瀏覽數(shù)量： 12 作者： 本站編輯 發(fā)布時(shí)間： 2026-01-09 來源： 本站
ASTM A193 B7/B7M螺栓，以其優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和耐高溫性能，滿足石油化工、電力能源及壓力容器等行業(yè)的需求。在高溫高壓工作環(huán)境中，工業(yè)管道及設(shè)備連接的可靠性與安全性極為重要。因此，選擇符合最標(biāo)準(zhǔn)要求的高性能緊固件至關(guān)重要。本文將詳細(xì)介紹ASTM A193標(biāo)準(zhǔn)體系中B7/B7M兩種材料的性能特點(diǎn)以及相關(guān)產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)，為您在的工程建設(shè)選型提供幫助。
ASTM A193 標(biāo)準(zhǔn)英文全稱為《Standard Specification for Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting for High Temperature or High Pressure Service and Other Special Purpose Applications》，即《高溫高壓或特殊用途用合金鋼及不銹鋼螺栓材料標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)由美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)制定，是全球范圍內(nèi)公認(rèn)的、針對(duì)高溫高壓服務(wù)環(huán)境下的螺栓材料權(quán)威規(guī)范。
它嚴(yán)格規(guī)定了適用于高溫、高壓或其他特殊工況的合金鋼及不銹鋼螺栓、螺柱和其他螺紋緊固件的化學(xué)成分、機(jī)械性能、熱處理工藝及測(cè)試要求。遵循此標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的緊固件，確保了在極端環(huán)境下長期應(yīng)用的可靠性與安全性。其中，B7與B7M等級(jí)是應(yīng)用最為廣泛的高強(qiáng)度合金鋼螺栓材料。
B7/B7M螺栓通常采用鉻鉬合金鋼（如AISI 4140/4142等）制造。其核心化學(xué)成分包括：
碳（C）：提供基礎(chǔ)強(qiáng)度和硬度。
鉻（Cr）：顯著提高淬透性、耐腐蝕性和高溫強(qiáng)度。
鉬（Mo）：增強(qiáng)高溫強(qiáng)度和抗蠕變能力，防止回火脆性。
這種科學(xué)的合金配比，為螺栓賦予了優(yōu)異的綜合性能基礎(chǔ)。
| Grade | Carbon | Manganese | Phosphorus | Sulfur | Silicon | Chromium | Molybdenum |
| B7, B7M | 0.38-0.48 | 0.75-1.00 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 |
| Product Analysis Variation | 0.02 | 0.04 | 0.005 | 0.005 | 0.02 | 0.05 | 0.02 |
B7/B7M螺栓經(jīng)過淬火+回火的熱處理工藝，以達(dá)到其標(biāo)稱的機(jī)械性能。
高強(qiáng)度：B7螺栓的屈服強(qiáng)度不低于105 ksi（約724 MPa），抗拉強(qiáng)度不低于125 ksi（約862 MPa）。B7M在保持相近抗拉強(qiáng)度的同時(shí)，通過調(diào)整熱處理工藝，使其硬度控制在HRC 22-32之間，有效降低了對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）的敏感性。
良好的韌性：在保證高強(qiáng)度的同時(shí)，嚴(yán)格的沖擊功要求確保了材料具有良好的韌性，能夠承受沖擊載荷和防止脆性斷裂。
優(yōu)異的抗松弛性：在高溫下仍能保持預(yù)緊力，確保法蘭連接在熱循環(huán)中的密封可靠性。
| Class | Diameter [mm] | Minimum Tempering Temperature, ℃ | Tensile Strength, min, MPa | Yield Strength, min,02% offset, MPa | Elongation in 4D, min,% | Reduction of Area min,% | Hardness max |
| B7 | M64 and under | 593 | 860 | 720 | 16 | 50 | 321 HBW or 35 HRC |
| over M64 to M100 | 593 | 795 | 655 | 16 | 50 | 321 HBW or 35 HRC | |
| over M100 to M180 | 593 | 690 | 515 | 18 | 50 | 321 HBW or 35 HRC | |
| B7M | M100 and under | 620 | 690 | 550 | 18 | 50 | 235 HBW or 99 HRB |
| over M100 to M180 | 620 | 690 | 515 | 18 | 50 | 235 HBW or 99 HRB |
ASTM A193 B7和B7M螺栓是高溫高壓領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的兩種材料，它們的主要區(qū)別不在于強(qiáng)度或化學(xué)成分，而在于硬度、韌性以及由此帶來的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能。簡單來說，B7M是B7的“抗應(yīng)力腐蝕開裂”升級(jí)版。以下是兩者的詳細(xì)對(duì)比：
特性 | ASTM A193 B7 | ASTM A193 B7M | 核心區(qū)別與意義 |
核心目標(biāo) | 高強(qiáng)度 | 高強(qiáng)度 + 抗應(yīng)力腐蝕開裂 | 設(shè)計(jì)導(dǎo)向不同 |
硬度要求 | 布氏硬度：HB 235-321 | 布氏硬度：HB 223-277 | B7M硬度（HRC 32）低于B7的硬度（HRC 26），這是一個(gè)強(qiáng)制性限制。 |
熱處理關(guān)鍵 | 淬火后，在不低于1150°F (621°C) 的溫度下回火。 | 淬火后，在不低于1150°F (621°C) 的溫度下回火，并且必須額外滿足硬度和沖擊功的嚴(yán)格要求。 | B7M通過更高溫度或更長時(shí)間的回火來降低硬度、提高韌性，從而抵抗SCC。 |
抗拉強(qiáng)度 | 不低于 125 ksi (862 MPa) | 不低于 125 ksi (862 MPa) | 兩者的最小抗拉強(qiáng)度相同。 |
屈服強(qiáng)度 | 不低于 105 ksi (724 MPa) | 不低于 105 ksi (724 MPa) | 兩者的最小屈服強(qiáng)度相同。 |
沖擊韌性 | 無強(qiáng)制性要求。 | 有強(qiáng)制性要求。通常需進(jìn)行夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)并報(bào)告結(jié)果。 | B7M必須保證足夠的韌性，這是其抗開裂能力的關(guān)鍵。 |
抗應(yīng)力腐蝕開裂(SCC) | 較弱。在含硫化氫(H?S)、氯化物等腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力共同作用下，易發(fā)生脆性斷裂。 | 顯著增強(qiáng)。通過控制硬度和提高韌性，大大降低了在濕H?S等環(huán)境中的SCC風(fēng)險(xiǎn)。 | 這是兩者最根本、最重要的區(qū)別。 |
典型應(yīng)用環(huán)境 | 高溫高壓，但介質(zhì)無特定腐蝕性（如干燥的蒸汽系統(tǒng)、某些油氣管線）。 | 高溫高壓，且介質(zhì)可能引發(fā)SCC（如煉油廠的濕硫化氫環(huán)境、含氯離子環(huán)境、酸性油氣服務(wù)）。 | 應(yīng)用選擇依據(jù)環(huán)境腐蝕性。 |
選擇 B7：當(dāng)連接環(huán)境主要是高溫、高壓，但不存在濕H?S、氯化物等特定腐蝕介質(zhì)時(shí)，B7是經(jīng)濟(jì)高效的選擇。
選擇 B7M：當(dāng)連接環(huán)境同時(shí)存在高溫、高壓和可能引起應(yīng)力腐蝕開裂的介質(zhì)時(shí)，必須選用B7M。這在石油煉制、天然氣處理、化工（含氯環(huán)境）等行業(yè)是常見且強(qiáng)制性的安全規(guī)范。
B7和B7M的強(qiáng)度相當(dāng)，但B7M通過犧牲一部分硬度（上限更低）和強(qiáng)制保證韌性，換來了在腐蝕性環(huán)境中遠(yuǎn)勝于B7**的抗應(yīng)力腐蝕開裂安全性。在涉及敏感腐蝕介質(zhì)的關(guān)鍵應(yīng)用中，B7M是更安全、更合規(guī)的選擇。
ASTM A193規(guī)定了材料與性能，而螺栓的具體尺寸、公差和機(jī)械屬性則需遵循相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于B7/B7M螺栓，主要依據(jù)以下兩個(gè)核心ASME標(biāo)準(zhǔn)：
該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了英制系列（對(duì)應(yīng)B7）方頭螺栓和六角頭螺栓的尺寸、公差、機(jī)械及材料要求。它是英制重型六角頭螺栓最通用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
ASME B18.31.2是B18系列中專為雙頭螺柱（Stud Bolt）制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。它系統(tǒng)性地規(guī)定了用于壓力容器、管道法蘭、閥門及其他關(guān)鍵結(jié)構(gòu)連接的螺柱要求。
符合這些標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，確保了尺寸的精確互換性、頭桿結(jié)合的牢固性以及安裝工具的統(tǒng)一性。
基于ASTM A193 B7/B7M材料，可生產(chǎn)出滿足各種安裝場景和功能要求的緊固件類型：
雙頭螺柱：兩端帶螺紋，配合兩個(gè)螺母使用，是壓力容器、泵閥法蘭連接的重要緊固件，便于安裝和拆卸。
全螺紋螺柱：通體螺紋，適用于需要全長調(diào)節(jié)或螺母可在任意位置鎖緊的場合。
外六角螺栓：最為常見的類型，提供標(biāo)準(zhǔn)的六角頭，使用普通扳手即可安裝，應(yīng)用極其廣泛。
內(nèi)六角螺栓：圓柱頭帶內(nèi)六角孔，結(jié)構(gòu)緊湊，所需安裝空間小，頭部可沉入工件內(nèi)部，外觀整潔。
方頭螺栓：頭部為方形，便于用扳手卡止防止轉(zhuǎn)動(dòng)，常用于需承受較大扭矩或設(shè)備底座固定。
憑借其卓越的性能，ASTM A193 B7/B7M螺栓成為以下高端工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵部件：
石油與天然氣：油氣開采平臺(tái)、煉油廠管線法蘭、反應(yīng)器、換熱器、高壓閥門。
化工與石化：各類塔器、反應(yīng)釜、高壓管道、合成裝置的法蘭連接。
電力能源：火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)、高溫蒸汽管道；核電廠的輔助系統(tǒng)。
壓力容器與鍋爐：所有需要ASME認(rèn)證的壓力容器和鍋爐的法蘭及人孔蓋連接。
重型機(jī)械：礦山機(jī)械、大型液壓設(shè)備等需要承受高負(fù)荷和沖擊的場合。
選擇符合ASTM A193與ASME相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的B7/B7M螺栓，就是為您的關(guān)鍵設(shè)備與系統(tǒng)選擇了經(jīng)得起時(shí)間與極端環(huán)境考驗(yàn)的堅(jiān)固基石。在追求高效與安全的工業(yè)道路上，讓這些高性能的“工業(yè)筋骨”為您鑄就非凡的可靠連接。
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