国产板材16MnR与ASME材料SA—516钢板的分析比较

周可

1、概述

自取得美国机械工程师协会ASME“U”钢印制造资格以来，我厂开始生产制造ASME“U”钢印设备，我们经常使用的材料是美国的SA-516材料，这种材料与中国的16MnR一样，都是制造钢印的材料。但是我们却较少使用16MnR材料，原因在于16MnR材料在低溫方面还有一些缺陷。我们想要使16MnR材料得到更好的应用，那么我们就要分析两者之间的差异，不断完善16MnR材料的性能。我们对两者作出比较的角度有成分、性能以及冲击功等。

2、化学成分分析

（1）SA-516的板厚范围δ<12in.（305mm）；16MnR的板厚范围为δ=6～120mm。

（2）SA-516按力学性能分为四个等级，从55开始依次加5为一个等级，这样有利于优化SA-516材料的性能，这就是它不同于16MnR的地方，也是16MnR应当改进的地方。

（3）SA-516和16MnR的含碳量也有一定的差别，上一点我们已经提到了SA-516的几个等级，它每一个等级含碳量都是不同的。16MnR不仅没有等级的变化，也没有含碳量的变化，所有的材料含碳量是相同的，所以材料的质量和性能不如 SA-516。

（4）δ<1/2in.（12.5mm）时，SA-516分成的四个等级中，前两个等级的Mn含量是相同的，后两个等级的Mn含量是相同的，但是后两个等级的Mn含量比前两个等级要高；当δ>1/2in.（12.5mm）时，SA-516的60、65、70级的Mn含量是相等的。

（5）16MnR中C，Mn含量是一个范围，C≤0.20，Mn含量1.20～1.60。

（6）总体而言SA-516的C含量多于16MnR，它的C含量达到了标准要求，这就有利于材料性能的提升，16MnR在这一点上还有待提升。但是从另外两个元素，也就是Mn和Si的含量来看，16MnR比SA-516的含量更高。

（7）虽然我们说16MnR钢在低温性能方面不如SA-516，但是从S、P的含量来说，它的标准更高。更符合国际标准的要求，这是SA-516应该改进的地方，因为SA-516没有达到这一标准的要求。

3、拉伸性能对比：

（1） SA-516的σb、σs像含碳量一样，都是随着等级的变化而变化的，也就是说四个等级的σb、σs含量都是不同的。16MnR的σb、σs含量变化的依据是板厚的变化，钢材越厚σb、σs含量越低。

（2）从拉伸性能的另一个方面来看，也就是说伸长率的变化方面来看，SA-516伸长率的变化主要随着等级的变化而变化，并且伸长率和等级成反比例。16MnR没有等级的不同，所以没有等级的差别。但是它的伸长率会随着板厚的变化而变化，同样是呈反比例关系。

4、冲击功的分析

冲击功（夏比V型缺口）对比：

（1）SA-516在一定的温度范围内能够满足低温冲击功性能要求，这种性能能够满足低温下的要求。

（2）16MnR没有温度变化，只有0℃一个温度标准，所以16MnR不能适应某些低温的要求。

（3）在取样的切口研究上，国产16MnR钢板的切口是横向的，SA-516取样的方向是纵向，横向还是纵向取样会影响到钢板的性能研究，所以在研究的时候应该注意这一问题。

（4）依据相关规定，16MnR由于受到温度的影响，不能适应低温的需要，所以它的使用范围也受到限制。

5、实物性能对比

表1～表3是国产的16MnR材料与国外进口的SA-516材料的比较，比较的角度有三个方面：化学成分、拉伸性能及其冲击功。

表1 化学成分对比

表2 拉伸性能对比

表3 冲击功对比

6、结语

虽然国产16MnR材料标准在某些元素的含量指标上比SA-516材料标准的要求高，例如我们提到的S、P的含量等，但是这些杂志的存在会影响钢板的性能。16MnR在温度适应性方面不如SA-516，这是不争的事实。但是关于SA-516的纵向取样问题还是值得商榷的。

（作者单位：石家庄市东方石油化工机械厂）