这是一类可焊接的低碳工程结构用钢。其含碳量通常小于0.25%,比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强度σ0.2(30~80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65~0.95),较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性,以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。其合金元素含量较低,一般在2.5%以下,在热轧状态或经简单的热处理(非调质状态)后使用;因此这类钢能大量生产、广泛使用。各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10%(见合金钢)。
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -低合金高强度钢
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -简介
这是一类可焊接的低碳工程结构用钢。其含碳量通常小于0.25%,比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强度σ0.2(30~80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65~0.95),较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性,以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。其合金元素含量较低,一般在2.5%以下,在热轧状态或经简单的热处理(非调质状态)后使用;因此这类钢能大量生产、广泛使用。各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10%(见合金钢)。19世纪末,在低合金高强度钢发展的初期,钢种的合金设计只考虑抗拉强度。钢中加入较高含量的Si、Mn、Ni、Cr等某一合金元素以改善某一方面的使用性能,但获得高强度的主要手段仍然依赖于较高的含碳量。随着钢结构由铆接向焊接发展,为了提高钢的抗脆断性能,逐步向降低钢中含碳量和复合合金化的方向变化。20世纪50年代,为节约合金元素,曾采用热处理的方法以获得强度和韧性的良好匹配。60年代,开始了称之为微合金化和控制轧制生产的新阶段,出现了一些新的钢种。至70年代,发展成熟的微珠光体钢和无珠光体钢、针状铁素体钢、超低碳贝氏体钢、热轧双相钢以及低碳马氏体钢在油气输送管线、深井油管、汽车钢板等领域中得到推广应用;预计在80年代,这些钢种在工程结构材料中将占有重要的地位。中国于1957年开始研制低合金高强度钢,结合中国的资源发展了Mn、Mn-V、Mn-Ti、Mn-Nb和Mn-Mo等一系列的钢种,屈服强度为30~70kgf/mm2。
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -国家标准
《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-2008取代GB/T1591-94)
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -合金元素的作用
目前,新型的低合金高强度钢以低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)为主要特征。常用的合金元素按其在钢的强化机制中的作用可分为:固溶强化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等);细化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等);沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相变强化元素(Mn、Si、Mo等)(见金属的强化)。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%;所以降碳是这类钢发展的必然趋势,从而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,但在热轧铁素体-马氏体多相钢中,硅是不可缺少的添加元素。
Mo 含钼钢(~0.15%Mo)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 在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。
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -分类
低合金高强度钢按其主要性能和用途,可分为高强度用钢、低温用钢和耐蚀用钢三类:高强度用钢 这类钢除高强度外还兼有优良的低温韧性,其主要特点和用途见表。这类钢的产量在中国占低合金高强度钢产量的80%以上,其中屈服强度35~40kgf/mm2级的钢种占大多数,应用最为广泛的是16Mn钢。
低合金高强度钢低温用钢 它们属于铁素体型低温用钢。通过提高钢的纯净度和降低钢中磷、硫含量得到较低的韧性-脆性转变温度。这类钢主要有09Mn2V(-70℃)、06MnNb(-90℃)、3.5%Ni(-100℃)和06AlNbCuN(-120℃),用于制作低温设备的零部件。
耐蚀用钢 这类钢对大气、海水、硫化氢等环境有一定程度的抗蚀能力,如10MnPNbRE钢耐海洋大气和海水腐蚀,用于船舶、板桩、井架;12MoAlV钢适于制造炼油厂高温硫化氢设备;10MoWVNb钢在用于400℃氢、氮、氨高压管方面效果较好。
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -生产工艺
低合金高强度钢可在平炉、转炉或电炉冶炼。中国在1979年以后已用氧气顶吹转炉-钢包吹氩-连铸板坯-热连轧,或电炉-钢包喷粉-厚板轧机的工艺流程生产 Nb、V、Ti低合金高强度钢。钢材一般在热轧后使用,为得到均匀的组织和稳定的性能,通常采用高温回火、正火、调质等传统的金属热处理方法。屈服强度大于60kgf/mm2的非调质厚板也可采用轧后控制冷却的方法来生产。
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -普通低合金高强度钢的焊接特点
焊接特点如下:
(1)热影响区的淬硬倾向
热影响区的淬硬倾向,是普低钢焊接的重要特点之一。随着强度等级的提高,热影响区的淬硬倾向也随着变大。为了减缓热影响区的淬硬倾向,必须采取合理的焊接工艺规范。影响热影响区淬硬程度的因素有:
材料及结构形式,如钢材的种类、板厚、接头型式及焊缝尺寸等;
工艺因素,如工艺方法、焊接规范、焊口附近的起焊温度(气温或预热温度)。
焊接施工应通过选择合适的工艺因素,例如增大焊接电流,减小焊接速度等措施来避免热影响区的淬硬。
(2)焊接接头的裂纹
焊接裂纹是危害性最大的焊接缺陷,冷裂纹、再热裂纹、热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹是焊接中常见的几种形态。
某些钢材淬硬倾向大,焊后冷却过程中,由于相变产生很脆的马氏体,在焊接应力和氢的共同作用下引起开裂,形成冷裂纹。延迟裂纹是钢的焊接接头冷却到室温后,经一定时间(几小时,几天甚至几十天)才出现的焊接冷裂纹,因此具有很大的危险性。防止延迟裂纹可以从焊接材料的选择及严格烘干、工件清理、预热及层间保温、焊后及时热处理等方面进行控制。
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -相关文章
・6CrW2Si合金工具钢
・微合金化钢
・Cr5Mo1V合金工具钢
・9cr2合金工具钢
・15CrMo合金结构钢
・合金钢轧钢生产系统
・金属材料
・生物高分子材料
・钢铁
・合金结构钢和合金工具钢的锻件典型缺陷-低
・真空冶金
・钢按用途分类
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -参考书目
J.M.Gray,Processing and Properties of Low Carbon Steels,AIME,New York,1973.F.B.Pickering,Low Carbon Structural Steels for the Eighties,The Institution of Metallurgists, London,1977.
F.B.Pickering,Physical Metallurgy and theDesign of Steels,Applied Science Publishers Ltd.,London,1978.
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -配图
低合金高强度钢_低合金高强度钢 -相关连接