低温钢材料牌号及适用温度表

一般低温指-29～-196℃范围内，在-196～-269℃为超低温范围。石化企业规定低于-20℃就算低温。一般碳素钢、低合金钢、铁素体钢在低温下韧性急剧下降、脆性上升，这种现象称材料的冷脆现象。为了保证材料的使用性能，不仅要求材料在常温时有足够的强度、韧性、加工性能以及良好的焊接性能，而且要求材料在低温下也具有抗脆化的能力。另外材料在低温时会发生收缩，各个零件的收缩率不同是致使某些密封部位发生泄漏的原因。此外，奥氏体不锈钢在马氏体转变温度时，部分奥氏体转变成马氏体而引起体积变化导致阀门泄漏也是一个重要原因。因此，要研究阀门各部位零件的材料、结构特点以防止低温时产生间隙而泄漏。

1.常用气体的液化温度

几种常用气体的液化温度（一个大气压下的沸点）见表6-10。

表6-10 常用气体的液化温度

2.美国标准的低温铸钢和锻钢

适用于低温下的钢材要求在低温下有足够的韧性，衡量其韧性的指标是在低温下的冲击能量，不同类型（或牌号）的低温钢适用于不同的低温温度。低温阀门按适用的温度划分为-46℃、-70℃、-101℃、-196℃四个等级。不同温度等级的阀门所选用的钢材必须在其所适用的温度范围内达到标准规定的冲击吸收功才是安全可靠的。

（1）美国标准的低温铸钢 美国低温铸钢采用的标准是ASTM A352/A352M《低温承压零件用铁素体和马氏体钢铸件》。该标准规定的材料牌号、适用温度及冲击吸收功要求见表6-11和表6-12。

表6-11 低温铸钢件材料牌号和适用温度

ASTM A352/A352M中共有十个低温铸钢牌号，其中最常用的3个牌号分别是用于-46℃的LCB、LCC，用于-101℃的LC3。对于低于-101℃以下至-196℃的工况条件一般采用奥氏体钢铸件，如CF8、CF8M，其低温冲击吸收功要求在JB/T 7749—1995《低温阀门技术条件》中的规定，在试验温度为-196℃条件下夏比V形切口冲击吸收功3个试样最小平均值为20～27J，3个试样中一个试样的最小值为10～20J。

表6-12 低温铸钢件材料夏比V形切口冲击吸收功要求

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（2）美国标准的低温锻钢材料 美国低温锻钢采用的标准是ASTM A350/A350M《要求进行缺口韧性试验的管道部件用碳素钢与低合金钢锻件技术规范》。该标准规定的材料牌号、适用温度及夏比V形切口冲击吸收功见表6-13。

表6-13 低温钢锻件的材料牌号、适用温度、夏比V形切口冲击吸收功

ASTM A350/A350M中共有7个低温钢锻件牌号，其中两个最常用的牌号分别是用于-46℃的LF2和用于-101℃的LF3。对于-101℃以下至-196℃工况条件下一般采用奥氏体不锈钢锻件，如F304、F316等。

3.中国低温钢阀门用的低温钢铸件和锻件材料

我国低温钢铸件材料采用的标准是《阀门用低温钢铸件技术条件》，该标准中只规定了LCB、LC1、LC2、LC34个牌号，等同采用了ASTM A352/A352M中的牌号与要求。目前尚无阀门用低温钢锻件标准，因此，锻造的低温阀门其材料可直采用ASTM A350/A350M中的材料及技术要求。

4.欧洲低温钢阀门用的低温钢铸件和锻件

欧洲低温钢阀门用的低温钢铸件和锻件的标准是EN1503-2：2000《阀门——阀体和阀盖用材料——第2部分：除了欧洲标准中规定的钢》，该标准中规定的低温钢铸件有LCB、LCC、LC1、LC2、LC3，它们是等同采用美国ASTM A352/A352M的标准，其适用温度范围、冲击吸收功要求和表6-11和表6-12相同。该标准中规定的低温钢锻件有LF1、LF2、LF3，是等同采用的美国ASTM A350/A350M的标准，其适用温度范围、夏比V形切口冲击吸收功要求和表6-13相同。在英国标准BS6364—1984（2007）《低温阀门》标准中优选的低温钢铸件材料为奥氏体不锈钢，其钢号有CF8、CF8M、CF3、CF3M、CF8C，是等同采用的美国ASTM A351/A351M标准的材料。其低温钢锻件有F304、F316、F304L、F316L、F321、F347，是等同采用ASTM A182/A182M标准的材料。其对材料的技术要求和热处理规范见ASTM A182/A182M标准要求。

5.低温冲击试验

由于钢材在低温下韧性降低，特别是用铁素体钢如LCA、LCB、LCC、LC3等制造的低温阀门承压件，在低温下有明显的低温脆性，若在低温下使用，必须达到一定的韧性指标。因此，这些材料要进行最低使用温度下的冲击试验，其试验方法按《金属低温夏比冲击试验方法》或按ISO 148《钢——夏比冲击试验（V形切口）》或ASTM A370/A370M《钢制品机械测试的标准试验方法和定义》的规定。有的产品标准有规定（如API6D—2008），所有用于设计温度低于-29℃的碳钢、低合金钢的承压部件都应按ISO 148或ASTM A370/A370M进行V形切口的冲击试验。

6.深冷处理

深冷处理是减少材料由于温差和在低温下金相组织改变而产生变形，从而提高阀门在低温时的密封性能的一种处理方法。深冷处理的方法是将被处理的零件放入冷却介质中保温一定时间，然后取出，当零件温度升至室温后再重复进行一次处理。一般用于-101℃以下的阀门，主要零件在精加工前（如密封面研磨前）对阀体、阀盖、闸板（阀瓣、碟板、球体）、阀杆、紧固件等进行低于工作温度下的深冷处理。对用于-101℃以上的低温阀门，当合同规定要做深冷处理时则也应按要求作深冷处理。