王浩工程结构钢正式

概述合金化常用工程结构钢工程结构钢的冶金工艺特点

思考题工程结构钢

1概述

弥补碳素钢的如下缺陷：综合机械性能差热稳定性差耐腐蚀性差淬透性差不能满足某些特殊性能要求，如低温环境合金化的必要性

工程结构钢结构钢

机械制造结构钢工作条件不同性能要求不同组织不同合金化和热处理技术不同概念指专门用来制造各种工程结构的一大类钢种，如制造桥梁、船体、油井或矿井用钢、钢轨、高压容器、管道和建筑钢结构等。组织热轧态或正火态使用的低C钢;组织为F+P;B或M。性能要求足够高的强度、良好的塑性;适当的常温冲击韧性，有时要求适当的低温冲击韧性;良好的工艺性能。2工程结构钢的合金化常用的工程结构钢是热轧态或正火态使用的低碳钢，显微组织是铁素体-珠光体。为了能承受更大的载荷并减轻结构的重量，要求钢材有较高的强度和良好的塑性。因此，通过对铁素体-珠光体钢加入合金元素提高强韧性。

图示：F+P组织一.工程结构钢的强化固溶强化——P,

Si,Mn,Ni,Cr,Mo细晶强化——Ti,Nb,V;Cr,Mn,Ni,Mo沉淀强化——V,Ti,Nb珠光体含量——C

细化晶粒----铝脱氧和合金化沉淀强化二.F-P组织的冲击韧韧性和脆性转转化温度C量越高，冲击击韧性下降，，脆化温度升升高；Ni,Mn,Cr提高冲击韧韧性，降低低脆化温度度；细化晶粒；；Ti,Nb,V提高强度，，对韧性影影响不大；；非金属夹杂杂物降低韧韧性。碳当量;当合金元素素含量高时时,可焊焊性变差；；常用多元少少(微)量量合金化；；微合金化元元素，尤其其是0.01-0.02%Ti,可提高钢的的焊接性。。三.工程程结构钢的的可焊性多在潮湿空空气或海洋洋大气中服服役,会会产生电化化学腐蚀；；少量Cu,P,Ni,Cr等元素,可可提高抗抗大气腐蚀蚀能力;常用耐候钢钢钢种09CuPTi,08CuPV,10MnPNbRE等。四.工程结结构钢的耐耐大气腐蚀蚀性3常用用工程结构构钢铁素体-珠珠光体（F-P）钢碳素工程结结构钢高强度低合合金钢微合金钢低碳贝氏体体钢和马氏氏体钢低碳碳贝贝氏氏体体钢钢针状状铁铁素素体体钢钢低碳碳马马氏氏体体钢钢双相相钢钢一.铁铁素素体体-珠珠光光体体（（F-P））钢1.碳碳素素工工程程结结构构钢钢碳钢钢碳素素结结构构钢钢普通通碳碳结结构构钢钢优质质碳碳结结构构钢钢碳素素工工具具钢钢以Fe-C+少量量Mn,Si,S,P（（常存存元元素素））+Cu,Cr,Ni,Mo,V,Ti;N,H,O碳素素结结构构钢钢钢中中应应用用最最多多的的、、数数量量最最大大的的。。常常轧轧制制成成板板材材、、型型材材及及异异型型材材，，一一般般不不需需要要经经热热处处理理直直接接使使用用。。用用于于一一般般结结构构和和工工程程。。钢的的牌牌号号由由代代表表屈屈服服点点的的字字母母（（Q）、、屈屈服服点点数数值值、、质质量量等等级级符符号号（（A、B、C、D、））脱脱氧氧方方法法符符号号等等四四部部分分按按顺顺序序组组成成。。普通通碳碳素素结结构构钢钢的的牌牌号号、、成成分分与与用用途途(GB700-88)碳素素结结构构钢钢(GB700-2006)碳素素结结构构钢钢(GB700-2006)二.高高强强度度低低合合金金钢钢（（HSLAsteels））1.概概念念及及特特点点概念念：：一种种含含有有少少量量合合金金元元素素具具有有较较高高强强度度的的结结构构钢钢。。特点点：：强度度较较高高；；合合金金消消耗耗量量小小，，成成本本低低廉廉；；工工艺艺简简单单，，适适合合于于大大量量生生产产；；可可焊焊性性能能较较好好；；应应用用广广泛泛。。合金元素素强化机机制固溶强化化，细晶晶强化和和沉淀强强化。2.钢钢种及用用途Q345(16Mn)产量最多多，用量量最广。。345MPaQ390,Q420.(15MnTi,16MnNb,15MnV，15MnVN)屈强：>390MPa，，利用低合合金与微微合金相相结合。。在建筑筑，石油油，化工工，铁道道，桥梁梁，造船船，机车车，锅炉炉等应用用广泛。。GB/T1591-94低合金高高强度结结构钢3国家标准准GB1591-88低合金高高强度结结构钢GB/T1591-94低合金高高强度结结构钢GB/T1591-2008低合金高高强度结结构钢GB/T1591-2008低合金高高强度结结构钢三.微微合金钢钢1.概概念利用微合合金化元元素Ti,Nb,V；；主要依靠靠细晶强强化和沉沉淀强化化来提高高强度；；利用控制制轧制和和控制冷冷却工艺艺-----高高强度度低合金金钢。2.微微合金元元素的作作用应变诱导导析出氮氮化物，，抑制奥氏氏体形变变再结晶晶；阻止奥氏氏体晶粒粒长大；；沉淀强化化；改变与细细化钢的的组织。。3.轧轧制方法法铌主要用用来在高高温形变变时产生生应变诱诱导析出出相Nb（C，N）），细化奥氏氏体晶粒粒；钒主要用用来产生生沉淀强强化相V（C,N））；目前微合合金元素素组合方方法：1）Nb-V或V-Nb-Ti复合法2）V-Ti法或V-Ti-N法四.低低碳贝氏氏体钢和和马氏体体钢1.低低碳贝氏氏体钢1）概念念在轧制或或正火后后得到B组织，屈屈服强度度可达到到490-780MPa。。2）合金化原原理合金元素素主要是是能显著著推迟先先共析F和P转变，但但对B转变推迟迟较少的的元素如如Mo，B，可得到贝贝氏体组组织。加入Mn,Ni,Cr等合金元元素，进进一步推推迟先共共析F和P转变，并并使Bs点下降，，可得到到下B组织；加入微合合金化元元素充分分发挥其其细化作作用和沉沉淀作用用；低碳,使使韧性和和可焊性性提高。。钢种14MnMoV,14MnMoVBRE，用来制造造容器。。下贝氏体体组织2.针针状铁素素体钢低碳或超超低碳的的针状F，实质上也也是属于于低碳B钢C<0.1%,其α片呈板条条状，具具有高位位错密度度，在450℃℃以下下形成。。常用Mn-Mo-Nb钢，屈强>470MPa，，如06MnMoNb,09MnMoVNb具有好的的低温韧韧性，而而且有良良好焊接性，，成功地地应用于于制造寒寒带输送石油油和天然然气的管管线。针状铁素素体3.低低碳马氏氏体钢（（C<0.25%）性能：更高的的强度和和良好的的焊接性性,超群群的疲劳劳性能；；合金元素素：Al、Nb、V、B及Mn,Cr常用的钢钢种（多用中中厚板）1）锻轧轧空冷得得到B+M+F混合组织织；2）轧后后淬火并并自回火火,得得到M组织。应用：运动的部部件和低低温下使使用的部部件。4.双双相钢近70~80%细晶多多边形F+20~30%M;通过两相相区加热热淬火或或热轧后后空冷;高强度，，良好冷冷成型性性能，极佳冲压压性能（（薄板或或带钢——深冲用钢钢材）;分为退火火双相钢钢和热轧轧双相钢钢；钢种举例例：Si-Mn-Cr-Mo-V。F+B双相钢双相钢的的特点是是：屈服强度度较低，，一般不不超过350MPa,而抗拉强强度却较较高；钢的拉伸伸应力-应变曲线线上无明明显屈服服平台；；高的均匀匀延伸率率和总伸伸长率（（总伸长长率在24%以上）；；高的加工工硬化指指数（n值）σ=Kεn；塑性应变变比(γ值)高；γ=εw/εb；应变时效效速率较较低。因因此，这这类钢具具有良好好的加工工成型性性。4工程程结构钢钢的冶金金工艺特特点冶炼工艺艺1）固N：Al脱氧;2）控S：降低S%；改变MnS形态;3）加入入微合金金元素：：强化与与细化。。控制轧制制与控制制冷却控制轧制制主要由三三个阶段段组成：：1）高温温下的再再结晶区区变形；；2）在紧紧靠Ar3以上的低低温无再再结晶区区变形；；3）在奥奥氏体和和铁素体体两相区区变形钢坯的加加热温度度、保温温时间、、开轧温温度、轧轧制道次次和道次次变形量量、终轧轧温度以以及轧后后冷却等等参数，，都极为为重要。。通过控控制轧制制过程中中的各种种参数，，形成轧轧制工艺艺。控制冷却却主要在相相变后的的卷取过过程。热处理工工艺与金金相组织织---正火或淬淬回火，，F-P，B，M5思考题题1．对对工程程结构构钢的的基本本性能能要求求是什什么？？2．合合金元元素在在低合合金高高强度度结构构钢中中的主主要作作用是是什么么？为为什么么考虑虑采用用低C？3．什什么是