工程結(jié)構(gòu)鋼正式

工程結(jié)構(gòu)鋼正式概述合金化常用工程結(jié)構(gòu)鋼工程結(jié)構(gòu)鋼的冶金工藝特點(diǎn)

思考題工程結(jié)構(gòu)鋼

1概述

彌補(bǔ)碳素鋼的如下缺陷：綜合機(jī)械性能差熱穩(wěn)定性差耐腐蝕性差淬透性差不能滿足某些特殊性能要求，如低溫環(huán)境合金化的必要性

工程結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼

機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼工作條件不同性能要求不同組織不同合金化和熱處理技術(shù)不同概念指專(zhuān)門(mén)用來(lái)制造各種工程結(jié)構(gòu)的一大類(lèi)鋼種，如制造橋梁、船體、油井或礦井用鋼、鋼軌、高壓容器、管道和建筑鋼結(jié)構(gòu)等。組織熱軋態(tài)或正火態(tài)使用的低C鋼;組織為F+P;B或M。性能要求足夠高的強(qiáng)度、良好的塑性;適當(dāng)?shù)某貨_擊韌性，有時(shí)要求適當(dāng)?shù)牡蜏貨_擊韌性;良好的工藝性能。2工程結(jié)構(gòu)鋼的合金化常用的工程結(jié)構(gòu)鋼是熱軋態(tài)或正火態(tài)使用的低碳鋼，顯微組織是鐵素體-珠光體。為了能承受更大的載荷并減輕結(jié)構(gòu)的重量，要求鋼材有較高的強(qiáng)度和良好的塑性。因此，通過(guò)對(duì)鐵素體-珠光體鋼加入合金元素提高強(qiáng)韌性。

圖示：F+P組織一.工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)化固溶強(qiáng)化——P,

Si,Mn,Ni,Cr,Mo細(xì)晶強(qiáng)化——Ti,Nb,V;Cr,Mn,Ni,Mo沉淀強(qiáng)化——V,Ti,Nb珠光體含量——C

細(xì)化晶粒----鋁脫氧和合金化沉淀強(qiáng)化二.F-P組織的沖擊韌性和脆性轉(zhuǎn)化溫度

C量越高，沖擊韌性下降，脆化溫度升高；Ni,Mn,Cr提高沖擊韌性，降低脆化溫度；細(xì)化晶粒；Ti,Nb,V提高強(qiáng)度，對(duì)韌性影響不大；非金屬夾雜物降低韌性。碳當(dāng)量;當(dāng)合金元素含量高時(shí),可焊性變差；常用多元少(微)量合金化；微合金化元素，尤其是0.01-0.02%Ti,可提高鋼的焊接性。三.工程結(jié)構(gòu)鋼的可焊性多在潮濕空氣或海洋大氣中服役,會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕；少量Cu,P,Ni,Cr等元素,可提高抗大氣腐蝕能力;常用耐候鋼鋼種09CuPTi,08CuPV,10MnPNbRE等。四.工程結(jié)構(gòu)鋼的耐大氣腐蝕性3常用工程結(jié)構(gòu)鋼

鐵素體-珠光體（F-P）鋼

碳素工程結(jié)構(gòu)鋼高強(qiáng)度低合金鋼微合金鋼低碳貝氏體鋼和馬氏體鋼低碳貝氏體鋼針狀鐵素體鋼低碳馬氏體鋼雙相鋼一.鐵素體-珠光體（F-P）鋼1.碳素工程結(jié)構(gòu)鋼

碳鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼

以Fe-C+少量Mn,Si,S,P（常存元素）+Cu,Cr,Ni,Mo,V,Ti;N,H,O碳素結(jié)構(gòu)鋼

鋼中應(yīng)用最多的、數(shù)量最大的。常軋制成板材、型材及異型材，一般不需要經(jīng)熱處理直接使用。用于一般結(jié)構(gòu)和工程。鋼的牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D、）脫氧方法符號(hào)等四部分按順序組成。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分與用途(GB700-88)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB700-2006)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB700-2006)二.高強(qiáng)度低合金鋼（HSLAsteels）

1.概念及特點(diǎn)概念：一種含有少量合金元素具有較高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)鋼。特點(diǎn)：強(qiáng)度較高；合金消耗量小，成本低廉；工藝簡(jiǎn)單，適合于大量生產(chǎn)；可焊性能較好；應(yīng)用廣泛。合金元素強(qiáng)化機(jī)制固溶強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化。2.鋼種及用途

Q345(16Mn)產(chǎn)量最多，用量最廣。345MPaQ390,Q420.(15MnTi,16MnNb,15MnV，15MnVN)

屈強(qiáng)：>390MPa，利用低合金與微合金相結(jié)合。在建筑，石油，化工，鐵道，橋梁，造船，機(jī)車(chē)，鍋爐等應(yīng)用廣泛。GB/T1591-94低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼3國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB1591-88低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

GB/T1591-94低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

GB/T1591-2008低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591-2008低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼三.微合金鋼1.概念利用微合金化元素Ti,Nb,V；主要依靠細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化來(lái)提高強(qiáng)度；利用控制軋制和控制冷卻工藝-----高強(qiáng)度低合金鋼。

2.微合金元素的作用

應(yīng)變誘導(dǎo)析出氮化物，抑制奧氏體形變?cè)俳Y(jié)晶；阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大；沉淀強(qiáng)化；改變與細(xì)化鋼的組織。

3.軋制方法鈮主要用來(lái)在高溫形變時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變誘導(dǎo)析出相Nb（C，N），細(xì)化奧氏體晶粒；釩主要用來(lái)產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化相V（C,N）；目前微合金元素組合方法：1）Nb-V或V-Nb-Ti復(fù)合法2）V-Ti法或V-Ti-N法四.低碳貝氏體鋼和馬氏體鋼1.低碳貝氏體鋼1）概念在軋制或正火后得到B組織，屈服強(qiáng)度可達(dá)到490-780MPa。2）合金化原理合金元素主要是能顯著推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，但對(duì)B轉(zhuǎn)變推遲較少的元素如Mo，B，可得到貝氏體組織。加入Mn,Ni,Cr等合金元素，進(jìn)一步推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，并使Bs點(diǎn)下降，可得到下B組織；加入微合金化元素充分發(fā)揮其細(xì)化作用和沉淀作用；低碳,使韌性和可焊性提高。鋼種14MnMoV,14MnMoVBRE，用來(lái)制造容器。下貝氏體組織2.針狀鐵素體鋼低碳或超低碳的針狀F，實(shí)質(zhì)上也是屬于低碳B鋼C<0.1%,其α片呈板條狀，具有高位錯(cuò)密度，在450℃以下形成。常用Mn-Mo-Nb鋼，屈強(qiáng)>470MPa，如06MnMoNb,09MnMoVNb

具有好的低溫韌性，而且有良好焊接性，成功地應(yīng)用于制造寒帶輸送石油和天然氣的管線。針狀鐵素體3.低碳馬氏體鋼（C<0.25%）性能：更高的強(qiáng)度和良好的焊接性,超群的疲勞性能；合金元素：Al、Nb、V、B及Mn,

Cr常用的鋼種（多用中厚板）1）鍛軋空冷得到B+M+F混合組織；2）軋后淬火并自回火,得到M組織。應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)的部件和低溫下使用的部件。4.雙相鋼近70~80%細(xì)晶多邊形F+20~30%M;通過(guò)兩相區(qū)加熱淬火或熱軋后空冷;高強(qiáng)度，良好冷成型性能，極佳沖壓性能（薄板或帶鋼—深沖用鋼材）;分為退火雙相鋼和熱軋雙相鋼； 鋼種舉例：Si-Mn-Cr-Mo-V。F+B雙相鋼雙相鋼的特點(diǎn)是：屈服強(qiáng)度較低，一般不超過(guò)350MPa,而抗拉強(qiáng)度卻較高；鋼的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上無(wú)明顯屈服平臺(tái)；高的均勻延伸率和總伸長(zhǎng)率（總伸長(zhǎng)率在24%以上）；高的加工硬化指數(shù)（n值）σ=Kεn；塑性應(yīng)變比(γ值)高；γ=εw/εb；應(yīng)變時(shí)效速率較低。因此，這類(lèi)鋼具有良好的加工成型性。

4工程結(jié)構(gòu)鋼的冶金工藝特點(diǎn)冶煉工藝

1）固N(yùn)：Al脫氧;2）控S：降低S%；改變MnS形態(tài);3）加入微合金元素：強(qiáng)化與細(xì)化?？刂栖堉婆c控制冷卻控制軋制主要由三個(gè)階段組成：1）高溫下的再結(jié)晶區(qū)變形；2）在緊靠Ar3以上的低溫?zé)o再結(jié)晶區(qū)變形；3）在奧氏體和鐵素體兩相區(qū)變形鋼坯的加熱溫度、保溫時(shí)間、開(kāi)軋溫度、軋制道次和道次變形量、終軋溫度以及軋后冷卻等參數(shù)，都極為重要。通過(guò)控制軋制過(guò)程中的各種參數(shù)，形成軋制