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常用材料的力学性能
常用材料的力学性能
苏联《锅炉元件强度计算标准》和管道应力计算导则PTM24·038·08-72规定高温管道取用与时间有关的强度指标105h持久强度平均值除以安全系数1.5确定许用应力，但没有明确指出高温管道和零部件的设计寿命，直至1979年才规定电厂高温管道的计算寿命应按2×105h考虑。
苏联ГОСТ108·031·02-75标准第三次修订本提供了高温管道计算寿命为2×105h的许用应力值。
无论采用外径管还是内径管，都应注意对接焊口的问题。
我国《火电施工质量检验及评定标准》第七篇（管道）规定：
内壁错边量在1mm及以下为合格；外壁错边量等于4mm及以下为合格。
表2.0.1
设计规定
钢种和工作温度
st45.8
440℃
10CrMo910
540℃
X20CrMoV121
560℃
本规定
取用105h持久强度平均值除以安全系数1.5的许用应力值（MPa）
52.67
52.00
74.67
管壁温度（℃）
20
111
131
134
147
147
180
209
124
156
250
104
125
125
113
149
260
101
123
123
111
146
280
96
118
118
105
140
300
91
113
113
143
101
135
320
89
109
109
140
132
340
84
102
102
136
130
350
80
100
100
135
143
129
360
78
97
97
132
141
127
380
75
92
92
131
138
122
400
70
87
87
128
135
117
410
68
83
83
127
133
420
66
78
78
126
132
430
61
72
72
125
131
440
55
63
63
124
130
管壁温度（℃）
450
49
55
55
123
128
460
47
47
122
126
470
41
41
120
125
480
37
37
119
124
490
112
121
500
96
118
510
82
110（99）
520
69
98（88）
530
59
86（79）
540
49
77（72）
90
110
550
40
71（65）
84
97
560
57（52）
79
87
570
50（46）
74
75
580
69
65
590
64
58
600
59
51
注：
1.碳钢制成的管子或集箱，其金属温度不应超过430℃，对于20G钢，若要求使用寿命不超过20年，使用温度可提高至450℃，但使用期间应加强金属监督。
2.相邻金属温度数值之间的许用应力，可用算术内插法确定，但需舍弃小数点后的数字。
3.铸钢件的许用应力值取表中相应数值的0.7倍；锻钢件的许用应力，当用钢锭锻造时，可取表中响应钢号数值的0.9倍。
4.表中粗线下方的数据系按持久强度计算的，对于右角带*的钢号，此粗线并不表示按持久强度计算许用应力的起始温度。
5.12CrlMoV-栏中括弧内的许用应力值，为本规定推荐采用的数值。
附表1.2常用国产钢材的弹性模量数据表
钢号与标准号
10
GB3087—82
20，20G
GB3087—82
GB5310—85
15CrMo
GB5310—85
12Cr1MoV
GB5310—85
12Cr2MoWVTiB
GB5310—85
12Cr3MoVSiTiB
GB5310—85
Q235-A
GB700—88
16Mng
GB713—86
工作温度（℃）
20
100
200
250
260
280
300
320
340
350
360
380
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
198
191
181
176
175
173
171
168
166
164
163
160
157
156
155
155
154
153
198
183
175
171
170
168
166
165
163
162
161
159
158
155
153
151
148
146
144
141
129
206
199
190
187
186
183
181
179
177
176
175
173
172
171
170
169
168
167
166
165
164
164
163
162
161
160
159
208
205
201
197
196
194
192
190
188
187
186
183
181
180
178
177
175
174
172
170
168
166
165
163
162
160
158
157
153
153
152
213
208
204
201
200
199
198
196
194
192
190
188
186
185
184
184
183
183
182
182
181
180
179
216
206
200
192
188
187
186
184
206
200
189
185
184
183
181
179
177
176
175
173
171
附表1.3常用国产钢材的线膨胀系数数据表（从20℃上列温度）（10-6℃）
钢号
10
20
20G
15CrMo
12Cr1MoV
12Cr2MoWVTiB
12Cr3MoVSiTiB
Q235-A
16Mng
工作温度（℃）
100
200
250
260
280
300
320
340
350
360
380
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
11.90
12.60
12.70
12.72
12.76
12.80
12.84
12.88
12.90
12.92
12.96
13.00
13.10
13.20
13.30
13.40
13.50
11.16
12.12
12.45
12.52
12.65
12.78
12.99
13.20
13.31
13.41
13.62
13.83
13.84
13.85
13.86
13.87
13.88
13.89
13.90
13.91
11.90
12.60
12.90
12.96
13.08
13.20
13.30
13.40
13.45
13.50
13.60
13.70
13.73
13.76
13.79
13.82
13.85
13.88
13.91
13.94
13.97
14.00
14.03
14.06
14.09
14.12
13.60
13.70
13.85
13.88
13.94
14.00
14.04
14.08
14.10
14.12
14.16
14.20
14.23
14.26
14.29
14.32
14.35
14.38
14.41
14.44
14.47
14.50
14.52
14.54
14.56
14.58
14.60
14.62
14.64
14.68
11.00
11.90
12.40
12.50
12.70
12.90
12.96
13.02
13.05
13.08
13.14
13.20
13.23
13.26
13.29
13.32
13.35
13.38
13.41
13.44
13.47
13.50
10.31
11.46
11.69
11.74
11.83
11.92
12.02
12.12
12.17
12.22
12.32
12.42
12.49
12.56
12.64
12.71
12.78
12.85
12.92
13.00
13.07
13.14
13.16
13.18
13.19
13.21
13.23
13.25
13.26
13.28
12.20
13.00
13.23
13.27
13.36
13.45
8.31
10.99
11.60
11.78
12.05
12.31
12.49
12.68
12.77
12.86
13.04
13.22
附表1.4联邦德国钢材的许用应力表（MPa）
钢号
壁厚
S（mm）
σ20b
（MPa）
σ20s
（MPa）
管壁温度（℃）
20
200
250
300
350
400
410
420
430
440
450
460
470
st45.8/Ⅲ
≤16
410～530
255
136
136
112
106
93
86
78
68
60
52
46
39
33
16＜S≤40
245
130
116
103
90
40＜S≤60
235
126
113
100
90
15Mo3
≤40
450～600
270
150
150
136
120
113
106
106
105
104
104
103
102
102
40＜S≤60
260
140
130
113
106
100
99
98
98
97
96
95
95
13CrMo44
≤40
440～590
290
146
146
146
143
133
126
125
124
122
121
120
119
118
40＜S≤60
280
136
126
120
118
117
116
114
113
112
112
60＜S≤80
270
130
120
113
112
110
109
108
106
106
105
10CrMo910
≤40
450～600
280
150
150
150
150
143
136
135
134
132
131
130
128
125
40＜S≤60
270
146
136
130
128
127
126
124
123
122
120
60＜S≤80
260
140
130
123
122
120
119
118
116
115
114
14MoV63
≤40
460～610
320
153
153
153
153
143
133
131
129
127
125
123
121
119
40＜S≤60
310
146
136
126
124
122
120
118
116
114
112
X20CrMoV121
≤80
690～840
490
230
230
230
230
230
230
230
230
230
230
220
213
206
15NiCuMoNb5
≤60
610～760
440
203
203
203
203
203
203
203
203
200
182
163
140
116
st45.8/Ⅲ
≤16
410～530
255
28
16＜S≤40
245
40＜S≤60
235
15Mo3
≤40
450～600
270
95
78
62
49
39
31
40＜S≤60
260
13CrMo44
≤40
440～590
290
118
108
91
77
62
52
40
32
26
22
40＜S≤60
280
111
108
60＜S≤80
270
104
104
10CrMo910
≤40
450～600
280
113
101
90
78
68
60
52
45
38
34
29
40＜S≤60
270
113
60＜S≤80
260
112
14MoV63
≤40
460～610
320
117
115
113
100
87
77
66
56
48
40＜S≤60
310
110
108
106
X20CrMoV121
≤80
690～840
490
189
173
156
140
124
111
98
85
74
64
54
46
39
15NiCuMoNb5
≤60
610～760
440
92
69
46
注：
本表的许用应力值是按DIN17175-79的强度特性和本规定的安全系数确定的。
附表1.5联邦德国钢材的弹性模量数据表（kN/mm2）
钢号
20℃
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃
600℃
St45·8/Ⅲ
212
205
200
192
183
175
166
15Mo3
213
210
202
193
185
176
166
13CrMo44
213
210
202
193
185
176
166
10CrMo910
214
209
202
195
187
177
167
14MoV63
213
210
202
193
185
176
166
X20CrMoV121
218
213
206
198
189
179
166
15NiCuMoNb5
210
205
198
190
182
174
164
附表1.6联邦德国钢材的平均线膨胀系数数据表（10-6／℃）
（从20℃至下列温度）
钢号
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃
600℃
st45·8/Ⅲ
12.5
13.1
13.6
14.0
14.4
14.7
15Mo3
12.5
13.1
13.6
14.0
14.4
14.7
13CrMo44
12.5
13.1
13.6
14.0
14.4
14.7
10CrMo910
12.0
13.0
13.0
14.0
14.0
14.0
14MoV63
12.5
13.1
13.6
14.0
14.4
14.7
X20CrMoV121
10.8
11.2
11.6
11.9
12.1
12.3
15NiCuMoNb5
12.3
12.8
13.3
13.8
14.1
14.4
附表1.7苏联碳素钢和锰钢的额定许用应力（MPa）
（根据全苏标准ГОСТ108·031·02-75）
管壁温度
（℃）
ВСТ2КП
ВСТ3КП
ВСТ2СП，
ВСТ2ПС
ВСТ3CП，
ВСТ3ПС
10，12К
15，15К，16К
20，20К18К
22К
16ГС，09ГС2
10Г2С1
16ГНМ,16ГНМА
15ГС
20
122
130
127
137
127
137
144
167
167
173
186
181
100
109
121
114
127
123
133
141
156
157
168
180
174
120
106
119
111
124
122
132
140
154
156
167
178
172
140
102
116
108
122
121
131
139
151
153
166
177
171
150
101
115
106
121
121
130
139
150
152
165
176
170
160
99
114
104
120
120
130
138
149
151
164
175
169
180
96
111
101
117
119
129
138
146
149
163
173
167
200
93
109
98
115
117
127
137
144
147
162
172
166
220
87
105
93
111
112
123
134
141
145
158
171
164
240
81
101
87
107
106
120
131
139
143
154
169
162
250
78
100
84
105
104
118
129
137
142
153
168
161
260
—
—
81
102
101
115
127
135
140
150
167
159
280
—
—
75
98
96
109
121
131
135
145
166
154
300
—
—
68
94
91
104
117
127
130
141
164
150
320
—
—
—
—
86
99
112
123
124
136
162
142
340
—
—
—
—
81
94
107
119
119
130
159
134
350
—
—
—
—
78
91
104
117
117
128
157
130
360
—
—
—
—
75
88
101
—
115
124
—
126
380
—
—
—
—
70
83
95
—
110
118
—
118
400
—
—
—
—
66
78
90
—
105
111
—
111
410
—
—
—
—
64
75
84
—
95
100
—
105
420
—
—
—
—
61
72
77
—
85
88
—
100
430
—
—
—
—
58
70
70
—
74
76
—
87
440
—
—
—
—
56
65
65
—
66
68
—
73
450
—
—
—
—
53
58
58
—
61
62
—
64
460
—
—
—
—
51
51
51
—
—
—
—
—
注：
1.对中间的温度值，许用应力用线性插值法确定。
2.表中所列举的应力数据，其荷载只考虑内压。
附表1.8苏联低合金和高合金钢的额定许用应力（MPa）
（根据全苏标准ГOCT108·031·02-75）
管壁温度
（℃）
12ХМ，
12МХ
15ХМ，
12X2МФЬ
12Х1МФ
12Х2МФСР
15Х1М1Ф
12Х11В2МФ
12Х18Н12Т，12Х18Н10Т，Х14XВ2М，Х16Н9М2
09Х14Н19B2ЬР，Х16Н14В2ЬР,Х16Н16В2МЬР
20
144
150
169
164
188
196
144
144
250
142
149
163
157
182
—
122
—
300
138
144
156
150
176
—
117
—
350
134
137
149
144
168
—
114
—
400
129
130
142
137
159
—
109
—
420
126
128
139
134
155
—
108
—
440
124
126
136
131
151
—
106
—
450
122
124
135
130
149
—
105
—
460
120
122
133
128
147
—
104
—
480
118
120
130
125
142
—
103
—
500
93
103
111
104
117
—
102
—
510
76
83
99
92
105
—
101
—
520
65
68
88
83
94
—
101
—
530
53
55
79
76
84
—
100
—
540
—
44
72
68
76
—
100
—
550
—
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