阀门行业中B8、B8M与304、316
鉴于目前公司在开发阀门行业，总公司对阀门行业所使用的紧固件进行调查分析。
▲有关阀门的简单介绍：
1、定义:阀门是用以控制流体流量、压力和流向的装置。
2、阀门组成:阀门通常由阀体、阀盖、阀座、启闭件、驱动机构、密封件和紧固件等组成。
简单构造（以截止阀为例）如下图：
 1—把手
 2—阀杆
  3—紧固件
 4—阀瓣
  5—阀盖
 6—垫片
 7—阀体
3、阀门材料:阀体及配件的使用材料是以壳体材料为基础的，可划分为：普通碳素钢系列、锻钢、铸钢（WCB）；不锈钢系列（304  316）；Cr-Mo(V)高温钢系列；低温钢系列（LCB、LCC）和抗硫系列。我司的着眼点就是不锈钢系列中的紧固件，主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。
 紧固件在阀门上直接承受压力，对防止介质外流起至关重要作用，因此选用的材料必须保证在使用温度下有足够的强度与冲击韧性。
4、在阀门上,我司可以提供的主要是标号为3的紧固件部分。
 
▲关于B8和B8M及相关说明：
    一般情况下,阀门主要是以美制为标准的,同时其使用的材料也是按照美国的标准称呼,如A1
93-B8和A194-8,A193-B8M,A194-8M等,其材料机械性能一般是按照美国材料测试协会标准(ASTM)中的A193和A194来执行,其中A193指高压及高温作业用之合金钢及不锈钢螺栓材料标准规范,而A194指高压及高温作业用之碳钢和合金钢螺帽的材料标准规范。
1、机械性能:
在美国材料测试协会标准(ASTM)中对不锈钢的机械性能做了如下规定:
①硬度、拉伸强度及降伏强度
                        机械性能
Class1 and 1D–B8,B8M
Class2 –B8
Class2 –B8
Class2 –B8M 
Class2 –B8M
全尺寸
规格在3/4及3/4以下
规格在3/4以上至1”
规格在3/4及3/4以下
规格在3/4以上至1”
硬度(max)
96HRB
35HRC
35HRC
35HRC
35HRC
抗拉強度(min)
75ksi
125ksi
115ksi
110ksi
100ksi
降伏強度(min)
30ksi
100ksi
80ksi
96ksi
80ksi
      备注：Class1 and 1D–B8,B8M 硬度max 96HRB(全尺寸All Diameters, 規格小于3/4(含)硬度允許到
      max 100HRB)；
      Class1 and 1D 和 Class2的区别是等級的区别及其完成后的后续处理不同，參考Astm A193
      6.Heat Treatment。
②机械性能转换:
KSI是美国标准下的强度的单位,N/mm²是国际标准下的强度的单位，两者的换算关系如下：
           1KSI=1000PSI  &  1PSI=0.00689 N/mm²  → 1KSI =6.89N/mm²    
2.、热处理
①在ASTM  A193标准中规定：
阀门材料不锈钢系列中所使用的B8/B8M材料的紧固件需经过固溶处理，以达到标准规定的机械性能和硬度要求。
②固溶处理：
在轧制或锻造后冷却到室温，材料在一定温度和足够的时间内重新加热，以便碳化铬进入固溶体，然后以一定速度在空气中或液体介质中冷却，以防止碳化物析出，就是我们常说的固溶处理,主要是改善材料的机械性能和防腐性能。
3、印记
  ①螺栓印记：“B8”或“B8M”;
  ②螺帽印记：“8”或“8M”
 
▲B8、304及B8M、316的比较：
    下面我们把美标规定的阀门材料B8和B8M和我们通常使用的不锈钢材料304和316在化学成份上和机械性能上进行一下对比。
1、在成份上
 
C
Mn
P
S
Si
Cr
Ni
Mo
316钢和304钢的区别
Cu
B8
≤0.08
≤2.00
≤0.045
≤0.03
≤1.00
18.00-20.00
8.00-10.50
\
\
304M
≤0.08
≤2.00
≤0.045
≤0.03
≤1.00
18.00-20.00
8.50-10.00
\
\
304HC
≤0.08
≤2.00
≤0.045
≤0.03
≤1.00
17.00-19.00
8.00-10.50
\
1.00-3.00
B8M
≤0.08
≤2.00
≤0.045
≤0.03
≤1.00
16.00-18.00
10.00-14.00
2.00-3.00
\
316
≤0.08
≤2.00
≤0.045
≤0.03
≤1.00
16.00-18.00
10.00-14.00
2.00-3.00
\
   上述列表中B8的化学成分与304M的相同，与304HC相比Cr和Cu的含量有点差异，但其它元素几乎都在同一范围内的。
2、硬度
硬度要求
A193
F593
                          螺栓
                                                        ≤HRB96
全牙：HRB80-100
半牙：HRC22-32
螺帽
HRB60-105
HRB95-107
   B8和B8M是按照A193/A194的规定来执行的,304和316是按F593/F594来执行的。从上表中可看出硬度的区别主要是在执行的标准的不同,而两个标准的硬度略有差别,所以当客户强调标准时,一定按照标准执行，如无特别强调时两标准可代替。
3、拉伸强度、降伏强度及螺帽的安全负荷
\
A193
F593
螺栓拉伸强度（N/mm²）
515
700
螺栓降伏强度（N/mm²）
205
450
螺帽的安全负荷（N/mm²）
515
700
    因为B8、B8M与304、316的强度规定是两个国家机械性能的规定，范围上还是有差异，从上面数据上可看出我们通常使用的产品的强度是可达到A193/A194的要求。
   
总结：
化学成分：
B8M的化学成分与316的相同，B8的化学成分与304M的相同，他们可以互相替代。而B8与304HC相比Cr和Cu的含量有差异，且美制的标准规范中没有304HC这种材料。也就是说，不能用304HC代B8。
机械性能：
    美制的阀门不锈钢紧固件材料B8和8M的机械性能较304和316的机械性能低一些。通常情况下，高强度和硬度可以替代低强度和硬度使用，即304和316可以替代B8和8M使用。但如果客户一定要B8或B8M的产品，那我们所提供的产品就一定要符合B8或B8M的机械性能规范要求，硬度超出的螺栓、螺帽，可以通过再一次固溶处理来降低。
 
▲我司产品使用规范:
    机械性能公制螺丝螺帽使用标准:DIN267 PART 11;可以达到等级:70和80;
    英制螺栓所依规范:ASTM F593
    英制螺帽所依规范:ASTM F594，目前我司的螺帽硬度均在HRB100-110之间，所以需通过固溶处理降低硬度才能合格。
    我司曾生产过的“B8”或“B8M”印记的产品有：
     DIN934  M5~M22 ; ANSIB18.2.2 1/4~3/4;牙棒  3/8～3/4，这些产品除印记显“B8”或“B8M”外，其余性能均为304、316的普通品,但是客户接受我司的HRB80-115硬度范围。
▲关于B7材料螺栓的附加内容：
    谈及阀门配件B8和B8M时，人们就会很自然地想到B7，B7材料的螺栓主要用WCB系列和抗硫系列中。
 
C
Mn
P
S
Si
Cr
Ni
Mo
B7
0.37-0.49
0.65-1.10
0.035
0.040
0.15-0.35
0.75-1.20
\
0.15-0.25
35CrMoA
0.32-0.40
0.40-0.70
\
\
0.17-0.37
0.80-1.10
≤0.03
0.15-0.25
    通过上表的数据可以看出，B7和35CrMoA的成分差别不大，且其机械性能相近似，在阀门行业内，经常用35CrMo来代替B7,与B7材料螺栓配合的螺帽多用45＃钢材料。
    选用合金钢材料时必须经过热处理。对紧固件有特殊耐腐蚀要求时，可选用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不锈耐酸钢。
天津斯姆特五金有限公司

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