以下是关于16MnDR钢板的综合技术说明,涵盖材质特性、成分标准、力学性能、应用场景等关键信息,结合最新行业标准(GB 713.3-2023及GB 3531)整理而成:
一、材质概述与命名解析
命名含义:
16:碳含量约0.16%(实际≤0.20%),同时代表最小屈服强度(如315MPa)。
Mn:锰为主要合金元素(含量1.20%~1.60%),强化钢材力学性能。
D:低温(Low Temperature)特性,适用-40℃环境。
R:压力容器(Pressure Vessel)专用钢。
二、化学成分与执行标准
1. 化学成分(质量分数%):
C(碳)≤0.20%
Si(硅)0.15%~0.50%
Mn(锰)1.20%~1.60%
P(磷)≤0.025%、**S**(硫)≤0.012%(严格控制杂质)
Al(铝)≥0.02%(细化晶粒,提升韧性)
注:允许添加微量Ni、V、Nb等元素改善性能。
2. 执行标准:
GB 713.3-2023(主流新标)及GB 3531-2014,规范成分、力学性能、探伤要求。
三、力学性能与低温特性
关键性能参数随厚度变化,如下表所示:
钢板厚度(mm) |屈服强度(MPa)|抗拉强度(MPa)|伸长率(%)|冲击试验(-40℃, KV2/J)|
6~16| ≥315| 490~620| ≥21| ≥47|
>16~36| ≥295| 470~600| ≥21| ≥47|
>36~60| ≥285| 460~590 | ≥21| ≥47|
>60~100| ≥275| 450~580| ≥21| -30℃≥47|
>100~120| ≥265| 440~570| ≥21| -30℃≥47|
低温韧性:-40℃冲击吸收能量≥47J(厚度≤60mm),抗脆断能力突出。
延伸性能
:断后伸长率≥21%,保障加工塑性。
四、交货状态与制造工艺
1. 交货状态:
默认正火(N) 或正火+回火(N+T),优化组织均匀性及低温韧性。
探伤要求:厚度>20mm需逐张超声波探伤(符合NB/T47013.3-2023)。
2. 制造流程:
铁水→转炉→LF精炼→VD真空脱气→连铸→轧制→ACC控冷→正火→探伤。
纯净度控制:P≤0.10%、S≤0.005%,减少杂质偏析。
五、应用领域与行业案例
石油化工:LNG储罐、低温管道(-40℃服役)。
能源电力:锅炉汽包、核反应堆压力壳。
船舶与交通:液化气运输槽船、压缩机组。
特殊设备:加氢反应器、球罐、水轮机蜗壳。
六、规格选型与加工注意事项
1. 常用规格:
厚度:6~120mm(舞钢可定制至120mm以上,但不保性能)。
板幅:宽度≤4100mm,长度≤14000mm。
2. 加工要点:
切割工艺:
厚板:火焰切割(经济,需控温防变形)。
精密件:激光/等离子切割(精度高、热影响区小)。
焊接要求:
焊前预热(100~150℃)、焊后消氢处理(防冷裂)。
匹配低氢焊条(如J557RH),控制层间温度≤250℃。
七、总结
16MnDR凭借高低温韧性、优异强度-塑性平衡及严格洁净度控制,成为-40℃级压力容器的核心材料。选型时需关注厚度对应的强度衰减(如>60mm时屈服强度降至275MPa),并严格执行焊接与探伤工艺,
以确保设备在深冷环境下的长期安全运行。