钢材的使用温度限制
压力容器使用温度对材料的要求汇总
压力容器使用温度对材料的要求汇总总体要求1.碳素钢和碳锰钢钢材在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。
2.奥氏体型钢材的使用温度高于525℃时，钢中含碳量应不小于0. 04%。
3.奥氏体型钢材的使用温度高于或等于-196℃时，可免做冲击试验。
低于-196℃～- 253℃，由设计文件规定冲击试验要求。
钢板1.碳素钢和低合金钢钢板(1).用于设计温度高于200℃的Q370R钢板，以及用于设计温度高于300℃的18MnMoNbR、13MnNiMoR和12Cr2M01VR钢板，应在设计文件中要求钢板按批进行设计温度下的高温拉伸试验。
(2).根据设计文件要求，对厚度大于36 mm的标准抗拉强度下限值大于或等于540 MPa 的钢板和用于设计温度低于- 40℃的钢板，可附加进行落锤试验。
试验按GB/T 6803进行，采用P-2型试样，无塑性转变(NDT)温度的合格指标在设计文件中规定。
(3).GB/T 3274-2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》中的Q235B和Q235C钢板使用规定如下：钢板的使用温度：Q235B钢板为20℃～300℃；Q235C钢板为0℃~300℃。
2.高合金钢钢板(1).使用温度下限：铁素体型钢板为0℃；奥氏体-铁素体型钢板为-20℃；(2).钛-钢复合板钛-钢复合板的使用温度下限按标准对基材的规定，使用温度上限为350℃；(3).铜-钢复合扳铜-钢复合板的使用温度下限按标准对基材的规定，使用温度上限为200℃；钢管1.碳素钢和低合金钢钢管(1).钢管的标准、使用状态及许用应力按下表的规定。
对壁厚大于30 mm的钢管和使用温度低于-20℃的钢管，表中的正火不允许用终轧温度符合正火温度的热轧来代替。
下表中用于设计温度低于-40℃的钢管用钢均应经炉外精炼。
(2).GB/T 8163中10、20钢和Q345D钢管的使用规定：10、20和Q345D钢管的使用温度下限相应为-10℃、0℃和-20℃；(3).GB 9948中各钢号钢管的使用规定如下：10和20钢管的使用温度下限分别为-20℃和0℃。
钢材在低温、中温、高温下,性能不同
钢材在低温、中温、⾼温下,性能不同3.3.1 温度不同⽤途的压⼒容器的⼯作温度不同。
钢材在低温、中温、⾼温下，性能不同。
⾼温下，钢材性能往往与作⽤时间有关。
介绍⼏种情况的影响:⼀、短期静载下温度对钢材⼒学性能的影响1、⾼温下在温度较⾼时，仅仅根据常温下材料抗拉强度和屈服点来决定许⽤应⼒是不够的，⼀般还应考虑设计温度下材料的屈服点。
2、低温下随着温度降低，碳素钢和低合⾦钢的强度提⾼，⽽韧性降低。
当温度低于20℃时，钢材可采⽤20℃时的许⽤应⼒。
韧脆性转变温度——（或脆性转变温度）当温度低于某⼀界限时，钢的冲击吸收功⼤幅度地下降，从韧性状态变为脆性状态。
这⼀温度常被称为韧脆性转变温度或脆性转变温度。
图3-3 温度对低碳钢⼒学性能的影响(图3-4 低碳钢冲击吸收功和温度的关系曲线)低温变脆的⾦属：具有体⼼⽴⽅晶格的⾦属如碳素钢和低合⾦钢。
低温仍有很⾼韧性的⾦属：⾯⼼⽴⽅晶格材料如铜、铝和奥⽒体不锈钢，冲击吸收功随温度的变化很⼩，在很低的温度下仍具有⾼的韧性。
⼆、⾼温、长期静载下钢材性能蠕变现象：在⾼温和恒定载荷的作⽤下，⾦属材料会产⽣随时间⽽发展的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象。
⼀定的应⼒作⽤下，碳素钢（>420度）合⾦钢(>400-500度)时发⽣蠕变。
蠕变的危害:蠕变的结果是使压⼒容器材料产⽣蠕变脆化、应⼒松弛、蠕变变形和蠕变断裂。
因此,⾼温压⼒容器设计时应采取措施防⽌蠕变破坏发⽣。
1、蠕变曲线蠕变曲线三阶段：减速蠕变，恒速蠕变，加速蠕变。
oa线段——试样加载后的瞬时应变。
a点以后的线段——从a点开始随时间增长⽽产⽣的应变才属于蠕变。
蠕变曲线上任⼀点的斜率表⽰该点的蠕变速率。
ab为蠕变的第⼀阶段:即蠕变的不稳定阶段，蠕变速率随时间的增长⽽逐渐降低，因此也称为蠕变的减速阶段。
bc为蠕变的第⼆阶段: 图3-5 蠕变应变与时间的关系在此阶段，材料以接近恒定蠕变速率进⾏变形，故也称为蠕变的恒速阶段。
钢材允许使用温度
3元件；（2）使用温度0~250℃；（3）设计压力≤0.6M Pa；（4）容器容积≤10m3；（5）用于主要受压元件（壳体、成型封头），板厚≤12mm；用于法兰、法兰盖等，板厚≤16mm。
2、A3钢板的的使用限制如下：（1）不得用于介质为极度危害、高度危害或液化石油气容器的受压元件；（2）容器容积≤10m3；（3）用于主要受压元件（壳体、成型封头）：使用温度0~350℃；设计压力≤1.0MPa；板厚≤16mm；（4）用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时：使用温度＞-20~350℃；设计压力≤4.0MPa；P×Di≤2000 ( D为公称直径，mm；P为设计压力，MPa)。
当使用温度＜0℃（但＞-20℃）且板厚≥30mm时，应检验钢板的常温冲击功（纵向，V形夏比试样，一组三个试样的平均值）不低于27J。
3、16Mn钢板的的使用限制如下：（1）未附加检验或保证钢板常温冲击韧性要求的钢板不得用于压力容器主要受压元件；（2）用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时使用限制同于A3钢；（3）经检验或复验，保证其常温冲击功（纵向，V形夏比试样，一组三个试样的平均值）不低于27J时，可用作压力容器主要受压元件，其使用限制如下：a、设计温度0~350℃；b、设计压力≤2.5MPa；c、板厚≤30mm。
4、16Mo、INCOLOY800尚无钢板、钢管标准，12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo1、1Cr5Mo 尚无钢板标准，设计选用可参照国外相应钢材标准。
5、16Mo长期使用温度超过475℃时应考虑石墨化倾向的影响，因此累计使用时间超过4年的受压元件应检查是否产生石墨化。
6、超低碳奥氏体不锈钢长期使用温度超过425℃，将导致碳化铬在晶界析出，而丧失抗晶界腐蚀能力。
7、公称含铬量≥13%的铁素体不锈钢钢板（复合板除外）不得用于设计压力≥0.25MPa，且壁厚＞6mm的压力容器主要受压元件。
8、表中注明温度下限者，下限温度即为本标准的适用范围温度下限值（＞-20℃）。
q235b钢板最低允许使用温度范围
Q235B钢板是一种常用的结构钢材料，被广泛应用于建筑结构、制造业、桥梁和其他工程领域。
在使用Q235B钢板时，其最低允许使用温度范围是非常重要的，因为温度对钢材的性能和机械性能有着显著的影响。
以下是关于Q235B钢板最低允许使用温度范围的相关内容：1. Q235B钢板的普通使用温度范围Q235B钢板的普通使用温度范围通常在-20℃至20℃之间，这个范围是根据钢材的化学成分和机械性能确定的。
在这个温度范围内，Q235B钢板可以满足一般工程和建筑结构的需求，具有较好的强度和韧性。
2. Q235B钢板的低温使用性能在低温条件下，Q235B钢板的使用性能可能会受到影响。
当温度低于-20℃时，Q235B钢板的韧性和塑性会明显下降，可能出现脆断的情况。
在临界温度以下的环境中，Q235B钢板的使用应当格外谨慎，需要采取相应的防护措施或者选择其他耐低温钢材。
3. 低温冲击试验为了评估Q235B钢板在低温条件下的性能，通常进行低温冲击试验。
这个试验可以模拟实际使用中的低温环境，通过测试钢板的冲击韧性来评估其在低温下的可靠性。
根据试验结果，可以对Q235B钢板的低温使用性能进行合理的评估和选择。
4. 低温下的应用注意事项在实际工程中，若需要在低温环境下使用Q235B钢板，需要注意以下几点：- 在设计阶段就要考虑低温环境下材料的选择和应用，避免在施工和使用过程中出现问题；- 对于暴露在户外的结构，要采取防寒保温措施，以减少低温对钢材性能的影响；- 定期进行钢板及结构的检测和维护，及时发现并处理可能存在的低温损伤和隐患。
Q235B钢板的最低允许使用温度范围是一个重要的工程技术指标，对于确保结构的安全可靠具有重要意义。
在实际应用中，需要根据具体工程条件和环境要求，合理选择钢材并采取相应的防护和措施，以确保Q235B钢板在低温条件下的稳定使用。
为了更深入地了解Q235B 钢板在低温条件下的表现和使用，我们需要对其低温下的物理特性和行为有更全面的了解。
常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数
常用钢的临界温度热加工及热处理工艺参数常用钢材的临界温度1.低碳钢：低碳钢的临界温度大约在723℃左右。
2.中碳钢：中碳钢的临界温度在723-900℃之间。
3.高碳钢：高碳钢的临界温度超过900℃。
热加工温度范围1.锻造：一般情况下，低碳钢的锻造温度范围为1000-1250℃，中碳钢的锻造温度范围为900-1100℃，高碳钢的锻造温度范围为800-1000℃。
2.滚轧：常见钢材的滚轧温度范围较宽，一般在800-1200℃之间。
3.淬火：淬火温度取决于钢材的合金成分和硬度要求等因素，一般在800-950℃之间。
4.高温热处理：高温热处理的温度范围较大，低碳钢的回火温度可以低至150℃，而高碳钢的回火温度一般在250-600℃之间。
1.淬火：淬火是通过加热钢材至适当的温度后迅速冷却，使其产生马氏体组织，从而提高钢材的硬度和强度。
淬火的工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却介质等。
一般来说，加热温度越高，冷却速度越快，得到的马氏体含量越高，钢材的硬度和强度也就越大。
冷却介质通常使用水、盐水、油等，选择冷却介质要根据钢材的合金成分和所需硬度来确定。
2.回火：回火是指在淬火后加热钢材至适当温度后冷却，通过改变钢材的组织结构来调整其硬度和强度。
回火的工艺参数主要包括回火温度、回火时间和冷却速度等。
回火温度一般低于淬火温度，可以根据需要选择不同的回火温度来控制钢材的硬度和韧性。
回火时间越长，回火效果越明显。
冷却速度可以选择自然冷却或控制冷却，根据钢材的要求来确定。
总结常用钢材的临界温度、热加工温度范围和热处理工艺参数对于钢材的制造和使用具有重要作用。
通过合理的控制临界温度和选择适当的热加工温度范围，可以保证钢材的质量和性能。
而热处理工艺参数的选择则可以调节钢材的硬度、韧性和强度等性能，满足特定的使用需求。
因此，了解和掌握常用钢材的临界温度、热加工温度范围和热处理工艺参数是进行钢材生产和应用的基础。
常用钢材允许使用温度
常用钢材使用温度范围注：1、A3F钢板的使用限制如下：（1）不得用于介质为极度危害、高度危害或易爆的受压元件；（2）使用温度0~250℃；（3）设计压力≤0.6MPa；（4）容器容积≤10m3；（5）用于主要受压元件（壳体、成型封头），板厚≤12mm；用于法兰、法兰盖等，板厚≤16mm。
2、A3钢板的的使用限制如下：（1）不得用于介质为极度危害、高度危害或液化石油气容器的受压元件；（2）容器容积≤10m3；（3）用于主要受压元件（壳体、成型封头）：使用温度0~350℃；设计压力≤1.0MPa；板厚≤16mm；（4）用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时：使用温度＞-20~350℃；设计压力≤4.0MPa；P×Di≤2000 ( D为公称直径，mm；P 为设计压力，MPa)。
当使用温度＜0℃（但＞-20℃）且板厚≥30mm时，应检验钢板的常温冲击功（纵向，V形夏比试样，一组三个试样的平均值）不低于27J。
3、16Mn钢板的的使用限制如下：（1）未附加检验或保证钢板常温冲击韧性要求的钢板不得用于压力容器主要受压元件；（2）用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时使用限制同于A3钢；（3）经检验或复验，保证其常温冲击功（纵向，V形夏比试样，一组三个试样的平均值）不低于27J时，可用作压力容器主要受压元件，其使用限制如下：a、设计温度0~350℃；b、设计压力≤2.5MPa；c、板厚≤30mm。
4、16Mo、INCOLOY800尚无钢板、钢管标准，12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo1、1Cr5Mo尚无钢板标准，设计选用可参照国外相应钢材标准。
5、16Mo长期使用温度超过475℃时应考虑石墨化倾向的影响，因此累计使用时间超过4年的受压元件应检查是否产生石墨化。
6、超低碳奥氏体不锈钢长期使用温度超过425℃，将导致碳化铬在晶界析出，而丧失抗晶界腐蚀能力。
7、公称含铬量≥13%的铁素体不锈钢钢板（复合板除外）不得用于设计压力≥0.25MPa，且壁厚＞6mm的压力容器主要受压元件。
q235b钢板最高使用温度
q235b钢板最高使用温度Q235B钢板是一种通用钢材，广泛应用于建筑、造船、桥梁等领域。
在使用过程中，对其最高使用温度的研究十分必要，以便确保其使用安全性。
1. Q235B钢板的化学成分及物理性能Q235B钢板的主要化学成分为碳、硅、锰、硫、磷等。
其张力强度为375-500 MPa，屈服强度为235 MPa，在常温下硬度为120-160 HBW。
此外，根据不同的热处理工艺，Q235B钢板还可以具备不同的性能参数。
2. Q235B钢板的耐热性能研究Q235B钢板的耐热性能不仅受化学成分和物理性能的影响，还受热处理和使用条件等因素的影响。
研究表明，Q235B钢板的最高使用温度与其一次热处理温度、热处理方式、气氛条件、应力等因素都有关系。
常见的热处理方式有正火、退火、淬火等，不同的热处理方式对Q235B钢板的耐热性能有着明显的差异。
3. Q235B钢板的最高使用温度目前，国内外的研究表明，Q235B钢板的最高使用温度一般在500℃-600℃之间。
超过这个温度范围，Q235B钢板的张力强度和屈服强度都会大幅降低，无法承受大量的载荷。
同时，Q235B钢板在高温环境下容易发生氧化、腐蚀等现象，对其长期使用和维护都带来一定困难。
4. Q235B钢板的应用场景与注意事项基于对Q235B钢板的最高使用温度的研究，我们可以得到以下一些应用场景和注意事项：（1）Q235B钢板适用于常温下的建筑、桥梁、造船、汽车制造等领域；（2）在高温环境下，Q235B钢板的使用应受到严格限制，不得超过500℃-600℃的温度范围；（3）对于在高温环境下长期使用的Q235B钢板，应加强对其防腐、降温等措施，延长其使用寿命；（4）Q235B钢板的使用应在满足安全性和质量标准的前提下进行，避免出现安全事故和质量问题。
综上所述，Q235B钢板的最高使用温度取决于其化学成分、物理性能、热处理方式和使用条件等因素，目前一般处于500℃-600℃之间。
常用钢材允许使用温度
常用钢材使用温度范围注：1、A3F钢板的使用限制如下：（1）不得用于介质为极度危害、高度危害或易爆的受压元件；（2）使用温度0~250℃；（3）设计压力≤；（4）容器容积≤10m3；（5）用于主要受压元件（壳体、成型封头），板厚≤12mm；用于法兰、法兰盖等，板厚≤16mm。
2、A3钢板的的使用限制如下：（1）不得用于介质为极度危害、高度危害或液化石油气容器的受压元件；（2）容器容积≤10m3；（3）用于主要受压元件（壳体、成型封头）：使用温度0~350℃；设计压力≤；板厚≤16mm；（4）用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时：使用温度＞-20~350℃；设计压力≤；P×Di≤2000 ( D为公称直径，mm；P为设计压力，MPa)。
当使用温度＜0℃（但＞-20℃）且板厚≥30mm时，应检验钢板的常温冲击功（纵向，V形夏比试样，一组三个试样的平均值）不低于27J。
3、16Mn钢板的的使用限制如下：（1）未附加检验或保证钢板常温冲击韧性要求的钢板不得用于压力容器主要受压元件；（2）用于法兰、法兰盖、管板及类似受压元件时使用限制同于A3钢；（3）经检验或复验，保证其常温冲击功（纵向，V形夏比试样，一组三个试样的平均值）不低于27J时，可用作压力容器主要受压元件，其使用限制如下：a、设计温度0~350℃；b、设计压力≤；c、板厚≤30mm。
4、16Mo、INCOLOY800尚无钢板、钢管标准，12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo1、1Cr5Mo尚无钢板标准，设计选用可参照国外相应钢材标准。
5、16Mo长期使用温度超过475℃时应考虑石墨化倾向的影响，因此累计使用时间超过4年的受压元件应检查是否产生石墨化。
6、超低碳奥氏体不锈钢长期使用温度超过425℃，将导致碳化铬在晶界析出，而丧失抗晶界腐蚀能力。
7、公称含铬量≥13%的铁素体不锈钢钢板（复合板除外）不得用于设计压力≥，且壁厚＞6mm的压力容器主要受压元件。
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钢材的使用温度限制
铸铁
使用介质温度为-29-343℃的受压或非受压管道；不得用于输送温度高于150℃或表压力高于2.5MPa的可燃流体管道；不得输送有毒介质。
优质碳素钢
1、、输送碱性或苛性碱介质时应考虑有发生碱脆的可能，锰钢如16Mn不得用于该环境。
2、在有应力腐蚀开裂环境时，应进行焊后消除应力热处理，热处理后的焊缝硬度不得大于HB200，焊缝应进行100%无损探伤；锰钢如16Mn不宜用于有应力腐蚀开裂倾向环境中。
3、碳素钢、碳锰钢和锰钒钢在425℃及以上长期工作时，其碳化物有转化为石墨的可能性，因此限制其最高工作温度不得超过425℃。
临氢操作时，应考虑发生氢损伤的可能性；含碳量大于0.24%不宜用于焊接连接的管道及元件。
铬钼合金钢
碳钼钢（C-0.5Mo）在468℃下长期工作时，其碳化物有转化为石墨的倾向，因此其最高工作温度不超过468℃。
临氢操作时，应考虑发生氢损伤的可能性；在H2+H2S工作环境时，应根据Nelson曲线和Couper曲线确定其使用条件；应避免在有应力腐蚀开裂环境中使用。
在400-550℃温度区间长期工作时，应考虑回火脆性。
不锈钢耐热钢
1、含铬12%以上的铁素体和马氏体不锈钢在400-550℃温度区间长期工作时，应考虑防止475℃的回火脆性，表现为室温下的材料脆化。
2、奥氏体不锈钢在加热冷却过程中，经540-900℃区间时，应考虑防止产生晶间腐蚀倾向；当有还原性较强的腐蚀介质存在时，应选用稳定型（含有稳定化元素Ti和Nb）或超低碳型（C≤0.003%）奥氏体不锈钢。
3、不锈钢在接触氯化物时，有应力腐蚀开裂和电蚀的可能，应避免接触湿的氯化物时，或者控制物料和环境中的氯离子含量不超过25PPM。
4、奥氏体不锈钢使用温度超过525℃时，其含碳量应大于0.04%，否则钢的强度会显著下降。
常用金属材料的使用温度限制
0Cr18Ni13Si4 用于含氯离子较多的环境；1Cr18Ni11Si4A1Ti制作抗高温浓硝酸介质的零件和设备；00Cr18Ni5Mo3Si2具有铁素体一奥氏体形双相组织，耐应力腐蚀破裂性能好，耐点蚀性能与00Crl7Nil3M02相当，具有较高的强度适于含氯离子的环境；00Cr12 焊接部位弯曲性能、加工性能、耐高温氧化性能好。
作汽车排气处理装置，锅炉燃烧室、喷咀；00Cr30Mo2 高O—Mo系，C、N降至极低。
耐蚀性很好。
作与乙酸、乳酸等有机酸有关的设备，制造苛性碱设备。
耐卤离子应力腐蚀破裂、耐点腐蚀；1Cr17Ni12、7Cr17具有较高强度的耐硝酸及有机酸腐蚀的零件。
窖器和设备。
耐热合金
这类合金又称高温合金。
金属材料的熔点越高，其可使用的温度限度越高。
如用热力学温度表示熔点，则金属熔点Tm的60%，被定义为理论上可使用温度上限Tc，即Tc=0.6Tm。
这是因为随着温度的升高，金属材料的机械性能显著下降，氧化腐蚀的趋势相应增大，因此，一般的金属材料都只能500~600℃下长期工作,能在>700℃高温下工作的金属通称耐热合金，“耐热”是指其在高温下能保持足够和强度和良好的抗氧化性。
提高钢铁抗氧化性的途径有二：一是在钢中加入Cr、Si、Al等合金元素，或者在钢的表面进行Cr、Si、Al合金化处理。
它们在氧化性气氛中可很快生成一层致密的氧化膜，并牢固地附地钢的表面，从而有效地阻止氧化的继续进行；二是在钢铁表面，用各种方法形成高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等耐高温涂层。
提高钢铁高温强度的方法
（1）增加钢中原子间在高温下的结合力。
研究指出，金属中结合力，即金属键强度大小，主要与原子中未成对的电子数有关。
从周期表中看，ⅥB元素金属键在同一周期内最强。
因此，在钢中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。
（2）加入能形成各种碳化物或金属间化合物的元素，以使钢基体强化。
由若干过渡金属与碳原子生成的碳化物属于间隙化合物，在金属键的基础上，又增加了共价键的成分，因此硬度极大，熔点很高。
例如，加W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物，从而增加了钢铁的高温强度。
利用合金方法，除铁基耐热合金外，还可制得镍基、钼基、铌基和钨基耐热合金，其在高温下有良好的机械性能和化学稳定性。
其中镍基合金是最优的超耐热金属材料，组织中基体是Ni－Cr－Co的固溶体和Ni3Al金属化合物，经处理后，其使用温度可达1000～1100℃。