ASTM A1017/A1017M-17
Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам

Стандартный №

ASTM A1017/A1017M-17

Дата публикации

2017

Разместил

American Society for Testing and Materials (ASTM)

состояние

быть заменен

быть заменен

ASTM A1017/A1017M-17(2024)

Последняя версия

ASTM A1017/A1017M-17(2024)

сфера применения

Обзор стандарта и техническая информация

ASTM A1017/A1017M-17 — это стандарт листовой стали из хромомолибденово-вольфрамового сплава, разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) специально для изготовления сварных котлов и сосудов высокого давления для эксплуатации в условиях высоких температур. Впервые опубликованный в 2001 году и последний раз пересмотренный в 2017 году, этот стандарт отражает новейшие технические требования к материалам, используемым в оборудовании высоких температур и высокого давления.

Стандарт охватывает четыре марки с различным содержанием легирующих элементов: Grade 23 (2,25Cr-0,20Mo-1,60W), Grade 911 (9,00Cr-1,00Mo-1,00W), Grade 92 (9,00Cr-0,45Mo-1,75W) и Grade 122 (12,00Cr-0,40Mo-2,00W). Эти материалы обладают превосходной высокотемпературной прочностью, сопротивлением ползучести и стойкостью к окислению, что делает их особенно подходящими для сверхкритического и ультрасверхкритического энергетического оборудования.

---

Углубленный анализ требований к химическому составу

Стандарт устанавливает строгие требования к контролю химического состава четырех марок, включая анализ плавки и анализ готовой продукции. Точный контроль основных легирующих элементов имеет решающее значение для эксплуатационных характеристик материала:

Вольфрам (W) 1,45–1,75% 0,90–1,10% 1,50–2,00% 1,50–2,50% Упрочнение твердого раствора, улучшенные свойства ползучести Ванадий (V) 0,20–0,30% 0,18–0,25% -0,25% 0,15–0,30% Карбонитридообразующие элементы Ниобий (Nb) 0,02–0,08% 0,06–0,10% 0,04–0,09% 0,04–0,10% Зерно Очищение и улучшенная ударная вязкость. Класс 23 предъявляет особые требования к соотношению титана и азота (Ti/N ≥ 3,5), что обеспечивает стабильную микроструктуру при сварке и термообработке. Все марки имеют строгие ограничения по примесным элементам, таким как фосфор и сера, при этом содержание фосфора не должно превышать 0,030%, а содержание серы не должно превышать 0,010%, что обеспечивает высокую чистоту материала.

---

Технические требования к процессу термообработки

Стандарт определяет подробные параметры процесса термообработки, при этом для разных марок применяются разные режимы термообработки:

Нормализация: Все стальные листы должны быть нормализованы при температуре 1900-1975 °F (1040-1080 °C). Этот температурный диапазон обеспечивает достаточное количество легирующих элементов для образования твердого раствора и правильный рост аустенитного зерна.

Отпуск: стали марок 23, 92 и 122 отпускаются при температуре 730–800 °C (1350–1470 °F); сталь марки 911 отпускается при температуре 740–780 °C (1365–1435 °F). Отпуск устраняет внутренние напряжения и корректирует микроструктуру и механические свойства. Стандарт также допускает, с согласия покупателя, ускоренное охлаждение (взрыв на воздухе или закалка в жидкости) с последующим отпуском для марок 23, 92 и 122. Этот процесс позволяет дополнительно измельчить размер зерна и улучшить общие эксплуатационные характеристики материала.

---

Сравнение стандартов механических свойств

Элементы	Требования к классу 23	Требования к классу 911	Требования к классу 92	Требования к классу 122	Функциональный анализ
Углерод (C)	0,04–0,10%	0,09–0,13%	0,07–0,13%	0,07–0,14%	Влияет на баланс прочности и вязкости
Хром (Cr)	1,9 0-2,60%	8,5-9,5%	8,5-9,5%	10,0-11,5%	Антиокислительная и коррозионная стойкость
Молибден (Mo)	0,05-0,30%	0,90-1,10%	0,30-0,60%	0,25-0,60%	Улучшает высокотемпературную прочность и ползучесть ...strong>Молибден (Mo)	0,05–0,30%	0,90–1,10%	0,30–0,60%	0,25–0,60%

Параметры производительности	Класс 23	Класс 911	Класс 92	Класс 122
Прочность на разрыв	74-100 ksi (510-690 МПа)	90-120 ksi (620-840 МПа)	90-120 ksi (620-840 МПа)	≥90 ksi (≥620 МПа)
Предел текучести	≥58 ksi (≥400 МПа)	≥64 ksi (≥440 МПа)	≥64 ksi (≥440 МПа)	≥58 ksi (≥400 МПа)
Относительное удлинение	≥20%	≥18%	≥20%	≥20%
Требование к твердости	≤220 HB	Нет особых требований	Нет особых требований	≤250 HB

Из данных по механическим свойствам видно, что марки 911 и 92 обладают более высокой прочностью, в то время как марки 911 и 92 обладают более высокой прочностью. В марках 23 и 122 приоритет отдается ударной вязкости и технологичности, обеспечивая при этом прочность. Пределы твёрдости обеспечивают свариваемость и технологичность материала.

---

Требования к контролю качества и неразрушающему контролю

Этот стандарт ссылается на ряд стандартов испытаний ASTM, включая:

A435/A435M (ультразвуковой контроль прямой волной), A577/A577M (ультразвуковой контроль косой волной) и A578/A578M (ультразвуковой контроль прямой волной стальных листов специального назначения). Эти методы испытаний гарантируют внутреннее качество стальных листов.

Этот стандарт требует, чтобы материалы соответствовали общим требованиям A20/A20M, включая методы испытаний и повторных испытаний, допуски по размерам и массе, качество дефектов и ремонт, маркировку и требования к отгрузке. В случае конфликта между основными требованиями и требованиями A20/A20M, требования настоящего стандарта имеют преимущественную силу.

---

Дополнительные технические требования и выбор области применения

Стандарт предоставляет множество дополнительных технических требований (S1-S17), которые покупатели могут выбирать в соответствии с фактическими потребностями использования:

S1 Вакуумная обработка: Дальнейшее снижение содержания газа и повышение чистоты
S2 Анализ продукта: Проверка химического состава готового продукта
S3 Моделированная послесварочная термообработка: Оценка изменений характеристик материалов после послесварочной термообработки
S5 Испытание на удар по Шарпи с V-образным надрезом: Оценка вязкости материала
S7 Испытание на растяжение при высокой температуре: Определение характеристик материала при температуре эксплуатации

Эти дополнительные требования предусматривают дополнительные меры по обеспечению качества для специальных сценариев применения. Стандарт устанавливает подробные требования к маркировке. Помимо маркировки, требуемой для марок A20/A20M, на каждом стальном листе также должна быть указана маркировка с указанием состояния термообработки в зависимости от толщины: «N» – нормализованная с отпуском, «Q» – ускоренное охлаждение с отпуском, «S» – снятие напряжений и «A» – отожженная. Эта система маркировки обеспечивает прослеживаемость материала и его правильное использование. Рекомендации по внедрению и инженерному применению Рекомендации по выбору материала: выберите подходящую марку материала в зависимости от рабочей температуры, давления и характеристик среды. Марка 23 подходит для сред ниже 600 °C, марка 91/92 – для 600–650 °C, а марка 122 – для более высоких температур. Меры предосторожности при изготовлении: строго контролируйте процесс термообработки, чтобы избежать перегрева и пережога. Используйте совместимые сварочные материалы во время сварки, контролируйте тепловложение и межпроходную температуру, а также выполняйте соответствующую термообработку после сварки.

Требования к контролю: Для критически важного оборудования рекомендуется добавить дополнительные виды контроля, такие как ультразвуковой контроль и ударные испытания, для обеспечения качества материалов.

Основные моменты обновления стандартов: В издании 2017 года в первую очередь обновлена номенклатура ниобия (колумбий/ниобий), что отражает тенденцию к созданию единой международной номенклатуры.

Типичные области применения этого стандартного материала: пароперегреватели котлов электростанций, промежуточные пароперегреватели и главные паропроводы; реакторы гидрогенизации и крекинг-установки нефтехимической промышленности; а также высокотемпературные компоненты оборудования атомной энергетики. В реальных инженерных приложениях его следует использовать в сочетании с соответствующими стандартами, такими как Кодекс ASME по котлам и сосудам высокого давления.

ASTM A1017/A1017M-17 Ссылочный документ

• ASTM A20/A20M Стандартные технические условия на общие требования к стальным пластинам для сосудов под давлением
• ASTM A435/A435M Стандартные спецификации для ультразвукового контроля стальных пластин прямым лучом
• ASTM A577/A577M Стандартные спецификации для ультразвукового контроля стальных пластин под углом
• ASTM A578/A578M Стандартные спецификации для ультразвукового контроля прямым лучом простых и плакированных стальных пластин для специальных применений

ASTM A1017/A1017M-17 История

• 2024 ASTM A1017/A1017M-17(2024) Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам
• 2017 ASTM A1017/A1017M-17 Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам
• 2011 ASTM A1017/A1017M-11(2015) Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам
• 2011 ASTM A1017/A1017M-11 Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам
• 2007 ASTM A1017/A1017M-07 Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам
• 2006 ASTM A1017/A1017M-06 Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам
• 2005 ASTM A1017/A1017M-05 Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам
• 2001 ASTM A1017/A1017M-01 Стандартные технические условия на пластины сосудов под давлением, легированную сталь, хром-молибден-вольфрам

стандарты и спецификации