鍋爐與壓力容器用鋼（修訂本）

目錄

第1章 緒論

第2章 金屬材料的變形與再結(jié)晶

2.1 單晶體金屬的變形

2.1.1 單晶體金屬的彈性變形

2.1.2 單晶體金屬的塑性變形

2.2 多晶體金屬的變形

2.2.1 晶界的作用

2.2.2 各晶粒間位向差別的影響

2.3 塑性變形對金屬組織和性能的影響

2.3.1 塑性變形對金屬材料組織的影響

2.3.2 塑性變形對金屬材料性能的影響

2.4 塑性變形后的金屬在加熱時的組織和性能變化

2.4.1 回復(fù)與再結(jié)晶

2.4.2 金屬的再結(jié)晶溫度

2.4.3 再結(jié)晶后的晶粒度

第3章 金屬材料的脆性

3.1 金屬材料的斷裂

3.1.1 斷裂的類型

3.1.2 斷裂的方式

3.1.3 斷裂的形式

3.1.4 斷口分析

3.2 脆性破壞事故的實例及分析

3.3 韌－脆性轉(zhuǎn)變溫度

3.4 無塑性溫度（也稱無韌溫度）

3.5 金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的條件

3.5.1 溫 度

3.5.2 缺 陷

3.5.3 厚 度

3.5.4 加載速度

3.5.5 微觀組織

3.5.6 殘余應(yīng)力

3.6 金屬材料的脆化現(xiàn)象

3.6.1 冷脆性

3.6.2 熱脆性

3.6.3 紅脆性（亦稱赤熱脆性）

3.6.4 回火脆性

3.6.5 苛性脆化

3.6.6 氫 脆

第4章 金屬材料的斷裂韌性參量

4.1 概 述

4.1.1 低應(yīng)力脆性斷裂對傳統(tǒng)的強度設(shè)計觀點提出的問題

4.1.2 沖擊韌性值（ak）不能確切地表征材料的韌脆性能

4.1.3 斷裂力學(xué)的任務(wù)

4.2 線彈性斷裂力學(xué)的斷裂韌性參量

4.2.1 能量分析法

4.2.2 應(yīng)力場強度分析法

4.2.3 線彈性斷裂力學(xué)的適用范圍

4.3 彈塑性斷裂力學(xué)的斷裂韌性參量

4.3.1 裂紋頂端張開位移

4.3.2 J積分理論

4.4 金屬材料斷裂韌性參量的測試

4.4.1 平面應(yīng)變斷裂韌性KIc的測試

4.4.2 臨界裂紋頂端張開位移δc的測試

4.4.3 臨界J積分值的測試

4.5 提高金屬材料斷裂韌性的途徑

4.5.1 合金元素的作用

4.5.2 晶粒度對KIc的影響

4.5.3 金相組織對KIc的影響

4.6 斷裂力學(xué)參量在壓力容器中的應(yīng)用

4.6.1 鼓脹效應(yīng)

4.6.2 表面裂紋和深埋裂開面的應(yīng)力場強度因子

4.6.3 壓力容器用鋼的選擇依據(jù)

4.6.4 確定構(gòu)件中允許存在的臨界裂紋深度（對于非貫

穿型裂紋）

4.6.5 一些壓力容器用鋼的斷裂韌性數(shù)據(jù)

第5章 金屬材料的高溫機械性能

5.1 金屬材料的蠕變

5.1.1 蠕變現(xiàn)象

5.1.2 蠕變曲線的表示方式

5.1.3 金屬材料在蠕變中的組織變化

5.1.4 金屬材料的蠕變理論

5.1.5 金屬材料的蠕變斷裂機理

5.2 金屬材料的高溫強度

5.2.1 條件蠕變極限（σn）

5.2.2 高溫持久強度（σD）

5.3 蠕變和持久強度的推測方法

5.3.1 蠕變曲線方程的分析

5.3.2 高溫強度的外推方法

5.4 鋼的持久塑性

5.5 影材料高溫強度性能的因素

5.5.1 化學(xué)成分

5.5.2 冶煉方法

5.5.3 金屬材料的組織結(jié)構(gòu)

5.5.4 熱處理方法

5.5.5 溫度波動對鋼材高溫強度的影響

5.6 金屬材料的松弛

5.6.1 金屬材料的松弛特性

5.6.2 松弛的塑性應(yīng)變速度

5.6.3 再緊固對松弛的影響

5.6.4 應(yīng)力松弛與蠕變的關(guān)系

第6章 長期在高溫條件下金屬材料組織結(jié)構(gòu)的變化

6.1 珠光體的球化

6.1.1 球化對金屬材料性能的影響

6.1.2 影響珠光體球化的因素

6.1.3 珠光體球化的級別

6.1.4 材料發(fā)生球化后的恢復(fù)處理

6.2 石墨化

6.3 合金元素在固溶體和碳化物相之間的重新分配

6.3.1 固溶體和碳化物中合金元素成分的變化

6.3.2 碳化物結(jié)構(gòu)類型、數(shù)量和分布的變化

第7章 鋼的過熱與過燒

7.1 概述

7.2 鋼在高溫加熱中的變化

7.2.1 奧氏體晶粒的長大

7.2.2 鋼在高溫加熱時的成分和組織變化

7.3 高溫加熱后的冷卻

7.3.1 第一階段加熱后的冷卻

7.3.2 第二階段加熱后的冷卻

7.3.3 第三階段加熱后的冷卻

7.4 鋼的過熱現(xiàn)象

7.4.1 鋼的過熱溫度

7.4.2 過熱鋼的特征

7.4.3 過熱鋼的機械性能

7.4.4 鋼發(fā)生過熱后的補救措施

7.5 鋼的過燒現(xiàn)象

7.5.1 鋼的過燒溫度

7.5.2 過燒鋼的特征

7.5.3 鋼的過燒過程

7.5.4 過燒鋼的機械性能

第8章 金屬材料的腐蝕現(xiàn)象

8.1 概述

8.2 金屬材料的高溫氧化

8.2.1 高溫氧化過程的機理

8.2.2 高溫氧化的動力學(xué)規(guī)律

8.2.3 氧化的溫度規(guī)律

8.2.4 金屬材料的耐熱性（高溫抗氧化性）指標(biāo)

8.3 金屬材料的電化學(xué)腐蝕

8.3.1 金屬的電極電位及腐蝕電池

8.3.2 金屬的極化與鈍化

8.3.3 金屬元素耐蝕性的評定

8.3.4 金屬材料的耐蝕合金化途徑

8.4 金屬材料的應(yīng)力腐蝕

8.4.1 金屬材料應(yīng)力腐蝕的特征

8.4.2 應(yīng)力腐蝕破裂機理

8.5 蒸汽腐蝕

8.6 硫的腐蝕

8.6.1 高壓鍋爐水冷壁管的硫腐蝕

8.6.2 鍋爐過熱器管的高溫硫腐蝕

8.6.3 含鎳合金鋼的硫腐蝕

8.6.4 硫的低溫腐蝕

8.7 釩的腐蝕

8.8 氧腐蝕（氧去極化腐蝕）

8.8.1 氧腐蝕的特征

8.8.2 影響氧腐蝕的因素

第9章 金屬材料的疲勞現(xiàn)象

9.1 交變載荷的特性

9.2 高周疲勞的特點

9.2.1 應(yīng)力－應(yīng)變曲線

9.2.2 金屬材料的疲勞特性曲線

9.2.3 疲勞斷裂的斷口特征

9.2.4 金屬材料的疲勞抗力指標(biāo)

9.3 疲勞斷裂的機理

9.3.1 疲勞裂紋的產(chǎn)生

9.3.2 疲勞裂紋的擴展

9.3.3 疲勞裂紋擴展速率

9.4 影響材料疲勞抗力的因素

9.4.1 化學(xué)成分和夾雜物的影響

9.4.2 熱處理和顯微組織的影響

9.4.3 應(yīng)力集中的影響

9.4.4 試件尺寸的影響

9.4.5 表面加工的影響

9.4.6 溫度的影響

9.5 低周疲勞（應(yīng)變疲勞）特性

9.5.1 低周疲勞時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線

9.5.2 材料的低周疲勞特性曲線

9.5.3 鍋爐與壓力容器用鋼的疲勞設(shè)計曲線

9.5.4 影響低周疲勞的主要因素

9.6 熱疲勞

9.6.1 熱疲勞現(xiàn)象

9.6.2 材料在承受熱疲勞時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線

9.6.3 熱疲勞與機械疲勞的區(qū)別

9.6.4 影響熱疲勞的主要因素

9.6.5 熱疲勞破壞的斷口特征

9.7 腐蝕疲勞

9.7.1 腐蝕疲勞特性

9.7.2 腐蝕疲勞的機理

9.7.3 腐蝕疲勞裂紋的擴展

9.7.4 影響腐蝕疲勞的主要因素

9.8 接觸疲勞

9.8.1 接觸疲勞的類型和破壞過程

9.8.2 影響材料接觸疲勞抗力的因素

9.9 提高材料與機件疲勞強度的途徑

9.9.1 合理的疲勞設(shè)計

9.9.2 高疲勞抗力材料的選擇

9.9.3 表面強化

第10章 合金元素在鋼中的作用

10.1 合金元素在鋼中的存在形式

10.1.1 合金元素與鋼中的碳相互作用，形成碳

化物存在于鋼中

10.1.2 合金元素溶解于鐵素體（或奧氏體）中，以

固溶體形式存在于鋼中

1 0.1.3 合金元素與鋼中的氮、氧、硫等化合，以氮化物、氧

化物、硫化物和硅酸鹽等非金屬夾雜物的形式存

在于鋼中

10.2 合金元素對鋼平衡組織的影響

10.2.1 合金元素對鋼臨界溫度的影響

10.2.2 合金元素對鋼共析點（S點）位置的影響

10.2.3 合金元素對奧氏體相區(qū)大小的影響

10.3 合金元素對熱處理的影響

10.3.1 合金元素對奧氏體化的影響

10.3.2 合金元素對奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響

10.3.3 合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響

10.3.4 合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響

10.4 合金元素對氧化與腐蝕的影響

10.5 合金元素對機械性能的影響

10.5.1 金屬材料的強化方法

10.5.2 合金元素對正火（或退火）狀態(tài)鋼機械性能的影響

10.5.3 合金元素對調(diào)質(zhì)鋼機械性能的影響

10.6 合金元素對鋼的工藝性能的影響

10.6.1 合金元素對焊接性能的影響

10.6.2 合金元素對切削加工的影響

10.6.3 合金元素對塑性加工性能的影響

10.6.4 合金元素對鑄造性能的影響

10.7 幾種常用合金元素在鋼中的作用

10.7.1 硅在鋼中的作用

10.7.2 錳在鋼中的作用

10.7.3 鉻在鋼中的作用

10.7.4 鎳在鋼中的作用

10.7.5 鋁在鋼中的作用

10.7.6 鎢在鋼中的作用

10.7.7 釩在鋼中的作用

10.7.8 欽在鋼中的作用

10.7.9 鈮在鋼中的作用

10.7.10 硼在鋼中的作用

10.7.11 鋁在鋼中的作用

第11章 鍋爐與壓力容器常用鋼材

11.1 鍋爐與壓力容器對鋼材性能的要求

11.1.1 用以制造室溫及中溫承壓元件的鋼板與鋼管

11.1.2 用以制造高溫承壓元件的鋼管

11.2 鍋爐與壓力容器用鋼的分類

11.2.1 工作溫度低于500℃的鋼材

11.2.2 工作溫度高于500℃的鋼材

11.3 碳素鋼

11.3.1 碳素鋼中主要成分對性能的影響

11.3.2 碳素鋼的分類

11.3.3 碳素鋼的牌號及其應(yīng)用

11.3.4 鍋爐與壓力容器常用的碳素鋼

11.4 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼

11.5 低合金熱強鋼

11.5.1 提高鋼材熱強性的合金化原理

11.5.2 鍋爐與壓力容器常用的低合金熱強鋼

11.6 不銹耐酸鋼

11.6.1 合金元素在不銹耐酸鋼中的作用

11.6.2 鉻不銹鋼

11.6.3 鉻鎳不銹鋼

11.7 低溫用鋼

11.7.1 合金元素在低溫用鋼中的作用

11.7.2 熱處理對鋼的低溫機械性能的影響

11.7.3 低溫用鋼的分類

11.7.4 常用的低溫用鋼

內(nèi)容提要

本書是1984年出版的《鍋爐與壓力容器用鋼》的修訂本。本書與原書在體系上仍保持一致，但在內(nèi)容上作

了較多的補充、更新和修改。

本書全面系統(tǒng)地闡述了金屬材料的脆性性能、高溫機械性能、抗腐蝕性能、疲勞性能等，并就各合金元素

對鋼材性能的影響進行了較詳盡的分析。還對鋼在制造加工過程中易發(fā)生的過熱與過燒現(xiàn)象進行了較系統(tǒng)

的分析。同時，還針對生產(chǎn)中常用的各種鍋爐與壓力容器鋼的機械性能、加工工藝性能以及一些特殊性能（如

高溫特性、抗蝕特性等）作了比較全面的闡述。

本書可作為高等院校動力、化工、勞動保護類有關(guān)專業(yè)的材料，也可供鍋爐制造廠、火力發(fā)電廠、壓力容器

制造廠、化工機械及設(shè)備廠以及鍋爐與壓力容器安全監(jiān)察等有關(guān)部門的工程技術(shù)人員參考。

基本信息

標(biāo)準(zhǔn)號 StandardNo：GB/T 713-2008

中文標(biāo)準(zhǔn)名稱StandardTitle in Chinese：鍋爐和壓力容器用鋼板

英文標(biāo)準(zhǔn)名稱：Steel plates for boilers and pressure vessels

發(fā)布日期IssuanceDate ： 2008-03-01

實施日期ExecuteDate：2008-09-01

首次發(fā)布日期FirstIssuance Date ：1965-01-19

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)StandardState ：現(xiàn)行

復(fù)審確認(rèn)日期ReviewAffirmance Date ：

計劃編號Plan No：20060157-Q-605

代替國標(biāo)號ReplacedStandard ： GB 713-1997,GB 6654-1996

被代替國標(biāo)號ReplacedStandard:

廢止時間RevocatoryDate :

采用國際標(biāo)準(zhǔn)號AdoptedInternational Standard No： ISO 9328-2：2004

采標(biāo)名稱AdoptedInternational Standard Name： 壓力容器用鋼板和鋼帶 供貨技術(shù)條件 第2部分：規(guī)定室溫和高溫性能的非合金鋼和低合金鋼

采用程度ApplicationDegree ：NEW

采用國際標(biāo)準(zhǔn)AdoptedInternational Standard ： ISO

國際標(biāo)準(zhǔn)分類號(ICS) ：77.140.50

中國標(biāo)準(zhǔn)分類號(CCS) ：H46

標(biāo)準(zhǔn)類別StandardSort：方法

標(biāo)準(zhǔn)頁碼Number ofPages:

標(biāo)準(zhǔn)價格(元)Price(￥) :

主管部門Governor ：中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會

歸口單位TechnicalCommittees ：全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會

起草單位DraftingCommittee：重慶鋼鐵股份有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、鞍鋼股份有限公司、中國通用機械工程總公司、武漢鋼鐵（集團）公司、濟南鋼鐵股份有限公司、中國特種設(shè)備檢測研

壓力容器用鋼是指用于制壓力容器的專用鋼。一般指強度用鋼。為滿足不同的設(shè)計與制造要求，按強度級別有--系列鋼號可供選用，其中包括碳素類和低合金高強度類。我國列入壓力容器專用鋼系列的共有20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR五個強度等級的鋼號。

這類鋼對化學(xué)成分和質(zhì)量控制要求嚴(yán)格，要保證最低強度和足夠的韌性，適合焊接，必要時，必須滿足高溫和低溫的特殊性能要求。常用的壓力容器用鋼有GB6654規(guī)定的壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板，GB6655規(guī)定的多層壓力容器用低合金鋼鋼板，GB6653規(guī)定的焊接氣瓶用鋼板，GB3531規(guī)定的低溫壓力容器用低合金鋼和合金鋼厚鋼 板等。另外，某些特殊裝置（例如化工、石油、航天、航空、艦 艇等）需要的高壓容器，還使用特殊質(zhì)量的高強度鋼和超高強度鋼。2100433B

內(nèi)容簡介 手冊依據(jù)各國和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織、協(xié)會最新的標(biāo)準(zhǔn)，以圖表的形式收錄了各專業(yè)用鋼的材料牌號、化學(xué)成分、尺寸規(guī)格、力學(xué)性能和工藝性能等。手冊中所選用的標(biāo)準(zhǔn)是各國和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織、協(xié)會中有代表性的標(biāo)準(zhǔn)，包括中國標(biāo)準(zhǔn)（GB、YB）、英國標(biāo)準(zhǔn)（BS）、德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DIN）、美國標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）、俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)（FOCT）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)（ISO）等。

本書是《鍋爐及壓力容器用鋼標(biāo)準(zhǔn)手冊》，共分為鋼鐵材料基本知識、常用鍋爐及壓力容器鋼材及其性能、鍋爐及壓力容器用鋼板和鋼帶、鍋爐及壓力容器用鋼管四大部分。

目錄

第1章　鋼鐵材料基本知識

第1節(jié)　鋼的分類

第2節(jié)　鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法

1.常用鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法

2.鋼鐵及合金牌號統(tǒng)一數(shù)字代號體系

第3節(jié)　鋼鐵材料的熱處理

1.鋼鐵材料的基本組織

2.鋼鐵材料的一般熱處理

第4節(jié)　合金元素對鋼的性能影響

第5節(jié)　鋼材的標(biāo)記及交貨狀態(tài)

1.鋼材標(biāo)記代號

2.鋼材的涂色標(biāo)記

3.鋼材交貨狀態(tài)

第6節(jié)　鋼的成品化學(xué)成分允許偏差

1.非合金鋼和低合金鋼2100433B