15NiCuMoNb5-6-4（DIWA 373、WB36钢
15NiCuMoNb5-6-4（DIWA  373、WB36）钢管

1  简介
        15NiCuMoNb5-6-4（DIWA  373、15NiCuMoNb5、或称WB36）是德国在30年代开发的细晶粒、高强度、可焊性好的耐高温、高压结构钢。该钢采用加入Ni-Cu-Mo-Nb等几种合金元素，进行合理搭配的合金化，不仅大大提高了钢的高温强度及使用温度，而且该钢还具有良好的综合机械性能、热加工性和可焊性。现在欧洲的VALLOUREC  &  MANNESMANN公司、日本住友金属生产这种低合金钢管，此外德国的蒂森还生产此种钢号的钢板。此钢在相应的钢厂称为WB36或DIWA  373。其先后列入欧洲VdTUV  377/2法规和EN  10216-2标准，牌号分别为15NiCuMoNb5和15NiCuMoNb5-6-4。此钢不仅可用于钢板、钢管、还可用作锻件，尤其是大口径无缝管应用更为广泛。
          
2  用途
15NiCuMoNb5-6-4（DIWA  373、WB36）钢管综合性能良好，可广泛用于超临界机组中的汽包、汽水分离器、制造工作温度为400℃的水冷壁集箱、蒸汽发生器等部件，管壁温度为500℃的承压管道，以及核电设备等高温、高压部件。例如，60年代西德开始把此钢用于蒸汽发生器的高压和沸水区域，也用作为汽包和给水系统的材料。近年来，我国上海石洞口第二发电厂600MW超临界机组水冷壁集箱、蒸汽发生器、对流管等部件也用了此钢，其使用温度为465℃，最高使用压力为31.2MPa。由于DIWA  373（WB36）的强度等级高于20G和SA106C，采用此钢将使钢管壁厚明显减薄、材料用量大大减少，具有良好的经济效益。故可以预见，该钢在我国的应用前景相当看好。
    
3  技术要求及试验数据
3.1  化学成分（熔炼分析%）
      规范    C    Mn    Si    P    S    Cr    Cu    Mo    Ni    Nb    N    Al
EN  10216-2    0.10-0.17    0.80-1.20    0.25-0.50    ≤0.030    ≤0.025    ≤0.30    0.50-0.80    0.25-0.50    1.00-1.30    0.015-0.045        ≤0.05
VdTUV
377/2    0.10-0.17    0.80-1.20    0.25-0.50    ≤0.030    ≤0.025    ≤0.30    0.50-0.80    0.25-0.50    1.00-1.30    0.015-0.045    ≤0.02    ≤0.05
试制技术协议    0.10-0.17    0.80-1.20    0.25-0.50    ≤0.030    ≤0.030    ≤0.30    0.50-0.80    0.25-0.50    1.00-1.30    0.015-0.045    ≤0.02    ≤0.05
试制技术协议：是东锅与成都无缝钢管厂签订的94-002  WB36大口径无缝合金管国产化试制协议
3.2  金相组织
        15NiCuMoNb5-6-4（DIWA  373、WB36）钢的供货状态为正火（淬火）+回火。经正火+回火的最终热处理后，金相组织为贝氏体+铁素体+索氏体或贝氏体+少量铁素体。  
      
3.3  力学性能
  室温力学性能
规范    拉伸性能（纵向）    纵向AKv
（0℃）（J）
    σs(MPa)    σb(MPa)    δ(%)    
EN  10216-2    ≥[440]    [610-780]    ≥[19]    [27]（20℃、横向）
VdTUV
377/2    ≥430    580-740    ≥18    31
    ≥[430]    [580-740]    ≥[20]    [39]
试制技术协议    ≥[440]    [610-780]    ≥[17]    [35]（室温）
国内实测值    [565-600]    [710-730]    [27-29]    [186-202]（室温）
注1：[  ]括号内的数据为正火+回火的数据、其余数据为淬火+回火后的数值。
注2：表中的延伸率数据均按不同的标准规定的试样测得。国内采用5.65  （Fo是指试样的有效横截面积）。以下各温度中的延伸率与此相同。

3.4  持久强度σ  （MPa）
规范    400℃    420℃    440℃    460℃    480℃    490℃    500℃
EN  10216-2    373    325    273    210    139    104    69
VdTUV
377/2    373    325    273    210    139    104    69

3.5  许用应力σ（MPa）
规范    400℃    420℃    440℃    460℃    480℃    490℃    500℃
VdTUV
377/2                    93    70    46
注：V&M没有直接的数据，是由持久强度转换而来

4  工艺资料


4.1  热处理
正火或淬火    回火    去应力热处理
900-980℃空冷    580-640℃空冷    550-600℃空冷
880-930℃油或水冷    620-700℃空冷    
        去应力处理的温度应比实际的回火温度低30℃。
        工件的加热应进行得完全、透彻。当工件加热至淬火温度保温时间为壁厚每毫米1分钟/（壁厚小于20毫米，至少保温20分钟）。回火和去应力处理保温时间按壁厚每毫米2分钟计算，最少不得少于30分钟。

4.2  焊接

        该钢有良好的焊接性能。手工焊焊条L-80（AWS-E11016G），钨极氩弧焊焊丝用SMH-80（AWS-E110S）或相应的国产焊接材料。为避免焊接裂纹产生，焊前要进行预热（温度为150-200℃）。焊后进行去应力处理。
        国产试制的WB36具有良好的可焊性。其冷裂纹敏感性较大，但预热150℃就可防止冷裂纹产生，对再热裂纹不敏感。采用焊条手工电弧焊CHE607NI打底H10Mn2NiMoA/H08Mn2MoA焊丝配SJ101焊剂埋弧自动焊焊满，经530-600℃焊后热处理具有良好的性能，可以满足制造要求  。

4.3  冷热加工

        锻造、镦粗的温度范围为850-1050℃，热成型后须进行淬火+回火处理。
        冷加工性能良好，冷加工会带来一定量的变形量（如外侧金属纤维延伸5%或更多），一般应进行去应力热处理。其机械加工性能亦较好。