15CrMo圓鋼是一種**低合金高強度結構鋼**，具有良好的**高溫強度**、**抗氧化性**和**焊接性能**，廣泛用于鍋爐、壓力容器、石油化工設備及高溫管道等領域圓鋼。
## **1. 化學成分（GB/T 3077-2015）**
元素 | C | Cr | Mo | Si | Mn | P ≤ | S ≤ |
含量 | 0.12~0.18% | 0.80~1.10% | 0.40~0.55% | 0.17~0.37% | 0.40~0.70% | 0.025% | 0.025% |
**特點**：
- **低碳+Cr-Mo合金** → 良好的**焊接性**和**高溫性能**
- **Mo提高熱強性**圓鋼，適用于**500℃以下高溫環境**
## **2. 力學性能（GB/T 3077-2015）**
狀態 | 抗拉強度 (MPa) | 屈服強度 (MPa) | 延伸率 (%) | 沖擊功 (J, 20℃) | 硬度 (HB) |
**正火態** | 440~590 | ≥295 | ≥22 | ≥55 | ≤179 |
**調質態** | ≥590 | ≥440 | ≥18 | ≥55 | 170~220 |
**特點**：
- **正火態**：適用于一般結構件
- **調質態**（淬火+回火）：提高強度圓鋼，適用于**高壓管道、鍋爐部件**
## **3. 主要應用領域**
- **鍋爐及壓力容器**：過熱器管、集箱、汽包
- **石油化工**：高溫管道、反應器
- **電力行業**：汽輪機殼體、高溫螺栓
- **機械制造**：齒輪、軸類（需調質處理）
## **4. 熱處理工藝**
工藝 | 溫度范圍 | 冷卻方式 | 目的 |
**正火** | 880~950℃ | 空冷 | 細化晶粒圓鋼，提高韌性 |
**淬火** | 900~930℃ | 油冷/水冷 | 提高硬度（需配合回火） |
**回火** | 600~680℃ | 空冷 | 消除應力圓鋼，穩定組織 |
**退火** | 680~720℃ | 爐冷 | 降低硬度圓鋼，改善切削性 |
**注意**：
- **焊接前需預熱150~250℃**圓鋼，焊后**緩冷或去應力退火**（600~650℃）
- **避免在450~550℃回火**（易產生回火脆性）
## **5. 加工性能**
### **（1）切削加工**
- **正火態**：HB≤179圓鋼，切削性良好，推薦**硬質合金刀具**
- **調質態**：HB 170~220圓鋼，需降低切削速度（vc=80~120m/min）
### **（2）焊接性能**
- **焊接方法**：SMAW（手工電弧焊）、GTAW（氬弧焊）、SAW（埋弧焊）
- **焊材選擇**：
- **低氫焊條**（如E7015、E8015-B2）
- **匹配焊絲**（如ER80S-B2）
- **焊后熱處理**：600~650℃去應力退火
## **6. 與其圓鋼他CrMo鋼對比**
牌號 | C含量 | 主要特點 | 典型用途 |
**15CrMo** | 0.12~0.18% | 焊接性好圓鋼，耐高溫 | 鍋爐管、壓力容器 |
**20CrMo** | 0.17~0.24% | 中高強度圓鋼，耐磨 | 齒輪、軸類 |
**30CrMo** | 0.26~0.34% | 較高強度圓鋼，抗疲勞 | 石油鉆桿、高強度螺栓 |
**42CrMo** | 0.38~0.45% | 超高強度圓鋼，淬透性好 | 重型機械、大截面零件 |
## **7. 采購與質量要求**
- **執行標準**：GB/T 3077-2015（合金結構鋼）
- **交貨狀態**：熱軋、正火、調質（按需求選擇）
- **探傷要求**：超聲波探傷（GB/T 4162 B級）適用于高壓容器
- **表面質量**：無裂紋、折疊、結疤等缺陷
## **8. 常見問題與解決方案**
### **（1）焊接裂紋**
- **原因**：冷卻過快、氫致裂紋
- **解決**：預熱200~300℃圓鋼，使用低氫焊條，焊后緩冷
### **（2）高溫氧化**
- **原因**：長期在500℃以上工作
- **解決**：表面滲鋁或涂高溫防護涂層
### **（3）切削困難（調質態）**
- **原因**：硬度較高（HB200）
- **解決**：降低切削速度圓鋼，使用涂層刀具
## **9. 國內外牌號對照**
標準 | 牌號 | 近似對應牌號 |
**GB** | 15CrMo | - |
**ASTM** | A387 Gr.12 | 成分接近（但Cr、Mo略低） |
**DIN** | 13CrMo4-5 | 高溫性能相似 |
**JIS** | STBA12 | 鍋爐鋼管用材 |
### **總結**
15CrMo圓鋼**適用于高溫、高壓環境**，**焊接性好**，廣泛用于**鍋爐、石化、電力行業**圓鋼。
- **正火態** → 一般結構件
- **調質態** → 高強度、耐高溫部件
- **焊接需預熱+焊后熱處理**
如需更詳細的高溫性能數據（如蠕變強度）或具體應用案例（如鍋爐管制造工藝），可進一步提供需求方向圓鋼。