1. A333GR.6化學(xué)成分

從美標(biāo)ASTM A 333/A 333M在2013年以前只對(duì)化學(xué)元素C、Mn、S、P做了要求，如下表：

從2016年以后，ASTM A 333/A 333M標(biāo)準(zhǔn)對(duì)GR.6低溫鋼化學(xué)成分做了很大的調(diào)整，在保留常規(guī)五大元素及其含量不變的基礎(chǔ)上，增加了Cr、Ni、Mo、Cu、V 和 Nb 等元素，且新增元素均給出含量上限，也就是說(shuō)，我們?cè)?jīng)一直認(rèn)為的C-Mn低溫鋼A333GR.6已經(jīng)提升為低合金鋼類的低溫鋼。ASTM A 333/A 333M-2016版A333GR.6合金元素如下表：

2、化學(xué)元素分析

（1）C元素

C元素可以在鋼中固溶形成間隙固溶體，在熱處理過(guò)程中碳原子的擴(kuò)散或偏聚對(duì)碳化物的形成和分布以及鋼的性能有著重要影響。碳化物是一種硬質(zhì)相，可以提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但不利于鋼韌性的提高，需盡量降低碳含量；

（2）Si、Mn元素

Si 是鋼鐵冶煉過(guò)程中為了脫去鋼中的氧，Si 有助于提升鋼的高溫脫氧以及耐酸蝕能力；Mn 是一種強(qiáng)化元素，可以提高鋼的硬度、耐磨性能以及逆轉(zhuǎn)奧氏體的穩(wěn)定，但 Mn 容易與 S 形成 MnS 夾雜對(duì)鋼的性能帶來(lái)惡劣影響；

（3）S、P元素

從元素對(duì)低溫韌性作用來(lái)看，一般認(rèn)為C、Si、P、S、N 等是有害元素，且 P 的危害，而 Mn、Ni 等是有益元素。因此，ASTM A 333/A333M—2013 主要依靠Mn提高Gr6的低溫性能，嚴(yán)格控制S、P含量。

（4）Ni元素

Ni是促進(jìn)奧氏體穩(wěn)定存在的合金元素，有利于鋼塑性和強(qiáng)度的提高，同時(shí)降低鋼的脆硬轉(zhuǎn)變溫度，富鎳逆轉(zhuǎn)奧氏體能在極低溫條件下保存穩(wěn)定，對(duì) A333Gr6低溫韌性的改善有著重要影響。2016以后版本的A333GR.6借助新添加的 Ni 以及 V、Nb等合金化作用進(jìn)一步增強(qiáng)了其低溫性能。

3、A333GR.6物理性能

A333GR.6物理性能如下表：

從上表中可以看出A333GR.6抗拉強(qiáng)度≥415MPa，屈服強(qiáng)度≥240MPa。

A333GR.6許用溫度為-45℃，如下表：供貨狀態(tài)下，A333GR.6 無(wú)縫鋼管進(jìn)行組織檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果表明：Gr6 金相組織為鐵素體+珠光體，組織均勻，晶粒度 7～9 級(jí)，這為良好的低溫韌性奠定了組織基礎(chǔ)。低屈強(qiáng)比低溫管道用 Gr6 無(wú)縫鋼管的金相組織形貌。如下圖所示。在不影響低溫沖擊韌性的前提下，鐵

素體晶粒度相對(duì)越粗大的組織，其屈強(qiáng)比越低。

4、A333GR.6熱處理

供貨熱處理可以改善A333GR.6低溫管的組織結(jié)構(gòu)和晶粒大小。A333Gr6低溫管原始態(tài)為組織粗大的鐵素體+珠光體，組織分布不均，低溫條件下抗沖擊能力差。馬氏體形貌特征的回火索氏體組織，晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)更加均勻，常規(guī)力學(xué)性能良好，低溫沖擊韌性提升明顯。一般A333GR.6供貨狀態(tài)的熱處理是加熱至溫度不低于1500F°（815℃），然后在液體中淬火，并再次加熱至適當(dāng)?shù)幕鼗饻囟?，?lái)控制其顯微結(jié)構(gòu)來(lái)改善低溫韌性。

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