第2章_工程結構鋼

1、第第2章章 工工程構件程構件用鋼用鋼 主主 要要 內內 容容第一節(jié)第一節(jié) 工程構件用鋼的基本要求工程構件用鋼的基本要求第二節(jié)第二節(jié) 工程構件用鋼的合金化工程構件用鋼的合金化第三節(jié)第三節(jié) 鐵素體鐵素體-珠光體鋼珠光體鋼 第四節(jié)第四節(jié) 低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體鋼及低碳貝氏體型鋼、針狀鐵素體鋼及 低碳馬氏體鋼低碳馬氏體鋼第五節(jié)第五節(jié) 雙相鋼雙相鋼Chapter 2 工程構件用合金結構鋼教學要求教學要求: 基本要求基本要求: 了解工程結構用鋼的性能特點及用途，熟悉常用了解工程結構用鋼的性能特點及用途，熟悉常用低合金構件用鋼。低合金構件用鋼。 重點與難點：重點與難點： 各種工程結構用鋼的成分特點，合金

2、元素的作用，各種工程結構用鋼的成分特點，合金元素的作用，顯微組織與力學性能。顯微組織與力學性能。 第第2 2章章 工程結構鋼工程結構鋼 工程結構鋼是指專門用來制造工程結構件的一大類鋼工程結構鋼是指專門用來制造工程結構件的一大類鋼種。在鋼總產量中，工程結構鋼占種。在鋼總產量中，工程結構鋼占90左右。工程結構鋼包括左右。工程結構鋼包括碳碳素鋼和低合金高強度鋼素鋼和低合金高強度鋼。 低合金高強度鋼低合金高強度鋼是指在碳含量低于是指在碳含量低于0.25%（質量分數，下同）的（質量分數，下同）的普通碳素鋼的基礎上，通過添加一種或多種少量合金元素（低于普通碳素鋼的基礎上，通過添加一種或多種少量合金元素（低

3、于3%），使鋼的強度明顯高于碳素鋼的一類工程結構用鋼，統(tǒng)稱低），使鋼的強度明顯高于碳素鋼的一類工程結構用鋼，統(tǒng)稱低合金高強度鋼。合金高強度鋼。 按用途可分為結構鋼、耐腐蝕鋼、低溫用鋼、耐磨鋼、鋼筋鋼、按用途可分為結構鋼、耐腐蝕鋼、低溫用鋼、耐磨鋼、鋼筋鋼、鋼軌鋼及其他專業(yè)用鋼等鋼軌鋼及其他專業(yè)用鋼等 高強度耐侯厚壁冷彎高強度耐侯厚壁冷彎高頻焊管用于東方明高頻焊管用于東方明珠塔珠塔客車客車鍍鋅鍍鋅C C型鋼用于上海大劇院屋架桁架型鋼用于上海大劇院屋架桁架浦東國際機場侯機樓及道路護欄浦東國際機場侯機樓及道路護欄現代化蔬菜棚現代化蔬菜棚耐候耐候Z Z型鋼用于體育館型鋼用于體育館大橋大橋船舶船舶屋架屋

4、架壓力容器壓力容器2.1 工程結構鋼的基本要求工程結構鋼的基本要求 工程結構件長期受靜載；互相無相對運動工程結構件長期受靜載；互相無相對運動受大氣（海水）的侵蝕；有些構件受疲勞沖擊；受大氣（海水）的侵蝕；有些構件受疲勞沖擊；一般在一般在-50100-50100范圍內使用；范圍內使用；如：橋梁、船舶等受到像風力或海浪沖擊如：橋梁、船舶等受到像風力或海浪沖擊. .服役服役條件條件生產生產工藝工藝 焊接是構成金屬結構的常用方法；一般都要焊接是構成金屬結構的常用方法；一般都要經過如剪切、沖孔、熱彎、深沖等成型工藝經過如剪切、沖孔、熱彎、深沖等成型工藝技術技術要求要求 1 1、足夠的強度與韌度（特別是低

5、溫韌度）；、足夠的強度與韌度（特別是低溫韌度）； 2 2、良好的焊接性和成型工藝性；、良好的焊接性和成型工藝性； 3 3、良好的耐腐蝕性；、良好的耐腐蝕性； 4 4、低的成本。、低的成本。冷脆實例冷脆實例119541954年冬天，英國年冬天，英國3 3萬萬2 2千噸的千噸的 世界協(xié)和世界協(xié)和 號油船，在號油船，在愛爾蘭寒風凜冽的海面上航行，突然船體中部發(fā)生愛爾蘭寒風凜冽的海面上航行，突然船體中部發(fā)生斷裂，船很快就沉沒了。后來，又發(fā)生了幾起類似斷裂，船很快就沉沒了。后來，又發(fā)生了幾起類似的沉船事件。經研究發(fā)現，沉船是由于外界溫度太的沉船事件。經研究發(fā)現，沉船是由于外界溫度太低，金屬材料變脆后斷裂

6、所致。這種材料的變脆現低，金屬材料變脆后斷裂所致。這種材料的變脆現象因為是在低溫下產生的，所以稱之為象因為是在低溫下產生的，所以稱之為 冷脆冷脆 。 冷脆實例冷脆實例2利用脆化現象，人們發(fā)明了利用脆化現象，人們發(fā)明了 低溫粉碎技術低溫粉碎技術 。例如，用低。例如，用低溫來粉碎廢鋼鐵。我們知道，煉鋼時，要大量使用廢鋼，溫來粉碎廢鋼鐵。我們知道，煉鋼時，要大量使用廢鋼，電爐煉鋼時，廢鋼占原料總量的電爐煉鋼時，廢鋼占原料總量的606080%80%。廢鋼在投入。廢鋼在投入冶煉前，先要進行破碎，以加快熔化速度。由于廢鋼的尺冶煉前，先要進行破碎，以加快熔化速度。由于廢鋼的尺寸、厚薄、輕重相差懸殊，所以廢鋼

7、的粉碎一直是個難題。寸、厚薄、輕重相差懸殊，所以廢鋼的粉碎一直是個難題。傳統(tǒng)的電弧切割法，速度慢，效率低。采用低溫粉碎技術，傳統(tǒng)的電弧切割法，速度慢，效率低。采用低溫粉碎技術，將廢鋼浸泡在液氮將廢鋼浸泡在液氮(-196)(-196)中，或用氣氮冷卻中，或用氣氮冷卻(-100(-100）后，）后，廢鋼就變得像玻璃那樣易碎。廢鋼就變得像玻璃那樣易碎。 2.2 低合金高強度結構鋼的合金化低合金高強度結構鋼的合金化C 固溶強化效果和珠光體含量，低成本。固溶強化效果和珠光體含量，低成本。 C，塑、韌性，塑、韌性，焊接性、冷成型。焊接性、冷成型。如如0.1%C，TK為為-50，0.3%C，TK為為50一般

8、均應限制在一般均應限制在0.2%以下以下Si 最常用且較經濟的元素。強化最常用且較經濟的元素。強化F較顯著，較顯著，1%Si，s85MPa，TK，量多時可大為，量多時可大為降低塑韌性，所以降低塑韌性，所以Si控制在控制在1.1%1、Me對低合金高強度鋼力學性能的影響對低合金高強度鋼力學性能的影響Mn 固溶強化作用大，固溶強化作用大，1%Mn，s33MPa。約有約有3/4量溶入量溶入F中，弱的細晶作用，中，弱的細晶作用，TK。同樣量多時可較大的降低塑韌性同樣量多時可較大的降低塑韌性. 所以所以Mn控制在控制在NbAlV。Re 脫氧去硫吸氫作用，改善脫氧去硫吸氫作用，改善塑韌性，塑韌性，TK 所以

9、，低合金高強度鋼的所以，低合金高強度鋼的基本成分應考慮低碳，稍高的錳基本成分應考慮低碳，稍高的錳含量，并適當用硅強化。含量，并適當用硅強化。 合金元素對低合金高強度合金元素對低合金高強度鋼的固溶強化鋼的固溶強化 鋼的韌脆轉折溫度與碳含量的鋼的韌脆轉折溫度與碳含量的關系關系 （a）強化機制的影響）強化機制的影響 （b）成分的影響）成分的影響圖圖 鐵素體鐵素體-珠光體鋼的各種強化機制和成份對屈服強珠光體鋼的各種強化機制和成份對屈服強 度和韌度和韌-脆轉折溫度的影響脆轉折溫度的影響 2、Me對焊接性和耐大氣腐蝕性的影響對焊接性和耐大氣腐蝕性的影響 優(yōu)良的焊接性是指優(yōu)良的焊接性是指：焊接工藝簡單；焊縫

10、與母材結合牢：焊接工藝簡單；焊縫與母材結合牢固，強度不低于母材；焊縫的熱影響區(qū)保持足夠的強度與韌固，強度不低于母材；焊縫的熱影響區(qū)保持足夠的強度與韌性，沒有裂紋及各種缺陷。性，沒有裂紋及各種缺陷?？刂瓶刂艭 C C 焊縫處硬化與脆化傾向焊縫處硬化與脆化傾向，焊接裂，焊接裂紋紋。提高淬透性的。提高淬透性的MeMe種類及其數量也應適種類及其數量也應適當控制，如當控制，如CrCr、MnMn、MoMo、NiNi等。等。CuP 耐大氣腐蝕性最有效耐大氣腐蝕性最有效的元素。一般含量的元素。一般含量:0.0250.25% Cu ，0.050.15 P 。 P，冷脆，冷脆和時效傾向增加。和時效傾向增加。復合加

11、入適量元素，則復合加入適量元素，則鋼耐蝕性效果更佳。鋼耐蝕性效果更佳。 如如090CuPCrNi-A、 09CuP、09CuPCrNi-B時效時效現象現象 低碳工程構件經加工或高溫冷卻后，在室溫或較低溫度下放置一段時低碳工程構件經加工或高溫冷卻后，在室溫或較低溫度下放置一段時間，鋼的性能會發(fā)生明顯變化的現象。（淬火時效和機械時效）間，鋼的性能會發(fā)生明顯變化的現象。（淬火時效和機械時效）產生產生原因原因 C、N等間隙等間隙原子偏聚原子偏聚或內吸附于或內吸附于位錯等晶體缺陷處。提高硬度、降低位錯等晶體缺陷處。提高硬度、降低塑性和韌度。如：某鋼板剛變形時，塑性和韌度。如：某鋼板剛變形時，AK120J

12、，十天后降為，十天后降為35J；焊接鋼板；焊接鋼板在三個月后由在三個月后由92J降為降為33J。當然橋梁、船舶等突然斷裂的原因很多。共振、應力波等當然橋梁、船舶等突然斷裂的原因很多。共振、應力波等2.3 鐵素體鐵素體-珠光體鋼珠光體鋼 最新研究成果：如最新研究成果：如F晶粒尺寸細化到晶粒尺寸細化到級，則級，則F-P類低合金高強度鋼的強度也可類低合金高強度鋼的強度也可達到達到800MPa組織：組織： 1025片層狀片層狀P+ 7590多邊形多邊形F。P-F鋼鋼分類分類碳素工程結構鋼碳素工程結構鋼（普通）低合金高強度鋼（普通）低合金高強度鋼微合金化低合金高強度鋼微合金化低合金高強度鋼18一、碳素工

13、程結構鋼一、碳素工程結構鋼1、碳素工程結構鋼的分類、成分及性能特點、碳素工程結構鋼的分類、成分及性能特點 1)編號編號 Q屈服點質量等級脫氧屈服點質量等級脫氧 Q：表示屈服強度：表示屈服強度 屈服點：分為屈服點：分為5個等級：個等級：195，215， 235，255，275(MPa) 2)質量等級：質量等級： 分分A，B，C，D四個等級，表示對沖擊試驗的要求不一樣。四個等級，表示對沖擊試驗的要求不一樣。 A：不要求，：不要求， B：20時時27J。 C：0時時27J， D：2027J。 3)脫氧方式脫氧方式 鎮(zhèn)靜鋼：不表示。鎮(zhèn)靜鋼：不表示。 沸騰鋼：沸騰鋼：F； 半鎮(zhèn)靜鋼：半鎮(zhèn)靜鋼：b。194

14、)4)特點：特點： (1)(1)碳含量較低。碳含量較低。0.06-0.38%C0.06-0.38%C (2) (2)熱軋態(tài)供貨，不需熱處理，組織為熱軋態(tài)供貨，不需熱處理，組織為F FP P。 (3) S(3) S，P P含量隨質量等級提高而減少。含量隨質量等級提高而減少。5)5)用途用途 (1)(1)主要用于工程結構鋼。主要用于工程結構鋼。 (2)(2)產量大。產量大。2、碳素工程結構鋼中的基本元素、碳素工程結構鋼中的基本元素 Fe、C、Mn、Si、S、P 1）C C增加，增加， 強度上升，塑韌性下降，焊接性能下降、強度上升，塑韌性下降，焊接性能下降、 冷脆性及時效敏感性增加；冷脆性及時效敏感

15、性增加；2）Mn Mn是殘留物，可以減輕是殘留物，可以減輕S的有害性；的有害性；3）Si 作為脫氧劑殘留于鋼中，可提高鋼的強度硬度及彈作為脫氧劑殘留于鋼中，可提高鋼的強度硬度及彈 性，降低塑韌性；性，降低塑韌性；4）S 煉鋼中殘留的有害物質（熱脆）；煉鋼中殘留的有害物質（熱脆）；5）P P也為有害物質（冷脆）。也為有害物質（冷脆）。3、常用碳素工程結構用鋼、常用碳素工程結構用鋼3）Q235 C量適中，是最通用的工程構件用鋼之一，具有量適中，是最通用的工程構件用鋼之一，具有 一定的強度、塑性及良好的焊接性；一定的強度、塑性及良好的焊接性；5）Q275 C、Si、Mn含量較高，具有較高的強度及硬度

16、含量較高，具有較高的強度及硬度 較好耐磨性，而塑性較低。較好耐磨性，而塑性較低。4）Q255 良好的強度、塑韌性、焊接性及冷熱壓力加工。良好的強度、塑韌性、焊接性及冷熱壓力加工。2）Q215 C、Mn含量低，強度不高，塑韌性好，同時具含量低，強度不高，塑韌性好，同時具有良好的焊接性能及工藝成型性。有良好的焊接性能及工藝成型性。1）Q195 C、Mn含量低，強度不高，含量低，強度不高，塑韌性高塑韌性高；二、低合金高強度結構鋼二、低合金高強度結構鋼1)、低、低碳，這類鋼中碳的質量分數一般小于碳，這類鋼中碳的質量分數一般小于0.2%，主要是為了獲得較好，主要是為了獲得較好的塑性、韌性、焊接性能。的塑

17、性、韌性、焊接性能。2)、主、主加合金元素主要是加合金元素主要是Mn，加很少，加很少Cr和和Ni，是經濟性能較好的鋼種。，是經濟性能較好的鋼種。 Mn能細化珠光體和鐵素體晶粒；能細化珠光體和鐵素體晶粒； Mn的含量在的含量在1%1.5%范圍內可促進鐵素體在形變時發(fā)生交滑移范圍內可促進鐵素體在形變時發(fā)生交滑移，同，同時，錳還使三次滲碳體難于在鐵素體晶界析出，減少了晶界的裂紋源，時，錳還使三次滲碳體難于在鐵素體晶界析出，減少了晶界的裂紋源，這也將改善鋼的沖擊韌性。這也將改善鋼的沖擊韌性。 Mn的加入還可使的加入還可使Fe-Fe3C相圖中的相圖中的S點左移，使基體中珠光體數量增點左移，使基體中珠光體

18、數量增多多，使，使強度不斷提強度不斷提高。高。1、低合金高強度結構鋼合金化特點、低合金高強度結構鋼合金化特點3)、輔加合金元素、輔加合金元素Al、V、Ti、Nb等，既可產生沉淀強化作用，還可細化等，既可產生沉淀強化作用，還可細化晶粒，從而使強韌性得以改善。晶粒，從而使強韌性得以改善。4)、加入一定量的、加入一定量的Cu和和P，改善這類鋼的耐大氣腐蝕性能。，改善這類鋼的耐大氣腐蝕性能。 Cu元素沉積在鋼的表面，具有正電位，成為附加陰極，使鋼在很小的元素沉積在鋼的表面，具有正電位，成為附加陰極，使鋼在很小的陽極電流下達到鈍化狀態(tài)；陽極電流下達到鈍化狀態(tài)； P在鋼中可以起固溶強化的作用，也可以提高耐

19、蝕性能；在鋼中可以起固溶強化的作用，也可以提高耐蝕性能； Ni和和Cr都能促進鋼的鈍化，減少電化學腐蝕；都能促進鋼的鈍化，減少電化學腐蝕；5)、加入微量稀土元素可以脫硫去氣，凈化鋼材，并改善夾雜物的形態(tài)與、加入微量稀土元素可以脫硫去氣，凈化鋼材，并改善夾雜物的形態(tài)與分布，從而改善鋼的力學性能和工藝性能。分布，從而改善鋼的力學性能和工藝性能。2、我國低合金高強度結構鋼、我國低合金高強度結構鋼3、國外低合金高強度結構鋼的情況、國外低合金高強度結構鋼的情況三、微合金化低合金高強度鋼三、微合金化低合金高強度鋼 石油、天然氣開發(fā)，需要大量輸送管線。油氣管線石油、天然氣開發(fā)，需要大量輸送管線。油氣管線用鋼

20、要求有很好的焊接性、低溫韌度和強度等綜合性能。用鋼要求有很好的焊接性、低溫韌度和強度等綜合性能。輸送油氣距離越長，壓力越大，質量要求也越高。油氣輸送油氣距離越長，壓力越大，質量要求也越高。油氣管線用鋼發(fā)展為微管線用鋼發(fā)展為微P P低合金高強度鋼。低合金高強度鋼。強化強化機理機理 對對F-P鋼鋼, P量每量每10%，將使，將使TK22。 油氣管線用鋼油氣管線用鋼:C, 0.1%；為保證；為保證，就必須采用其它不損害或少損害焊接性和就必須采用其它不損害或少損害焊接性和韌度的強化措施。韌度的強化措施。 析出強化和晶粒細化析出強化和晶粒細化鋼性能。鋼性能。Nb、V、Ti微合金化和控軋?zhí)幚砉に?。微合金?/p>

21、和控軋?zhí)幚砉に嚒Ａ私馕⒑辖鸹摰姆诸悾私馕⒑辖鸹摰姆诸悾?種）種）Nb對微合金化鋼強度和塑性的影響對微合金化鋼強度和塑性的影響V對微合金化鋼強度和塑性的影響對微合金化鋼強度和塑性的影響控制軋制和控制冷卻技術控制軋制和控制冷卻技術 高溫形變熱處理高溫形變熱處理F大幅度晶粒細化大幅度晶粒細化強度和韌度。強度和韌度?？刂栖堉坪涂刂评鋮s的組織變化模式圖控制軋制和控制冷卻的組織變化模式圖 圖中軋制溫度圖中軋制溫度向右邊降低，向右邊降低，上層表示奧氏上層表示奧氏體組織變化，體組織變化，下層表示奧氏下層表示奧氏體開始相變后體開始相變后組織及組織及F核的形核的形成成 圖圖 各種軋制程序模式圖各種軋制程序模

22、式圖 CR：控制軋制：控制軋制 ；AcC:控制冷卻控制冷卻 3、微合金元素的作用、微合金元素的作用 Nb、V、Ti單元或復合是常用的，其作用主要單元或復合是常用的，其作用主要有細化晶粒組織和析出強化。微合金元素細化鋼有細化晶粒組織和析出強化。微合金元素細化鋼晶粒主要通過以下兩種方式：晶粒主要通過以下兩種方式： （1）阻止加熱時奧氏體晶粒長大）阻止加熱時奧氏體晶粒長大 （2）抑制奧氏體形變再結晶）抑制奧氏體形變再結晶 在熱加工過程中，奧氏體會發(fā)生形變再結晶在熱加工過程中，奧氏體會發(fā)生形變再結晶使晶?；貜痛执?。但應變動態(tài)析出使晶?；貜痛执蟆５珣儎討B(tài)析出Nb、V、Ti的的碳氮化物，沉淀在晶界、亞晶

23、界和位錯上起釘軋?zhí)嫉?，沉淀在晶界、亞晶界和位錯上起釘軋作用，有效地阻止奧氏體再結晶時晶界和位錯的作用，有效地阻止奧氏體再結晶時晶界和位錯的運動，從而抑制奧氏體形變再結晶。運動，從而抑制奧氏體形變再結晶。 沉淀析出強化相主要是低溫下析出的沉淀析出強化相主要是低溫下析出的Nb(C，N)C和和VC。 Nb0.04%時，時，Gph；Nb0.04%時，時，ph增量大大增加，而增量大大增加，而G保持不變。保持不變。V引起析出強化增量引起析出強化增量ph最顯著，而最顯著，而Ti的作用處于的作用處于Nb和和V之間。之間。 微合金元素對鋼的屈服強度的影響微合金元素對鋼的屈服強度的影響 （G：晶粒細化的貢獻：

24、晶粒細化的貢獻Ph：析出強化的貢獻）：析出強化的貢獻） 2.4 2.4 低碳貝氏體鋼、針狀鐵素體鋼及低低碳貝氏體鋼、針狀鐵素體鋼及低碳馬氏體鋼碳馬氏體鋼 具有鐵素體具有鐵素體-珠光體組織的低合金鋼和微合金鋼的屈服強度的極限珠光體組織的低合金鋼和微合金鋼的屈服強度的極限約為約為460MPa。 若要求更高強度和韌性的配合，就需要考慮選擇若要求更高強度和韌性的配合，就需要考慮選擇其它類型組織其它類型組織的低的低合金鋼，如采用相變強化的方法，因而發(fā)展了合金鋼，如采用相變強化的方法，因而發(fā)展了低碳貝氏體型、低碳低碳貝氏體型、低碳索氏體型及低碳馬氏體型鋼索氏體型及低碳馬氏體型鋼。 主要是主要是適當降低鋼的

25、含碳量以改善韌性適當降低鋼的含碳量以改善韌性，由此造成的強度損失可由，由此造成的強度損失可由加入合金元素通過控制軋制和控制冷卻后形成低碳貝氏體或馬氏體加入合金元素通過控制軋制和控制冷卻后形成低碳貝氏體或馬氏體的相變強化的方法得到補償。配合加入微合金化元素，如鈮以細化的相變強化的方法得到補償。配合加入微合金化元素，如鈮以細化晶粒并進一步提高韌性。晶粒并進一步提高韌性。一、低碳貝氏體鋼一、低碳貝氏體鋼 低碳貝氏體鋼低碳貝氏體鋼是指含碳量為是指含碳量為0.100.15%，使，使用狀態(tài)組織為用狀態(tài)組織為B的鋼。貝氏體鋼通常是在軋制空的鋼。貝氏體鋼通常是在軋制空冷或控制冷卻，直接獲得冷或控制冷卻，直接獲

26、得B組織。組織。 由于由于B的相變強化，低碳貝氏體鋼與相同含碳的相變強化，低碳貝氏體鋼與相同含碳量的鐵素體量的鐵素體-珠光體型鋼相比，具有更高的強度和珠光體型鋼相比，具有更高的強度和良好的韌度，屈服強度可達良好的韌度，屈服強度可達450980MPa .主要主要特點特點 合金元素是保證在較寬的冷速范合金元素是保證在較寬的冷速范圍內獲得以貝氏體為主的組織圍內獲得以貝氏體為主的組織成分特點成分特點: ? 0.5%左右左右Mo + 微量微量B（0.005%） +Mn、Cr、Ni等等+Nb、Ti、V 主要用于制造容器的板材和其他主要用于制造容器的板材和其他鋼結構。鋼結構。 14MnMoV和和14MnMo

27、VBRE鋼是我國發(fā)展的鋼是我國發(fā)展的低碳貝氏體鋼，屈服強度為低碳貝氏體鋼，屈服強度為490MPa級級二、針狀鐵素體鋼二、針狀鐵素體鋼 對于一些強度、焊接性、低溫沖擊韌性等要對于一些強度、焊接性、低溫沖擊韌性等要求更高的場合，還必須采用針狀鐵素體低合金求更高的場合，還必須采用針狀鐵素體低合金高強度鋼。高強度鋼。基本基本特點特點 針狀鐵素體（針狀鐵素體（acicular ferrite，簡寫，簡寫AF）鋼實際上屬于鋼實際上屬于超低碳貝氏體鋼超低碳貝氏體鋼。 0.06C + 適量適量Mn、Mo、Nb等等 具有具有細小的多邊形細小的多邊形F、高密度位錯亞結構的針狀、高密度位錯亞結構的針狀F、少量少量B

28、和島狀和島狀M及及A組成。組成。s 達達700800MPa，低溫沖擊韌性、焊接性更好低溫沖擊韌性、焊接性更好. 用于現場焊接條件及其寒冷地帶管線。被用于現場焊接條件及其寒冷地帶管線。被稱為稱為21世紀的控軋鋼。世紀的控軋鋼。 合金化元素的作用合金化元素的作用 低低C：提高鋼的焊接性和低溫沖擊韌性。：提高鋼的焊接性和低溫沖擊韌性。 Mn：推遲鐵素體：推遲鐵素體-珠光體相變，降低珠光體相變，降低 BS點，使針狀的鐵素體點，使針狀的鐵素體 在在450以以下形成；也是固溶強化元素。下形成；也是固溶強化元素。 Mo：能有效地推遲鐵素體而不影響貝氏體相變；：能有效地推遲鐵素體而不影響貝氏體相變；Mo與與M

29、n聯合使用還聯合使用還有利于得到細晶粒的針狀鐵素而不是粗大的多邊形鐵素體。有利于得到細晶粒的針狀鐵素而不是粗大的多邊形鐵素體。 Nb：通過沉淀相：通過沉淀相Nb(C,N)的析出能有效地產生沉淀強化，并且在奧氏體的析出能有效地產生沉淀強化，并且在奧氏體熱軋時，沉淀相熱軋時，沉淀相Nb(C,N)也可以細化晶粒。也可以細化晶粒。針狀鐵素體鋼的主要強化機制：細晶強化、位錯強化、彌散強化、固溶強化針狀鐵素體鋼的主要強化機制：細晶強化、位錯強化、彌散強化、固溶強化u針狀鐵素體鋼的用途針狀鐵素體鋼的用途 應用于制造寒帶輸送石油應用于制造寒帶輸送石油和天然氣的管線。（超低和天然氣的管線。（超低碳碳B，C含量小

30、于含量小于0.03%）三、低碳馬氏體鋼三、低碳馬氏體鋼 工程機械上相對運動部件和低溫下使用部件，工程機械上相對運動部件和低溫下使用部件，要求有更高的強度和良好的韌性。要求有更高的強度和良好的韌性。 0.16%C，加入，加入Mo、Nb、V、B及控制及控制Mn和和Cr與之與之配合配合 淬火回火處理組織為低碳回火馬氏體。淬火回火處理組織為低碳回火馬氏體。 BHS-1鋼的成分為鋼的成分為0.10C-1.80Mn-0.45Mo-0.05Nb。鍛軋后空冷或直接淬火并自回火。得到的組織為鍛軋后空冷或直接淬火并自回火。得到的組織為B、M、F混合組織?；旌辖M織。 制造汽車的輪臂托架、操縱桿、車軸、轉向聯動節(jié)和制

31、造汽車的輪臂托架、操縱桿、車軸、轉向聯動節(jié)和拉桿等，也可用于冷墩、冷撥及制作高強度緊固件。拉桿等，也可用于冷墩、冷撥及制作高強度緊固件。2.5 雙相鋼雙相鋼成分成分主要成分為：主要成分為： 0.2%C，1.21.5%Si，0.81.5%Mn，0.45%Cr，0.4%Mo，少量少量V 、Nb、Ti。（質量分數）。（質量分數）組織組織 F+（5%-20%M）組織，即軟相）組織，即軟相F基基體上分布一定量的硬質體上分布一定量的硬質M 雙相鋼。雙相鋼。 F中非常干凈，中非常干凈，C、N等間隙原子很等間隙原子很少；少；C和和Me大部分在大部分在M中中. 強度強度 MPa 雙相鋼雙相鋼 600600 400 400 普通鋼普通鋼 200200 10 20 30 40 10 20 30 40 應變應變