SA387 Gr11 Cl2与14Cr1MoR的区别

赵红涛，贾巧娟

（陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 718500）

14Cr1MoR作为进口SA387 Gr11 Cl2材料的替代品，有国产SA387 Gr11 Cl2之称，制造工艺成熟，已在各高温高压装置取得了不俗的成绩。

下面就两种材料性能做进一步探讨。

1 相关标准中数据的比较

1.1 SA387 Gr11 Cl2材料[1]

（1）化学成分：

（2）力学性能（常温）：

表2 力学性能分析

（3）供货状态：

退火；正火+回火；经需方同意，可采用正火后加速冷却+回火状态交货。回火温度不低于620℃。

（4）最大许用应力值（MPa）：（表3）。

（5）补充要求：

高温环境下Cr-Mo钢的回火脆性一般用回火脆性系数J/X评价，系数J主要用来控制钢板的杂质元素含量，而X主要用来控制焊缝的杂质元素含量。

J=(Si+Mn)x(P+Sn)x104≤150，且Cu≤0.20%，Ni≤0.30%。

表3 对应温度下最大许用应力值（MPa)

X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100≤ 15， 且 Cu≤ 0.20%，Ni≤0.30%。

1.2 14Cr1MoR材料[2，3]

（1）化学成分：

表4 14Cr1MoR材料成分分析

（2）力学性能：

表5 14Cr1MoR力学性能分析

（3）供货状态：

一般为正火+回火供货；经需方同意，厚度大于60mm的钢板可以退火或回火状态交货。回火温度不低于650℃。经需方同意，厚度大于60mm的钢板可采用正火后加速冷却+回火状态交货。

（4）最大许用应力值（MPa）：（表6）。

表6 最厚钢板对应温度下许用应力值

表7 钢材制造化学成分分析

表8 钢材制造力学性能分析

2 国外采购SA387 Gr11 Cl2材料的实际数据(不同供货商)

2.1 厚度117mm钢板

（1）化学成分 ：（表7）。

（2）钢材制造方式：

原材料：钢锭，电弧炉冶炼，真空处理，属完全镇定钢。

热处理：940℃正火/135min急冷+720℃回火/234min空冷。

（3）力学性能（常温）：（表8）。

（4）力学性能（高温）：

表9 钢材制造力学性能

2.2 厚度130mm钢板

（1）化学成分 ：（表10）。

（2）钢材热处理：

( 950℃20℃正火/(190-280min)急冷)+(720℃10℃回火/15min空冷)。

（3）力学性能（常温）：（表11）。

（4）力学性能（高温）：

表12 厚度130mm钢板力学性能（高温）

表10 厚度130mm钢板化学成分

表11 厚度130mm钢板力学性能（常温）

3 结论

通过以上对比，得出以下结论：

（1）国外生产的SA387 Gr11 Cl2材料性能普遍优于14Cr1MoR材料。

（2）SA387 Gr11 Cl2材料的不同供应商提供的材料性能有差异。

（3）材料对设计的影响：

设计人员在厚度计算，尤其是设计温度接近或高于425℃时应适度增加一些余量，在得到高温力学性能试验数据后进一步核算名义厚度能否满足设计参数[4]。

4 1.25Cr-0.5Mo钢制造过程中应注意的问题

由于1.25Cr-0.5Mo钢具有高碳当量、高强度等特点，制造方面要求也较高，主要体现在以下方面：

（1）焊前需预热焊缝处及两侧各100 mm，预热温度为200℃～250 ℃， 焊接过程中控制层间温度不超过250 ℃。

（2）严格控制线能量，尽量采用小的线能量。

（3）为保证热膨胀系数、焊缝金属成分和性能与母材相匹配，且具有必要的热强度性，手工堆焊选用SR309L及SR347L。

（4）对有堆焊层的设备，堆焊时应严格限制选用焊材的C及Nb含量，以防止堆焊层发生敏化和脆化。

（5）焊接结束立即对试板采取200℃～250 ℃后热处理， 时间2小时， 待后热处理缓慢冷却后， 再对试板进行焊后热处理，热处理温度为704 ℃，恒温2 小时后缓慢冷却。

（6）钢板及焊材在订购时应严格限制其S、P含量及非金属夹杂物，以保证焊接接头具有良好地抗脆化性能及降低诱发冷裂纹产生的可能性。