ASTM A352 LCC级 正火/调质或液体淬火调质钢——低温压力容器用钢
材料概述
ASTM A352 LCC 是专为低温压力容器和管道设计的碳锰钢铸件材料,通过正火+回火或液体淬火+回火热处理,在-46°C(-50°F)仍能保证优异的冲击韧性。广泛用于LNG储罐、低温分离设备、深冷管道阀体等关键部件。
主要性能参数
一般物理性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.8 – 7.9 g/cm³ | 低碳钢典型值 |
力学性能(室温,标准热处理后)
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 夏比冲击功 | 23.0 °C | 20 J | 低温下更高 |
| 弹性模量 | 23.0 °C | 200 – 215 GPa | 低碳钢典型值 |
| 断后伸长率 (A50) | 23.0 °C | 22 % | — |
| 泊松比 | 23.0 °C | 0.29 | 低碳钢典型值 |
| 断面收缩率 | 23.0 °C | 35 % | — |
| 剪切模量 | 23.0 °C | 82 GPa | 低碳钢典型值 |
| 抗拉强度 | 23.0 °C | 485 – 655 MPa | — |
| 屈服强度 (Rp0.2) | 23.0 °C | 275 MPa | — |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | 23.0 °C | 1.32E-5 – 1.38E-5 1/K | 低碳钢典型值 |
| 最高使用温度 | — | 500 °C | 碳钢典型值 |
| 熔点 | — | 1480 – 1526 °C | 低碳钢典型值 |
| 比热容 | 23.0 °C | 465 J/(kg·K) | 低碳钢典型值 |
| 热导率 | 23.0 °C | 25 – 93 W/(m·K) | 低碳钢典型值 |
电学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电阻率 | 23.0 °C | 1.43E-7 – 1.74E-7 Ω·m | 碳钢典型值 |
磁学性能
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 居里温度 | 770 °C | 低碳钢典型值 |
化学成分(质量分数,%)
| 元素 | 含量上限 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.25 |
| 铬 (Cr) | 0.50 |
| 铜 (Cu) | 0.30 |
| 锰 (Mn) | 1.20 |
| 钼 (Mo) | 0.20 |
| 镍 (Ni) | 0.50 |
| 磷 (P) | 0.04 |
| 硅 (Si) | 0.60 |
| 硫 (S) | 0.045 |
| 钒 (V) | 0.03 |
热处理制度对比
| 热处理方式 | 工艺流程 | 典型硬度 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 正火+回火 | 900-950°C正火 → 600-650°C回火 | 180-220 HB | 常规壁厚、成本敏感项目 |
| 液体淬火+回火 | 900-950°C水/油淬火 → 600-680°C回火 | 200-240 HB | 大截面、高韧性要求工况 |
低温韧性保障
- 要求在-46°C下夏比V型缺口冲击功 ≥ 20 J(单值≥15 J)
- 通过控制C、Mn、Si含量及微量合金化(Ni、Mo、V)细化晶粒
- 严格控制P、S等有害元素,防止脆性断裂
典型应用领域
- LNG 接收站储罐、汽化器壳体
- 空分装置低温分离塔、换热器
- 深冷管道阀门壳体、法兰
- 海洋工程低温模块结构件
对比选材指南
同系列钢级:LCB(C≤0.30%,强度略高)、LCC(本级别,综合性价比最优)、LC1/LC2/LC3(Ni含量1.5-3.5%,适用更低温度)。LCC是-46°C至-50°C工况下最常用、供货周期最短的铸钢牌号。
金属
- ASTM A765 Grade II 钢:正火回火、双重正火回火或淬火回火性能
- ASTM A541 Grade 1A 淬火回火不锈钢 – 高强度、优异冲击与耐腐蚀性
- ASTM A352 LCB级:正火回火或液体淬火回火低温碳钢铸件
- ASTM A182 F91 1型 - 正火回火或淬火回火钢
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