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　　結構鋼材出廠狀態、相關參數和注意事項

　　

　　低合金高強度結構鋼：是指在冶煉過程中增添一些合金元素，其總量不超過5%的鋼材。加入合金元素后鋼材強度可明顯提高，是鋼結構構件的強度、剛度、穩定三個主要控制指標都能充分發揮，尤其在大跨度或者重負荷結構中有點更為突出，一般可比碳素結構鋼節約20%左右用鋼量。

　　

　　標準中規定，分為8個牌號，Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690；由于質量不同分為A、B、C、D、E等級。

　　

　　低合金高強度鋼按其主要性能和用途，可分為高強度用鋼、低溫用鋼和耐蝕用鋼三類：高強度用鋼這類鋼除高強度外還兼有優良的低溫韌性，其主要特點和用途見表。這類鋼的產量在中國占低合金高強度鋼產量的80%以上，其中屈服強度35～40kgf/mm平方級的鋼種占大多數,應用為廣泛的是16Mn鋼。低溫用鋼它們屬于鐵素體型低溫用鋼。通過提高鋼的純凈度和降低鋼中磷、硫含量得到較低的韌性－脆性轉變溫度。這類鋼主要有09Mn2V（－70℃）、06MnNb(-90℃)、3.5%Ni(-100℃)和06AlNbCuN(-120℃)，用于制作低溫設備的零部件。耐蝕用鋼這類鋼對大氣、海水、硫化氫等環境有一定程度的抗蝕能力,如10MnPNbRE鋼耐海洋大氣和海水腐蝕,用于船舶、板樁、井架；12MoAlV鋼適于制造煉油廠高溫硫化氫設備;10MoWVNb鋼在用于400℃氫、氮、氨高壓管方面效果較好。

　　

　　目前，新型的低合金高強度鋼以低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)為主要特征。

　　

　　常用的合金元素按其在鋼的強化機制中的作用可分為：固溶強化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等)；細化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等);沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相變強化元素(Mn、Si、Mo等)。

　　

　　C在鋼中形成珠光體或彌散析出的合金碳化物,使鋼得到強化。在微合金鋼中為形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要0.01～0.02%；所以降碳是這類鋼發展的必然趨勢，從而可大大改善鋼的韌性和焊接性能。

　　

　　Mn高的Mn/C比對提高鋼的屈服強度和沖擊韌性有好處。錳能降低γ→α轉變溫度；有利于針狀鐵素體的形核；在加熱過程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，從而增加了鐵素體中碳化物的彌散析出量。此外,由于高錳導致鋼的應力/應變特性的變化,可以抵銷鮑欣格效應的強度損失。

　　

　　Si多數低合金高強度鋼不用硅合金化，但在熱軋鐵素體-馬氏體多相鋼中，硅是不可缺少的添加元素。

　　

　　Mo含鉬鋼（～0.15%Mo）有較高的強度，比傳統的鐵素體－珠光體鋼又有較高的韌性。鉬對鋼在冷卻過程中珠光體轉變有抑制作用。在針狀鐵素體鋼和超低碳貝氏體鋼中的含鉬量一般在0.2～0.4%。

　　

　　Nb、V、Ti在低碳的錳鋼或低碳的錳-鉬鋼中添加0.05～0.15%Nb(或V、Ti)，有明顯的晶粒細化和沉淀硬化作用。鈦在鋼中形成硫化物，改善沖擊吸收功的各向異性和冷成型性。

　　

　　稀土元素(RE)微量(0.001%左右)稀土金屬,不影響鋼的強度。其主要作用是脫硫，它又是有效的硫化物形態控制元素，減小韌性的各向異性，防止鋼的層狀撕裂。

　　

　　其他元素Ni、Cr、Cu等，在微合金鋼中固溶硬化并不十分有效，在非調質鋼中一般控制在較低的含量范圍。

　　

　　gb合金結構鋼（3077-88）性能及用途

　　

　　鋼組

　　

　　牌號

　　

　　性能

　　

　　用途

　　

　　Mn

　　

　　20Mn2

　　

　　正火后有較高的強度，良好的塑性、韌性和焊接性

　　

　　適于用來制造鋼板和無縫鋼管。制作貯藏罐、反應槽、型鋼及小零件、鉚釘、焊接支架、焊條等，也可作滲碳鋼，代替15Cr、20Cr鋼制造滲碳小齒輪、小軸、齒輪離合器、齒輪圈、軸齒輪、柴油機套管、汽車轉向滾車、汽頂門桿等

　　

　　30MnN2

　　

　　35Mn2

　　

　　淬火、回火后有較高的強度、韌性和耐磨性，焊接性不太好，做調質鋼用

　　

　　用于小截面的重要緊固件，可代40Cr鋼制造汽車拖拉機的車架縱梁、齒輪、軸、冷鍛螺栓、車軸等

　　

　　40Mn2

　　

　　45Mn2

　　

　　強度、塑性和耐磨性都較好，但焊接性低，耐預熱到100-425℃后才能焊接

　　

　　用于制造重負荷的零件，如軸、曲軸、柄桿、活塞桿、連桿等，也可用于制造高壓容器，如氧氣瓶等，還可代替40Cr制造直徑50mm以下的零件

　　

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