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20MnMoNi55压力容器用合金钢详细信息

20MnMoNi55材料简介

牌号：20MnMoNi55（对应 EN 10028-3 标准，旧称 1.6311）
类别：高强度低合金调质钢，专门用于制造高压、厚壁压力容器及核电设备部件。


特性：

• 优异的综合力学性能：高强度、高韧性及抗疲劳性能，适用于严苛工况；
• 良好的淬透性：大截面零件经热处理后仍能保持均匀性能；
• 优良的焊接性与加工性：通过工艺控制可减少焊接裂纹风险。
  

20MnMoNi55化学成分（质量分数，%）

元素	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo
范围	0.17-0.23	≤0.35	1.10-1.50	≤0.025	≤0.015	≤0.30	1.10-1.50	0.45-0.65
关键元素作用：

• Mn、Ni、Mo：强化基体，提升强度与淬透性；
• 低碳设计：降低碳含量以优化焊接性和韧性；
• 严格控制 S、P：减少杂质元素，避免脆化风险。
  

20MnMoNi55力学性能（调质处理后，厚度≤100mm）

性能指标	数值（≥）	试验温度
抗拉强度 σb (MPa)	690-830	室温
屈服强度 σs (MPa)	550	室温
伸长率 δ5 (%)	18	室温
冲击吸收功 Akv (J)	47（V 型缺口）	-20℃
硬度：HBW 217-269（调质态）。

20MnMoNi55热处理工艺

• 调质处理（核心工艺）：
  
  • 淬火：860-890℃，油冷或水淬，形成马氏体组织；
  • 回火：600-680℃，空冷或水冷，消除应力，提升强韧性匹配。
    
• 焊后热处理：
  
  • 温度：600-650℃，保温后缓冷，消除焊接残余应力，防止冷裂纹。
    
  
  

20MnMoNi55主要应用领域

• 能源行业：
  
  • 核电站反应堆压力容器、蒸汽发生器；
  • 加氢反应器、高压储氢容器。
    
• 石油化工：
  
  • 高压换热器、合成塔、超高压管道；
  • 煤化工设备中的气化炉、高压釜。
    
• 其他领域：
  
  • 深海压力容器、军工高压储罐；
  • 大型液压机的缸体与柱塞部件。
    
  
  

20MnMoNi55加工性能

• 焊接性：
  
  • 焊接性能良好，但需控制工艺防止冷裂纹：
    
    • 焊前预热：150-200℃（厚板）；
    • 焊材匹配：选用低氢型焊条（如 E6215-B3）或焊丝（如 ER55-B2L）；
    • 焊后需立即进行消应力退火。
      
    
    
• 成型性：
  
  • 冷热加工性能良好，热成型温度建议 1000-1100℃，成型后需重新调质处理。
    
• 切削加工：调质后硬度适中，推荐使用硬质合金刀具，加工前需退火软化。
  

20MnMoNi55与同类钢种对比

钢种	主要区别	典型应用场景
20MnMoNi5-5	高强度、高韧性，适用于高压容器	核电、加氢设备等高风险工况
16MnDR	低温韧性优异，但强度稍低	低温压力容器（如 LNG 储罐）
12Cr2Mo1R	高温抗氢性能突出，合金含量更高	高温临氢环境

20MnMoNi55注意事项

• 使用温度限制：设计温度建议 -20℃~350℃，超出范围需评估性能变化。
• 质量检测：
  
  • 必做项目：超声检测（UT）、冲击试验、金相分析；
  • 核电应用需满足 ASME 或 RCC-M 等严苛标准。
    
• 长期服役监测：高压容器需定期检测应力分布与组织老化情况。
• 储存与运输：避免潮湿环境，防止表面锈蚀影响性能。
  

如需 20MnMoNi5-5 的具体焊接工艺参数、许用应力数据或第三方检测规范，可结合压力容器设计标准进一步说明。