钢管力学性能
力学性能
钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度（σb）
试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：
式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。
②屈服点（σs）
具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。
上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。
屈服点的计算公式为：
式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。
③断后伸长率（σ）
在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为：
式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。
④断面收缩率（ψ）
在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下：
式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度（HB）
用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。
其计算公式为：
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。
测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。
举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持3 0s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。
热轧和冷轧（拨）无缝钢管的区别
热轧和冷轧（拨）无缝钢管的区别
冷轧无缝管（GB3639-2000）是用于机械结构、液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。
无缝钢管分热轧和冷轧（拨）无缝钢管两类。
冷轧（拨）无缝管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。热轧无缝管外径一般大于 32mm，壁厚2.5-75mm，冷轧无缝钢管处径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。
热轧无缝管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。
一般用无缝管：是用10、20、30、35、45等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合金钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货；冷轧以热处理状态交货。
热轧和冷轧无缝管的主要区别：
1、冷轧成型钢允许截面出现局部屈曲，从而可以充分利用杆件屈曲后的承载力；而热轧型钢不允许截面发生局部屈曲。
2、热轧型钢和冷轧型钢残余应力产生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差异。冷弯薄壁型钢截面上的残余应力分布是弯曲型的，而热扎型钢或焊接型钢截面上残余应力分布是薄膜型。
3、热轧型钢的自由扭转刚度比冷轧型钢高，所以热轧型钢的抗扭性能要优于冷轧型钢。
冷轧无缝管
冷轧无缝管是指在常温下，经过冷拉、冷弯、冷拔等冷加工把钢板或钢带加工成各种型式的钢材。
优点：成型速度快、产量高，且不损伤涂层，可以做成多种多样的截面形式，以适应使用条件的需要；冷轧可以使钢材产生很大的塑性变形，从而提高了钢材的屈服点。
缺点: 1.虽然成型过程中没有经过热态塑性压缩，但截面内仍然存在残余应力，对钢材整体和局部屈曲的特性必然产生影响； 2.冷轧型钢样式一般为开口截面，使得截面的自由扭转刚度较低。在受弯时容易出现扭转，受压时容易出现弯扭屈曲，抗扭性能较差；
3.冷轧成型钢壁厚较小，在板件衔接的转角处又没有加厚，承受局部性的集中荷载的能力弱。
热轧无缝管是相对于冷轧无缝管而言的，冷轧无缝管是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧无缝管就是在再结晶温度以上进行的轧制。
优点:可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体；浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。
缺点:1.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多； 2.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。3.热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这方面不好控制。我们熟知热胀冷缩，由于开始的时候热轧出来即使是长度、厚度都达标，最后冷却后还是会出现一定的负差，这种负差边宽越宽，厚度越厚表现的越明显。所以对于大号的钢材，对于钢材的边宽、厚度、长度，角度，以及边线都没法要求太精确。
无缝管用途种类如下：
（１）一般结构、机械结构用无缝管（GB8162-87）（２）低中压锅炉用无缝管（GB/T3087-1999）（３）高压锅炉用无缝管ST45.8/111（GB5310-85）（４）输送流体用无缝管（GB/T8163-1999）（５）冷拔或冷扎精密无缝管（GB3639-83）（６）地质钻探用钢管（YB235-70）（７）石油钻探钢管（YB528-65）（８）液压气缸筒精密内径用无缝管（GB8713-88）（９）化肥专用无缝管（GB6479-86）（１０）船舶用管（GB5312-85）（１１）石油裂化管（GB9948-88）（１２）各种合金管16Mn 27SiMn 15CrMo、35CrMo 12CrMov 20G 40Cr
目前，全世界生产无缝管的共计有110多个国家的1850多个公司下的5100多个生产厂，其中生产石油管的有44个国家的170多个公司下的260多个厂。2000年，无缝管全国表观消费量为418.0万吨，其中国内供应量的382.1万吨，占国内总需求的91.4%。
进口为35.9万吨，占国内总需求的8.59%。同年石油管消费量大约为91万吨。进口约25.2万吨。进口管占国内总消费量的大约70%，其中进口管占国内总消费量的27.69%，石油管进口量约占无缝管总进口量的大约70%。从日本进口的石油管占总进口量一半以上。中国最大的石油套管生产基地——天津钢管公司2000年的钢管产品出来为52.20万吨，其中石油套管产量为36.41万吨。套管占全国石油产量的一半以上。在产量和销售量上都占中国套管市场的第一位。
从国际和国内两个市场来看，无缝管（包括石油专用管）的现有生产能力均已大于需求。所以，今后的重点应放在充分发挥现有机组的能力，开发出高强度等级、高抗击毁、高抗腐蚀的石油管、高压锅炉管和气瓶管等产品。也是国家针对当前我国钢铁市场进行优化产品结构的内容。这也是增加在国内外产品竞争力、扩大市场份额的关键所在。就是说，提高国内钢管企业的市场竞争力是加和WTO以后国内企业长期的任务和成功发展的关键。
1.结构用无缝管（GB/T8162-1999）是用于一般结构和机械结构的无缝管。
2.流体输送用无缝管（GB/T8163-1999）是用于输送水、油、气等流体的一般无缝管。
3.低中压锅炉用无缝管（GB3087-1999）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝管。
4.高压锅炉用无缝管（GB5310-1995）是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝管。
5.化肥设备用高压无缝管（GB6479-2000）是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝管。
6.石油裂化用无缝管（GB9948-88）是适用于石油精炼厂的炉管、热交换器和管道无缝管。
7.地质钻探用钢管（YB235-70）是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管，按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。
8.金刚石岩芯钻探用无缝管（GB3423-82）是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝管。
9.石油钻探管（YB528-65）是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝管。钢管分车丝和不车丝两种，车丝管用接头联结，不车丝管用对焊的方法与工具接头联结。
10.船舶用碳钢无缝管（GB5213-85）是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝管。碳素钢无缝管管壁工作温度不超过450℃，合金钢无缝管管壁工作温度超过450℃。
11.汽车半轴套管用无缝管（GB3088-82）是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝管。
12.柴油机用高压油管（GB3093-86）是制造柴油机喷射系统高压管用的冷拔无缝管。
13.液压和气动缸筒用精密内径无缝管（GB8713-88）是制造液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧精密无缝管。
14.冷拔或冷轧精密无缝管（GB3639-83）是用于机械结构、液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝管。选用精密无缝管制造机械结构或液压设备等，可以大大节约机械加工工时，提高材料利用率，同时有利于提高产品质量。
15.结构用不锈钢无缝管（GB/T14975-1994）是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧（挤、扩）和冷拔（轧）无缝管。
16.流体输送用不锈钢无缝管（GB/T14976-1994）是用于输送流体的不锈钢制成的热轧（挤、扩）和冷拔（轧）无缝管。
17.异型无缝管是除了圆管以外的其他截面形状的无缝管的总称。按钢管截面形状尺寸的不同又可分为等壁厚异型无缝管（代号为D）、不等壁厚异型无缝管（代号为BD）、变直径异型无缝管（代号为BJ）。异型无缝管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。和圆管相比，异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材。
无缝钢管重量计算公式:
[(外径-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)
无缝管尺寸及允许偏差
套管和油管用无缝钢管J55、K55、N80、L80、P110力学性能化学成分
套管和石油用无缝钢管J55、K55、N80、L80、P110力学性能化学成分标准：API SPEC 5CT ——美国石油学会标准用途：用于油井用套管和油管的无缝钢管主要生产钢管牌号：J55、K55、N80、L80、P110等
石油套钢管用途：油管用于油井中抽取石油或天然气，套管用作油气井中的井壁
尺寸公差:
钢管种类外径（D）壁厚（S）
冷拔管钢管外径(mm) 允许偏差(mm) 允许偏差(mm)
＜114.3 ±0.79 －12.5％
≥114.3－0.5％，＋1％
力学性能：
标准牌号抗拉强度（MPa）屈服强度（MPa）伸长率（％）硬度
API SPEC 5CT J55 ≥517 379～552 查表
K55 ≥517≥655
N80 ≥689 552～758
L80(13Cr) ≥655 552～655 ≤241H B
P110 ≥862 758～965
化学成分:
标准牌号化学成分（％）
C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo V Als
API SPEC 5CT J55K55
(37Mn5) 0.34～0.39 0.20～0.35 1.25～1.50 ≤0.020≤0.015≤0.15≤0.20≤0.20≤0.020
N80
(36 Mn2V) 0.34～0.38 0.20～0.35 1.45～1.70 ≤0.020≤0.015≤0.15 0.11～0.16 ≤0.020
L80(13Cr) 0.15～0.22 ≤1.00 0.25～1.00 ≤0.020≤0.010 12.0～14.0 ≤0.20≤0.20≤0.020
P110,
(30CrMo) 0.26～0.35 0.17～0.37 0.40～0.70 ≤0.020≤0.010 0.80～ 1.10 ≤0.20≤0.20 0.15～0.25 ≤0.08≤
力学性能
合金钢管力学性能
标准牌号抗拉强度（MPa）屈服强度（MPa）伸长率（％）硬度GB3087 10 335～475 ≥195≥24/
20 410～550 ≥245≥20 /
GB5310 20G 410～550 ≥245≥24/
20MnG ≥415≥240≥22/
25MnG ≥485≥275≥20/
15CrMoG 440～640 ≥235≥21/
12Cr2MoG 450～600 ≥280≥20/
12Cr1MoVG 470～640 ≥255≥21/
12Cr2MoWVTiB 540～735 ≥345≥18/
10Cr9Mo1VNb ≥585≥415≥20/
ASME SA210 SA210A-1 ≥415≥255≥30≤143HB SA210C ≥485≥275≥30≤179HB
ASME SA213 SA213 T11 ≥415≥205≥30≤163HB SA213 T12 ≥415≥220≥30≤163HB
SA213 T22 ≥415≥205≥30≤163HB
SA213 T23 ≥510≥400≥20≤220HB
SA213 T91 ≥585≥415≥20≤250HB
SA213 T92 ≥620≥440≥20≤250HB
DIN17175 ST45.8/Ⅲ410～530 ≥255≥21/
15Mo3 450～600 ≥270≥22/
13CrMo44 440～590 ≥290≥22/
10CrMo910 480～630 ≥280≥20/
表120钢管化学成分 元素C Si Mn S P 含量(%)0.22～0.230.21～0.220.50～0.510.028～0.0290.01～0.014 表2 焊材化学成分(%) 牌号C Si Mn S P Cr Ni Cu ER49-1≤0.110.65～ 0.95 1.80～ 2.10 ≤0.030≤0.030≤0.20// H08A0.100.038～ 0.034 0.46 0.024～ 0.035 0.01 0.02～ 0.021 0.029～ 0.043 0.074～ 0.077 H08Mn2Si 0.09～ 0.11 0.79～ 0.88 1.88～ 1.94 0.011～ 0.017 0.014～ 0.016 ≤0.15≤0.20/ TIG-J500.1070.653 1.570.0240.038/// E43030.080.160.430.0100.019/// 表3 20钢管机械性能 参量σb(MPa)σs(MPa)δ8(%) 数值412.4～470.4264.6～371.629～37 表4 E4303焊条机械性能 参量σb(MPa)σ0.2(MPa)δ5(%)A Kv(J)-20℃ 数值47039028.286.84、76平均82 焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、表7。 表5 焊接试验工艺参数 接头型式和层次分 组 焊接工艺参数 焊 道 焊接 电 源 焊接直径 焊 接 电 流 (A) 焊 接 电 压 (V) 焊接速度 (cm/min) 线能量 (kJ/cm)方法 极 性 材料(mm) 20钢管：D57×5mm水平 固定1 1TIG SMAW 正 接 H08A E4303 1.6851251 2.2 2 2.58022621.1 2 1TIG SMAW 正 接 H08Mn2Si E4303 1.68512 4.81 2.8 2 2.58022621.1 31TIG 正 接 TIG-J50 2.59015613.5
镍基合金管的性能、化学成分 以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30％,且含镍加铁大于50％的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金(见不锈耐酸钢)。1905年美国生产的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是最早的镍基耐蚀合金。1914年美国开始生产Ni-Cr-Mo-Cu型耐蚀合金(Illium R)，1920年德国开始生产含Cr约15％、Mo约7％的Ni-Cr-Mo型耐蚀合金。70年代各国生产的耐蚀合金牌号已近50种。其中产量较大、使用较广的有Ni-Cu,Ni-Cr,Ni-Mo，Ni-Cr-Mo(W)，Ni-Cr-Mo-Cu和Ni-Fe-Cr，Ni-Fe-Cr-Mo等合金系列,共十多种牌号。中国在50年代开始研制镍基和铁－镍基耐蚀合金，到70年代末，已有十多种牌号。 类别镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下： Ni-Cu合金在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料（见金属腐蚀）。 Ni-Cr合金主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。 Ni-Mo合金主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。 Ni-Cr-Mo(W)合金兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。 Ni-Cr-Mo-Cu合金具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。 什么是超级不锈钢？镍基合金？ 超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢，首先在化学成分上与普通不锈钢304不同，是指含高镍，高铬，高钼的一种高合金不锈钢。其次在耐高温或者耐腐蚀的性能上，与304相比，具有更加优秀的耐高温或者耐腐蚀性能，是304不可取代的。另外，从不锈钢的分类上，特殊不锈钢的金相组织是一种稳定的奥氏体金相组织。 由于这种特种不锈钢是一种高合金的材料，所以在制造工艺上相当复杂，一般人们只能依靠传统工艺来制造这种特种不锈钢，如灌注，锻造，压延等等。 在许多的领域中，比如 1，海洋：海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。 2，环保领域：火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。 3，能源领域：原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。 4，石油化工领域：炼油，化学化工设备等。 5，食品领域：制盐，酱油酿造等 在以上的众多领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢。。。。。特种不锈钢（超级不锈钢、镍基合金）。
钢材的物理力学性能和机械性能表 钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等. 单独作用下所显示的各种机械性能。钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能； 通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能； 通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。 1.屈服点(σs) 钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2) 2.屈服强度(σ0.2) 有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 3.抗拉强度(σb) 材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs) 材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5.屈强比(σs/σb) 钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为 0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 ⑵洛氏硬度(HR) 当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材
钢管力学性能 力学性能 钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。 ①抗拉强度（σb） 试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为： 式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。 ②屈服点（σs） 具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。 上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。 屈服点的计算公式为： 式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。 ③断后伸长率（σ） 在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为： 式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。 ④断面收缩率（ψ） 在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下： 式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。 ⑤硬度指标 金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。 A、布氏硬度（HB） 用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。 其计算公式为： 式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。 测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。 举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持3 0s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。
1 表1 20钢管化学成分 表2 焊材化学成分(%) 表3 20钢管机械性能
参量σ b (MPa)σ 0.2 (MPa)δ 5 (%)A Kv (J)-20℃ 数值47039028.286.84、76平均82 焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、 表7。 表5 焊接试验工艺参数 接头型式和层 次分 组 焊接工艺参数 焊 道 焊接 电 源 焊接直径焊 接 电 流 (A) 焊 接 电 压 (V) 焊接速度 (cm/min) 线能量 (kJ/cm)方法 极 性 材料(mm) 20钢管： D57×5mm水平 固定1 1 TIG SMAW 正 接H08A E4303 1.6851251 2.2 2 2.58022621.1 2 1 TIG SMAW 正 接H08Mn 2 Si E4303 1.68512 4.81 2.8 2 2.58022621.1 31TIG 正 接 TIG-J50 2.59015613.5
2SMAW E4303 2.59023620.7 20钢管： D57×5mm垂直 固定4 1 2-3 1 2-3 1 2-3 TIG SMAW 正 接H08A E4303 1.6851287.65 2.585221110.2 5 6 TIG SMAW 正 接 H08Mn 2 Si E4303 TIG-J50 E4303 1.6851251 2.2 2.5852210.610.6 TIG SMAW 正 接 2.59015810.13 2.580221010.56 表6 RT探伤结2.5果 分组号缺陷性质判定级别 1多点气孔Ⅰ、Ⅱ 2夹渣Ⅱ 3无Ⅰ 4多点气孔Ⅰ
表120钢管化学成分 元素 C Si Mn S P 含量(%)～～～～～ 表2 焊材化学成分(%) 牌号C Si Mn S P Cr Ni Cu ER49-1≤～～≤≤≤// H08A～～～～～H08Mn2Si～～～～～≤≤/ TIG-J50/// E4303/// 表3 20钢管机械性能 参量σb(MPa)σs(MPa)δ8(%) 数值～～29～37 表4 E4303焊条机械性能 参量σb(MPa)σ(MPa)δ5(%)A Kv(J)-20℃ 数值470390、76平均82 焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、表7。 表5 焊接试验工艺参数 接头型式和层次分 组 焊接工艺参数 焊 道 焊接 电 源 焊接直径 焊 接 电 流 (A) 焊 接 电 压 (V) 焊接速度 (cm/min) 线能量 (kJ/cm)方法 极 性 材料(mm) 20钢管：D57×5mm水平 固定1 1TIG SMAW 正 接 H08A E4303 85125 280226 2 1TIG SMAW 正 接 H08Mn2Si E4303 8512 280226 3 1TIG SMAW 正 接 TIG-J50 E4303 90156 290236 20钢管：4 1 TIG 正H08A 85128
D57×5mm垂直 固定2-3 1 2-3 1 2-3SMAW 接 E4303 852211 5 6 TIG SMAW 正 接 H08Mn2Si E4303 TIG-J50 E4303 85125 8522 TIG SMAW 正 接 90158 802210表6 RT探伤结果 分组号缺陷性质判定级别 1多点气孔Ⅰ、Ⅱ 2夹渣Ⅱ 3无Ⅰ 4多点气孔Ⅰ 5无Ⅰ 6夹渣Ⅱ 表7 机械性能试验 分组号 拉力试验值 δb(MPa) 弯曲试验结果 90°面弯90°背弯 1、无裂纹合格无裂纹合格 2480、480无裂纹合格无裂纹合格 3460、450无裂纹合格无裂纹合格 4、无裂纹合格无裂纹合格 5485、495无裂纹合格无裂纹合格 6430、445无裂纹合格无裂纹合格 2 现场焊接 我们在施工现场进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢管时，曾采用过H08(或H08A)、H08Mn 2 Si、TIG-J50及ER705-3和瑞典OK焊丝，十多年的应用经验表明，没有发生焊接质量事故，焊缝能够满足设计和使用要求。不同焊丝的差别主要是：使用H08A焊丝TIG打底时，焊缝根部容 易产生气孔，焊缝成型差；使用H08Mn 2 Si和TIG-J50焊丝打底时，焊缝 成型好，易于手工操作，气孔很少，焊缝质量容易保证。由于H08Mn 2 Si 是国内生产的埋弧焊焊丝，容易采购，H08Mn 2 Si焊丝在手工钨极氩弧焊打底中得到广泛应用。
无缝钢管的力学性能计算公式 钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。 ①抗拉强度（σb）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb）， 出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；So--试样原始横截面积，mm2。 ②②屈服点（σs）具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不 增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。 上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。 屈服点的计算公式为：式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。 ③③断后伸长率（σ）在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长 度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为：式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm；L0--试样原始标距长度，mm。
④④断面收缩率（ψ）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积 的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下：式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。 ⑤⑤硬度指标金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。 根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。其计算公式为：式中：F--压入金属试样表面的试验力，N；D--试验用钢球直径，mm；d--压痕平均直径，mm。测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于 450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。无缝钢管
20号钢管化学成份： 碳 C ：0.17～0.24"硅 Si：0.17～0.37锰 Mn：0.35～0.65硫 S ：≤0.035磷 P ：≤0.035铬 Cr：≤0.25镍 Ni：≤0.25铜 Cu：≤0.25 10#钢管化学成份：碳 C ：0.07~0.14"硅 Si：0.17～0.37锰 Mn：0.35～0.65硫 S ：≤0.04磷 P ：≤0.35铬 Cr：≤0.15镍 Ni：≤0.25铜 Cu：≤0.25 35#钢管化学成份： 35#钢管:平均含碳量为0.32~0.40%,平均含硅量为0.17-0.37%,平均含锰量为 0.50-0.80%,平均含硫量≤0.04%,平均含磷量≤0.25%,平均含铬量≤0.25%,平均含镍量≤0.25 ,含铜量≤0.25%左右. 高压合金管化学成分 标准牌号化学成分（％） C Si Mn P S Cr Mo Cu Ni V Al W Ti Nb N GB3087 10 0.07 ～ 0.13 0.17 ～ 0.37 0.38 ～ 0.65 ≤ 0.0 30 ≤ 0.03 0.3 ～ 0.65 / ≤ 0.2 5 ≤ 0.30 / / 20 0.17～ 0.23 0.17 ～ 0.37 0.38 ～ 0.65 ≤ 0.03 ≤ 0.0 30 0.3 ～ 0.65 / ≤ 0.25 ≤ 0.3 / / GB5310 20G 0.17 ～ 0.24 0.17 ～ 0.37 0.35 ～ 0.65 ≤ 0.0 30 ≤ 0.03 ≤ 0.25 ≤ 0.15 ≤ 0.2 ≤ 0.25 ≤ 0.0 8 20MnG 0.17～ 0.24 0.17 ～ 0.37 0.70 ～ 1.00 ≤ 0.03 ≤ 0.0 30 ≤ 0.25 ≤ 0.15 ≤ 0.20 ≤ 0.2 5 ≤ 0.08 25MnG 0.18～ 0.24 0.17 ～ 0.37 0.80 ～ 1.10 ≤ 0.03 ≤ 0.0 30 ≤ 0.25 ≤ 0.15 ≤ 0.20 ≤ 0.2 5 ≤ 0.08 15CrMo 0.12～ 0.18 0.17 ～ 0.37 0.40 ～ 0.70 ≤ 0.03 ≤ 0.0 30 0.80 ～ 1.10 0.40 ～ 0.55 ≤ 0.20 ≤ 0.3
钢材力学性能指标汇总表 钢筋的公称横截面积与公称重量 公称直径，mm 公称横截面积mm 2 公称重量，Kg/m 6.5 33.18 8 50.27 0.395 10 78.54 0.617 12 113.1 0.888 14 153.9 1.21 16 201.1 1.58 18 254.5 2.00 20 314.2 2.47 22 380.1 2.98 25 490.9 3.85 28 615.8 4.83 32 804.2 6.31 36 1018 7.99 40 1257 9.87 50 1964 15.42 注：表中公称重按密度为7.85g/cm3计算。 一、钢筋混凝土用热轧带肋钢精GB1499-1998 1、力学性能 牌号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度 σbMpa 伸长率δs% 不小于 HRB335 6~25 28~50 335 490 16 HRB400 6~25 28~50 400 570 14 HRB500 6~25 28~50 500 630 12 2、弯曲性能（按下表规定的弯心直径弯曲180°后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹） 牌号公称直径mm 弯曲试验弯心直径 HRB335 6~25 28~50 3a 4a HRB400 6~25 28~50 4a 5a HRB500 6~25 28~50 5a 7a 二、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91 表面形状钢筋级别强度等级代号公称直径 mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率 δs% 冷弯d弯心直径a公称直径 不小于 光 圆Ι R235 8~20 235 370 25
2.3影响钢材力学性能的因素 影响钢材力学性能的因素有： 化学成分冶金和轧制过程时效冷作硬化温度 应力集中和残余应力复杂应力状态 1.化学成分 钢的基本元素为铁（Fe），普通碳素钢中占99%，此外还有碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）等杂质元素，及硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等有害元素，这些总含量约1%，但对钢材力学性能却有很大影响。 碳：除铁以外最主要的元素。碳含量增加，使钢材强度提高，塑性、韧性，特别是低温冲击韧性下降，同时耐腐蚀性、疲劳强度和冷弯性能也显著下降，恶化钢材可焊性，增加低温脆断的危险性。一般建筑用钢要求含碳量在0.22%以下，焊接结构中应限制在 0.20%以下。 硅：作为脱氧剂加入普通碳素钢。适量硅可提高钢材的强度，而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性无显著的不良影响。一般镇静钢的含硅量为0.10%～0.30%，含量过高（达1%），会降低钢材塑性、冲击韧性、抗锈性和可焊性。 锰：是一种弱脱氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。 普通碳素钢中锰的含量约为0.3%～0.8%。含量过高（达1.0%～1.5%以上）使钢材变脆变硬，并降低钢材的抗锈性和可焊性。 硫：有害元素。引起钢材热脆，降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。一般建筑用钢含硫量要求不超过0.055%，在焊接结构中应不超过0.050%。 磷：有害元素。虽可提高强度、抗锈性，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，
尤其低温时发生冷脆，含量需严格控制，一般不超过0.050%，焊接结构中不超过 0.045%。 氧：有害元素。引起热脆。一般要求含量小于0.05%。 氮：能使钢材强化，但显著降低钢材塑性、韧性、可焊性和冷弯性能，增加时效倾向和冷脆性。一般要求含量小于0.008%。 为改善钢材力学性能，可适量增加锰、硅含量，还可掺入一定数量的铬、镍、铜、钒、钛、铌等合金元素，炼成合金钢。钢结构常用合金钢中合金元素含量较少，称为普通低合金钢。 2.冶金轧制过程 ?按炉种分： 结构用钢我国主要有三种冶炼方法：碱性平炉炼钢法、顶吹氧气转炉炼钢法、碱性侧吹转炉炼钢法。 平炉钢和顶吹转炉钢的力学性能指标较接近，而碱性侧吹转炉钢的冲击韧性、可焊性、时效性、冷脆性、抗锈性能等都较差，故这种炼钢法已逐步淘汰。 ?按脱氧程度分： 沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。 沸腾钢脱氧程度低，氧、氮和一氧化碳气体从钢液中逸出，形成钢液的沸腾。沸腾钢的时效、韧性、可焊性较差，容易发生时效和变脆，但产量较高、成本较低；半镇静钢脱氧程度较高些，上述性能都略好；而镇静钢的脱氧程度最高，性能最好，但产量较低，成本较高。 3.其他因素 时效
合金钢管尺寸公差 合金钢材质中各元素及符号含义 钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。我国的刚号表示方法一般采用汉语拼音字母、化学素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示 下面我们具体介绍一下合金钢材质中各元素及符号含义 1、钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40 Cr。 2、钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜1.5%时，钢号中 一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”， 例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同 当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3 、4……等。例如18Cr2Ni4WA。 3、钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中 标出。例如20MnVB钢中钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。 4、高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。 5、专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢， 钢号表示为ML30CrMnSi。 6、对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽 车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。
合金钢管力学性能
合金钢管理论重量计算公式（外径-壁厚）×壁厚×0.02486=KG/M
钢管标准
钢管标准中常用术语 1）通用术语 ①交货状态 是指交货产品的最终塑性变形或最终热处理的状态。一般不经过热处理交货的称热轧或冷拔（轧）状态或制造状态；经过热处理交货的称热处理状态，或根据热处理的类别称正火（常化）、调质、固溶、退火状态。订货时，交货状态需在合同中注明。 ②按实际重量交货或按理论重量交货 实际重量--交货时，其产品重量是按称重（过磅）重量交货； 理论重量--交货时，其产品重量是按钢材公称尺寸计算得出的重量。其计算公式如下（要求按理论重量交货者，需在合同中注明）： 钢管每米的理论重量（钢的密度为7.85kg/dm3）计算公式： W=0.02466（D-S）S 式中：W--钢管每米理论重量，kg/m； D--钢管的公称外径，mm； S--钢管的公称壁厚，mm。 ③保证条件 按现行标准的规定项目进行检验并保证符合标准的规定，称做保证条件。保证条件又分为： A、基本保证条件（又称必保条件）。无论客户是否在合同中注明。均需按标准规定进行该项检验，并保证检验结果符合标准规定。 如化学成分、力学性能、尺寸偏差、表面质量以及探伤、水压实验或压扁或扩口等工艺性能实验，均属必保条件。 B、协议保证条件：标准中除基本保证条件外，尚有"根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注?quot;或"当需方要求……时，应在合同中注明"；还有的客户，对标准中基本保证条件提出加严要求（如成分、力学性能、尺寸偏差等）或增检验项目（如钢管椭圆度、壁厚不均等）。上述条款及要求，在订货时，由供需双方协商，签署供货技术协议并在合同中注明。因此，这些条件又称为协议保证条件。有协议保证条件的产品，一般均要加价的。 ④批 标准中的"批"是指一个检验单位，即检验批。若以交货单位组批，称交货批。
钢材力学性能指标汇总表钢筋的公称横截面积与公称重量 公称直径，mm 公称横截面积mm 2 公称重量，Kg/m 6.5 33.18 8 50.27 0.395 10 78.54 0.617 12 113.1 0.888 14 153.9 1.21 16 201.1 1.58 18 254.5 2.00 20 314.2 2.47 22 380.1 2.98 25 490.9 3.85 28 615.8 4.83 32 804.2 6.31 36 1018 7.99 40 1257 9.87 50 1964 15.42 注：表中公称重按密度为7.85g/cm3计算。 一、钢筋混凝土用热轧带肋钢精GB1499-1998 1、力学性能 牌号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs%
不小于 HRB335 6~25 28~50 335 490 16 HRB400 6~25 28~50 400 570 14 HRB500 6~25 28~50 500 630 12 2、弯曲性能（按下表规定的弯心直径弯曲180°后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹）牌号公称直径mm 弯曲试验弯心直径 HRB335 6~25 28~50 3a 4a HRB400 6~25 28~50 4a 5a HRB500 6~25 28~50 5a 7a 二、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91 表面形状钢筋级别强度等级代号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯d弯心直径a公称直径 不小于 光圆ΙR235 8~20 235 370 25 180°d=a 三、低碳钢热轧圆盘条GB/T701-1997 牌号屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯180°d弯心直径a公称直径 不小于 Q215 215 375 27 d=0 Q235 235 410 23 d=0.5a 四、冷轧扭钢筋JG3046-1999 表一轧扁厚度、节距
不锈钢牌号及化学成分 301不锈钢：301不锈钢牌号1Cr17Ni7 。化学成分% C：≤0.15 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：16.0～18.0 ，Ni ：6.0-8.0，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 304不锈钢：304不锈钢牌号：0Cr18Ni9（0Cr19Ni9）；化学成分% C：≤0.07 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17.0～19.0 ，Ni ：8.0～11.0，S ：≤0.03 ，P ：≤0.035 304L不锈钢：304L不锈钢牌号：00Cr19Ni10（0Cr18Ni10），化学成分% C：≤0.07 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17.0～19.0 ，Ni ：8.0～11.0，S ：≤0.03 ，P ：≤0.035 302不锈钢:302不锈钢牌号：1Cr18Ni9.化学成分% C：≤0.15 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17-19 ，Ni ：8.0-10，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 303不锈钢:303不锈钢牌号：Y1Cr18Ni9.化学成分% C：≤0.15 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17-19 ，Ni ：8.0-10，S ：≥0.03 ，P ：≤0.20，Mo≤6.0 316不锈钢：316L不锈钢牌号：00Cr17Ni14Mo2。化学成分% C：≤0.03 Si ：≤1.0 Mn ：≤2.0 Cr ：16.0～18.0 Ni ：12.0～15.0 S ：≤0.03 P ：≤0.045 Mo:2.0～3.0 310不锈钢:化学成分% C：≤0.25 Si ：≤1.5 Mn ：≤2.0 Cr ：24.0～26.0 Ni ：19.0～22.0 S ：≤0.03 P ：≤0.045 310S不锈钢：310S不锈钢牌号：0Cr25Ni20/1Cr25Ni20Si2。化学成分% C：≤0.08 Si ：≤1.0 Mn ：≤2.0 Cr ：24.0～26.0 Ni ：19.0～22.0 S ：≤0.03 P ：≤0.045 317L不锈钢：317L不锈钢牌号:0Cr19Ni13Mo3 。化学成分%：C≤ 0.02N ≤0.14 Cr ≤17.8 Ni ≤12.7 Mo≤ 4.1 309S不锈钢:309S不锈钢牌号0Cr23Ni13 .化学成分：C：≤0.08 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：22-24 ，Ni ：12-15，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 314不锈钢：314不锈钢牌号1Cr25ni20Si2。化学成分% ：C≤0.07，Si≤1.00，Mn≤1.00 ，P ≤0.035，S≤0.030，Ni：3.00-5.00，Cr：15.5-17.5，Cu：3.00-5.00，Nb：0.15-0.45 。 321不锈钢:321不锈钢牌号：1Cr18Ni9Ti.化学成分% C：≤0.08 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17.0～19.0 ，Ni ：9.0-13，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045,Ti≤5
表120钢管化学成分 表2焊材化学成分(%) 表320钢管机械性能 表4E4303焊条机械性能 焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、表7。 表5焊接试验工艺参数
表6RT探伤结2.5果 表7机械性能试验 2现场焊接 我们在施工现场进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢管时，曾采用过H08(或H08A)、H08Mn2Si、TIG-J50及ER705-3和瑞典OK焊丝，十多年的应用经验表明，没有发生焊接质量事故，焊缝能够满足设计和使用要求。不同焊丝的差别主要是：使用H08A焊丝TIG打底时，焊缝根部容易产生气孔，焊缝成型差；使用H08Mn2Si和TIG-J50焊丝打底时，焊缝成型好，易于手工操作，气孔很少，焊缝质量容易保证。由于
H08Mn2Si是国内生产的埋弧焊焊丝，容易采购，H08Mn2Si焊丝在手工钨极氩弧焊打底中得到广泛应用。 3分析 手工钨极氩弧焊打底所选用的焊丝，除应满足机械性能要求外，还应具有良好的可操作性并且不产生缺陷。从焊接工艺试验的机械性能可以看出，H08Mn2Si焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝的较高；从无损探伤和现场手工焊接操作性上看，H08A焊丝打底容易产生气孔，且焊缝成型差；从化学成分的Mn、Si元素含量看，H08Mn2Si元素和ER49-1相当，TIG-J50次之，H08A最低。 经过对比分析可以认为，采用H08A焊丝TIG打底焊产生气孔、成型差的原因，关键在于其Mn、Si元素的含量。焊缝中Mn、Si是主要合金化元素，同时也是一种较好的脱氧剂，Si脱氧能力比Mn要强，Mn 和Si都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，而Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。因此，必须使焊缝材料保持适当的Mn/Si 比值，该比值愈高，焊缝金属的韧性愈好，一般认为Mn/Si＜2对焊缝韧性不利。 4结论 采用手工钨极氩弧焊工艺进行低碳钢打底焊，选用H08(或H08A)焊丝是不合适的，施工中选用H08Mn2Si、TIG-J50、ER49-1是可行的。在目前生产TIG-J50和ER49-1焊丝的厂家较少的情况下，进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢选用H08Mn2Si焊丝是合理的。我们经过十多年的应用，没有发现因焊丝强度较高，导致焊缝的淬硬倾向，而产生延迟裂纹等焊接质量事故。
．钢筋的应力—应变曲线和力学性能指标 钢筋混凝土及预应力混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋(一般称为软钢)和无明显屈服点的钢筋(一般称为硬钢)。 有明显屈服点的钢筋的应力-应变曲线如图11-30所示。图中，a点以前应力与应变按比例增加，其关系符合虎克定律，这时如卸去荷载，应变将恢复到0，即无残余变形，a点对应的应力称为比例极限；过ad 点后，应变较应力增长为快；到达b点后，应变急剧增加，而应力基本上不变，应力—应变曲线呈现水平段cd，钢筋产生相当大的塑性变形，此阶段称为屈服阶段。b、c两点分别称为上屈服点和下屈服点。由于上屈服点b为开始进入屈服阶段的应力，呈不稳定状态，而下屈服点c比较稳定，因此，将下屈服点c的应力称为“屈服强度”。当钢筋屈服塑流到一定程度，即到达图中的d点，cd段称为屈服台阶，过d点后，应力应变关系又形成上升曲线，但曲线趋平，其最高点为e，de段称为钢筋的“强化阶段”，相应于e点的应力称为钢筋的极限强度，过e点后，钢筋薄弱断面显著缩小，产生“颈缩”现象(图11-31)，此时变形迅速增加，应力随之下降，直至到达f点时，钢筋被拉断。
钢筋的力学性能指标有4个，即屈服强度、极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能 (1)屈服强度 如上所述，对于软钢，取下屈服点c的应力作为屈服强度。对无明显屈服点的硬钢，设计上通常取残余应变为0．2％时所对应的应力作为假想的屈服点，称为条件屈服强度，用σ0．2来表示。对钢丝和热处理钢筋的0．2，规范统一取0．8倍极限抗拉强度。 (2)极限抗拉强度 对于软钢，取应力-应变曲线中的最高点e为极限抗拉强度；对于硬钢，规范规定，将应力—应变曲线的最高点作为强度标准值的依据。 (3)伸长率 伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指称，用δ表示。δ为钢筋试件拉断后的残余应变，其值为： 式中 l1——钢筋试件受力前的量测标距长度； 12——试件经拉断并重新拼合后的量测得到的标距长度。 应变量测标距按规定有l1=5d(d为试件直径)、10d，和按固定长度100mm三种，相应的伸长率分别为δ5、δ10、δ100，标距越短，平均残余应变越大，因此，一般δ5>δ10>δ100。 伸长率大的钢筋塑性性能好，拉断前有明显的预兆；伸长率小的钢筋塑性性能差，其破坏会突然发生，呈脆性特征，具有明显屈服点的钢筋有较大的伸长率，而无明显屈服点的钢筋伸长率很小。 (4)冷弯试验 冷弯试验是检验钢筋塑性的另一种方法。伸长率一般不能反映钢筋的脆化倾向，而冷弯性能可间接地反映钢筋的塑性性能和内在质量。冷弯试验的两个主要参数是弯心直径D和冷弯角度α。将要试验的钢筋(直径为d)绕某一规定直径的钢辊轴(直径为D)进行弯曲(图11-33)。冷弯试验合格的标准为在规定的D和α下
管 标准： GB3087 ——中国国家标准 GB5310 ——中国国家标准 ASME SA106 ——美国锅炉及压力容器规范 ASME SA333 ——美国锅炉及压力容器规范 ASME SA335 ——美国锅炉及压力容器规范 DIN17175 ——联邦德国工业标准 EN10216-2 ——欧洲压力管道标准用途： 用于低中压锅炉（工作压力一般不大于5.88Mpa，工作温度在450℃以下）的集箱及蒸汽管道； 用于高压锅炉（工作压力一般在9.8Mpa以上，工作温度在450℃～650℃之间）的集箱及蒸汽管 道，石化工业用管。 主要生产钢管牌号： 10、20、20G、20MnG、25MnG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、10Cr9Mo1VNb、SA106B、SA106C、 SA333Ⅰ级、SA333Ⅵ级、SA335 P5、SA335 P11、SA335 P12、SA335P22、SA335 P91、SA335 P92、 ST45.8/Ⅲ、15Mo3、13CrMo44、10CrMo910、15NiCuMoNb5-6-4等 力学性能：
化学成分: 标准 牌号 化学成分（％） C Si Mn P S Cr Mo Cu Ni V Al W Nb N GB3087 10 0.07～0.13 0.17～0.37 0.38 ～ 0.65 ≤0.030 ≤0.030 0.3～ 0.65 / ≤0.25 ≤0.30 / / 20 0.17～ 0.23 0.17～ 0.37 0.38～ 0.65 ≤0.030 ≤0.030 0.3～ 0.65 / ≤0.25 ≤0.30 / / GB53 10 20G 0.17～ 0.24 0.17～ 0.37 0.35～ 0.65 ≤0.030 ≤0. 030 ≤0.25 ≤0.15 ≤0.20 ≤0.25 ≤0. 08 20MnG 0.17～ 0.25 0.17～ 0.37 0.70 ～ 1.00 ≤0.030 ≤0. 030 ≤0.25 ≤0.15 ≤0.20 ≤0.25 ≤0. 08 25MnG 0.23～ 0.27 0.17～ 0.37 0.70 ～ 1.00 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.25 ≤0.15 ≤0.20 ≤0.25 ≤0. 08 15CrMo 0.12～ 0.18 0.17～ 0.37 0.40 ～ 0.70 ≤0.030 ≤0.030 0.80～1.10 0.40～0.55 ≤0.20 ≤0. 30 12Cr 2MoG 0.08 ～ 0.15 ≤0. 50 0.40～ 0.70 ≤0.030 ≤0.030 2.00～2.50 0.90～1.20 ≤0.20 ≤0. 30 12Cr 1MoV 0.08～ 0.15 0.17～ 0.37 0.40 ～ 0.70 ≤0.030 ≤0.030 0.90～1.20 0.25～0.35 ≤0.20 ≤0. 30 0.15 ～ 0.30 10Cr 9Mo 1VNb 0.08～0.20～0.30～≤0.020 ≤0.010 8.00～9.50 0.85～1.05 ≤0.20 ≤0.40 0.18～≤0. 015 0.06～ 0.03～
20#无缝钢管力学性能 一.20#无缝钢管特性及应用范围是什么 20#无缝钢管特性及适用范围： 强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。 化学成份： 碳C ：0.17～0.24"硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.35～0.65硫S ：≤0.035磷P ：≤0.035铬Cr：≤0.25镍Ni：≤0.25铜Cu：≤0.25 力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥410(42)屈服强度σs (MPa)：≥245(25)伸长率δ5 (%)：≥25断面收缩率ψ (%)：≥5，硬度：未热处理,≤156HB，试样尺寸：试样尺寸25mm 热处理规范及金相组织： 热处理规范：正火,910℃,空冷。金相组织：铁素体+珠光体。 交货状态：以不热处理或热处理(退火、正火或高温回火)状态交货。要求热处理状态交货的应在合同中注明，未注明者按不热处理交货。 二.20#无缝钢管的力学性能 所谓20#无缝钢管就是指两端开口并具有中空断面，其长度与周边之比较大的钢材管。按造生产方法不同可分为无缝无缝钢管和焊接无缝钢管，无缝钢管的规格用外形尺寸（如外径或边长）及壁厚表示，其尺寸范围很广，从直径很小的毛细管直到直径达数米的大口径管。无缝钢管可用于管道、热工设备、机械工业、石油地质勘探、容器、化学工业和特殊用途。 无缝钢管的分类：无缝钢管分无缝无缝钢管和焊接无缝钢管（有缝管）两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形无缝钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形无缝钢管。对于承受流体压力的无缝钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量，在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格，有些无缝钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。 1、概述 (1)生产制造方法： ①一般无缝钢管使用温度在350℃以下，国产管主要用10号、20号碳结钢热轧管或冷拔管制造。 ②高压无缝钢管使用时经常处于高温和高压条件，管子在高温烟气和水蒸气的作用下，会发生氧化和腐蚀。要求无缝钢管具有高的持久强度，高的抗氧化腐蚀性能，并有良好的组织稳定性。 (2)用途： ①一般锅炉管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、机车锅炉用的过热蒸汽管，大、小烟管及拱砖管等。 ②高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。 2.种类 无缝钢管按所承受的高温性能分为一般锅炉管和高压锅炉管。无论一般锅炉管或高压锅炉管按其用途要求不同又可分为各种无缝钢管。 3.规格及外观质量 (1)GB3087-82《低中压锅炉用无缝无缝钢管》规定。各种结构锅炉用无缝钢管规格，外径10～