低合金結構鋼

低合金結構鋼的牌號及其表示方法：根據國家標準(GB1591-1994)規定，國內低合金結構鋼共由5個牌號，所加元素主要由錳、硅、釩、鈦、鋁、鉻、鎳及稀土元素。其牌號的表示由屈服點字母Q、屈服點數值、質量等級(A、B、C、 D、E五級)三部分組成。劃分成五個牌號，其表示方法如下：屈服點等級-質量等級。屈服點等級：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460級。

1、良好的綜合機械性能。普通低合金結構鋼首先應具有較高的屈服極限，但由於其工作條件的複雜性，還應具有良好的綜合機械性能。例如在使用中能承受各種應力的作用(例如温差應力、交變疲勞載荷產生的應力等)，在製造過程中能經受剪切、冷彎、焊接等加工工序，以及由此可能產生的時效脆性。

2、良好的工藝性能。要求普通低合金鋼應具有良好的加工成型性能，使用普通方法如剪切、衝壓、熱彎和焊接等加工過程製造質量良好的成品。對於鍋爐、壓力容器、鋼結構等一般採用焊接方法，因此要求鋼材應具有良好的火焰切割性能和焊接性能，焊縫附近熱影響區的性能變化小，焊縫及其附近區域不致產生裂紋，焊接接頭的綜合機械性能應不低於(或很少低於)母材。另外，還要求鋼材具有良好的冷衝壓性能。

3、良好的耐腐蝕性能。由於普通低合金鋼和強度大大高於碳鋼，用其製造壓力容器、鋼結構等的壁厚比碳鋼小得多，因此必須相應地提高大氣腐蝕(特別是海洋大氣腐蝕)引起的消損率，使其具有良好的抗各種大氣條件下腐蝕的能力。因此，鋼材的耐腐蝕試驗除在實驗室進行外，還應在使用現場進行。當然，採取合適的外防腐技術，對於碳鋼、低合金鋼等材料是必不可少的。

壓力容器中廣泛使用的普通低合金鋼大多是鐵素體一珠光體組織，經熱軋或正火得到最後的性能，其組織接受於鋼的平衡組織。鋼中的主要合金元素是碳，提高碳含量可以增加珠光體數量，使屈服極限和強度極限提高。但是提高碳含量是有一定限度的，因為碳含量的提高會影響鋼的焊接性能和其他性能(如衝壓性能等)，使脆性轉變温度提高、冷脆性變壞。因此，壓力容器用低合金結構鋼的含碳量一般限制在0.20%以下。在碳含量受限制的情況下，這類鋼強度的提高主要依賴於加入少量而多種的合金元素來達到(總加入量不超過5%，一般在3%以下，多為1%～2%)。

對於具有鐵素體一珠光體組織的低合金結構鋼，加入合金元素後對其強度的影響主要有以下幾種：

①鐵素體的同溶強化；

②增加珠光體的相對量；

③控制晶粒大小；

④影響珠光體的分散度；

⑤沉澱硬化。

錳、硅兩種元素都能固溶於鐵素體中，有顯著的固溶強化作用，其他還有鉻、鎳、銅、鈷等。考慮到節約成本和資源條件，國內在普通低合金鋼中，錳、硅是常用的合金元素。在低碳條件下，含錳量在1.8%以下時，不但能提高鋼的強度，仍可保持較高的塑性和韌性。此外，錳同時有擴大奧氏體區的作用，使鋼的共析點向左下方移動，從而具有數量較多、組織較細的珠光體組織，也使鋼的強度相應提高。

低合金結構鋼中硅加入量一般在0.2%～1.7%範同內，超過後將降低韌性。鉻、鎳也是鐵素體固溶強化元素，鎳對於改善低温韌性有良好作用；磷強化鐵素體效果顯著，但因增加冷脆性，使用時要限制其含量最高不超過0.15%，且磷、碳含量總和應限制在0.25%以下。

國家標準(低合金高強度結構鋼)(GB 1591)對各牌號低合金高強度結構鋼的化學成分，機械性能作了相應的規定。由於合金元素的強化作用，使低合金結構鋼不但具有較高的強度，且具有較好的塑性，韌性和可焊性。Q345鋼的綜合性能較好，是鋼結構的常用牌號，Q390級也是推薦使用的牌號。與碳素結構鋼Q235相比，低合金高強度結構鋼可以節約鋼材20%~30%，並具有良好的承受動載和耐疲勞性能。低合金結構鋼主要用於軋製各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用於鋼結構和鋼筋混凝土結構中，特別適用於各種重型結構、大跨度結構、高層結構及橋樑工程、承受動力荷載和衝擊荷載的結構等。

低合金結構鋼是一種低碳結構用鋼，合金元素含量較少，一般在3%以下，主要起細化晶粒和提高強度的作用。這類鋼的強度顯著高於相同碳含量的碳素鋼，所以常稱其為低合金高強度鋼。它還具有較好的韌性、塑性以及良好的焊接性和耐蝕性。最初用於橋樑、車輛和船舶等行業，它的應用範圍已經擴大到鍋爐、高壓容器，油管、大型鋼結構及汽車、拖拉機、挖土機械等產品方面。