ASTM A513 钢管：应用、材料和制造工艺概述

ASTM A513 是美国材料与试验协会 (ASTM) 为金属加工中常用的焊接和冷加工钢管制定的标准。

主要适用于电阻焊、冷拔生产的机械管材。

通过各种制造工艺和材料类型，ASTM A513 提供了一系列钢管选择，以满足不同机械和金属结构市场的应用需求。

1.0ASTM A513制造工艺分类

类型	制造过程	特征	应用
类型 1	热轧电阻焊（ERW）管	表面和尺寸精度较低，强度中等，适用于一般结构和机械用途	家具框架、机械支撑、工业设备支撑
类型 2	热处理电阻焊（ERW）管	通过热处理提高强度和韧性，适用于高压应用	汽车部件、高强度机械框架、结构支撑
类型 3	冷拔焊管	通过冷拔提高尺寸精度和表面质量，提高产量和抗拉强度	机械零件、精密设备、高精度管道系统
类型 4	热处理冷拔焊管	结合冷拔的精度和热处理的强度，适用于高应力和冲击应用	高应力机械零件、耐冲击结构件、轴、旋转部件
类型 5	冷轧电阻焊（ERW）管	精度高、表面光滑，适合精密加工	精密机械零部件、汽车零部件、精密工程设备
类型 6	冷轧和冷拔电阻焊管	最高的尺寸精度和表面光洁度，优异的强度和韧性	高精度机械系统、航空航天设备、高要求工程结构

2.0ASTM A513的主要材料

材料类型	主要等级	碳含量	特征	应用
低碳钢	SAE 1008、SAE 1010	0.08%-0.10%	延展性好，易于成型、焊接和冷加工，强度适中，表面光洁度高	家具框架、机械支架、工业设备支架、汽车部件
	SAE 1020、SAE 1026	0.20%-0.26%	更高的抗拉强度和屈服强度，保持良好的延展性和可加工性，适合焊接和机械加工	中等强度机械零部件、精密加工零件
合金钢	4130	0.30%	强度高、耐磨性好、韧性和疲劳性能优良、焊接性和热处理性良好	高应力结构部件、航空航天设备、攀岩装备、赛车车架
	4140	0.40%	极高的强度和耐磨性，适用于冲击和疲劳应力应用，良好的淬火和回火性能	高强度机械零件、工业设备部件、重型机械零件
低合金高强度钢	–	–	添加少量合金元素（例如铬、镍、钼）以提高强度和耐腐蚀性	结构和承重部件，例如桥梁、建筑框架、卡车底盘

3.0常见 ASTM A513 材料的屈服强度范围

材料类型	主要等级	屈服强度范围（MPa）	特征
低碳钢	SAE 1008, 1010	205 – 275	延展性良好，强度适中，适用于一般结构和机械用途。
	SAE 1020, 1026	275 – 380	屈服强度较高，适用于要求强度更高的结构件和机械零件。
合金钢	4130	435 – 600	强度高，适用于高应力和疲劳应用，具有良好的焊接性和热处理性。
	4140	620 – 850	极高的屈服强度和耐磨性，适用于高负荷和冲击应力部件。
低合金高强度钢	–	345 – 690	合金元素可提高强度和耐腐蚀性，非常适合建筑框架和桥梁等结构部件。

4.0ASTM A513 在冷成型工艺中的应用

ASTM A513 在冷成型工艺中表现出色，广泛应用于各个行业。

4.1ASTM A513 在冷成型中的优势：

优异的可加工性
强度和延展性均衡
易于焊接

4.2管弯曲：

ASTM A513 材料具有良好的延展性和韧性，因此管道易于弯曲，不会开裂或失去强度。
应用： 用于制造弯管，例如汽车排气系统、家具结构和建筑框架。

4.3冲压和冲孔：

低碳钢具有优良的冲压性能，易于进行复杂的冲压和冲孔采用工业冲床进行操作，同时保持成型后良好的表面质量。
应用： 用于生产各种冲压件，如机械零件、金属外壳等。

4.4边缘和翻边：

ASTM A513 低碳钢类型在边缘和翻边工艺中表现出良好的塑性，使其能够成型而不会开裂。
应用： 用于生产管道连接器、法兰和其他带边缘或凸缘的零件。

4.5深拉伸：

低碳钢通过冷成型具有良好的抗深冲性，从而产生光滑的表面和均匀的变形。
应用： 适合生产需要深拉伸工艺的零件，例如金属杯、金属容器和金属罐。

4.6弯曲：

ASTM A513 材料的可弯曲性使其在弯曲过程中表现良好，适合制造具有复杂几何形状的零件。
应用： 用于弯曲各种金属管材、板材，如建筑结构、机械设备中的支撑部件等。

5.0表1：标准低碳钢的化学要求

该表提供了 ASTM A513 中规定的不同低碳钢等级的化学成分要求。其中包括常见的低碳钢类型，例如 SAE 1008、SAE 1010 和 SAE 1020。

该表详细列出了各钢种的碳、锰、磷和硫含量范围。这些成分标准确保钢材在制造过程中具有始终如一的质量和性能，满足各种应用的需求。

等级名称	碳（%）	锰（%）	磷，最大值（%）	硫，最大值 (%)
山地车 1010	0.02–0.15	0.30–0.60	0.035	0.035
MT 1015	0.10–0.20	0.30–0.60	0.035	0.035
MT X 1015	0.10–0.20	0.60–0.90	0.035	0.035
MT 1020	0.15–0.25	0.30–0.60	0.035	0.035
MT X 1020	0.15–0.25	0.70–1.00	0.035	0.035

笔记：

化学成分代表熔炼分析。除沸腾钢或封头钢外，产品分析应按照表3所示的惯例进行。
用于这些等级的沸腾钢或封盖钢的特点是化学成分不均匀，因此除非明确指出使用不当，否则不适合进行产品分析。
“MT”表示机械管。

6.0表2：其他碳钢和合金钢的化学要求

该表概述了 ASTM A513 标准中其他类型碳钢和合金钢的化学成分要求。该表涵盖了从低碳钢到各种合金钢（例如 1006、1015、4130 和 4140）等一系列钢种。

该表规定了碳、锰、磷、硫、硅、镍、铬和钼等元素的最大和最小含量。这些规格对于材料的机械性能、耐用性和可加工性至关重要。

等级名称	碳（%）	锰（%）	磷，最大值（%）	硫，最大值 (%)	硅（%）	镍（%）	铬（%）	钼（%）
1006	最大0.08	最大0.45	0.030	0.035	…	…	…	…
1008	最大 0.10	最大 0.50	0.035	0.035	…	…	…	…
1009	最大0.15	最大0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1010	0.08–0.13	0.30–0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1012	0.10–0.15	0.30–0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1015	0.13–0.18	0.30–0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1016	0.13–0.18	0.60–0.90	0.035	0.035	…	…	…	…
1017	0.15–0.20	0.30–0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1018	0.15–0.20	0.60–0.90	0.035	0.035	…	…	…	…
1019	0.15–0.20	0.70–1.00	0.035	0.035	…	…	…	…
1020	0.18–0.23	0.30–0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1021	0.18–0.23	0.60–0.90	0.035	0.035	…	…	…	…
1022	0.18–0.23	0.70–1.00	0.035	0.035	…	…	…	…
1023	0.20–0.25	0.30–0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1024	0.18–0.25	1.30–1.65	0.035	0.035	…	…	…	…
1025	0.22–0.28	0.30–0.60	0.035	0.035	…	…	…	…
1026	0.22–0.28	0.60–0.90	0.035	0.035	…	…	…	…
1027	0.22–0.29	1.20–1.55	0.035	0.035	…	…	…	…
1030	0.28–0.34	0.60–0.90	0.035	0.035	…	…	…	…
1033	0.30–0.36	0.70–1.00	0.035	0.035	…	…	…	…
1035	0.32–0.38	0.60–0.90	0.035	0.035	…	…	…	…
1040	0.37–0.44	0.60–0.90	0.040	0.050	…	…	…	…
1050	0.48–0.55	0.60–0.90	0.040	0.050	…	…	…	…
1060	0.55–0.65	0.60–0.90	0.040	0.050	…	…	…	…
1340	0.38–0.43	1.60–1.90	0.035	0.040	0.15–0.35	…	…	…
1524	0.19–0.25	1.35–1.65	0.040	0.050	…	…	…	…
4118	0.18–0.23	0.70–0.90	0.035	0.040	0.15–0.35	…	0.40–0.60	0.08–0.15
4130	0.28–0.33	0.40–0.60	0.035	0.040	0.15–0.35	…	0.80–1.10	0.15–0.25
4140	0.38–0.43	0.75–1.00	0.035	0.040	0.15–0.35	…	0.80–1.10	0.15–0.25
5130	0.28–0.33	0.70–0.90	0.035	0.040	0.15–0.35	…	0.80–1.10	…
8620	0.18–0.23	0.70–0.90	0.035	0.040	0.15–0.35	0.40–0.70	0.40–0.60	0.15–0.25
8630	0.28–0.33	0.70–0.90	0.035	0.040	0.15–0.35	0.40–0.70	0.40–0.60	0.15–0.25

7.0表 3：表 1 和表 2 所示钢材的产品分析公差

该表定义了 ASTM A513 钢产品中元素含量的公差范围。它提供了碳、锰、磷、硫、硅、镍、铬和钼等元素的允许变化。

元素	限制或指定范围的最大值，%	变化，超过最高限额或低于最低限额
碳
至 0.15，包括	0.02	0.03
超过0.15至0.40，包括	0.03	0.04
超过0.40至0.55，包括	0.03	0.05
锰
至 0.60，包括	0.03	0.03
超过 0.60 至 1.15，包括	0.04	0.04
超过 1.15 至 1.65，包括	0.05	0.05
磷	…	0.01
硫	…	0.01
硅
至 0.30，包括	0.02	0.03
超过 0.30 至 0.60	0.05	0.05
镍	至 1.00，含	0.03
铬	至 0.90，包括	0.03
超过 0.90 至 2.10	0.05	0.05
钼
至 0.20，包括	0.01	0.01
超过 0.20 至 0.40	0.02	0.02

个别测定结果可能与指定的炉次限值或范围有差异，如本表所示，但同一炉次中的任何元素均不得同时在指定范围之上和之下变化。
本表中出现省略号（…）的地方，表示没有要求。

参考：

《A513/A513M −20 A513/A513M − 20a》电阻焊碳钢和合金钢机械管标准规范