碳素钢的适用温度范围及标准材料牌号

碳素钢适用于非腐蚀性介质。在某些特定条件下，如在一定温度范围内和一定的浓度条件下，也可用于某些腐蚀性介质。适用温度为-29°～425℃。

1.碳素铸钢

目前国内采用的现行标准是GB/T 12229—2005《通用阀门 碳素钢铸件技术条件》。材料的牌号为WCA、WCB、WCC。该标准是参照美国材料试验协会标准ASTM A216—2004《高温用可熔焊碳钢铸件标准规范》制定的。美国这个标准至少已修改过5次，目前见到的较新版本是ASTM A216/A216M—2016年，而我国的GB/T 12229—2005仍在使用。

需注意以下几点：

1）合格的铸件必须是化学成分合格、力学性能也合格并且全面达到标准要求的铸件，特别是杂质元素的控制必须严格，否则影响焊接性能。

2）标准中规定的化学元素的质量分数是最大含量。在制造过程中，为了获得良好的焊接性能，又能达到标准中规定的力学性能，必须制定化学元素质量分数的内控标准，对铸件、试棒进行正确的热处理，否则制造不出合格的铸件。例如，WCB钢中，碳的质量分数标准规定≤0.30%，如果冶炼出来的WCB钢碳的质量分数为0.10%或更低，从质量分数上看是合格的，但力学性能达不到标准要求；碳的质量分数如果等于0.30%，也是合格的，但焊接性能差。碳的质量分数控制在0.25%左右为最佳。如果生产“出口”产品，有的外商就会提出碳的质量分数的控制要求。

3）关于碳素钢调节阀的温度范围如下：

①JB/T 5300—2008 《工业用阀门材料选用导则》，规定碳素钢制阀门的适用温度范围为-30～450℃。

②SH 3064—2003 《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》标准中，规定碳素钢制阀门的适用温度为-20～425℃。使用下限规定为-20℃，是为了与GB150—2010《钢制压力容器》相一致。

③ASMEB 16.34—2013 《法兰和焊接端阀门》压力—温度额定值基准中规定：WCB、A105（碳素钢）适用温度范围为-29～425℃，不允许在425℃以上长期使用。这是因为碳素钢在425℃以上有石墨化倾向。

2.碳素钢锻件

JB/T 7746—2006《紧凑型钢制阀门》，执行GB/T 12228—2006《通用阀门 碳素钢锻件技术条件》。JB/T 450—2008《锻造角式高压阀门技术条件》中，执行JB/T 4726—2010《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》。(www.xing528.com)

制造锻钢调节阀的主要承压件阀体、阀盖的材料，最常用的标准和牌号是GB/T 699—2015 《优质碳素结构钢》中的20、25、30、35、40钢及25M。一般中压锻钢调节阀采用25钢制作承压件，35、40钢用于制造PN160、PN320锻造高压角式截止阀、节流阀承压件。PN140的缩径锻钢阀承压件常用25钢或25Mn制造。

应注意锻件锻造后，必须进行热处理。25钢以下（包括25钢），采用正火处理；30、35、40钢根据产品需要的力学性能，采用正火或调质处理。

引进设备进入我国后，国外进口的锻造碳素钢调节阀，如Class800级锻钢阀，采用的材料标准是ASTM A105/A105M—2013《管道部件用碳钢锻件》。其主要化学元素的质量分数（%）如下：C≤0.35；Mn为0.6～1.05；P≤0.035；S≤0.04；Si为0.10～0.35；Cu≤0.4；Ni≤0.4；Cr≤0.3；Mo≤0.12；V≤0.08；Nb≤0.02。

其力学性能如下：R_m≥485MPa；R_eL≥250MPa；A≥22%；Z≥30%；硬度≤187HBW。

需注意以下事项：

1）在规定的最大含碳量的质量分数（0.35%）以下，含碳量每降低0.01%，允许在规定的最大含锰量（1.05%）上增加0.06%，直到最大含锰量1.35%为止。

2）Cu、Ni、Cr、Mo和V的质量分数总和，不应超过1.0%。

3）Cr和Mo的质量分数总和，不应超过0.32%。

4）经买方和制造厂商定，V和Nb或两者的质量分数可分别增加至0.10%和0.05%。

5）ASTM A105/A105M—2014规定的材料并不是我国的25钢或25Mn钢。虽然其主要化学元素的质量分数相当于我国的25Mn，但ASTM A105/A105M—2014对其杂质元素Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb的控制，以及C、Mn的质量分数都有控制要求。

6）锻钢调节阀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，只要化学元素的质量分数合格，正火的热处理工艺正确，它的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PN160、PN320或更高压力的锻钢调节阀，由设计决定采用材料应达到的力学性能。根据要求的力学性能确定回火温度，以使材料的力学性能符合设计要求。