以下是关于13MnNi6-3钢板的综合技术说明,涵盖材质特性、化学成分、力学性能、执行标准、应用领域等关键信息,结合欧标(EN)规范及实际工业应用整理:
1. 材质与牌号说明
类别:13MnNi6-3属于欧标(EN)低温压力容器用镍合金钢,数字牌号1.6217。
命名解析:
“13”表示碳含量上限0.13%~0.16%;
“MnNi”代表主要合金元素为锰和镍;
“6-3”标识其强度等级及低温韧性要求。
核心特性:通过镍合金化(Ni: 0.30%~0.85%)显著提升低温韧性,适用于-40℃至-60℃环境。
2. 化学成分(熔炼分析)
关键元素含量范围(质量百分比%):
元素 | C | Si | Mn| P | S | Al| Ni| Nb/V |
含量|≤0.16 |≤0.50 | 0.85~1.70 |≤0.025 |≤0.010 |≥0.020 | 0.30~0.85 |≤0.05 |
杂质控制:Cr+Cu+Mo总量≤0.5%,严格控制磷、硫以提升纯净度与韧性。
3. 力学性能
室温力学性能(厚度分段):
厚度(mm) | 屈服强度(MPa)|抗拉强度(MPa)|伸长率(%)|
≤30| ≥355| 490~610| ≥22|
>30~50| ≥345| 490~610| ≥22|
>50~80| ≥335| 490~610| ≥22|
低温冲击韧性(纵向/横向冲击功KV₂/J):
温度(℃)| 20| -20| -40| -50| -60|
纵向| ≥70| ≥55| ≥50| ≥45| ≥40|
横向| ≥50| ≥45| ≥35| ≥30| ≥27|
> 注:横向冲击值低于纵向,体现材料轧制方向性;-60℃仍满足≥27J(横向),保障深冷环境安全性。
4. 执行标准与交货状态
执行标准:
主体规范:EN 10028-4:2009(压力容器用钢板第4部分:镍合金钢);
尺寸公差:EN 10028-1:2007+A1:2009;
探伤要求:支持1~3级超声波探伤(EN 10160)。
交货状态:
正火(N) 或 正火+回火(NT),温度范围:正火890~940℃,回火580~640℃;
特殊协议可非热处理交货,但试样需模拟正火/回火状态测试。
5. 应用领域
主要面向低温承压设备,典型场景包括:
能源行业:LNG储罐内壳(-165℃深冷)、核电站压力容器、火电厂锅炉汽包及高温集箱;
石油化工:球罐(≥50m³)、精馏塔、合成氨反应器、换热器;
特种设备:水电站高压水管、水轮机蜗壳、矿山机械承重结构;
运输容器:液化石油气瓶(LPG)、油气罐车。
6. 生产工艺与质量控制**
1. 冶炼流程:
电炉/转炉炼钢 → LF炉精炼 → VD真空脱气 → 连铸/模铸 → 控轧控冷(TMCP)→ 热处理;
真空脱气降低[H]≤2ppm、[O]≤30ppm,提升纯净度。
2. 热处理工艺:
正火细化晶粒;正火+回火优化韧性(-40℃冲击功可达100J以上)。
3. 加工与焊接:
切割:推荐等离子或水下激光切割,减少热影响区;
焊接:采用低氢焊条(如E7015-G),预热100~150℃,层温≤200℃,厚板需焊后消应力热处理(580~620℃)。
4. 定制选项:
Z向性能:Z15/Z25/Z35抗层状撕裂;
尺寸范围:厚度8~100mm,宽度至4000mm,长度至18800mm。
7.总结
13MnNi6-3作为欧标体系下的高性能镍合金钢,通过低碳设计(C≤0.16%)与镍强化(Ni 0.3%~0.85%),在保持490~610MPa抗拉强度的同时,实现了-60℃深冷环境下的高韧性(横向KV₂≥27J)。其严格遵循EN 10028-4标准,从成分纯净度到探伤等级均保障了工业安全,成为LNG储罐、核电压力容器等高端装备的核心材料。国产化进程(如宝武、鞍钢)已显著降低成本,但超厚板(>120mm)与超高纯度冶炼仍是技术突破重点。