ASTM A182 F22 / P22：2¼Cr-1Mo钢的标准、成分与性能
2¼Cr-1Mo是高温和临氢工况中应用最广的铬钼钢。同一成分按产品形态有不同名称：锻件为F22，板材为Gr 22，管材为P22和T22，管件为WP22，铸件为WC9。本页汇集该系列的全部标准、级别和热处理。
UNSK21590
EN / W.Nr.1.7380 10CrMo9-10
铬2.00–2.50 %
钼0.87–1.13 %
连续使用up to ≈ 595 °C
密度7.85 g/cm³
同一成分，多种标准
名称随产品形态而变。选型时请注明标准、牌号和级别。
| 形态 | ASTM/ASME | 牌号/级别 | EN | ABNT/其他 |
|---|---|---|---|---|
| 锻件 | A182 / SA-182 | F22 Cl.1, F22 Cl.3 | EN 10222-2 11CrMo9-10（1.7383） | JIS G3203 SFVA F22* |
| 大型锻件 | A336 / SA-336 | F22 Cl.1, F22 Cl.3 | EN 10222-2 11CrMo9-10 | — |
| 淬火锻件 | A508 / SA-508 | Gr 22 Cl.3（另有Cl.4、5、6和7） | — | 原为A541 Gr 22（已撤销） |
| 板材 | A387 / SA-387 | Gr 22 Cl.1, Gr 22 Cl.2, Gr 22L | EN 10028-2 10CrMo9-10（1.7380） | JIS G4109 SCMV4-1、SCMV4-2 |
| 管材 | A335 / SA-335 | P22 | EN 10216-2 10CrMo9-10 | JIS G3458 STPA24 |
| 锅炉管 | A213 / SA-213 | T22 | EN 10216-2 10CrMo9-10 | JIS G3462 STBA24 |
| Bar | A739 | B22 | — | — |
| 对焊管件 | A234 / SA-234 | WP22 Cl.1, WP22 Cl.3 | — | — |
| 铸件 | A217 / SA-217 | WC9 | EN 10213 G17CrMo9-10（1.7379） | JIS G5151 SCPH32* |
| H₂S环境 | NACE MR0175 / ISO 15156-2 | 硬度 ≤ 22 HRC | — | 反应器要求：API RP 934-A |
ASTM A541已撤销，其牌号（包括Gr 22）并入A508。仅写“F22”无法确定强度：须注明标准、牌号和级别。
公差和 HS 编码
- 锻造棒材（圆棒和方棒）：直径方向加工余量从 2 mm（Ø 6–16 mm）到 24 mm（Ø 400–500 mm）。例如成品 Ø 100–125 mm：+7 mm，公差 +6 / −0（长度最大 3,500 mm）。
- 锻造圆盘：直径余量 4 至 9 mm，高度余量 3 至 11 mm，仅正公差。
- 切割和机加工：带锯长度 −0 / +5 至 +15 mm；水刀直径 +10 % 厚度（最小 2 mm）；机加工零件直径 −0 / +2 至 +5 mm。查看完整表格（INF 002 和 INF 003，适用于所有合金）。
| 形态 | NCM（巴西，8 位） | HS（国际，6 位） | HTS（美国，10 位）* | CN（欧盟，8 位）* |
|---|---|---|---|---|
| 锻造棒材 | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| 热轧棒材 | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| 板材（> 10 mm，宽度 ≥ 600 mm） | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| 无缝管 | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| 焊接管 | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| 法兰和管件 | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
税则类别：合金钢（按化学成分，依据第 72 章注释和第十五类注释 5）。
管材：7304.19 和 7306.19 为油气管道用管线管；锅炉管、换热器管或工艺管归入 7304.39/7304.59（无缝）和 7306.30/7306.50（焊接）。
*：美国和欧盟编码仅供参考。NCM 依据现行法规（归类总规则、第 72、74 和 75 章注释及第十五类注释 5）。请根据物品尺寸和表面状态，向您的报关行确认最终编码。HS = NCM 的前 6 位。
按标准的化学成分 (%)
各标准的成分范围并列对照，便于看出差异。
| 标准 | C | Mn | P max | S max | Si max | Cr | Mo | 其他 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A182 F22 | 0.05–0.15 | 0.30–0.60 | 0.040 | 0.040 | 0.50 | 2.00–2.50 | 0.87–1.13 | — |
| A387 Gr 22 | 0.05–0.15 | 0.30–0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50 | 2.00–2.50 | 0.90–1.10 | Gr 22L: C ≤ 0.10 |
| A335 P22 / A213 T22 | 0.05–0.15 | 0.30–0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50 | 1.90–2.60 | 0.87–1.13 | — |
| A234 WP22 | 0.05–0.15 | 0.30–0.60 | 0.040 | 0.040 | 0.50 | 1.90–2.60* | 0.87–1.13 | — |
| A217 WC9 | 0.05–0.18 | 0.40–0.70 | 0.04* | 0.045* | 0.60 | 2.00–2.75 | 0.90–1.20 | Cu ≤ 0.50；Ni ≤ 0.50；W ≤ 0.10；合计 ≤ 1.00 |
| EN 10028-2 10CrMo9-10 | 0.08–0.14 | 0.40–0.80 | 0.020 | 0.010 | 0.50 | 2.00–2.50 | 0.90–1.10 | Cu ≤ 0.30 |
| EN 10222-2 11CrMo9-10 | 0.08–0.15 | 0.40–0.80 | 0.025 | 0.015* | 0.50 | 2.00–2.50 | 0.90–1.10 | Ni ≤ 0.30; Cu ≤ 0.30 |
按标准的力学性能
室温下、所述交货状态的最低值。
| 标准与级别 | YS min | UTS | 伸长率 | RA | 硬度 |
|---|---|---|---|---|---|
| 锻件 | |||||
| A182 F22 Cl.1 | 205 MPa | ≥ 415 MPa | 20 % | 35 % | ≤ 170 HBW |
| A182 F22 Cl.3 | 310 MPa | ≥ 515 MPa | 20 % | 30 % | 156–207 HBW |
| A336 F22 Cl.1 | 205 MPa | 415–585 MPa | 20 % | 35 %* | — |
| A336 F22 Cl.3 | 310 MPa | 515–690 MPa | 18 % | 45 %* | — |
| A508 Gr 22 Cl.3 | 380 MPa | 585–760 MPa | 18 % | 45 %* | — |
| 轧制材 | |||||
| A387 Gr 22 Cl.1 | 205 MPa | 415–585 MPa | 18 % | 40 % | — |
| A387 Gr 22 Cl.2 | 310 MPa | 515–690 MPa | 18 % | 40 % | — |
| EN 10028-2 10CrMo9-10（≤ 16 mm） | 310 MPa | 480–630 MPa | 18 % | — | — |
| A335 P22 | 205 MPa | ≥ 415 MPa | 30 %（纵向）/ 20 %（横向） | — | — |
| A213 T22 | 205 MPa | ≥ 415 MPa | 30 % | — | ≤ 163 HBW |
| EN 10216-2 10CrMo9-10（≤ 40 mm） | 280 MPa | 480–630 MPa | 22 %（纵向） | — | — |
| A739 B22 | 310 MPa | 515–655 MPa | 18 % | — | — |
| 管件与铸件 | |||||
| A234 WP22 Cl.1 | 205 MPa | 415–585 MPa | 20 %* | — | ≤ 197 HBW |
| A234 WP22 Cl.3 | 310 MPa | 520–690 MPa | 20 %* | — | ≤ 197 HBW |
| A217 WC9 | 275 MPa | 485–655 MPa | 20 % | 35 % | — |
| EN 10213 G17CrMo9-10 +QT | 400 MPa | 590–740 MPa | 18 % | — | — |
1级、2级和3级：区别何在
成分相同。级别决定热处理后获得的强度水平。1级为退火或正火加回火，屈服强度最小值205 MPa。锻件和管件的3级以及板材的2级可达310 MPa，是蒸汽和炼油项目中最常指定的。A508中的3、4、5级经淬火，强度更高。
标准要求的热处理
| 标准 | 交货状态 | 最低回火温度 |
|---|---|---|
| A182 F22 | 退火、正火加回火，或淬火加回火（奥氏体化 ≥ 900 °C） | 675 °C |
| A336 F22 | 正火或液体淬火，随后回火 | 675 °C |
| A508 Gr 22 | 淬火（喷淋或浸入）加回火，每英寸至少0.5 h | 650 °C |
| A387 Gr 22 | 退火或正火加回火；经协商可淬火加回火 | 675 °C* |
| A335 P22 / A213 T22 | 完全退火或等温退火，或正火加回火 | 675 °C |
| A234 WP22 | 退火、等温退火或正火加回火 | 675 °C |
| A739 B22 | 正火（927–982 °C）加回火 | 677 °C |
| A217 WC9 | 正火加回火，或淬火加回火 | 675 °C* |
| EN 10222-2 / 10028-2 | +NT（正火加回火）或 +QT（淬火加回火） | 650–750 °C |
| JIS STPA24 / STBA24 | 退火或正火，随后回火 | 650 °C |
规划 ASTM A182 F22 / P22 (2¼Cr-1Mo) 的自由锻：锻造比、细长比以及需要发送的材料量 →模拟钢锭或棒材的下料方案 →
系列中的变体
| 变体 | 标准 | 差异 | YS / UTS |
|---|---|---|---|
| 2¼Cr-1Mo-¼V (F22V, UNS K31835) | A182 F22V、A336 F22V、A508 Gr 22V、A542 Type D Cl.4a、A832 22V | V 0.25–0.35 %，C 0.11–0.15 %，残余元素受控；现代反应器的标准用钢 | 415 / 585–760 MPa |
| 3Cr-1Mo (F21, UNS K31545) | A182 F21, A336 F21, A387 Gr 21, A335 P21 | Cr 2.70–3.30 %；如今很少使用 | 310 / ≥ 515 MPa |
| 改良F22（API 6A 75K） | API 6A，基于A182 F22 | 调整化学成分，经淬火加回火至75K级；不是ASTM牌号 | 517 / ≥ 655 MPa |
| A387 Gr 22L | A387 | 碳 ≤ 0.10 %，以改善焊接性和韧性 | 按级别 |
使用温度与氢
- 连续使用: 最高约565–595 °C；ASME II-D列有至649 °C的应力值，但595 °C以上氧化限制其使用。
- 蠕变: 自约425–480 °C起开始主导设计。
- 氢（HTHA）: 在Nelson曲线（API RP 941）上，2¼Cr-1Mo远高于C-½Mo和1¼Cr-½Mo；含钒型更进一步。
- 石墨化: 不会发生：铬使碳化物稳定。
- H₂S (NACE MR0175 / ISO 15156): 硬度 ≤ 22 HRC时可接受，焊缝亦然。
回火脆化
- 机理: 在约370至565 °C长期服役期间，P、Sn、Sb和As向晶界偏聚，使韧脆转变温度升高。
- J系数（Watanabe），母材: J = (Si + Mn) × (P + Sn) × 10⁴，按质量分数 %；常用限值 J ≤ 100。
- X̄（Bruscato），焊缝金属: X̄ = (10P + 5Sb + 4Sn + As) / 100，按ppm；常用限值 ≤ 15 ppm。
- 阶梯冷却: 加速时效，对比前后夏比曲线；判定标准来自买方技术规范（API RP 934-A）。
焊接
| 项目 | 常规做法 |
|---|---|
| 预热 | 150 to 250 °C |
| 焊材 | AWS A5.5 E9018-B3 / E9015-B3（焊条）、A5.28 ER90S-B3（TIG/MIG） |
| 焊后热处理 | 必须进行，约690至750 °C |
| 焊缝中的氢 | 使用低氢焊材并进行后热，以避免冷裂纹 |
焊接用填充金属
焊丝成分通常与母材不完全相同：各页面会说明原因。
国际对应牌号
| 体系 | 牌号 |
|---|---|
| EN | 10CrMo9-10（1.7380）板材和管材 · 11CrMo9-10（1.7383）锻件 · G17CrMo9-10（1.7379）铸件 |
| Old DIN | 10 CrMo 9 10 · GS-18 CrMo 9 10 |
| 旧AFNOR | 10 CD 9.10 |
| JIS | SCMV4（板材）· STPA24（管材）· STBA24（锅炉管） |
| GB（中国） | 12Cr2Mo1R（板材）· 12Cr2MoG（管材）* |
对应关系只是近似：碳含量、残余元素和性能均有差异。未经设计复核，不得以一种标准替代另一种。
典型应用
| 形态 | 应用场合 |
|---|---|
| 锻件 | 加氢处理和加氢裂化反应器的法兰、接管和管件；锻造环件和筒体；蒸汽和氢气法兰；API 6A井口中的F22 75K |
| 板材 | 压力容器和反应器的筒体与封头、锅炉汽包、高压分离器 |
| 管材 | P22：主蒸汽和再热蒸汽管线、氢气管线 · T22：过热器、再热器和换热器 |
| 管件 | 与P22管匹配的WP22弯头、三通、异径管和管帽 |
| 铸件 | 蒸汽和氢气用阀体与阀盖、汽轮机和泵壳体 |
常见问题
F22和P22是同一种钢吗？
是，同属2¼Cr-1Mo系列。F22是锻件（A182），P22是管材（A335）。管材的铬含量范围略宽（1.90–2.60 %）。
F11、F22和F91有什么区别？
F11（1¼Cr-½Mo）适用于较低温度。F22抗蠕变和抗氢能力更强。F91（9Cr-1Mo-V）蠕变强度高得多，可使用更薄的壁厚，但对焊接和热处理的要求更严格。
何时应订购F22V而不是F22？
在大型加氢处理反应器中，F22V强度更高，可减小壁厚并提高抗氢性能。
F22可用于H₂S环境吗？
可以，依据NACE MR0175 / ISO 15156，只要硬度保持在22 HRC或以下，焊缝亦然。
需要 ASTM A182 F22 / P22 (2¼Cr-1Mo)？棒材、锻件和零件，附 EN 10204 3.1 证书。
