
690 |
650 |
600 |
550 |
485 |
440 |
390 |
330 |
250 |
- |
- |
| X12CrMoV12 6 |
Q+T |
615 |
575 |
555 |
535 |
510 |
480 |
450 |
- |
- |
- |
- |
| X12CrMo12 6 |
Q+T |
490 |
480 |
450 |
410 |
280 |
360 |
330 |
- |
- |
- |
- |
| X11CrNiWTi17 13 3 |
温热加工 |
390 |
383 |
373 |
342 |
275 |
250 |
226 |
197 |
167 |
- |
- |
| X11CrNiWTi17 13 3 |
S+P |
220 |
210 |
195 |
176 |
157 |
155 |
152 |
143 |
137 |
- |
- |
| K6NiCrTiMoVB25 15 2 |
S+P |
600 |
590 |
570 |
555 |
535 |
520 |
510 |
490 |
465 |
375 |
225 |
|
|
①代号：Q-淬火，T-回火；A-退火；S-回溶处理；P-沉淀硬化。
4.ISO 标准内燃机高温用钢的热处理规范，见表5-2-37。
表5-2-37 内燃机高温用钢的热处理规范 |
| 钢号 |
热处理代号① |
退火，淬火或固溶处理 |
回水或沉淀硬化
处理温度（及时间）/℃ |
|
温度/℃
|
980冷却 |
| 21CrMoV5 7 |
Q+T |
920-980 |
空/油冷 |
680-740（≥2h） |
| 40CrMo5 6 |
Q+T |
840-870 |
油冷 |
600-700 |
| 40CrMoV4 6 |
Q+T1*② |
880-950 |
油冷 |
670-720 |
| 40CrMoV4 6 |
Q+T2*② |
940-970 |
油冷 |
600-700 |
| X12Cr13 |
A |
700-780 |
空冷 |
- |
| X12Cr13 |
Q+T |
950-1000 |
空/油冷 |
700-750（≥2h） |
| X20CrMoNiNbV11 1 |
Q+T |
1100-1150 |
空/油冷 |
670-750（≥2h） |
| X12CrNiMoV12 3 |
Q+T |
1035-1065 |
油冷 |
600-700 |
| X21CrMoNiV12 2 |
Q+T1 |
1020-1070 |
空/油/水冷 |
680-740（≥2h） |
| X21CrMoNiV12 2 |
Q+T2 |
1020-1070 |
空/油/水冷 |
640-700（≥2h） |
| X12CrMoV12 6 |
Q+T |
1050-1100 |
空/油冷 |
650-700 |
| X12CrMo12 6 |
Q+T |
970-1020 |
油冷 |
650-750 |
| X11CrNiWTi17 13 3 |
温热加工③ |
- |
- |
- |
| X11CrNiWTi17 13 3 |
S+P |
1100-1150 |
空/水冷 |
750-800 |
| K6NiCrTiMoVB25 15 2 |
S+P |
980±10 |
空/油冷 |
720±10 |
|
