低合金高强度结构钢简要分析Word文件下载.docx

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C：

在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强化。

在微合金钢中为形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要0.01～0.02%；

降碳可大大改善钢的韧性和焊接性能。

Mn：

高的Mn/C比对提高钢的屈服强度和冲击韧性有好处。

锰能降低γ→α转变温度；

有利于针状铁素体的形核；

在加热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加了铁素体中碳化物的弥散析出量。

此外，由于高锰导致钢的应力/应变特性的变化，可以抵销鲍欣格效应的强度损失。

Si：

多数低合金高强度钢不用硅合金化，在热轧铁素体-马氏体多相钢中，硅是添加元素。

Mo：

含钼钢（≤0.15%）有较高的强度，比传统的铁素体－珠光体钢又有较高的韧性。

钼对钢在冷却过程中珠光体转变有抑制作用。

在针状铁素体钢和超低碳贝氏体钢中的含钼量一般在0.2～0.4%。

Nb、V、Ti：

低碳的锰钢或低碳的锰-钼钢中添加0.05～0.15%Nb（或V、Ti），有明显的晶粒细化和沉淀硬化作用。

钛在钢中形成硫化物，改善冲击吸收功的各向异性和冷成型性。

稀土元素（RE）：

微量（0.001%左右）稀土金属，不影响钢的强度。

其主要作用是脱硫，它又是最有效的硫化物形态控制元素，减小韧性的各向异性，防止钢的层状撕裂。

其他元素Ni、Cr、Cu等：

在微合金钢中固溶硬化并不十分有效，在非调质钢中一般控制在较低的含量范围。

四、各国低合金高强度结构钢牌号命名方式

1.我国牌号命名方式

中国现行有两个钢铁产品牌号表示方法标准，GB/T221-2000《钢铁产品牌号表示法》和GB/T17616-1998《钢铁及合金牌号统一数字代号体系》。

这两种表示方法在现行国家标准和行业标准中并列使用。

此外，GB/T1591-2008对《低合金高强度结构钢》也作了具体规定。

GB/T1591-2008规定，低合金高强度钢分为8个牌号，Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690；

由于质量不同分为A、B、C、D、E等级。

例如：

Q345D，其中：

Q——钢的屈服强度的“屈”字汉语拼音的首位字母；

345——屈服强度数值，单位MPa；

A、B、C、D、E——分别为质量等级符号。

当需方要求钢板具有厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后加上代表厚度方向（Z向）性能级别的符号，例如：

Q345DZ15。

低合金高强度结构钢按脱氧方法分为镇静钢和特殊镇静钢，因此在牌号的组成中表示脱氧方法的符号“Z”和“TZ”予以省略。

低合金高强度结构钢也可以采用二位阿拉伯数字和化学元素符号表示，例如：

16Mn。

专用低合金高强度结构钢一般采用代表屈服强度的符号“Q”、屈服强度数值和代表产品用途的符号来表示。

Q345R是压力容器用钢的牌号。

专用低合金高强度结构钢的牌号通常也可以采用阿拉伯数字（用二位阿拉伯数字表示平均碳质量分数，以万分之几计）、化学元素符号以及产品用途符号表示。

压力容器用钢16MnR。

2.日本牌号命名方式

日本JIS标准中钢的牌号系统不仅表示出钢类，而且表示出钢材种类和用途等。

牌号的主体结构基本上由三部分组成，如下表所示：

表1JIS标准牌号组成

牌号第一部分

牌号第二部分

牌号第三部分

后缀符号

前缀字母表示材质，符号S表示钢

苒文字母或罗马字表示用途和种类

数字表示最低抗拉强度或最低屈服强度，或钢类和钢材序号

后缀符号表示生产方法或热处理状态

根据我国标准GB/T13304《钢分类》，日本JIS标准中与我国低合金钢近似的部分有关牌号的表示方法如下表所示：

表2我国与日标低合金钢近似牌号

我国分类

日本标准表示

一般结构用轧制钢材

SS

一般结构用碳素钢管

STK

焊接结构用轧制钢材

SM

一般结构用矩形钢管

STKR

焊接结构用耐大气腐蚀轧制钢材

SMA

链条用圆钢

SBC

高耐大气腐蚀轧制钢材

SPA-H（热轧）

SPA-C（冷轧）

汽车用良好成型性能的冷轧高强度钢板和钢带

SPFC

一般结构用轻型钢材

SSC

钢筋混凝土用棒材

SR、SD

3.德国牌号命名方式

DIN是德国工业标准（DeutscheIndustrieNorm）。

关于DIN标准的牌号表示方法，有DIN17006体系和DIN17007体系两种。

根据DIN17006对牌号表示方法的规定，它的牌号由三部分组成：

①表示钢的强度或化学成分的主体部分；

②冠在主体前面表示冶炼或原始特性的缩写字母；

③附在主体后面的代表保证范围的数字和处理状态的缩写字母。

不过②、③两部分在非必须时可予省略。

DIN17006低合金高强钢的牌号主体是由表示含碳量为万分之几的数字合金元素符号和表示合金元素含量值的数字组成，合金元素采用化学符号来表示，并按其含量的多少依次排列，当含量相同时则按字母次序排列。

合金元素含量值的表示方法如下表所示：

表3低合金钢合金元素含量值的表示方法

合金元素

指数（平均含量的百分数乘以）

Cr、Co、Mn、Ni、Si、W

4

Al、Cu、Mo、Nb、Ta、Ti、V

10

C、N、P、S

100

DIN17007体系数字代号（W—Nr.）是德国标准委员会提出的。

这套用数字体系表示材料牌号的方法，是在20世纪40年代德国钢铁工业大发展时期建立起来的，以后经过多次修改。

1959年后，联邦德国标准委员会把各部分金属材料的数字代号表示分别订为正式标准，后又根据1974年欧洲标准E20—74对钢的分类和命名作了合理修订。

现在DIN17007数字代号和DIN17006字母—数字体系的牌号这两种表示方法，在钢铁和其他金属材料标准中间时并列，广泛应用。

数字代号（W—Nr.）系由7位数字组成，数字所表示的含义如下：

数字代号第1位数字中：

0—生铁和铁合金；

1—钢和铸钢；

2—重金属（除钢铁外）；

3—轻金属；

4-8—非金属材料。

钢和铸钢的数字代号体系第一位数字为“1”，而第四位和第五位数字是任意确定的，并不代表钢种成分。

第六位和第七位数字为附加数字，在标准中常常不使用，具体含义如下：

表4第六、七位数字含义

第六位数字用来表示“钢的获得方法”（冶炼方法和浇注方法）

第七位数字用来表示“处理状态”

不定的或无意义的

/

1

沸腾碱性转炉钢（托马斯钢）

正火

2

镇静碱性转炉钢（托马斯钢）

软化退火

3

特殊冶炼方法沸腾钢，例如特殊精炼转炉钢

热处理后具有良好的可切削性

特殊冶炼方法镇静钢，例如特殊精炼转炉钢

韧性调质

5

沸腾平炉钢

调质

6

镇静平炉钢

硬性调质

7

沸腾氧气吹炼钢

冷变形

8

镇静氧气吹炼钢

弹簧硬化冷变形

9

电炉钢

根据特殊规定的处理

4.国内外低合金高强度结构钢牌号对照

表5低合金高强度结构钢世界牌号对照表

国家

中国

美国

日本

德国

英国

法国

国际标准化组织

品名

GB

AST

JIS

DIN

DINEN

BS

BSEN

NF

NFEN

ISO630

牌号

Q345A

Cr50

GrB.C.D.A

A808M

SPFC590

E335

S345GWH

E355C

HS355C

Q345B

S355JR

E355CC

Q345C

Gr.50

Gr.A

Gr.C，Gr.D

S335J0

E355DD

Q345D

Gr50

GrC.D.GrA

TYPe7

SE55JR

Q345E

Type7

S355NL

S355ML

E355E

Q390A

STKT540

E390CC

Q390B

Q390C

E390DD

HS390

Q390E

Q420A

Gr60

GrE

GrB

SEV295

E420CC

HS420D

Q420B

Cr60

Gr.E

SEV345

S420NL

S420ML

S420C

Q460C

Gr65（450）

SM570

SMA570W

SMA570P

S460NL

S460ML

E460CC

E460DD

HS460D

Q460E

五、低合金高强度钢用途

GB/T1591-1994中部分低合金高强度结构钢主要性能及应用举例如表下所示：

表6GB/T1591-1994中部分低合金高强钢主要性能及应用举例

主要特性

应用举例

Q345

综合力学性能好，焊接性、冷、热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温韧性

船舶，锅炉，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备，起重运输机械及