阀门材料-碳素钢

1.1  阀门常用的碳素钢材料

阀门常用的碳素钢铸件和锻件材料见 表1

表1 阀门常用的碳素钢铸件、锻件材料

注：表中UNS J02502、UNS J03002、UNS J02503是以美国金属与合金统一系统编号方法，分别对应WCA、WCB、WCC的牌号。GB/T 12228中的材料牌号A 105引用美国ASTM A 105/A 105M标准。

阀门常用的碳素钢铸件和锻件材料的化学成学见表2。

阀门常用的碳素钢铸件和锻件材料的力学性能见表3。

表2 阀门常用碳素钢材料的化学成分

注1： ZG205-415、WCA允许的最大含碳量每下降0.01%，最大含锰量可增加0.04%，直至最大含量达1.10%时止。ZG250-485、WCB允许的最大含碳量每下降0.01%，最大含锰量可增加0.04%，直至最大含量达1.28%时止。ZG275-485、WCC允许的最大含碳量每下降0.01%，最大含锰量可增加%0.04%，直至最大含量达1.40%时止。A 105在规定的最大含碳量（0.35%）以下，每降低0.01%碳含量，允许在规定的最大锰含量（1.05%）上增加0.06%锰含量，直到最大1.35%为止。

注2：钢中不可避免地含有一些杂质元素，为了获得良好的焊接质量，残留元素（Cu、Ni、Cr、Mo、 V）总量应为≤1%，但有碳当量（CE）要求时此条不适用。

注3：如订单中要求碳当量时，碳当量按CE=C%+Mn%/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15计算，

最大碳当量应是：

注4：表中最常用的阀门碳素钢铸件材料是WCB钢，其标准含碳量≤0.30%，但为了获得优良的焊接性能和力学性能，其含碳量应控制在0.25%左右。

注5：当阀门的连接端为焊连接时必须控制碳当量。ASTM A 216/A 216M补充要求中规定了使用于不同场合的碳素钢铸件碳当量的要求。但不同的产品标准根据其工况条件，对碳当量的要求也不同，如API 6D则要求炉前分析CE≤0.43，成品分析CE≤0.45。同样为了保证焊接性能API 6D对焊接端的碳素钢铸件含碳量也作了规定，炉前分析C含量≤0.23%，成品分析C含量≤0.25%，硫磷含量≤0.035%。

碳当量CE=C%+Mn%/6+（Cr%+Mo%+V%）/5+（Ni%+Cu%）/15。

注6： ASTM A 105/A 105M并不是我国的25号钢或25Mn钢，虽然其主要化学成分相当于我国的25Mn钢，但ASTM A 105/A 105M对杂质元素Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb的控制以及C、Mn含量的关系和材料的热处理都有控制要求。

注7：锻钢阀门是否需要进行材料的力学性能检测是根据产品设计要求决定的，对于低碳钢只要化学成分合格，正火的热处理工艺正确，其力学性能就是一定的，不像中碳钢和高碳钢可以按淬火后的不同回火温度得到不同的力学性能。对于锻造高压阀门如PN160、PN320（原标准为PN16.0MPa、PN32.0MPa）或更高压力的锻钢阀由设计决定采用的材料应达到的力学性能。根据所要求的力学性能确定回火温度以达到材料的性能符合设计要求。

注8：GB/T 12229中对WCA、WCB、WCC的含Mo量为0.25%，而ASTM A216/A216M中对WCA、WCB、WCC的含Mo量为0.20%。