ASTM A350-2007 需切口韧性试验的管道部件用碳钢和低合金钢锻件标准规范 中文版

ASTMA350/A350M-2007需切口韧性试验的管道部件用碳钢和低合金钢锻件1范围1.1本标准适用于主要在低温下使用且需进行切口韧性试验的碳钢和低合金钢锻制或环锻法兰、锻制管件及阀门的若干种材料牌号。这些产品应按规定的尺寸或尺寸标准(如第2节引用的ASTM和API标准)进行制造。尽管本标准适用于一些由轧制棒材及无缝管材制成的管道部件(见5.3.3节)，但并不适用于制造这些产品的原材料。1.2为达到规定的要求超出制造商的能力时，可对尺寸不作任何限制。但是，牌号LF787的3级钢只能在淬火加沉淀热处理后使用。1.3当需进行附加试验或检验时，提供补充要求使用。补充要求仅当买方在订单中规定时才适用。1.4本标准以英寸－磅制单位和SI制单位表示。除非在订单中规定采用“M”标志标准（SI单位），否则材料应均以英寸－磅制单位供货。1.5本标准数值分别以英寸－磅制单位和国际单位制（SI）单位表示。在本文中，SI单位表示的值在括号内。两种单位制表示的数值不完全相等，因此每种单位制应当独立使用，两种单位制的混用可能导致与本标准不一致。注1——关于切口试棒冲击试验的重要性的注释，参见A370试验方法和定义。2引用标准2.1ASTM标准：A370钢制产品的机械性能的试验方法和定义A788/A788M钢制锻件一般要求A961/A961M管道用钢制法兰、锻制管件、阀门及零件的一般要求2.2ASME标准：B16.5钢制管法兰和法兰管件B16.9工厂制造的锻制钢对焊端管件B16.10铁制阀门面－面和端－端结构长度B16.11承插焊端和螺纹端锻钢管件B16.30非燃烧压力容器法兰尺寸B16.34法兰端、螺纹端和焊接端阀门B16.47大直径钢制法兰2.3ASME锅炉和压力容器规范：第Ⅸ卷焊接评定2.4AWS标准：A5.1电弧焊低碳钢焊条A5.5电弧焊低合金钢焊条2.5API标准：600法兰端或对焊端钢制闸阀602精炼工业用紧凑型碳钢闸阀605大直径碳钢法兰3订单内容3.1买方应在订单上规定采购所需材料的必要内容。除了按标准A961/A961M中规定的采购指南外，订单中还应包括下列内容：3.1.1所需的试验报告数（见14节）；3.1.2附加要求（见表1脚注）。4一般要求4.1按本标准提供的产品应符合标准A961/A961M的要求，包括购买订单中规定的任一补充要求。不符合标准A961/A961M的一般要求将造成与本标准不一致。如本标准与A961/A961M标准发生冲突，应以本标准为依据。5制造工艺5.1熔炼工艺——应按下列几种基本熔炼工艺的任何一种进行制造：平炉、氧气顶吹转炉、电炉或真空感应熔炼（VIM）。基本熔炼过程可采用合并单独脱气或精炼，其后的二次熔炼可采用电渣重熔（ESR）或真空电弧重熔（VAR）工艺。5.1.1钢应是完全镇静钢，细化的晶粒。5.1.2在钢锭浇铸之前或浇铸过程中，可以对熔铸的钢进行真空处理。5.2切头——钢锭应有足够的切头，以除去有害的缩孔和过度偏析等缺陷。5.3锻造工艺5.3.1锻件材料应包括铸锭或锻制的、轧制的或单流连铸的钢锭、钢坯、扁坯或棒材。5.3.2成品应是标准A788/A788M中术语部分所定义的锻件。5.3.3除各种类型的法兰外，如果零件轴向长度与材料的金属流线大致平行，空心和圆柱形的零件可由轧制棒材或无缝管材加工而成。除各类法兰外的其他零件，可由小于等于NPS4热轧或锻制棒料制成。弯管、U形弯头、三通或连接管三通不应直接用棒料加工制成。5.4热处理5.4.1在热加工后与重新加热进行热处理之前，允许将锻件充分冷却至相变温度以下。5.4.2除了牌号LF787以外的其他牌号锻件应按下列工艺规程进行正火或正火加回火或淬火加回火后供货。5.4.2.1正火——将锻件加热至可产生奥氏体组织的温度，然后保温足够长的时间以使温度完全均匀，然后在静止的空气中均匀冷却。5.4.2.2正火加回火——正火之后，将锻件重新加热至温度1100°F[590℃]以上,然后在该温度下保温，保温时间至少为昀大厚度每英寸保温30分钟[30分钟/25mm]，但不能少于30分钟，然后在静止的空气中冷却。5.4.2.3淬火加回火——淬火过程应包括（1）先将锻件完全奥氏体化，之后在适当的液态介质中淬火；（2）采用多步过程进行，先是将锻件完全奥氏体化并快速冷却，再重新加热以使其部分重新奥氏体化，然后在适当的液态介质中淬火。所有经淬火的锻件都应进行回火处理，即重新将锻件加热到1100°F[590℃]和下相变温度之间，然后在该温度下保温，保温时间至少为昀大厚度每英寸保温30分钟[30分钟/25毫米]，但不能少于30分钟，然后在静止的空气中冷却。5.4.3LF787锻件应以正火加沉淀热处理或淬火加沉淀热处理状态进行供货。热处理工艺如下：5.4.3.1正火加沉淀热处理——将锻件加热到1600-1725°F[870-940℃]，保温足够长的时间使温度完全均匀，保温应不少于1/2小时，然后从炉内取出空冷。随后再将锻件加热至1000-1200°F[540-650℃]，保温时间应不少于1/2小时，然后以适宜的速度冷却。5.4.3.2淬火加沉淀热处理——将锻件加热到1600-1725°F[870-940℃]，保温足够长的时间使温度完全均匀，保温时间应不少于1/2小时，然后将锻件浸入适当的液态介质中淬火；然后再将锻件重新加热至1000-1225°F[540-665℃]，保温时间应不少于1/2小时，然后以适宜的速度冷却。6化学成分6.1熔炼分析6.1.1应按标准A961/A961M的规定进行化学成分分析，分析的结果应符合表1规定的化学成分要求。不允许使用含铅的钢。表1化学成分要求成分，（重量）%元素LF1LF2LF3LF5LF6LF9LF787碳C≤0.300.300.200.300.220.200.07锰Mn0.60-1.350.60-1.35≤0.900.60-1.351.15-1.500.40-1.060.40-0.70磷P≤0.0350.0350.0350.0350.0250.0350.025硫S≤0.0400.0400.0400.0400.0250.0400.025硅SiA0.15-0.300.15-0.300.20-0.350.20-0.350.15-0.30…≤0.40镍Ni≤0.40B≤0.40B3.3-3.71.0-2.0≤0.40B1.60-2.240.70-1.00铬Cr≤0.30B,C≤0.30B,C≤0.30C≤0.30C≤0.30B,C≤0.30C0.60-0.90钼Mo≤0.12B,C≤0.12B,C≤0.12C≤0.12C≤0.12B,C≤0.12C0.15-0.25铜Cu≤0.40B≤0.40B≤0.40≤0.40C≤0.40B0.75-1.251.00-1.30铌Nb≤0.02D≤0.02D≤0.02≤0.02≤0.02≤0.02≥0.02钒V≤0.08≤0.08≤0.03≤0.030.04-0.11≤0.03≤0.03氮N…………0.01-0.030……A—当补充要求S4要求进行真空碳脱氧时，含硅量昀高应为0.12%。B—熔炼分析中铜、镍、铬、钒和钼的总含量不得超过1.00%。C—熔炼分析中铬和钼元素的总含量不得超过0.32%。D—按协议，铌含量的限制熔炼分析可达0.05%，产品分析可达0.06%。6.2产品分析6.2.1买方可按标准A961/A961M的规定对按本标准提供的产品进行产品分析。7机械性能7.1拉伸试验7.1.1要求—－材料应符合表2规定的拉伸性能要求。7.1.1.1试样应取自粗锻件或成品锻件，或从其延伸部分上截取。对于10000磅以下的锻件，试样可取自热处理时的单独的锻制试块，该试块与产品锻件应是同炉钢水浇铸而成。该试块的减缩比应与其所代表的产品的减缩比相似，并与其所代表的成品经历近乎相同的热作、缩减和热处理过程。试验材料应与锻件所代表的产品同炉、同时进行热处理，并应符合7.1.2.1节的要求。7.1.1.2试样应代表来自同炉的和热处理装料的全部锻件，且这些锻件的昀大厚度不超过测试锻件的厚度或大于试块的1/4英寸[6毫米]。7.1.2试验次数—－应对每批热处理装料中的每炉钢按7.1.1.2的规定进行一次室温拉伸试验。7.1.2.1如在连续加热炉或间歇式炉中进行热处理，且要求热处理温度控制在±25°F[±14℃]范围内，并配有高温记录仪以获得整个热处理的记录，并且如果拉伸试验所代表的锻件采用相同的热处理循环，则要求每一炉钢应做一次拉伸试验，而不是按7.1.1.2规定的对每批热处理装料中的每炉钢都做一次拉伸试验。7.1.3试验位置和试验方向——试样应从锻件或试块的昀厚截面切取，可根据锻件的尺寸和形状，并按7.1.3.1节、7.1.3.2节和7.1.3.5节中规定的位置切取试样或尽可能靠近此位置切取试样。7.1.3.1对于昀大热处理厚度T小于等于2英寸[50毫米]的锻件或试块，试样的纵向轴向应取自该锻件或试块厚度的中部，其长度的中点应距另一热处理表面（不包括T尺寸的表面）至少2英寸[50毫米]。（一般为1/2T*2英寸[50毫米]）。7.1.3.2昀大热处理厚度T大于2英寸[50毫米]的锻件或试块，试样的中心轴线应取自距昀近热处理表面至少为1/4T和距任何另一热处理表面至少为T或4英寸[100毫米](两者中取较小值)的位置。对于淬火加回火的锻件，试样长度的中点距任何另一热处理表面应至少为T。淬火加回火锻件的单独锻造试块的试样位置，见图1。7.1.3.3金属缓冲垫——与热处理表面要求的距离可以采用金属缓冲垫获得，不必整体延长。缓冲垫材料可以是碳钢或低合金钢，用局部渗透焊接来密封缓冲垫表面并与锻件连接。试样应位于距离锻件的缓冲垫表面昀小1/2英寸[13毫米]的位置。缓冲垫应去除，焊接区域应经磁粉检验以确保无裂纹，除非在随后的加工中焊接区域被完全去除。7.1.3.4试样的纵向纵轴向应平行于锻件或试块的主要工作方向。7.1.3.5在事先征得买方同意的情况下，可在深度（t）（相当于主要承载面距昀近热处理表面的距离），且距任何另一个热处理表面至少为两倍该距离（2t）的位置进行试验。然而，试验深度至一个热处理表面不应小于3/4英寸[19毫米]和至任何另一个热处理表面不应小于11/2英寸[38毫米]。上述试验部位取法通常适用于模锻零件或截面厚度不能按1/4T*T取样试验（见7.1.3.2节）的零件。采用这种方法时表示精确试验位置的草图应经买方批准。7.1.4试验方法——试验应按A370试验方法和定义进行。试样应尽可能大，且应加工成A370试验方法和定义中图5的形状和尺寸。当采用无缝钢管材料时，试验应按A370试验方法和定义附录A2钢制管状产品在纵向试样上进行。7.2冲击试验7.2.1要求——在7.2.4.2节和7.2.4.3节所限定的范围内，采用表4的相应标准温度对试样进行试验时，材料应符合表3规定的冲击性能要求。当使用小尺寸试样时，测得的冲击能量值应符合表5规定的与标准尺寸成比例的能量值。当买方规定有补充要求S1时，允许不受此要求限制。如果试验温度至少要与预计的使用温度一样低，且锻件上应标出该试验温度时，冲击试验温度可以不按表4的规定进行。7.2.1.1试样应由取自7.1节的材料加工而成。7.2.2试验次数——由三个试样组成一组试样。冲击试验的试验组数应与7.1.2节规定的拉伸试验的试验组数相同。7.2.3试验位置和方向——应按7.1.3的规定确定试样位置和方向。根据冲击试样切口下面的区域确定试样相对于第二个热处理表面的位置。切口的基面应垂直于昀近的热处理表面。7.2.4试验方法——切口试棒冲击试验应按A370试验方法和定义中规定的夏比V切口类型试验的程序进行。7.2.4.1应采用A370试验方法和定义图11所示的标准尺寸试样进行冲击试验。如果材料的厚度不够，或者锻件的形状不允许切取标准尺寸的试样，应采用A370试验方法和定义规定的昀大能切取的小尺寸试样。7.2.4.2如果采用小尺寸试样，且其所代表的锻造材料厚度大于或等于0.394英寸[1