1. 簡要介紹

Q420R是一種高強(qiáng)韌性壓力容器用鋼板，執(zhí)行GB 713標(biāo)準(zhǔn)。其最小屈服強(qiáng)度達(dá)420MPa，具有優(yōu)良的低溫韌性、焊接性能和成形性能。通過微合金化和調(diào)質(zhì)處理獲得細(xì)晶組織，廣泛應(yīng)用于制造高壓、厚壁壓力容器，特別是低溫環(huán)境下工作的重型設(shè)備。

2. 牌號(hào)釋義

- Q：屈服強(qiáng)度的"屈"字漢語拼音首字母
- 420：厚度≤16mm時(shí)最小屈服強(qiáng)度值（單位：MPa）
- R：壓力容器的"容"字漢語拼音首字母

3. 物理特性

密度：7.85 g/cm3
彈性模量：210 GPa
泊松比：0.3
熱膨脹系數(shù)：12.0×10??/℃
熱導(dǎo)率：45.0 W/(m·K)
比熱容：0.47 kJ/(kg·K)

4. 化學(xué)特性（熔煉分析，%）

C ?≤0.18
Si ?0.15-0.50
Mn ?1.20-1.60
P ?≤0.020
S ?≤0.015
Nb/V/Ti ?微合金化
Alt≥ 0.020

特點(diǎn)：
- 低碳當(dāng)量設(shè)計(jì)（Ceq≤0.48），焊接冷裂敏感性低
- 采用Nb、V、Ti等微合金元素進(jìn)行沉淀強(qiáng)化
- 超低磷硫含量（P≤0.020%，S≤0.015%）
- 保證-20℃沖擊韌性

5. 應(yīng)用領(lǐng)域

- 石油化工：大型加氫反應(yīng)器、煤液化反應(yīng)器
- 能源裝備：三代核電壓力容器、大型水電站壓力鋼管
- 氣體儲(chǔ)運(yùn)：深冷儲(chǔ)罐（-40℃）、大型球罐
- 重型設(shè)備：厚壁壓力容器、大型高壓釜

6. 測試及生產(chǎn)方法

生產(chǎn)工藝：
- 電爐冶煉→LF精煉→VD真空處理
- 控軋控冷（TMCP）或淬火+回火（Q+T）
- 超聲波探傷逐張檢驗(yàn)

性能要求：
- 拉伸性能：Rp0.2≥420MPa，Rm≥550-710MPa
- 沖擊韌性：-20℃ KV2≥47J
- 彎曲試驗(yàn)：180°（d=3a）無裂紋
- Z向性能：Z15-Z35等級(jí)可選

7. 國際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)牌號(hào)

注：Q420R將于2025年被新標(biāo)準(zhǔn)GB 713-2023中的Q415R替代，新牌號(hào)在化學(xué)成分和力學(xué)性能要求上有所調(diào)整，選用時(shí)需注意標(biāo)準(zhǔn)版本的適用性。

8. Q420R與Q420DR的不同

Q420R 與 Q420DR 是兩種用于壓力容器的高強(qiáng)度鋼板，雖然它們的屈服強(qiáng)度相近（均≥420MPa），但在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、使用環(huán)境、低溫韌性要求、化學(xué)成分控制及應(yīng)用場景等方面存在顯著區(qū)別。以下是兩者的詳細(xì)對(duì)比：

一、基本牌號(hào)釋義對(duì)比

關(guān)鍵區(qū)別：
? ? ? ? R：僅表示“壓力容器”
? ? ? ? DR：明確表示“低溫壓力容器”，強(qiáng)調(diào)其在寒冷環(huán)境下的使用能力

二、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

注：根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn) GB 713-2023，Q420R 將被 Q415R 取代；而 Q420DR 是 GB/T 713.3-2023 中新增的低溫用鋼牌號(hào)，代表技術(shù)升級(jí)。

三、低溫沖擊性能對(duì)比

這是兩者最根本的技術(shù)差異。

結(jié)論：
? ? Q420DR 的低溫韌性遠(yuǎn)高于 Q420R，能承受更低溫度下的沖擊載荷，防止脆性斷裂。

四、化學(xué)成分對(duì)比

Q420DR 對(duì) P、S 含量控制更嚴(yán)格，并可能添加 Ni（鎳） 等元素來提升低溫韌性。

五、力學(xué)性能對(duì)比

雖然強(qiáng)度接近，但 Q420DR 在極端低溫下的安全性更高。

六、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ρ?/strong>

Q420DR 因其優(yōu)異的低溫性能，也被拓展用于橋梁、船舶、工程機(jī)械等對(duì)韌性要求高的非容器結(jié)構(gòu)。

七、交貨狀態(tài)與工藝

總結(jié)：核心區(qū)別一覽表

選用建議：

• 一般工況壓力容器（如常溫或冬季運(yùn)行）：可選用 Q420R（成本較低）。
• 低溫或極寒環(huán)境設(shè)備（如LNG儲(chǔ)罐、高寒地區(qū)化工廠）：必須選用 Q420DR。
• 對(duì)焊接性和韌性要求高的結(jié)構(gòu)件（如橋梁、船舶）：優(yōu)先選擇 Q420DR。
• 隨著 GB/T 713.3-2023 的實(shí)施，Q420DR 正在成為低溫壓力容器領(lǐng)域的主流選擇，代表了更高的安全性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
  
  
  

Q420起源小考

1965年，鞍鋼受鐵道部委托，開發(fā)屈服力高于45公斤每平方毫米的鋼材，以建設(shè)枝城長江大橋。鞍鋼在15MnV鋼的基礎(chǔ)上研制的15MnVN鋼便成為最好的選擇。但因其焊接性能不佳，轉(zhuǎn)而使用成熟的16Mn鋼。
七十年代，北京至承德鐵路線上的白河橋，以及京山線上的永定河大橋，均采用的是改進(jìn)后的15MnVN鋼材。
1973年，九江長江大橋開工建設(shè)，因其216米的橋墩間距，是當(dāng)時(shí)中國跨度最大的橋梁，要求強(qiáng)度高，拴焊接性能好的鋼材。國產(chǎn)的15MnVN鋼材能行嗎？能行！3個(gè)單跨為128米、鋼板厚度達(dá)到40mm的白河橋便是九江長江大橋的試驗(yàn)橋，已經(jīng)經(jīng)歷風(fēng)雨的洗禮與檢驗(yàn)。
1993年、1995年九江大橋的公路橋及鐵路橋相繼建成通車，全長1808.6米，鋼梁重35500噸。其中15MnVN鋼18250噸，最大厚度56mm，屈服高于420MPa，全部由鞍鋼供貨。
15MnVN鋼材牌號(hào)于1974年被正式納入國家標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)歷1988年、1994年兩次修訂，終于在2008年版的GB/T 1591-2008，《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》標(biāo)準(zhǔn)中，被Q420系列牌號(hào)取代。