摘要：15CrMoR(R-HIC) 的深度技术解析，涵盖化学成分、力学性能、执行标准及抗氢腐蚀机理，结合GB/T 713与NACE标准要求：
15CrMoR(R-HIC) 的深度技术解析，涵盖化学成分、力学性能、执行标准及抗氢腐蚀机理，结合GB/T 713与NACE标准要求：
一、核心特性定位
材质本质：中温抗氢钢（设计温度≤550℃）核心升级：R-HIC（Resistant to Hydrogen Induced Cracking）抗氢致开裂核心应用：石化行业湿H₂S环境（如加氢反应器、酸性油气分离罐）二、化学成分设计（GB/T 713-2023）
元素
标准范围
R-HIC版特殊控制
作用机理
C
0.12~0.18%
≤0.15%
降低碳化物析出，抑制氢陷阱
Cr
0.80~1.20%
0.90~1.10%
形成稳定Cr₂O₃钝化膜
Mo
0.45~0.60%
≥0.50%
细化碳化物，提升高温强度
P
≤0.025%
≤0.008%
消除晶界偏析，防H₂S腐蚀
S
≤0.010%
≤0.003%
减少MnS夹杂，阻断氢扩散通道
Ca
-
0.001~0.003%
硫化物球化，抑制HIC裂纹
注：R-HIC版需添加钙处理（Ca/S≥1.8）控制硫化物形态，并限制Cu≤0.20%、Sn≤0.015% 降低回火脆性。
三、力学性能（GB/T 713 + NACE TM0284）
1. 基础力学性能（正火+回火）
参数
标准要求
R-HIC版典型值
屈服强度
≥295 MPa
310~350 MPa
抗拉强度
510~640 MPa
530~600 MPa
延伸率
≥19%
22~26%
0℃ Akv
≥31 J
≥80 J
硬度HBW
≤200
≤185
2. 抗氢腐蚀专项性能
测试项目
标准方法
合格指标
HIC试验
NACE TM0284-A
CLR≤15%，CTR≤5%，CSR≤2%
SSC试验
NACE TM0177
720h无裂纹（A溶液）
氢渗透速率
电化学法
≤0.1 μA/cm²
CLR：裂纹长度率；CTR：裂纹厚度率；CSR：裂纹敏感率
四、执行标准与关键工艺
1. 核心标准
主体标准：GB/T 713-2023《承压设备用钢板》抗氢附加要求：NACE MR0103（抗硫化物应力腐蚀）GB/T 8650-2023（管线钢抗HIC试验）2. 生产工艺控制
纯净度：铁水预脱硫 → LF精炼 → VD真空脱气（[H]≤1.5ppm）轧制：控轧控冷（终轧温度≤880℃） → 加速冷却速率≥15℃/s热处理：正火：900~940℃ × t（1.5min/mm）回火：620~660℃（避开300~400℃回火脆性区）五、应用场景与失效防护
1. 典型应用设备
设备类型
工况压力/温度
氢分压范围
R-HIC必要性
加氢反应器壳体
10~20 MPa / 450℃
2~8 MPa
强制要求
酸性气吸收塔
5~10 MPa / 120℃
H₂S≥50ppm
强制要求
煤液化反应器
15~30 MPa / 480℃
H₂≥10 MPa
基材+堆焊层
2. 焊接关键技术
焊材匹配：埋弧焊：H13CrMoA + SJ101R（CaF₂碱性焊剂）手工焊：E8015-B2（超低氢焊条）工艺控制：预热温度：200~250℃（t≥25mm）层间温度：≤300℃焊后消氢：350℃×2h（防止冷裂纹）六、国产化替代难点
性能痛点
进口板（神户制钢）
国产板（鞍钢/南钢）
突破方向
厚板心部韧性
-20℃ Akv≥50J
优化TMCP冷却路径
HIC合格率
≥98%
≥90%
硫控制≤0.001%
高温持久强度
100h/550℃≥180MPa
100h/550℃≥150MPa
精准Mo/Cr配比
来源：舞钢师磊
