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低合金結(jié)構(gòu)鋼（合金成分總量在5%以下的鋼）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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低合金結(jié)構(gòu)鋼

合金成分總量在5%以下的鋼

低合金結(jié)構(gòu)鋼是指合金成分總量在5%以下的合金結(jié)構(gòu)鋼。這種鋼的含碳量與低碳鋼相似，主要靠少量合金元素進(jìn)行強(qiáng)化、改善韌性和可焊性。其強(qiáng)度要比同等碳敬的碳素鋼高得多。廣泛用于壓力容器、化工設(shè)備、鍋爐、橋梁、車輛、船舶及大型鋼結(jié)構(gòu)。合金元素錳、硅、鉬吋以引起固溶強(qiáng)化作用。釩和鈮可細(xì)化晶粒、改善韌性。鉬可以起到提高淬透性、促使獲得貝氏體組織的作用，還可提高熱強(qiáng)性。

基本信息

外文名	Low alloy structural steel
特點(diǎn)	耐磨、耐腐蝕
優(yōu)勢(shì)	強(qiáng)度高
應(yīng)用	壓力容器、化工設(shè)備、鍋爐等
合金元素占比	不超過5%

牌號(hào)表示方法

低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及其表示方法：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB1591-1994)規(guī)定，我國(guó)低合金結(jié)構(gòu)鋼共有5個(gè)牌號(hào)，所加元素主要有錳、硅、釩、鈦、銳、鉻、鎳及稀土元素。其牌號(hào)的表示由屈服點(diǎn)字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)(A、B、C、 D、E五級(jí))三部分組成。劃分成五個(gè)牌號(hào)，其表示方法如下：屈服點(diǎn)等級(jí)-質(zhì)量等級(jí)。屈服點(diǎn)等級(jí)：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460級(jí)。

性能要求

1、良好的綜合機(jī)械性能。普通低合金結(jié)構(gòu)鋼首先應(yīng)具有較高的屈服極限，但由于其工作條件的復(fù)雜性，還應(yīng)具有良好的綜合機(jī)械性能。例如在使用中能承受各種應(yīng)力的作用(例如溫差應(yīng)力、交變疲勞載荷產(chǎn)生的應(yīng)力等)，在制造過程中能經(jīng)受剪切、冷彎、焊接等加工工序，以及由此可能產(chǎn)生的時(shí)效脆性。

2、艮好的工藝性能。要求普通低合金鋼應(yīng)具有良好的加工成型性能，使用普通方法如剪切、沖壓、熱彎和焊接等加工過程制造質(zhì)量良好的成品。對(duì)于鍋爐、壓力容器、鋼結(jié)構(gòu)等一般采用焊接方法，因此要求鋼材應(yīng)具有良好的火焰切割性能和焊接性能，焊縫附近熱影響區(qū)的性能變化小，焊縫及其附近區(qū)域不致產(chǎn)生裂紋，焊接接頭的綜合機(jī)械性能應(yīng)不低于(或很少低于)母材。另外，還要求鋼材具有良好的冷沖壓性能。

3、良好的耐腐蝕性能。由于普通低合金鋼和強(qiáng)度大大高于碳鋼，用其制造壓力容器、鋼結(jié)構(gòu)等的壁厚比碳鋼小得多，因此必須相應(yīng)地提高大氣腐蝕(特別是海洋大氣腐蝕)引起的消損率，使其具有良好的抗各種大氣條件下腐蝕的能力。。因此，鋼材的耐腐蝕試驗(yàn)除在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行外，還應(yīng)在使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。當(dāng)然，采取合適的外防腐技術(shù)，對(duì)于碳鋼、低合金鋼等材料是必不可少的。

物質(zhì)作用

壓力容器中廣泛使用的普通低合金鋼大多是鐵素體一珠光體組織，經(jīng)熱軋或正火得到最后的性能，其組織接受于鋼的平衡組織。鋼中的主要合金元素是碳，提高碳含量可以增加珠光體數(shù)量，使屈服極限和強(qiáng)度極限提高。但是提高碳含量是有一定限度的，因?yàn)樘己康奶岣邥?huì)影響鋼的焊接性能和其他性能(如沖壓性能等)，使脆性轉(zhuǎn)變溫度提高、冷脆性變壞。因此，壓力容器用低合金結(jié)構(gòu)鋼的含碳量一般限制在0.20%以下。在碳含量受限制的情況下，這類鋼強(qiáng)度的提高主要依賴于加入少量而多種的合金元素來達(dá)到(總加入量不超過5%，一般在3%以下，多為1%～2%)。對(duì)于具有鐵素體一珠光體組織的低合金結(jié)構(gòu)鋼，加入合金元素后對(duì)其強(qiáng)度的影響主要有以下幾種：①鐵素體的同溶強(qiáng)化；②增加珠光體的相對(duì)量；③控制晶粒大小；④影響珠光體的分散度；⑤沉淀硬化。

錳、硅兩種元素都能固溶于鐵素體中，有顯著的固溶強(qiáng)化作用，其他還有鉻、鎳、銅、鈷等。考慮到節(jié)約成本和資源條件，我國(guó)在普通低合金鋼中，錳、硅是常用的合金元素。在低碳條件下，含錳量在1.8%以下時(shí)，不但能提高鋼的強(qiáng)度，仍可保持較高的塑性和韌性。此外，錳同時(shí)有擴(kuò)大奧氏體區(qū)的作用，使鋼的共析點(diǎn)向左下方移動(dòng)，從而具有數(shù)量較多、組織較細(xì)的珠光體組織，也使鋼的強(qiáng)度相應(yīng)提高。

低合金結(jié)構(gòu)鋼中硅加入量一般在0.2%～1.7%范同內(nèi)，超過后將降低韌性。鉻、鎳也是鐵素體固溶強(qiáng)化元素，鎳對(duì)于改善低溫韌性有良好作用；磷強(qiáng)化鐵素體效果顯著，但因增加冷脆性，使用時(shí)要限制其含量最高不超過0.15%，且磷、碳含量總和應(yīng)限制在0.25%以下。

應(yīng)用介紹

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼)(GB 1591)對(duì)各牌號(hào)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分，機(jī)械性能作了相應(yīng)的規(guī)定。由于合金元素的強(qiáng)化作用，使低合金結(jié)構(gòu)鋼不但具有較高的強(qiáng)度，且具有較好的塑性，韌性和可焊性。Q345鋼的綜合性能較好，是鋼結(jié)構(gòu)的常用牌號(hào)，Q390級(jí)也是推薦使用的牌號(hào)。與碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235相比，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼可以節(jié)約鋼材20%~30%，并具有良好的承受動(dòng)載和耐疲勞性能。低合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)及橋梁工程、承受動(dòng)力荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)等。

低合金結(jié)構(gòu)鋼是一種低碳結(jié)構(gòu)用鋼，合金元素含量較少，一般在3%以下，主要起細(xì)化晶粒和提高強(qiáng)度的作用。這類鋼的強(qiáng)度顯著高于相同碳含量的碳素鋼，所以常稱其為低合金高強(qiáng)度鋼。它還具有較好的韌性、塑性以及良好的焊接性和耐蝕性。最初用于橋梁、車輛和船舶等行業(yè)，它的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)大到鍋爐、高壓容器，油管、大型鋼結(jié)構(gòu)及汽車、拖拉機(jī)、挖土機(jī)械等產(chǎn)品方面。

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