低合金鋼發(fā)展歷史

低合金鋼發(fā)展歷史早期低金鋼的發(fā)展低合金鋼的出現(xiàn)可以追溯到19世的年，一種碳含量0.64~0.9%和鉻含量0.54~0.68%抗拉強(qiáng)度685MPa彈性極限410MPa鋼第一次被采用于工程結(jié)構(gòu)，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(jī)械加工，耐蝕性又不好。隨后一個(gè)多世紀(jì)里，世界各國(guó)不斷探索，早期低合金鋼的發(fā)展有三個(gè)標(biāo)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0.4~0.56%C和3.5%Ni的鋼建造了俄國(guó)的“鷹”級(jí)驅(qū)逐艦，該鋼的加工性比初期的鉻鋼要好得多，屈服強(qiáng)度在。20世紀(jì)初還用8000多噸含鎳的鋼建造了跨度為的橋梁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(guó)利用鐵銅混生礦源曾開發(fā)了的低合金鋼用于造船、建橋，這種鋼導(dǎo)電性好，抗腐蝕性優(yōu)良。長(zhǎng)達(dá)多年的生產(chǎn)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累現(xiàn)多元合金化的低合金鋼綜合性能更佳，經(jīng)濟(jì)上更劃算，開發(fā)了二元合金化的、Cr-Mn、Mn-V低合金鋼，和三元復(fù)合合金化的Cr-Mn-VCr-Mn-Si、Mn-Cu-P等低合金鋼。用途上也擴(kuò)大到了鍋爐、容器、建筑和鐵塔等方面20世紀(jì)20年代全世界的低合金鋼產(chǎn)量達(dá)到200萬(wàn)噸。2）賦予低合金鋼的第一特征：低碳、可焊接。在工程結(jié)構(gòu)廣泛采用焊接技術(shù)之后，給低合金鋼發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響為減小焊接熱影響區(qū)硬化和開裂焊接接頭延性惡化把低合金鋼的碳含量由0.6%降到0.4%隨后又降至0.2%至60年代末再降至0.18%提出了焊接碳當(dāng)量的可焊性判據(jù)為了獲得高強(qiáng)度鋼不斷增高的強(qiáng)度需求出現(xiàn)了兩條發(fā)展途徑，一個(gè)是提高合金含量，另一個(gè)是熱處理手段，各有利弊，至今屈服強(qiáng)度高于600MPa的鋼仍采用熱處理E級(jí)和F級(jí)船板仍規(guī)定正火狀態(tài)使用再如鐵路鋼軌仍有合金化軌和全長(zhǎng)淬火軌的兩種生產(chǎn)方式。3）注意到鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。二戰(zhàn)期間大量“自由”輪在運(yùn)行中斷裂及許多鍋爐、容器的失效，注意到了鋼冷脆傾向與鋼的粗晶結(jié)構(gòu)和有害元素、S的含量有關(guān)，而鋼的時(shí)效傾向是由鋼中N所致，從而采取了降硫、鋁細(xì)晶化合控制終軋溫度等優(yōu)化工藝。為了鋼結(jié)構(gòu)的安全使用和壽命同時(shí)還開發(fā)了低溫夏氏型缺口沖擊溫度梯度雙重拉伸塑性轉(zhuǎn)折落錘及BDWTT落錘撕裂等試驗(yàn)方法及制訂了相應(yīng)的斷裂韌性判據(jù)。我國(guó)低金鋼的發(fā)展

我國(guó)低合金鋼發(fā)展歷程可以劃分為4個(gè)階段：1957~1963年。是低合金鋼開發(fā)的初創(chuàng)階段，第一個(gè)低合金鋼16Mn鋼與普碳鋼相比，具有高強(qiáng)度、高韌性、抗沖擊、耐腐蝕等特性，它的開發(fā)適應(yīng)了各行業(yè)產(chǎn)品大型化、輕型化的趨勢(shì)，采用鋼所建造的“東風(fēng)”萬(wàn)噸輪，顯示了節(jié)省鋼材、節(jié)約能源和延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命的優(yōu)越性1966年召開了全國(guó)規(guī)模的第一次低合金鋼推廣應(yīng)用會(huì)議在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)條件下宏觀指導(dǎo)低合金鋼的發(fā)展當(dāng)年低合金鋼產(chǎn)量為141噸，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，研制鋼號(hào)達(dá)345個(gè)，其中有54個(gè)鋼號(hào)納入了11個(gè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中。1960~1974年。全力進(jìn)行了鋼種整頓工作，及時(shí)總結(jié)了開發(fā)中有益的經(jīng)驗(yàn)收集了大量的低合金研究數(shù)據(jù)合并和淘汰了一批無(wú)法組織批量生產(chǎn)或性能達(dá)不到預(yù)定指標(biāo)的鋼號(hào)花費(fèi)4年時(shí)間的鋼種整頓工作是十分有益的減少了開發(fā)盲目性和無(wú)序狀態(tài)，完善了富有中國(guó)特色的低合金鋼體系。1975~1983年。我國(guó)低合金鋼開發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用等各方面存在的問(wèn)題很多積重難返顯示出了與客觀需求的不適應(yīng)合金資源優(yōu)勢(shì)未能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品質(zhì)量明顯低于國(guó)外同類同級(jí)產(chǎn)品的實(shí)物水平，16Mn、20MnSi、U71Mn3個(gè)鋼號(hào)占低合金鋼總產(chǎn)量90%以上。1984~2000年。這是一個(gè)中國(guó)低合金鋼的轉(zhuǎn)型期，從“六五”到“九五”期間基本上實(shí)現(xiàn)了4個(gè)轉(zhuǎn)變①按國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)低合金鋼②引進(jìn)國(guó)外發(fā)展成熟的低合金鋼鋼號(hào)③按國(guó)外低合金鋼基礎(chǔ)研究成果改造我國(guó)原有的傳統(tǒng)觀念設(shè)計(jì)的低合金鋼鋼鋼號(hào)；④跟上新型低合金高強(qiáng)度鋼的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)代低合金鋼的發(fā)展20世紀(jì)70年代以來(lái)世界范圍內(nèi)低合金高強(qiáng)度鋼的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新時(shí)期以控制軋制技術(shù)和微合金化的冶金學(xué)為基礎(chǔ)形成了現(xiàn)代低合金高強(qiáng)度鋼即微合金化鋼的新概念。進(jìn)入80年代，一個(gè)涉及廣泛工業(yè)領(lǐng)域和專用材料門類的品種開發(fā)，借助于冶金工藝技術(shù)方面的成就達(dá)到了頂峰。在鋼的化學(xué)成-工藝-組織-性能的四位一體的關(guān)系中一次突出了鋼的組織和微觀精細(xì)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位也表明低合金鋼的基礎(chǔ)研究已趨于成熟以前所未有的新的概念進(jìn)行合金設(shè)計(jì)。低合金鋼的現(xiàn)代發(fā)展主要表現(xiàn)有：1）微合金化鋼基礎(chǔ)研究的新成就。首先，對(duì)微合金化元素，尤其是、V、的溶解-析出行為的研究取得顯著的成果，這些元素的碳化物和氮化物的形成及其數(shù)量、尺寸、分布取決于冷卻過(guò)程的形變溫度和形變量而加熱過(guò)程中碳氮化物的存在及其特性表現(xiàn)在回火的二次硬化正火的晶粒重結(jié)晶細(xì)化焊接熱循環(huán)作用下晶粒尺寸的控制3個(gè)主要方面。

其次視含Nb微合金化鋼和Nb-Ti復(fù)合微合金鋼的開發(fā)，據(jù)統(tǒng)計(jì)幾乎占有近20來(lái)新開發(fā)微合金化鋼全部牌號(hào)的75%和微合金化鋼總產(chǎn)量的60%。近幾年注意到了微量（≤0.015%）十分有益的作用，的微處理不僅改變鋼中硫化物的形態(tài)，而且成奧氏體晶內(nèi)鐵素體晶粒生核的質(zhì)點(diǎn)，Nb-Ti復(fù)合微合金化構(gòu)成超深沖汽車板IF的冶金基礎(chǔ)，還顯著改善了Nb鋼連鑄的裂紋敏感性。再次對(duì)低碳鋼強(qiáng)化的Hall-Petch關(guān)系式進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)對(duì)加速冷卻原理作了更深入動(dòng)的研究們十分有興趣采用分階段加速冷卻工藝的應(yīng)用前期加速冷卻用于抑制鐵素體轉(zhuǎn)變后期加速冷卻目的在于控制中低溫產(chǎn)物的晶粒尺寸和精細(xì)結(jié)構(gòu)的組成，從而達(dá)到在較寬范圍內(nèi)調(diào)整鋼的強(qiáng)度和強(qiáng)/韌性匹配。350MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼：微合金化+機(jī)械處理，強(qiáng)化機(jī)制為晶粒細(xì)化+沉淀強(qiáng)化；500MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼：鐵素體貝氏體、馬氏體，強(qiáng)化機(jī)制為晶粒細(xì)化、并晶界強(qiáng)化和位錯(cuò)強(qiáng)化；700MPa級(jí)高強(qiáng)度鋼：淬火回火組織，機(jī)制為相變強(qiáng)+沉淀強(qiáng)化。2）工藝技術(shù)的進(jìn)步。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶金，鋼的碳含量可控制0.02~0.03%，精煉的應(yīng)用可生產(chǎn)出碳含量在0.002~0.003%，雜質(zhì)含量達(dá)到＜0.001%S、＜、＜0.003%N、2~3ppm（0）和＜1ppmH）的潔凈鋼。連鑄的成功經(jīng)驗(yàn)是低的過(guò)熱度、緩流澆注和適宜的二次冷卻，采用低頻率、高質(zhì)量的電磁攪拌，可以得到均勻的等軸的凝固區(qū)。在再結(jié)晶控軋的基礎(chǔ)上變誘導(dǎo)相變和析出的非再結(jié)晶控軋，以及（g+a兩相區(qū)形變，已成為目前控軋厚鋼板生產(chǎn)主要方向。薄板坯連鑄連軋流程和薄帶連鑄工藝的實(shí)用化，使低合金鋼生產(chǎn)進(jìn)入了又一個(gè)新境界。3）低合金鋼設(shè)計(jì)新觀點(diǎn)。首先是鋼的低碳化和超低碳趨勢(shì)。根據(jù)微合金化元素在鋼中的基本作用和次生作用出了“奧氏體調(diào)節(jié)”的概念有意識(shí)地控制加入微合金化元素使鋼適于一定的熱機(jī)械處理工藝以發(fā)展新的性能更好的鋼種合金元素的加入不但能起到提高強(qiáng)度，補(bǔ)償降低碳含量所帶來(lái)的強(qiáng)度損失同時(shí)能夠提高鋼材的焊接性能力學(xué)和工藝性能碳素鋼中決定強(qiáng)度和可焊性的因素主要是含碳量合金（主要是低合金

鋼除碳以外各種合金元素對(duì)鋼材的強(qiáng)度與可焊性也起著重要作用有一個(gè)“碳當(dāng)量”的概念，就是將鋼鐵中各種合金元素折算成碳的含量。）傳統(tǒng)控制軋制的合金設(shè)計(jì)：微合金化的重要目的是提高再結(jié)晶停止溫度，利用非再結(jié)晶區(qū)