製品説明
HP295 と HP345 は両方とも、GB 6653-2008/2018 (溶接ガス シリンダー鋼板) に従って溶接圧力容器 (ガス シリンダー、LPG タンク、消火器) 専用に設計された熱間圧延炭素{{2}マンガン鋼-{3}} 鋼です。数字の接尾辞は最小降伏強さ (MPa) を示します。
HP295: 降伏強度 295 MPa 以上。汎用小型容器 (2～50L、1.6～16 MPa) の主流グレード。-。
HP345: 降伏強度 345 MPa 以上。中圧-/大容量容器 (10～50L、16～30 MPa) 用の高強度バリエーションです。-
低温靱性とは、エネルギーを吸収し、氷点下（通常 -20 度、-40 度）での脆性破壊に抵抗する材料の能力を指します。シャルピー V- 衝撃試験によって測定されます。圧力容器の場合、低温での脆性破壊は致命的な破損を引き起こします。-この特性は、寒冷地用途 (中国北部、ヨーロッパ、カナダなど) での交渉の余地のないものになります。
化学組成
| 要素 | HP295 | HP345 |
|---|---|---|
| カーボン(C) | 0.18以下 | 0.20以下 |
| シリコン（Si） | 0.35以下 | 0.35以下 |
| マンガン(Mn) | 1.00以下 | 1.50以下 |
| リン(P) | 0.025以下 | 0.025以下 |
| 硫黄(S) | 0.015以下 | 0.015以下 |
| アルミニウム（Als） | 0.015以上 | 0.015以上 |
| マイクロアロイ（V/Ti） | なし | トレース (V 0.025% 以下、Ti 0.025% 以下) |
| 炭素当量（CEV） | 0.42以下 | 0.45以下 |
HP295 は、軟フェライト-パーライト微細構造（約 85% フェライト、15% 微細パーライト）を備えた低-Mn 普通炭素鋼です。
HP345 は、より硬い微細構造 (約 70% のフェライト、30% のパーライト + 微細な VC/TiC 析出物) を備えた高-Mn、微細合金化された高張力鋼-です。 HP295 のより細かく柔らかいマトリックスは、本質的に低温でより多くの衝撃エネルギーを吸収します。
低温-の靭性: HP295 vs HP345
GB 6653 規格では、両方のグレードに対して室温 (20 度) の衝撃試験が義務付けられていますが、重要なコールドサービス アプリケーションには低温 (-20 度 /-40 度) の性能が指定されています。-
| テストパラメータ | HP295 | HP345 |
|---|---|---|
| 試験温度 | -20度 | -20度 |
| 検体 | 10×10×55mm、V-ノッチ、横 | 10×10×55mm、V-ノッチ、横 |
| 分。スタンダードインパクト (Akv) | 27 J (20 度) 以上。 23 J (-20 度) 以上 | 27 J (20 度) 以上。 20 J (-20 度) 以上 |
| 典型的な業界平均 | 35 ～ 45 J (-20 度) | 22 ～ 28 J (-20 度) |
| -40 度の衝撃 (標準) | 20–28 J | 12–18 J |
| 破壊モード (-20 度) | 延性（ディンプル破壊） | 混合延性-脆性 |
| 延性-から-脆性への転移温度（DBTT） | -30度～-35度 | -20度～-25度 |
低温での主要なパフォーマンスの違い-
-20 度での優れた HP295 靭性 :HP295 の工業用平均衝撃エネルギー (35 ～ 45 J) は、-20 度で HP345 (22 ～ 28 J) より 30% ～ 50% 高くなります。 DBTT は 10 ～ 15 度低く、HP295 は低温でも延性を維持しますが、HP345 は早期に脆性破壊に移行します。
HP345 は最低低温基準をかろうじて満たしています-:HP345 は、製造時に -20 度の最小値 (20 J 以上) をちょうど満たします。多くのバッチは 18 ～ 20 J に低下しますが、ばらつきが大きくなります。 HP295 は、50 ～ 70% の安全マージンで常に基準を上回っています。
超低温（-40 度）での破壊挙動:{0}}-40 度では、HP295 は部分的な延性 (20 ～ 28 J) を保持しますが、HP345 は完全に脆くなり (12 ～ 18 J)、へき開破面が生じます。このため、HP345 は -30 度以下での長時間の使用には安全ではありません。
HP295/HP345 圧力容器の溶接部の非破壊検査
機械的性質
機械的性質
低温靱性は-室温での延性と降伏-引張比（YTR）-に密接に関係しており、圧力容器にとって重要な相乗効果となります。
| 財産 | HP295 | HP345 |
|---|---|---|
| 降伏強さ(MPa) | 295 以上 | 345 以上 |
| 引張強さ(MPa) | 440–560 | 510–610 |
| 伸長 （％） | 26以上(t3mm以上) | 20以上(t3mm以上) |
| 降伏-引張比 (YTR) | 0.75以下（工業用） | 0.80以下（標準） |
| 180度冷間曲げ試験 | d=2a（亀裂なし） | d=2a（亀裂なし） |
HP295 の高い伸び (26% 以上) + 低い YTR (0.75 以下) により、低温で変形してエネルギーを吸収する延性のあるマトリックスが形成されます。 HP345 の低い伸び (20% 以上) + 高い YTR (0.80 以下) により、極低温変形能力が低い、より硬いマトリックスが生成されます。
溶接熱-影響範囲（HAZ）低-温度靭性
溶接圧力容器の場合、HAZ靭性母材の靱性と同じくらい重要です。{0}溶接では、微細構造や脆性を変化させる熱サイクルが発生します。
- HP295 HAZ:低い CEV (0.42 以下) と低い C により、HAZ の硬化が最小限に抑えられます。フェライト-パーライトの母材は柔らかいままです。 -20 度での衝撃靱性は 30 J 以上 (母材の 85%)。
- HP345 HAZ:より高い CEV (0.45 以下) と C/Mn 含有量により、HAZ に小さな硬質マルテンサイト/ベイナイト領域が形成されます。低温-靱性は18 J（母材の65～70%）以上に低下し、冷間割れのリスクが高くなります-。
Practical Implication:HP295 requires no preheating/post-weld heat treatment (PWHT) for thickness ≤6mm in cold environments. HP345 often needs preheating (100–150°C) for thickness >氷点下の温度で HAZ 靱性を回復するには 4mm。-
HP295/HP345 ガスシリンダー鋼ホットスピン成形プロセス
コールドサービスのグレードはどれですか?
| アプリケーションシナリオ | 推奨グレード | 理由 |
|---|---|---|
| -20度～0度（一般寒冷地） | HP295 / HP345 | どちらも基準を満たしています。 HP295 はより高い安全マージンを提供します。 |
| -30度～-20度（厳寒地） | HP295のみ | HP345 の靭性は安全な閾値を下回ります。脆性破壊の危険性があります。 |
| -40 度以下 (北極条件) | HP295（特級） | 超低 P/S（P 0.020% 以下、S 0.010% 以下）の HP295 のみが、使用可能な靭性を維持します。- |
| 薄肉容器（t 4mm 以下）- | HP295 | 優れた成形性 + 低温靱性-。スタンピング時にひび割れが発生しません。 |
| 厚肉-高圧-容器（t 6mm 以上、20～30 MPa） | HP345 (PWHT付き) | より高い強度により厚みが相殺されます。 PWHT は HAZ 脆性を軽減します。 |
結論
HP295 と HP345 は異なる目的に合わせて設計されています。-HP295 は靭性と延性を優先し、HP345 は高強度を優先します。低温環境（-20 度以下）では、HP295 が明らかに優れています。
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HP345 の低温靱性が HP295 より低いのはなぜですか?{1}}
HP345 の高マンガン (1.50% 以下、HP295 の 1.00% 以下) と微細合金化 (V/Ti) は強度を高めますが、パーライトのバンディング、偏析、硬質析出物を増加させます。-そのすべてが極低温衝撃吸収を低下させ、延性-脆性転移温度 (DBTT) を上昇させます。
HP345は-30度の環境でも使用できますか?
クリティカルなアプリケーションには推奨されません。 HP345 の一般的な -30 度の衝撃は 12 ～ 18 J (安全しきい値 20 J 未満) であり、脆性破壊の危険性が高くなります。 -30 度で安全な靭性レベルを満たすのは HP295 だけです。
HP295 は低温靱性試験に合格したことはありますか?-
工業生産ではまれです。 HP295 の均一な組成と低い不純物レベルにより、-20 度の衝撃で 35 ～ 45 J (最小値 23 J を大幅に上回ります) が一貫して提供されます。著しくグレード外の材料 (P/S が高い) のみが失敗します。
量産時の靭性の安定性が優れているのはどのグレードですか?
HP295。シンプルな構成と成熟した製造プロセスにより、-20 度の衝撃でも±5 J の変動を保証します。 HP345 には、Mn の偏析とマイクロアロイの均一性の問題により、±10 J の変動があります。
HP295/HP345 の低温に特化したバージョンはありますか?{0}
はい。 HP295L (低温グレード) -は、超低不純物と結晶粒微細化により、-40 度の衝撃 27 J 以上を提供します。 HP345L は存在しますが、最適化しても靭性が HP295L に匹敵しないため、あまり一般的ではありません。
