碳素钢的适用温度、材质和要求

碳素钢适用于非腐蚀性介质，在某些特定的条件下，例如某些有腐蚀性的介质在一定的温度和浓度条件下，也可以采用碳素钢。

碳素钢的适用温度范围是-29～+425℃。中国石化标准SH3064—1994《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》规定碳素钢制阀门的适用温度范围为-20～+425℃，其下限定为-20℃的依据是GB150—1998《钢制压力容器标准释义》。但当以WCB、WCC这两种钢制作阀体、阀盖、闸板（阀瓣、蝶板、球体）、支架时，这两种钢的适用温度下限为-29℃。

常用的碳素钢铸件和锻件材料见表6-3。

表6-3 常用的碳素钢铸件和锻件材料

注：1.表中WCA、WCB、WCC是按美国标准表示的牌号，ZG205—415、ZG250—485、ZG275—485是按GB/T 5631铸钢牌号表示的方法分别对应WCA、WCB、WCC的牌号、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；欧洲标准EN1503-1中的1.0619、1.0621分别对应WCB、WCC；前苏联标准ГОСТ977把碳素钢铸件分成3组：Ⅰ组为一般用途铸件，只进行外观检查和尺寸检查。布氏硬度的测定只是在定货者提出要求时才进行。Ⅱ组为重要用途的铸件，要确定屈服强度和伸长率。Ⅲ组为特别重要用途，要检查屈服强度、伸长率和冲击韧度值。Ⅱ组和Ⅲ组铸件要核对化学元素含量，Ⅰ组铸件只确定硫和磷的含量。(www.xing528.com)

2.表中最常用的是WCB（1.0619）钢，其标准碳质量分数≤0.30%，但为了获得优良的焊接性能和力学性能，碳的质量分数应控制在0.25%左右。

3.残留元素Cr、Ni、Mo、V、Ca也是必须控制并达到标准要求，其残留元素总的质量分数应≤1.0%，但有碳当量（CE）要求时此条不适用。

4.当阀门的连接端为焊接连接时，必须控制碳总量。ASTM A216/A216M补充要求中规定了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，对碳当量要求也不同，如API6D—2008对焊接端CE≤0.43%。同样为了保证焊接质量，API6D—2008对碳素钢焊接端的化学元素含量（质量分数）要求如下：碳的质量分数不得超过0.23%；硫的质量分数不得超过0.035%；磷的质量分数不得超过0.035%。碳当量CE=C%+Mn%/6+（Cr+Mo+V）%/5+（Ni+Ca）%/15。

5.ASTM A105/A105M并不是我国的25钢或25Mn钢，虽然其主要化学元素含量（质量分数）相当于我国的25Mn钢，但ASTM A105/A105M对杂质元素Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb的控制以及C、Mn质量分数的关系和材料的热处理都有控制要求。

6.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元素含量（质量分数）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PN160MPa、PN320MPa或更高压力的锻钢阀门，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性能符合的设计要求。