GBT159200×低合金高强度结构钢编制说明

1、GB T 1591-200 X低合金高强度结构钢 编制说明低合金高强度结构钢国家标准 编制讲明低合金高强度结构钢国家标准项目组二00八年四月GB/T 1591-20OX低合金高强度结构钢国家标准编制讲明1工作概况产品概况及任务来源我国低合金高强度结构钢从上世纪五十年代开始进展，经历了从采纳 前苏联标准仿制到六、七十年代自主研发，九十年代以后快速进展，到目 前向高强、超高强度低合金钢进展，我国差不多济身国际上低合金钢研发 的前列。表现在钢牌号上是经历了 16Mn钢、16Mn钢系及衍生钢种（14M nNb、14MnVTiRE、15MnV、15MnTi、15MnVN、16MnNb、18Nb）, Q3

2、4 5、Q39O Q420、Q460 强度系列，至U 目前 Q50O Q55O Q62O Q69O Q 800钢级及以上强度系列（现发达国家已开发出1500MPa低合金钢）。与此同 时，我国低合金高强度结构钢的应用也是取得了跨过式进展，以桥梁建设 为例：武汉长江大桥、南京长江大桥、九江长江大桥、芜湖长江大桥到杭 州湾大桥，桥梁的结构形式也由栓接、栓焊结合，向整体节点进展，专门 是芜湖长江大桥的建设，标志着我国铁路桥梁制造达到国际先进水平。钢 结构和建筑钢筋及其它各行业用钢材，也差不多上同样进展和升级换代。与此同时，随着国民经济的快速进展，我国冶金工业也得到了高速进 展。专门是近年来，我国钢铁企

3、业技术进步专门快，装备和工艺差不多达 到世界先进水平。国产低合金高强度钢的品种持续开发、实物质量大幅提 升，已能够差不多满足国民经济进展的需要，为我国各使用钢材的行业提 供了坚实的钢铁基础。作为我国四大结构钢之一的低合金高强度结构钢，以其更新换代的高 强度、高韧性、高焊接性能的新钢系代替和剔除落后的钢种，提升我国钢 材的总体技术水平，减少钢材的使用量、降低对资源的消耗、节能减排， 充分贯彻落实国家建设资源节约型社会的科学进展观，其经济效益、社会 效益是庞大的。由此能够看出，低合金高强度结构钢是我国四大结构钢中 最具进展前途的结构钢系。GB/T 1591-1994低合金高强度结构钢国家标准已实施

4、十几年了， 它对当时的低合金高强度钢进展和钢厂工艺技术进步起到了主动的促进和推动作用，但已不能满足现代生产和使用的要求。从当今国际上低合金高 强度结构钢进展上看，普遍采纳低碳含量（低碳当量），微合金化，控轧控 冷、热处理等工艺技术路线。微合金元素的加入不但能起到提升强度，补 偿降低碳含量所带来的强度缺失，同时能够提升钢材的焊接性能、力学和 工艺性能。从我国钢铁生产装备和技术水平来看，均具备进展低合金高强 度结构钢的条件，能够达到高强度、高韧性要求，具有易焊接性能，以及 耐候、厚度方向性能等要求。再从国际和国外标准看，EN 10025: 2004结 构钢热轧产品和ISO 4950: 2003高屈

5、服强度扁平钢材标准，差不多 有了高强度钢级的规定，因此，为满足生产、使用及出口对低合金高强度 结构钢的更高、更新的要求，充分反映出钢厂在这方面的科研成果，并使 之快速商品化，以及规范国内生产、使用和提升产品实物质量，以及与国 际、国外先进标准接轨、促进技术进步，按照国家标准制修订项目打算SAC/TC183钢标委200603号 关于下达全国钢标委2006年第一批国家标 准制修订项目打算的通知安排，修订 GB/T 1591-1994低合金高强度结 构钢国家标准（第 95项20061811-T-605）。此次修订GB/T 1591,在国家标准体系的框架内，主动采纳国际和国 外先进标准、以及国家基础标

6、准，纳入高强度、高韧性、高焊接性能的新 钢系，技术水平比原标准有较大幅度的提升，使本标准能够满足新型现代 化大型钢结构的设计和建筑要求，并能促进我国生产低合金钢实物质量稳 固提升和达到国际先进水平，也能推动企业技术进步，为我国企业加入国 际市场竞争制造更有利的条件，标准水平要达到国际先进水平；同时，为 该国家标准转化成国际标准打下基础。鞍钢股份有限公司负责修订 GB/T 1591-200X低合金高强度结构钢 国家标准的编制起草工作，要紧参加单位有：冶金信息标准研究院、等。标准编制的要紧工作过程及工作打算鞍钢于2006年开始提出申报修订国标标准项目。于 2007年一季度 至三季度进行了起草标准的

7、数据收集、情形调研、咨询题分析等预备工作。2007年四季度：形成国家标准一稿及向参加起草单位和项目组成员发函征求意见，按照反馈意见，确定征求意见稿并发出征求上级标准主管 部门、生产和顾客行业代表企业及研究院所意见。2008年一季度：进行有关的标准研究及试验工作，形成国内外同类产品标准水平对比分析和意见汇总处理表，数据分析等。按照反馈意见，发出讨论稿，并召开了讨论会。2008年二季度：按照讨论会要求，修改完成标准征求意见稿(2),再次发出征求意见。2008年二季度：和谐并参加标准审定会议。按照审定会议意见，完成报批稿。要紧起草人及其所承担工作的简要讲明1.4.2要紧起草人所承担的标准研究工作：收

8、集、对比有关国内外标准，确认为满足要求、确定为现行有效版本：GB/T 222钢的成品化学成分承诺偏差GB/T 223钢铁及合金化学分析方法GB/T 228 金属材料 室温拉伸试验方法(eqv ISO 6892:1998)GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法(eqv ISO 148:1983、ISO 83: 1976)GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法(eqv ISO 7438:1985)GB/T 247钢板及钢带检验、包装、标志及质量证明书的一样规定GB/T 2101型钢验收、包装、标志及质量证明书的一样规定GB/T 2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样的制备(eqv IS

9、O 377:1997)GB/T 4336碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)GB/T 5313 厚度方向性能钢板GB/T 14977热轧钢板表面质量的一样要求GB/T 16270-1996高强度结构钢热处理和控轧钢板、钢带GB/T 17505 钢及钢产品交货一样技术要求(eqv ISO 404:1992)GB/T 20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法(eqv ISO 40414284: 1996:)YB/T 081冶金技术标准的数值修约与检测数据的判定原则EN 10025-1: 2004结构钢热轧产品EN 10025-2: 2004结构钢热轧产品 条件EN 10

10、025-3: 2004结构钢热轧产品 细晶粒结构钢交货技术条件EN 10025-4: 2004结构钢热轧产品 粒结构钢交货技术条件EN 10025-5: 2004结构钢热轧产品 钢交货技术条件EN 10025-6: 2004结构钢热轧产品 扁平材交货技术条件第1部分一样交货技术条件第2部分 非合金结构钢交货技术第3部分正火/正火轧制焊接用第4部分 热机械轧制焊接用细晶第5部分 改进型耐大气腐蚀结构第6部分 调质高屈服强度结构钢ISO 4950: 2003高屈服强度扁平钢材ISO 4951: 2001高屈服强度棒材和型材ASTM A242/A242M : 2004高强度低合金结构钢ASTM A5

11、72/A572M : 2007高强度低合金银-钮结构钢JIS G 3106: 2004焊接结构用轧制钢材对低合金高强度结构钢实物质量(尺寸外形及其承诺偏差、化学成 分、力学性能和工艺性能)进行测量、统计、对比和分析；收集顾客对低合金高强度结构钢关注的质量指标要求；编写本标准各稿和标准编制讲明、标准水平对比分析、意见汇总及 处理、实物质量数据的统计与分析；收集标准中要紧技术指标确定所需的论证材料和理论研究材料；完成标准的送审稿；策划标准宣贯工作，落实标准宣贯方式及人员，编写标准宣贯材料2标准化对象、制定标准的原则、采标程度及要紧技术特点标准化对象简介本标准的标准化对象为：低合金高强度结构钢，规定

12、了（按交货状态分为）热轧、控轧、正火、 正火+回火、热机械轧制、热机械轧制+回火的钢材。具体规定了适用于一样结构和工程用厚度不大于400mm的钢板、钢带，厚度不大于150mm的型钢和直径不大于钢棒等，低合金高强度结构钢的订货内容、尺寸、外形、重量及承诺偏差、技术要求、试验方法、检验规 则、包装、标志和质量证明书。标准的制定原则采纳国际标准和国外先进标准的原则。满足用户需求的原则。力争达到“科学、合理、先进、有用” 。产品系列化的原则。与国家标准体系和谐一致的原则。采纳国际标准和国外先进标准程度通过对国际和国外先进标准最新版本的收集、分析，遵循采纳国际和 国外先进标准的原则，非等效采纳 EN 1

13、0025: 2004结构钢热轧产品标 准中的第2部分、第3部分、第4部分，并参照ISO 4950: 2003高屈服 强度扁平钢材、ISO 4951: 2001高屈服强度棒材和型材、ASTM A242 /A242M-04高强度低合金结构钢、ASTM A572: 2007高强度低合金银 -钮结构钢和JIS G 3106: 2004焊接结构用轧制钢材标准。采纳EN 10025: 2004结构钢热轧产品标准，是我国进展高强度低 合金结构钢的需要，是我国规范高强度低合金结构钢标准体系的需要，是 我国企业按EN 10025生产和出口的需要，是国家标准转化国际标准的需要。在高强度低合金结构钢钢系方面, 的成

14、分设计和性能等方面均有体现）EN 10025更符合我国国情（从标准本标准的要紧技术特点非等效采纳EN 10025: 2004结构钢热轧产品标准，按照钢材交 货状态的不同，将GB/T 1591低合金高强度结构钢内容分成：热轧、 控轧、正火、正火+回火、热机械轧制、热机械轧制+回火。增加了 Q500、Q550、Q620、Q690钢级；修改了钢材化学成分的规 定；修改了钢材性能的厚度分组（厚度效应）规定；修改了钢材的交货状 态；增加了钢材碳当量及裂纹敏锐系数的运算公式及规定；提升了冲击功 值；增加了各牌号钢的厚度方向性能要求等。依据钢材不同的交货状态，举荐采纳控轧控冷、热机械轧制（TMCP） 及新进

15、展的操纵相变（TMCP+RPC）工艺技术，推动生产技术的进步，促 进高强度、高韧性和高焊接性能低合金高强度结构钢进展。3标准中要紧技术内容确定的依据关于范畴本标准规定范畴：适用于热轧焊接结构用厚度不大于 400mm的 一样结构和工程用钢板及钢带和厚度不大于150mm的一样结构和工程用型钢，以及其它能够适用的钢棒、钢管等。本标准规定的范畴，是充分考虑了现有及进展的轧制设备能力 （如：鞍钢股份营口皱鱼圈钢铁项目的 5米5轧机，产品厚度到400mm）, 产品尺寸规格范畴，产品形成系列化要求等，能够满足一样结构和工程用 钢的需要。低合金高强度结构钢适用范畴-国内外标准对比见表1。牌号表示方法GB/T

16、1591-200X 标准规定：钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音字母、屈服强度数值、质量等级 符号三个部分组成。例如：Q345D。其中：Q钢的屈服强度的“屈”字汉语拼音的首位字母；345屈服强度数值，单位MPa;D质量等级为D级。当需方要求钢板具有厚度方向性能时，则在上述规定的牌号后加上代 表厚度方向（Z向）性能级别的符号，例如：Q345D Z15。用汉语拼音字头+屈服强度数值表示牌号，也应是标准制修订的 原则之一。标准是知识产权，钢牌号表示是其核心组成部分。我国在钢产 量上已是钢铁大国，在向钢铁强国前进的道路上，应该注重在技术、质量 和产量占优势的钢材方面，主动体现我国的技术特性，为国家标准国

17、际化 做充分的技术预备。国家标准应引导国内外顾客使用并习惯我们的钢牌号， 建立并爱护我们自主知识产权。订货内容本标准规定了订货内容，明确用户须提供的信息，以保证订货 准确性和产品满足顾客的个性化要求并通过 ERP系统去实现。因此，订货 时，需方应提供下列信息：a）标准号；b）牌号；c）规格；d）尺寸、外形精度要求；e）重量；f）交货状态；g）用途；h）专门要求。标记示例按GB/T 1591.1-200X交货的牌号为 Q345D NH、厚度30mm、宽度3 500mm、长度 8000mm 的钢板，标记为：GB/T 1591.1-200X Q345D NH 30X3500X 8000关于尺寸、外形

18、、重量及承诺偏差本标准规定：“尺寸、外形、重量及承诺偏差应符合相应标准的 规定”。尺寸、外形、重量及承诺偏差的相应标准有：GB/T 702-2004热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 704-1988热轧扁钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 705-1989热轧六角钢和八角钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 706-1988热轧工字钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 707-1988热轧梢钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 709-2006热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 9787-1988热轧等边角钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 9788-198

19、8热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 9946-1988热轧L型钢尺寸、外形、重量及承诺偏差GB/T 11263-2005热轧H型钢和剖分T型钢以上是引用国家钢材的尺寸、外形、重量及承诺偏差基础标准，发挥 基础标准的作用，提升了标准的适用性和操作性。理论运算重量各种钢材应以实际重量交货。当采纳理论计重时，应符合产品标准或 尺寸、外形、重量及承诺偏差标准规定。钢的牌号和化学成分钢的牌号本标准规定的钢级和牌号为（按交货状态分）：热轧、控轧、正火、正火+回火：Q345AE、Q390AE、Q420AE、 Q460CE。热机械轧制、热机械轧制 +回火：Q345BE、Q390BE、Q420B

20、E、 Q460CE、Q500 CE、Q550CE、Q620CE、Q690CE。牌号设置的理由2月末3月初的标准讨论会决定：取消 GB/T 1591-1994版本中Q2 95钢级，因为此钢级差不多没有使用的。AD要紧是考虑的连续而采纳，Q345钢级对应EN 10025等国际、 国外标准中S355 （或Q355）钢级的。GB/T 1591-200X低合金高强度结构钢中牌号与国内外同类牌号及 化学成分对比见表2。保留Q390钢级，是充分考虑 GB/T 1591-1994标准已被有关 行业所同意，如果更换，会阻碍有关行业的设计、使用等方面。按照近年国内开发高强度结构用钢板技术成熟度和实物质量 稳固的状

21、况，采纳热机械轧制生产的高强度钢板已日渐增多，纳入本标准 就使高强牌号有了基础依据。目前在工程机械、高强船板、大型低温压力 容器等方面，均已有采纳 Q460、Q500、Q550、Q620、Q690钢级的业绩。 高强度钢级纳入本标准，是生产和使用的需要，是技术进步和经济进展的 需要，是本标准名副事实上的要求。厚度方向性能的规定a）因本标准规定范畴的增加，尺寸规格的扩大，加上造船、海洋工程、 锅炉和压力容器以及大型、超大型现代化建设项目的要求，对钢材厚度方 向性能提出了具体的要求，本标准为满足设计、建筑上述项目的需要，增 加了各牌号厚度方向性能规定，具体要求引用到GB 5313中。b）顾客要有明确

22、要求，在订货合同上明示。c）牌号表示方法。在所订购钢材的牌号后面，加上厚度方向性能级别。 如：Q345E Z25。化学成分化学成分的设置原则：a） C、Si、Mn等基础元素含量尽量宽松，给生产厂留出足够的空间， 使产品形成系列，用以针对不同牌号、不同厚度、不同性能要求，而采纳不同工艺路线、不同交货状态。本标准只规定上限，既体现标准最大自由 度原则，也给生产厂制造了选择生产成本最低工艺路线的条件。从结构钢的使用要求看，焊接广泛使用，降低碳当量已具有明显趋势， 从而改善钢的焊接性能和提升热阻碍区的韧性。b）对钢中P、S、N等有害元素，加严操纵，以保证结构钢的质量。低 硫、低磷以及低氮操纵可明显提升

23、结构钢的断裂韧性，同时改善钢的可铸 性而使铸坯裂纹最小化，也可降低钢在轧制过程中的热变形抗力，提升钢 的塑性。c）对钢中添加 Al、Nb、V、Ti、Mo、B及Cr、Ni、Cu等合金元素， 既考虑了保证微量元素在钢中所起作用的最小量，也考虑其含量增加对钢 材焊接性能的阻碍。微合金元素的加入不但能起到提升强度，补偿降低碳 含量所带来的强度缺失，同时能够提升钢材的焊接性能、力学和工艺性能。 从我国钢铁生产装备和技术水平来看，均具备进展低合金高强度结构钢的 条件，能够达到高强度、高韧性要求，具有易焊接性能，以及耐候、厚度 方向性能等要求。d） Q345钢级的成分全部采纳S355钢级的成分设计。在成分、

24、性能上， 实际差不多将Q345钢级与S355钢级等同了。如此合并，利于出口的需要。化学成分要紧参照EN 10025 GB/T 1591-1994的规定。关于Q390钢 级，是差不多连续 GB/T 1591-1994规定的。与上版标准相比，成分变化如下：各牌号的化学成分略有变化，要紧是 Mn、Nb、V、Ti含量下限取消、 上限不同程度升高，P和S含量降低，增加了 Mo、B等元素含量的规定。Nb在钢中的作用及Nb含量规定的突破Nb在钢中的作用据世界金属导报报道：银市场和含银钢应用于工程结构的技术进展： 银通过三种方式有效地阻碍钢的机械性能：热机械成形过程中细化晶粒， 降低奥氏体（丫）向铁素体（）的

25、转变温度（Ar3）和析出强化。晶粒细 化是最有效的机制，能够同时提升钢的强度、韧性和延伸性。生产实践表明：Nb与Al和Ti对比，可不能引起水口堵塞和增加漏钢 发生气率等连铸生产咨询题，可提升铸机的生产能力。Nb含量规定的突破因国内低合金Nb钢进展专门快，而且在管线钢生产上应用，已突破了 GB/T 15191-1994规定的Nb: 0.015%0.060%,西气东输工程采纳的 X80 管线钢中，Nb含量已达到0.06%0.11%。本标准中规定：铝含量上限 0.1 1%。此项规定超过了 EN 10025第4部分的规定（NbW0.05%）、GB/T 15 191-1994的规定，为国内低合金Nb钢进

26、展提供了宽敞的空间。国内、外现行的碳当量运算公式和冷裂纹敏锐性指数（Pcm）运算公式中，无Nb元素。在裂纹热敏锐性指数（PsR）运算公式中，有Nb 元素参 加运算，PsR =Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2。本标准Nb引用的理论研究 依据有：-铝的市场和含铝钢应用于工程结构的技术进展（2007-11-27刊登于世界金属导报）；-高强度管线钢化学成分设计指南（2007年7月）。3.5.3.4本标准的化学成分与国内外标准对比见附表1-本标准化学成分国内外标准对比表。3.5.4碳当量及裂纹敏锐系数本标准采纳碳当量运算公式是国际通用的国际焊接协会规定 的运算公式：CEV=C+1/6Mn+

27、1/5（Cr+Mo+V）+1/15（Ni+Cu）碳当量数值的规定，参照EN 10025-2、3、4、6标准的规定。关于Q3 90钢级，是按照EN 10025-2、3、4、6标准中碳当量数值差的规律，参考 GB/T 1591-1994规定而确定的。本标准中规定：“当各牌号钢的碳含量不大于 0.09%时，可采 纳焊接裂纹敏锐性指数（Pcm）代替碳当量评估钢材的可焊性”。确实是当 采纳碳当量运算，具值不能较好地反映焊接性能时，采纳裂纹敏锐系数代 替碳当量评估钢材的可焊性，具运算公式：Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B采纳裂纹敏锐系数代替

28、碳当量评估钢材的可焊性是国际上评判钢材焊 接性能的趋势，专门是关于近年在国际上普遍采纳的控轧控冷、热机械轧 制（TMCP）及（或+）调质技术的成熟应用和推广，使碳当量大为降低， 直截了当提升钢板的焊接性能，简化焊接工艺，提升焊接效率，减轻焊工 劳动强度等。冶炼方法本标准规定“钢由转炉或电炉冶炼，需要时，应进行炉外精炼”。炉外 精炼看起来是最让顾客放心的保证质量的手段，炉外精炼方法多种，但以 产品实物质量能达到顾客中意为准。交货状态本标准GB/T 1591-200X是按产品交货状态分为-热轧、控轧， 正火、热机械轧制（TMCP）。热机械轧制一是本标准采纳 EN 10025-4的定义。交货状态的不

29、同，与钢材钢级、质量等级、厚度等直截了当有 关，这是生产工艺路线的反映，也是在满足顾客对产品质量要求的前提下， 生产成本优化的体现。符合建设节约型社会的要求。力学性能屈服强度各钢级的表示数值确实是屈服强度，屈服强度规定，国家标准也是各不相同。按照讨论会决定，本标准采纳国家标准普遍的规定，选用 下屈服强度ReL。对厚度效应，国内、外标准规定也各不相同，因此，本标准参 照 EN 10025、GB/T 1591-94 的规定。本标准的Q345钢级，在钢材厚度最低一档，采纳 345钢级， 其它各档均采纳EN 10025的规定。抗拉强度抗拉强度采纳EN 10025的规定。Q390钢级是考虑EN 1002

30、5没有此 钢级，故采纳并连续GB/T 1591-1994版本的规定。低温V型冲击试验及冲击功值冲击功采纳EN 10025的规定，按质量级别（不同温度）分别规定冲击 功数值，而与钢级的强度级别无关。 Q390钢级同样是采纳EN 10025标准 的规定。本标准的力学性能与国内外标准对比见附表 2-本标准力学性能 与国内外标准对比表。钢材厚度方向性能钢材厚度方向断面收缩率采纳 GB/T 5313的规定。表面质量本标准采纳GB/T 1591-94的规定：钢材的表面质量应符合有关产品标 准的规定。此规定旨在促进使用规定钢材表面质量的国家标准。如： GB/T 14977热轧钢板表面质量的一样要求等标准。无损检测要求保证钢板内部无分层等缺陷和厚度方向性能钢材应在合同或协议 中明确要求进行无损检测，同时确定检测标准和级别。专门要求关于使用国外钢牌号、供方保证可不做的检验、标准规定以外