SA542-2007压力容器用淬火回火铬钼和铬钼钒合金钢板

压力容器用淬火回火铬钼和
铬钼钒合金钢板
SA-542/SA-542M-2007
1 范围
1.1本标准适用于在淬火回火状态下使用的两种2-1/4Cr-1Mo和三种淬火加回火状态下使用的Cr-Mo-V合金钢板，用来制造焊接压力容器和部件。

1.2按本标准供应的钢材有五种类型，代号为“A”、“B”、“C”、“D”、“E”。

除C、P、S和Ni范围限制不同外，B型与A型相同。

钢材还分为五个类别，其强度等级如下。

E型钢只有4类和4a类。

1.3
1.4钢板的最小厚度限制为3/16in（5mm）。

1.5钢板适合于熔焊。

焊接技术很重要，其焊接工艺必须按事先经批准的方法进行。

1.6用英寸—磅单位或SI单位所表示的值都应视为标准值。

本标准中，SI单位的数值用括号示出。

各单位体系的值不完全相同；因此，每个体系必须单独使用。

混用两种体系，可能导致与本标准不符。

2 引用标准
2.1 ASTM标准
A20/A20M 压力容器用钢板通用要求
A370 钢产品力学试验方法和定义
A435/A435M 钢板超声直射波检验
A577/A577M 钢板超声斜射波检验
A578/A578M 特殊用途普通钢板和复合钢板超声直射波检验
3 一般要求和订货信息
3.1按本标准供货的材料应符合A20/A20M标准的要求，这些要求包括试验和复验方法和步骤，尺寸及重量的允许偏差，质量及缺陷的修整、标志和装运等。

3.2 A20/A20M标准还规定了订购本标准的材料时应遵守的订货规则。

3.3除本标准的基本要求外，当要求进行附加控制、试验或检验以满足最终使用要求时，可采用某些补充要求，包括：
3.3.1真空处理
3.3.2附加或特殊的拉伸试验
3.3.3冲击试验
3.3.4无损检测
3.4需方应查阅本标准所列补充要求和A20/A20M标准中的详细要求。

3.5如本标准的要求与A20/A20M有冲突，则应以本标准的要求为准。

4 制造
4.1冶炼工艺—钢应为镇静钢，并应符合A20/A20M细奥氏体晶粒度要求。

5 热处理
5.1所有钢板都应进行热处理，此时将钢板加热到适当的奥氏体化温度，保温足够时间以使整个厚度上温度均匀，并用适宜的液体介质以喷射或浸入法进行淬火。

D型材料的最低奥氏体化温度应为1650°F（900℃）。

E型材料的最低奥氏体化温度为1850°F（1010℃）。

5.2淬火后，将钢板回火以获得对规定的拉伸性能要求。

回火时，将钢板加热到适当温度并保温一段时间，保温时间不少于30min/in（1.2min/mm）的厚度，但是不少于1/2小时。

最低回火温度如下：
5.3F （900-1010℃），对E型钢板在1850-2050°F（1010-1120℃）温度范围内某一温度下进行预先正火热处理或水淬。

5.4当需方选择上述热处理要求时，供方在交货前将A、B、C、D型钢板在不低于1050°F（565℃）和E型钢板在不低于1200°F（650℃）的某一温度下回火。

6 化学成分
6.1钢应符合表1所示的化学成分要求。

表1 化学成分要求
续表1
注A
B：同时适用于成品分析和熔炼分析
C：NA=成品分析不适用
D：根据供需双方协商，可以添加稀土金属（REM）代替Ca，此时，REM总量应测定并报告。

7 力学性能
7.1拉伸试验要求
7.1.1由拉伸试验试样所代表钢材的拉伸性能应符合表2规定的要求。

7.1.2对于厚度≤3/4in（20mm）的钢板，可采用宽度为1.5in（40mm）的矩形试样做拉伸试验，伸长率可在2in（50mm）的标距长度上测量，包括断口在内并显示出最大伸长率。

7.2缺口韧性要求—4类和4a类
7.2.1在每张热处理过的钢板上做一次横向夏比V型缺口试验，一组3个试样的最小平均能量吸收值为40ft.lbf（54J），而仅有1个试样最小为35ft.lbf（48J）。

7.2.2 4类钢的冲击试验温度应在订货单中规定。

7.2.3 4a类钢的冲击试验温度为0°F（-18℃）。

表2 拉伸性能要求
A
补充要求
除非需方订单中有规定，否则不采用本补充要求。

供需方选用的标准化的补充要求列于A20/A20M中。

那些适合于本标准使用的按标题列于下面，经供需双方协商也可以进行其他试验。

S1真空处理；
S2 成品分析；
S3力学试验样坯模拟焊后热处理；
S4.2附加拉伸试验；
S5夏比V型缺口冲击试验；
S6落锤试验；
S7高温拉伸试验；
S8符合A435/A435M标准的超声波检验；
S9磁粉检验；
S11符合A577/A577M标准要求的超声波检验；
S12符合A578/A578M标准要求的超声波检验；
S14弯曲试验
附加补充要求
另外，下列补充要求也适用
S62 回火脆化系数
S62.1 钢的熔炼分析的化学成分应根据下列公式受到限制：
J=（Si+Mn）×(P+Sn)×10 4 ≤150(Si、Mn、P和Sn用重量百分比表示，wt%)
Cu≤0.20% Ni≤0.30%
S62.1.1 经供需双方协商同意，可规定较低的J、Cu和Ni值。

S62.1.2 当由需方这样规定时，J的最大值不应超过100。

S62.1.3 应报告J值
S62.1.4如果钢板被焊补，则焊接熔敷金属的化学成分应根据下式受到限制：
X=（10P+5Sb+4Sn+As）/100≤15（P、Sb、Sn和As用ppm表示）
Cu≤0.20% Ni≤0.30%
S62.1.5 应报告X值
S63 步冷后的冲击性能
S63.1夏比V型缺口冲击性能应如下述规定：
S63.1.1从每个炉号中的一张钢板的同一位置切取足够数量的夏比V型缺口试样，绘制出两
条转变温度曲线。

S63.1.2 一条转变温度曲线的试样应经受由需方规定的最小PWHT（焊后热处理）。

S63.2 另一转变温度曲线的试样应经受S63.1.2规定的PWHT操作加上下述步冷热处理：
在1100°F（593℃）保温1小时，然后以10°F（5.6℃）/h的冷却速度冷却至1000°F（538℃）；在1000°F（538℃）保温15小时，然后以10°F（5.6℃）/h的冷却速度冷却至975°F（524℃）；在975°F（524℃）保温24小时，然后以10°F（5.6℃）/h的冷却速度冷却至925°F（496℃）；在925°F（496℃）保温60小时，然后以5°F（2.8℃）/h的冷却速度冷却至875°F（468℃）；在875°F（468℃）保温100小时，然后以50°F（27.8℃）/h的冷却速度冷却至600°F（315℃）；在静止空气中冷却。

S63.3夏比V型缺口试样应符合A370《试验方法及定义》，用一组3个试样在每一个试验温度试验，，以测定每一条转变温度曲线上的40ft.lbs（55J）转变温度。

试验温度应包括上平台、下平台和一个最小的4级温度。

S63.4应满足下列要求：
vTr40+2.5△vTr40≤50°F
vTr55+2.5△vTr55≤10℃
其中：
vTr40（vTr55）：按照需方规定的最小PWHT试验，材料40ft.lbs（55J）的转变温度；
△vTr40（△vTr55）：步冷材料40ft.lbs（55J）转变温度的变化（步冷材料40ft.lbs（55J）的转变温度减去规定材料的最小PWHT时的转变温度）。

S63.5 应报告两种材料状态的40ft.lbs（55J）转变温度。

图S1.1 步冷热处理前和步冷热处理后转变温度曲线。