团体标准 T/GMES016-2020 甘肃省机械工程学会发布2020-12-30发布承压设备用Cr-Mo钢材料及其焊接件 回火脆化倾向评定试验方法 Cr-Mosteelandweldingpartsforpressureequipment. -Testmethodfortemperbrittlenesstendencyassessment 2021-1-31实施 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/GMES016-2020 I目次 前言……………………………………………………………………………………………………………Ⅱ 1范围…………………………………………………………………………………………………………1 2规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 4符号和说明…………………………………………………………………………………………………2 5原理…………………………………………………………………………………………………………2 6试验设备……………………………………………………………………………………………………3 7试验环境……………………………………………………………………………………………………3 8试验程序……………………………………………………………………………………………………3 9脆化度评定…………………………………………………………………………………………………4 10试验报告……………………………………………………………………………………………………4 全国团体标准信息平台 T/GMES016-2020 II前言 本标准按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本标准由甘肃省机械工程学会提出。 本标准由甘肃省机械标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：兰州兰石检测技术有限公司、上海蓝滨石化设备有限责任公司（兰州公司）、 四川大西洋焊接材料股份有限公司、兰州兰石重型装备股份有限公司、兰州理工大学。 本标准主要起草人：李金梅、雷万庆、齐文宽、史伟、李树勋、杨飞、曹睿、梁小武、赵江涛、 李雅新。 本标准系首次发布。 全国团体标准信息平台 T/GMES016-2020 1承压设备用Cr-Mo钢材料及其焊接件回火脆化倾向的 评定方法 1范围 本文件确立了承压设备用Cr-Mo钢材料及其焊接件回火脆化倾向评定方法的术语和定义、符合和 说明、原理、试验设备、试验环境和试验程序等。 本文件适用于具有回火脆化倾向的金属材料及其焊接件的回火脆化倾向的评定。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款，其中注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订单）适用于 本文件。 GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法 GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 GB/T7232金属热处理工艺术语 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T10623金属材料力学性能试验术语 ASMEBoilerandPressureVesselCode,sectionⅡ 3术语和定义 3.1 回火脆化倾向temperbrittlenesstendency 指金属材料及其产品在250℃-650℃温度范围内长时间工作而发生脆化的倾向。 3.2 回火脆化敏感性系数temperbrittlenesssensitivitycoefficient 通过影响金属材料回火脆性的化学元素种类和含量来评价材料回火脆性。主要有脆化系数X和脆 化指数J。 3.3 步冷试验stepcoolingtest/S.C 从金属材料的组织状态上评价材料回火脆化敏感性的方法。即将试样置于回火温度范围内，加热 至工艺指定温度，然后阶梯式分步冷却，使钢材在较短的时间内发生回火脆化的试验方法。 全国团体标准信息平台 T/GMES016-2020 423.4 V型缺口夏比冲击试验Charpyv-notchimpacttest 利用能量守恒原理，将带有V型缺口的冲击试样，在冲击载荷作用下断裂以测定其吸收能量、表 征材料韧性的试验方法。 3.5 脆化度thedegreeofbrittleness 金属材料在回火脆化温度范围内进行步冷试验（即模拟回火脆性过程）后所获得的最大脆化程度。 4符号和说明 表1符号和说明 符号 说明 X系数/J系数从化学成分种类和含量上评价材料回火脆性的系数，见公式（1）/（2） S.C 步冷试验的简写 VTr54脆化处理前V型缺口夏比冲击功为54J时对应的转变温度 ΔVTr54按照步冷试验进行脆化处理前后的V型缺口夏比冲击功为54J时对应的转变温度增量 α 脆化度评定系数，根据产品技术规范要求取值，承压设备用Cr-Mo钢材料常用1.5、2.5、3.0等 T 规定的最小金属设计温度值，根据产品技术规范要求取值，承压设备用Cr-Mo钢材料常用0℃、10℃等 5原理 通过步冷试验，使钢材在较短的时间内发生回火脆化，并利用V型缺口夏比冲击试验方法比对步 冷前后材料韧性变化，通过脆化度公式评定材料的回火脆化倾向是否满足技术要求。 6试验设备 能够按照图1工艺要求控制试件热处理工艺，控温精度在±1℃，V型缺口夏比冲击试验设备要求 参照GB/T229。 7试验环境 试验一般在室温23±5℃范围内进行。 全国团体标准信息平台 T/GMES016-2020 38试验程序 8.1回火脆化敏感性系数评定 按照公示（1）和（2）计算脆化指数（J系数）和脆化系数（X系数），从化学元素种类和含量上 评价材料回火脆化敏感性，具体公式如下： 脆化系数X=(10P+5Sb+4Sn+As)×10-2 （1） 注：式中的元素符号表示该元素的质量分数，以ppm表示。 脆化指数J=(Mn+Si)(P+Sn)×104 （2） 注：式中的元素符号表示该元素的质量分数，以百分含量表示。 评定结果：常用承压设备用Cr-Mo钢材料一般要求X≤15，J≤150；对回火脆性要求极高的材料 X≤12，J≤80；当承压设备用Cr-Mo钢材料中不含Sb、Sn、As元素时，只需进行脆化指数（J系数） 评定。 当钢中化学元素种类和含量满足上述要求时，同炉号、同批号、同热处理制度的钢板/锻件组成一 批次，每批次选J系数/X系数最高的按照8.2要求进行步冷试验，来进一步评价其回火脆化敏感性。 若设计规范中进要求用回火脆化敏感性系数方法评定，则无需进一步做步冷试验。 8.2步冷试验方法 8.2.1准备试样 对于Cr-Mo钢材料，按照GB/T2975从锻件/钢板取样，冲击试样缺口远离焊接接头及明显缺陷位 置；对于焊接件，一般垂直于焊道取样，根据评定回火脆性的位置不同，将冲击试样缺口取在焊缝或 热影响区，试样尺寸热处理后经精加工成10mm×10mm×55mm，至少取48个，其中一半试样进行步冷 试验，另一半不进行步冷试验。 注：对于大厚板，其厚度方向上取样位置参照设计规范，若规范中未明确取样位置，则在T/2处取样（T表示全板厚）。 8.2.2步冷试验 按照ASMEBoilerandPressureVesselCode,sectionⅡ，将已准备进行步冷试验的24个试样 按照图1进行加热、保温和冷却。其中室温至593℃加热速度56℃/h，冷却速度（1）5.6℃/h（2） 2.8℃/h（3）28℃/h。如果供需双方有其他试验工艺时，按供需双方提供的工艺执行。 图1步冷试验工艺曲线 8.3V型缺口夏比冲击试验 推荐在-100℃、-80℃、-60℃、-40℃、-30℃、-20℃、0℃、20℃温度下进行冲击试验，每个温 全国团体标准信息平台 T/GMES016-2020 44度下，经步冷试验和未经步冷试验的试样各取3个，按照GB/T229进行V型缺口夏比冲击试验。冲击 试验结果用冲击功表示，要求曲线应平滑完整。 图2步冷试验前后温度-冲击功曲线 9脆化度评定 材料经步冷试验后所获得的最大脆化程度用以下公式评价： VTr54+αΔVTr54≤T （3） 式中： （1）VTr54：脆化处理前V型缺口夏比冲击功为54J时对应的转变温度，单位为℃； （2）ΔVTr54：按照步冷试验进行脆化处理前后的V型缺口夏比冲击功54J时对应的转变温度增 量； （3）α：脆化度评定系数； （4）T：最小金属设计温度值，单位为℃； （5）α和T根据产品技术规范要求要求取值，常用承压设备用Cr-Mo钢材料：α=2.5，T=10℃； 对回火脆性要求极高的材料:α=3.0，T=0℃，供需双方有其他条件时，按供需双方协商确定。 满足上式要求的金属材料其回火脆化敏感性较低，回火脆性在可接受范围内；不满足上式的金属 材料回火脆化敏感性较高，在此温度范围内工作易发生脆化。 10试验报告 试验报告应至少包括以下内容： a）进行回火脆性评定的材料名称、状态、规格及取样位置等； b）设计要求的脆化度评定系数α和规定的最小金属设计温度值Tmin； c）不在本标准规定内的操作； d）影响试验结果的异常现象； e）试验结果（原始记录见附录1，检测报告见附录2，按照GB/T8170进行数据修约）。 全国团体标准信息平台 T/GMES016-2020 5附录1原始记录 委托单位：委托编号： 报告日期： 报告编号： 检测日期： 样品名称： 材料： 规格： 状态： 热处理： 项目名称：回火脆化敏感性评价试验 检测标准