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低合金鋼由來中國鋼產(chǎn)量已突破1億噸,鋼材數(shù)量不再是主要矛盾,鋼材品種結構不合理的矛盾十分突出.當前行業(yè)的主要任務是努力提高產(chǎn)品的市場競爭力,站在可持發(fā)展的新起點上,把大力開發(fā)低合金鋼列入發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容.許多普鋼企業(yè)在鋼材品種結構調(diào)整和編制科技發(fā)展規(guī)劃中,已意識到低合金鋼生產(chǎn)是提高產(chǎn)品技術含量和附加值的關鍵,對低合金鋼開發(fā)中碰到的種種問題心中無數(shù),一些科技管理干部覺得“成也低合金鋼,敗也低合金鋼”,迫切要求對低合金鋼有個的了解. 按國際標準,把鋼區(qū)分為非合金鋼和合金鋼兩大類,非合金鋼是通常叫做碳素鋼的一大鋼類,鋼中除了鐵和碳以外,還含有爐料帶入的少量合金元素Mn、Si、Al,雜質(zhì)元素P、S及氣體N、H、O等.合金鋼則是為了獲得某種物理、化學或力學特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V,并對雜質(zhì)和有害元素加以控制的另一類鋼. 原則上講,合金鋼分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼,顧名思義,以含有合金元素的總量來加以區(qū)分,總量低于3%稱為低合金鋼,5~10%為中合金鋼,大于10%為高合金鋼.在國內(nèi)習慣上又將特殊質(zhì)量的碳素鋼和合金鋼稱為特殊鋼,全國31家特鋼企業(yè)專門生產(chǎn)這類鋼,如優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、軸承鋼、不銹鋼、耐熱鋼、電工鋼,還包括高溫合金、耐蝕合金和精密合金等等.在鋼的分類上,近年雖努力向國際通用標準靠攏,但還有許多不同之處. ① 隨著特鋼向“特”、“精”、“高”發(fā)展,向深加工方向延伸,特鋼的領域越來越窄.美國特鋼協(xié)會將特鋼定位在工模具鋼、不銹鋼、電工鋼、高溫合金和鎳合金.日本把結構鋼和高強度鋼歸并在特鋼范疇.隨著我國普鋼企業(yè)的技術改造和工藝進步,特鋼企業(yè)的產(chǎn)品領域也在縮小,1999年普鋼廠已生產(chǎn)特鋼產(chǎn)品總量的34%. ② 國外的低合金鋼,實際上是我們所熟悉的低合金高強度鋼,屬于特殊鋼范疇,在美國叫做高強度低合金鋼(HSLA—Steel),俄羅斯及東歐各國稱為低合金建筑鋼,日本命名為高張力鋼.而在國內(nèi),首先是把低合金鋼劃入了普鋼范圍,概念上的區(qū)別導致在產(chǎn)品質(zhì)量上的差異.在名稱上也幾經(jīng)變化,如低合金建筑鋼、普通低合金鋼、低合金結構鋼,至1994年叫做低合金高強度結構鋼(GB/T1591—94).到目前為止,從發(fā)表的資料文獻來看,低合金鋼的名稱仍然隨著、企業(yè)和作者而異. ③ 低合金鋼與碳素鋼、低合金鋼與合金鋼之間,明確劃出的概念是不存在的.在國外,50年代曾給低合金鋼下過定義,總的意思是,凡是合金元素總量在3%以下,屈服強度在275Mpa以上,具有良好的可加工性和耐腐蝕性,以型、帶、板、管等鋼材形狀,在熱軋狀態(tài)直接使用的軟鋼的替代品.當然,在技術發(fā)展進程中,低合金鋼不論在合金含量、性能水平和交貨狀態(tài),已經(jīng)有了很大的變化. 在我國,低合金鋼是一個更加籠統(tǒng)的鋼類,鋼材品種不僅含有低合金焊接高強度鋼,還包容了低合金沖壓鋼、低合金耐腐蝕鋼、低合金耐磨損鋼、低合金低溫鋼、甚至還納入了低、中碳含量的低合金建筑鋼和中、高碳含量的低合金鐵道軌鋼.具有中國特色,但帶來的一個問題是缺乏與國外統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可比性. 1.2 早期低合金鋼的發(fā)展 低合金鋼的出現(xiàn)可以追溯到19世紀的1870年,一種碳含量0.64~0.9%和鉻含量0.54~0.68%、抗拉強度685Mpa、彈性極限410Mpa鋼,次被采用于工程結構,建造了跨度158.5m的拱形橋梁.但這種鋼不理想也是十分明顯的,需要軋后熱處理,難以機械加工,耐蝕性又不良.隨后的1個多世紀的時間,世界各國不斷探索,大體上可以把低合金鋼區(qū)劃為三個不同特征的發(fā)展階段,在20世紀20年代以前,20~60年代及60年代以后.前兩個階段姑且合稱為傳統(tǒng)的低合金鋼發(fā)展階段,后一階段可以稱為現(xiàn)代低合金鋼發(fā)展階段(后面我們稱它為微合金鋼Microalloyed Steel). 前一時期低合金鋼的重大發(fā)展有三個標志: ① 由單一元素合金化向多元素合金化發(fā)展 1895年曾采用0.40~0.56%C和3.5%Ni的鋼建造了俄國的“鷹”級驅逐艦,該鋼的加工性比初期的鉻鋼要好得多,屈服強度在355Mpa.20世紀初還用8000多噸含鎳的鋼建造了跨度為448m的橋梁,美中不足的是這種鋼的合金資源有限,成本又高.此后開發(fā)了1.25%Si的低合金鋼,建造了橫渡大西洋的船舶和跨度110m的橋梁,俄國利用鐵銅混生礦源,曾開發(fā)了0.7~1.1%Cu的低合金鋼用于造船、建橋,這種鋼導電性好,抗腐蝕性優(yōu)良. 長達30多年的生產(chǎn)和應用經(jīng)驗的積累,發(fā)現(xiàn)多元合金化的低合金鋼綜合性能更佳,經(jīng)濟上更劃算,開發(fā)了二元合金化的Ni-Cr、Cr-Mn、Mn-V低合金鋼,和三元復合合金化的Cr-Mn-V、Cr-Mn-Si、Mn-Cu-P等低合金鋼.用途上也擴大到了鍋爐、容器、建筑和鐵塔等方面.20世紀20年代全世界的低合金鋼產(chǎn)量達到200萬噸
Q345B鋼板簡介
牌號表示方法：鋼的牌號由代表屈服強度的漢語拼音字母，屈服強度數(shù)值，質(zhì)量等級符號三個部分組成。例如：Q345B，其中：
Q—鋼的屈服強度的“屈”字漢語拼音的首位字母；
345—屈服強度數(shù)值，單位MPa；
B—質(zhì)量等級為B級。
Q345B鋼板執(zhí)行標準
當需方要求Q345B鋼板具有厚度方向性能時，則在上述規(guī)定的牌號后面加上代表厚度方向（Z向）性能級別的符號，例如：Q345BZ15.
執(zhí)行標準：執(zhí)行GB/T1591-2008。
Q345B鋼板屈服強度和坑拉強度
屈服強度：≤16mm：≥345，16-40mm：≥335，40-63mm：≥325，63—80mm：≥315，80—100mm：≥305，100—150mm：≥285，150—200mm：≥275。
抗拉強度：450—630。
伸長率：大于17。
沖擊試驗：試驗溫度：20℃：大于34
十多年來，齊齊哈爾克山健暉鑄造有限公司憑借雄厚的技術力量，豐富的施工經(jīng)驗，嚴密科學的管理體系，承建了眾多標志性 355B低合金板工程，贏得了新老客戶的贊揚和肯定，在同行業(yè)中享有很高和良好的信譽。
橋主體結構就采用Q345。[2]
Q345（18Nb）綜合力學性能和低溫沖擊韌性良好，焊接性能和冷熱壓力加工性能良好，用于建筑結構、化工容器、管道、起重機械和鼓風機等。
Q345（16Mn）具有良好的綜合力學性能、低溫沖擊韌性、冷沖壓、切削加工性、焊接性能等，但缺口敏感性較大，廣泛用于受動荷載作用的焊接結構，如橋梁、車輛、船舶、管道、鍋爐、大容器、油罐、重型機械設備，礦山機械和-40℃低溫壓力容器。
Q390具有良好的綜合力學性能，分為A~E五級，應用于中高壓鍋鍋筒，中高壓石油化工容器，大型船舶，橋梁，車輛，起重機及其他較高載荷的焊接結構件等。
Q420分A~E五級，具有良好的綜合力學性能，應用于大型船舶，橋梁，電站設備，起重機械機車車輛，管道，中高壓鍋爐及容器，重型焊接結構件等。
Q460分C~E三級，具有良好的力學性能，可淬火后用于大型挖掘機，起重運輸機械，鉆井平臺。值得一提的是體育館“鳥巢”主體鋼架結構采用Q460E制造，Q460E鋼比一般建筑用鋼的強度及其他性能高一倍左右。
Q500分C~E三級，強度和硬度很高，需在500℃下使用，多用于石油，化工中的中溫高壓容器或鍋爐，還可用于大鍛件，如水輪機大軸等。
Q690分C~E三級，強度和硬度非常高，應用面較小，多應用高溫中壓容器，高層建筑桿件，液壓支架等。
45#碳結板,國內(nèi)常叫45號鋼，45號鋼號表示鋼的化學成分（鋼的含碳量為0.45%左右）。一般市場現(xiàn)貨熱軋居多。冷軋規(guī)格1.0~4.0mm之間。45號鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，屬于中碳鋼，可進行淬火處理，其熱處理后強度和硬度高，故適合于制作機械零件，用于要求受力大及耐磨性好的場合。故屬機械用鋼，主要用作機械零件，如軸類、齒輪、高強度螺栓等。
45#碳結板,國內(nèi)常叫45號鋼，一般市場現(xiàn)貨熱軋居多。冷軋規(guī)格1.0~4.0mm之間。[1]
45號鋼,是GB中的叫法,JIS中稱為:S45C,ASTM中稱為1045,080M46,DIN稱為:C45
45號鋼為 優(yōu)質(zhì)碳素結構用鋼 ,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板,梢子,導柱等,但須熱處理 。
45#鋼廣泛用于機械制造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45號鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45#鋼優(yōu)越的機械性能，常將45#鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。
1. 45鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（高可達HRC62）為合格。
實際應用的高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。
2. 45鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。
調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨。可用調(diào)質(zhì)+表面淬火提高零件表面硬度。
滲碳處理一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件，其耐磨性比調(diào)質(zhì)+表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2%，芯部一般在0.1－－0.25%（特殊情況下采用0.35%）。經(jīng)熱處理后，表面可以獲得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐沖擊。
如果用45鋼滲碳，淬火后芯部會出現(xiàn)硬脆的馬氏體，失去滲碳處理的優(yōu)點。現(xiàn)在采用滲碳工藝的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部強度已經(jīng)可以達到很高，應用上不多見。0.35%從來沒見過實例，只在教科書里有介紹。可以采用調(diào)質(zhì)+高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。
GB/T699-1999標準規(guī)定的45鋼熱處理制度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火，達到的性能為屈服強度≥355MPa
GB/T699-1999標準規(guī)定45鋼抗拉強度為600MPa，屈服強度為355MPa，伸長率為16%，斷面收縮率為40%，沖擊功為39J
45號鋼不淬火硬度小于HRC28，比較軟，不耐磨。淬火后硬度可以（注意是可以）大
于HRC55，耐磨性較好，
45號鋼淬火后硬度可以（注意是可以）大于HRC55。但這是小截面的，截面稍大，得到的硬度就會降低。而且冬天淬裂的可能也是有的。這些方面都要注意。
不要采用表面氮化處理，雖然表面硬度可以提高很多，但基體材料會硬度很低。雖然耐磨了，但會壓出小坑來。
故屬機械用鋼，主要用作機械零件，如軸類、齒輪、高強度螺栓等。
低合金高強度鋼必需具有適當?shù)某尚涡阅芤詽M足更加容易進行熱或冷加工以制成工程結構的各種部件。和碳素結構鋼一樣，低合金高強度鋼一般可以進行剪切、沖孔和機加工藝等加工。
低合金高強度鋼和碳素結構鋼的冷成形性能之間有固有的區(qū)別。首先，使低合金高強度鋼產(chǎn)生一定量的變形比同樣尺寸的碳素結構鋼需要更大的力。第二，當?shù)秃辖鸶邚姸蠕摮尚螘r，對回彈應給出稍大些的允許量。
所以對低合金高強度鋼沒有進行控制夾雜物形狀的處理，在進行冷成形時必須使用比碳素結構鋼更大的彎曲半徑。
2.缺口韌性
低合金高強度鋼牌號在設計上具有對其預期的結構用途來說相當好的缺口韌性。具體牌號的低合金高強度鋼其缺口韌性的適用性，或是結合缺口試樣的沖擊試驗結果綜合考慮。為了滿足某些用途的極嚴格的要求，生產(chǎn)的一些低合金高強度鋼具有極好的缺口韌性。通常采用控制熱軋技術生產(chǎn)用于制造焊接管線鋼管的低臺金高強度鋼鋼板，這種鋼管符合有關標準對缺口韌性規(guī)定的要求。
以上就是低合金鋼板的成形性能與缺口韌性，我們都知道，進行產(chǎn)品加工時我們必須考慮其成形性，只有成形性能平衡才能保證產(chǎn)品的穩(wěn)定與可成形。所以低合金鋼板主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結構等。
高強板在酸性環(huán)境中的應力腐蝕性，高強度高韌性鋼板是特殊鋼材，而高強板具有較高的應力腐蝕敏感性，并且其腐蝕敏感性受環(huán)境因素的影響非常大。在使用過程中，高強板難免會接觸酸性環(huán)境，并且環(huán)境介質(zhì)中的pH值并不穩(wěn)定。一般而言，隨著pH值的降低，材料發(fā)生酸性溶解和氫致開裂的風險提高，同時，Cl-濃度對高強板的SCC敏感性也有較大影響。
試驗采用超高強度馬氏體鋼Cr12Ni4Mo2Co14，雙真空冶煉生產(chǎn)，其化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）為：C0。10～0。25，Ni3。5～4。5，Cr11。0～12。5，Mo1。5～2。3，Co11。5～14。0，V0。45～0。60，W0。70～0。82，S＜0。0005，P＜0。02，F(xiàn)e余量。其金相顯微組織主要為板條狀馬氏體以及少量殘余奧氏體，晶界與基體分布著脆性滲碳體。
實驗溶液為0。05mol/LNa2SO4，并用H2SO4調(diào)節(jié)pH值為5。為研究Cl-對高強板力腐蝕性能的影響，在（H2SO4+Na2SO4）溶液中添加NaCl，［Cl-］分別為0。1%、0。15%和0。35%。為研究H對超高強度鋼應力腐蝕性能的影響，在拉伸實驗前試樣在實驗溶液中在不同大小的陰極電流下充氫30min，充氫電流密度分別為10和25mA/cm2。
實驗結果表明：
（1）Cl-顯著提高Cr12Ni4Mo2Co14鋼的應力腐蝕敏感性，實驗條件下臨界Cl-濃度［Cl-］c為0。15%左右。當Cl-濃度高于［Cl-］c時，Cl-引發(fā)嚴重的點蝕，應力腐蝕裂紋起源于點蝕坑處。Cr12Ni4Mo2Co14鋼在含Cl-溶液中的斷裂機理可以用“滑移-膜破裂”機制進行解釋。
（2）充氫后的Cr12Ni4Mo2Co14鋼發(fā)生氫致開裂，斷口上出現(xiàn)二次裂紋。臨界充氫電流密度i［H］c為10mA/cm2（溶液pH=5，充氫時間為30min）。當充氫電流密度大于i［H］c時，Cr12Ni4Mo2Co14的強度損失和塑性損失趨于大值。
（3）溶液中的Cl-濃度和材料中的H有復雜的交互作用，并非簡單的加和作用。
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