高強度低碳合金結構鋼的性能試驗

合金結構鋼 合金鋼是指鋼中除含硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素（如鉻、 鎳、鉬、釩、鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和其他元素等），有的還含有某些非金屬元素（如 硼、氮等）的鋼。合金鋼中由于含有不同種類和數(shù)量的合金元素，并采取適當?shù)墓に嚧胧?便可分別具有較高的強度、韌性、淬透性、耐磨性、耐蝕性、耐低溫性、耐熱性、熱強性、 紅硬性等特殊性能。 一、合金鋼發(fā)展 合金鋼已有一百多年的歷史了。工業(yè)上較多地使用合金鋼材大約是在19世紀后半期。當 時由于鋼的生產(chǎn)量和使用量不斷增大，機械制造業(yè)需要解決鋼的加工切削問題，1868年英國 人馬希特(r.f.mushet)發(fā)明了成分為2.5%mn-7%w的自硬鋼，將切削速度提高到5米/分。隨 著商業(yè)和運輸?shù)陌l(fā)展，1870年在美國用鉻鋼(1.5～2.0%cr)在密西西比河上建造了跨度為158.5 米的大橋；由于加工構件時發(fā)生困難

試驗不同連鑄工藝生產(chǎn)條件下的中碳合金結構鋼,對連鑄坯、中間坯以及軋材的低倍質量、化學成分偏析情況進行對比、跟蹤；連鑄使用工藝2相比工藝1,連鑄坯低倍片更為致密,軋材疏松等級低0.5級,中間坯的碳偏析指數(shù)極差減少50%,金相組織中鐵素體比例較少,組織均勻性更好。

合金結構鋼的熱處理工藝性能 牌號 材料 類別 臨界溫度 ac1/ar1( ℃) 臨界溫度 ac3/ar3( ℃) 臨界溫度 ms/mz(℃) 熱加工溫度 退火溫 度(℃) 退火冷 卻方式 退火 硬度 hb 正火 溫度 (℃) 正 火 冷 卻 方 式 正火 硬度 hb 高 溫 回 火 溫 度 ( ℃ ) 高溫 回火 硬度 hb 滲碳溫 度(℃) 滲碳一 次淬火 溫度 (℃) 滲碳 二次 淬火 溫度 (℃) 滲碳 降溫 淬火 溫度 (℃) 滲碳冷卻劑加熱 (℃) 始鍛/ 終鍛 (℃) 20mn2 合 金 結 構 鋼 725/61 0 840/74 0 400 1200～ 1240 1180～ 1200/ ≥850 850～ 880 爐冷 ≤ 187 870 ～ 900 空 冷 67 0 ～ 70 0 ≤ 187 910

牌號主要特征應用舉例 20mn2 具有中等強度，較小截面尺寸的20mn2和 20cr性能相似，低溫沖擊韌度、焊接性能 較20cr好，冷變形時塑性高，切削加工性 良好，淬透性比相應的碳鋼要高，熱處理 時有過熱、脫碳敏感性及回火脆性傾向 用于制造截面尺寸小于50mm的滲碳零 件，如滲碳的小齒輪、小軸、力學性能 要求不高的十字頭銷、活塞銷、柴油機 套筒、汽門頂桿、變速齒輪操縱桿、鋼 套，熱軋及正火狀態(tài)下用于制造螺栓、 螺釘、螺母及鉚焊件等 30mn2 30mn2通常經(jīng)調質處理之后使用，其強度 高，韌性好，并具有優(yōu)良的耐磨性能，當 制造截面尺寸小的零件時，具有良好的靜 強度和疲勞強度，拉絲、冷鐓、熱處理廠 藝性都良好，切削加工性中等，焊接性尚 可，一般不做焊接件，需焊接時，應將零 件預熱到200℃以上，具有較高的淬透性， 淬火變形小，但有過熱、脫碳敏感性及回 火脆性 用于制造汽車、拖

合金結構鋼的定義與分類 一、調質鋼 經(jīng)受淬火和在ac1以下進行回火的熱處理鋼稱為調質鋼。傳統(tǒng) 的調質鋼是指淬火和高溫火鋼 調質鋼是機械制造行業(yè)中應用十分廣泛的重要材料之一。 調質鋼在化學成分上的特點是，碳含量為0.3—0.5%，并含有一 種或幾種合金元素。具有較低或中等的合金化程度。鋼中合金元素的 作用主要是提高鋼的淬透性和保證零件在高溫回火后獲得預期的綜 合性能。 熱處理工藝是在臨界點以上一定溫度加熱后淬火成馬氏體，并在 500℃--650℃回火。熱處理后的金相組織是回火索氏體。這種組織具 有強度、塑性的韌性的良好配合。 調質鋼的質量要求，除一般的冶金方面的代倍和高倍組織要求 外，主要為鋼的力學性能以及與工作可靠性和壽命密切相關的冷脆性 轉變溫度、斷裂韌性和疲勞抗力等。在特定條件下，還要求具有耐磨 性、耐蝕性和一定的抗熱性。由于調質鋼最終采用高溫回火，能使鋼 中應力完全消

45號碳素結構鋼與q345低合金結構鋼的比較 一、45號鋼 ●標準：gb13237-91tq/ansc-1rz06003 ●主要特性：高強度中碳調質鋼，具有一定的塑性和韌性，較高的強 度，切削性能良好，采用調質處理可獲得很好的綜合力學性能，淬透 性較差，水淬易產(chǎn)生裂紋，中小型零件調質后可得到較好的韌性及較 高的強度，大型零件（截面尺寸超過80mm）以采用正火處理為宜， 但45鋼的焊接性能較低，雖可焊接，但焊前應將焊件進行預熱，且 焊后應進行退火處理，以消除焊接應力。 ●用途舉例：適用于制造較高強度的運動零件，如空壓機、泵的活塞、 蒸汽透平機的葉輪，重型及通用機械中的軋制軸、連桿、蝸桿、齒條、 出論、銷子等，通常在調質或正火狀態(tài)下使用，可代替滲碳鋼，用以 制造表面耐磨的零件，此時，須經(jīng)高頻或火焰表面淬火，如曲軸、凸 輪、機床主軸、活塞銷、傳動軸等，還可用于

合金結構鋼（gb377-82）、不銹鋼棒（gb1220-84） 鋼號 （應用） 熱處理 試樣 直徑 mm 力學性能硬度 淬火回火 抗拉強 度 屈服 限 伸長 率 收縮 率ψ 沖擊值 退火或高溫回火 狀態(tài)的布氏硬度 溫度℃冷卻劑溫度℃冷卻劑 mpa%壓痕直 徑≥ mm hb*≤ ≥ 合金結構鋼 20mn2 850 850 水、油 水、油 200 440 水、空氣 水、空氣 15785588104058.54.4187 35mn2840水500水25834686124568.74.2207 45mn2840油550水、油25883735104058.84.1217 35simn900水570水、油25883735154558.84.0229 4

鋼 種 成分特點與合金化 原則 性能特點使用態(tài) 組織 典型鋼號及其應用熱處理特點 低 合 金 高 強 度 鋼 ①低c:＜0.2%②me 以mn為主,mn和si 固溶強化③加入 v,nb,ti等元素細 化f晶粒和細化k 而沉淀強化④加入 p、cu抗腐蝕 ①高強 度:σs＞ 300mpa② 高韌性③ 良好焊接 性能和冷 成形性能 p細＋f按σs分6級:①低強 度級別:16mn一般工程 結構②中等強度級 別:15mnvn大型橋梁,鍋 爐,船舶,焊接結構.③ 高強度級別:18mnmonb 高壓鍋爐,高壓容器 一般供應狀態(tài) (熱軋空冷)下 直接使用,不 熱處理。焊接 結構可進行一 次正火,改善 焊區(qū)性能 合 金 滲 碳 鋼 ①低c:0.1%～ 0.25%②加入提高 淬透性元素 cr,ni,mn,b③加入 mo,w,v,nb,ti等阻 礙

在實驗室加速腐蝕試驗和力學試驗基礎上,研究了合金結構鋼基體組織中鐵素體-珠光體比例與其在海水中的腐蝕速率和常規(guī)力學性能之間的關系。試驗結果及分析表明:調整珠光體-貝氏體組織比例能夠提高合金結構鋼耐海水腐蝕性能和力學性能。

低合金高強度結構鋼 (2)

低合金高強度結構鋼 highstrengthlowalloysteel 一、定義 中國國家標準gb/t13304-1991《鋼分類》，參照國際標準，對鋼的分類作了具體的規(guī)定。 低合金高強度鋼hsla是在碳素鋼的基礎上，通過加入少量合金元素并在熱軋、控軋或熱 處理狀態(tài)下，具有高強度、高韌性，較好的焊接性、成型性或耐腐蝕性等特征的鋼材。 成分特點：低碳（wc≤%），低合金。 性能特點：比普通碳素結構鋼有較高的屈服強度和屈強比、較好的冷熱加工成型性、良 好的焊接性、較低的冷脆傾向、缺口和時效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。 二、低合金高強度鋼的發(fā)展 1867-1874年，美國含鉻結構鋼，1902-1906年，美國含鎳結構鋼，1915年，美國含錳% 橋梁用結構鋼。20世紀60年代以后，冶金生產(chǎn)工藝技術和低合金鋼開發(fā)均取得巨大發(fā)展， 錳、硅、鉻、

低合金高強度結構鋼 highstrengthlowalloysteel 一、定義 中國國家標準gb/t13304-1991《鋼分類》，參照國際標準，對鋼的分類作了具體的規(guī)定。 低合金高強度鋼hsla是在碳素鋼的基礎上，通過加入少量合金元素并在熱軋、控軋或 熱處理狀態(tài)下，具有高強度、高韌性，較好的焊接性、成型性或耐腐蝕性等特征的鋼材。 成分特點：低碳（wc≤0.2%），低合金。 性能特點：比普通碳素結構鋼有較高的屈服強度和屈強比、較好的冷熱加工成型性、良 好的焊接性、較低的冷脆傾向、缺口和時效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。 二、低合金高強度鋼的發(fā)展 1867-1874年，美國含鉻結構鋼，1902-1906年，美國含鎳結構鋼，1915年，美國含錳 1.6%橋梁用結構鋼。20世紀60年代以后，冶金生產(chǎn)工藝技術和低合金鋼開發(fā)均取得巨大發(fā) 展，錳、

. .. 低合金高強度結構鋼 highstrengthlowalloysteel 一、定義 中國國家標準gb/t13304-1991《鋼分類》，參照國際標準，對鋼的分類作了具體的規(guī)定。 低合金高強度鋼hsla是在碳素鋼的基礎上，通過加入少量合金元素并在熱軋、控軋或 熱處理狀態(tài)下，具有高強度、高韌性，較好的焊接性、成型性或耐腐蝕性等特征的鋼材。 成分特點：低碳（wc≤0.2%），低合金。 性能特點：比普通碳素結構鋼有較高的屈服強度和屈強比、較好的冷熱加工成型性、良 好的焊接性、較低的冷脆傾向、缺口和時效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。 二、低合金高強度鋼的發(fā)展 1867-1874年，美國含鉻結構鋼，1902-1906年，美國含鎳結構鋼，1915年，美國含錳 1.6%橋梁用結構鋼。20世紀60年代以后，冶金生產(chǎn)工藝技術和低合金鋼開發(fā)均取得巨

低合金高強度結構鋼.

1/9 低合金高強度結構鋼gb/t1591-2008 一，范圍 本標準規(guī)定了低合金高強度結構鋼的牌號、尺寸、外形、重量 及允許偏差、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標志和 質量證明書。 二，規(guī)范引用文件 gb/t222鋼的成品化學成分允許偏差 gb/t223.5鋼鐵酸溶硅和全硅含量的測定還原性硅酸鹽分 分光光度法 gb/t223.9鋼鐵及合金鋁含量的測定鉻天青s分光光度法 gb/t223.12鋼鐵及合金化學分析方法碳酸鈉分離-二笨碳酰 二肼光度法測鉻含量 gb/t223.14鋼鐵及合金化學分析方法鉭試劑萃取光度法測定 釩含量 gb/t223.16鋼鐵及合金化學分析方法變色酸光度法測鈦含量 gb/t223.19鋼鐵及合金化學分析方法新亞銅靈三氯甲烷萃取 光度法測定銅含量 gb/t223.23鋼鐵及合金鎳含量的測定丁二酮肟分光光

低合金高強度結構鋼

低合金鋼機械性能 低合金鋼是指在鋼中加入少量合金元素（符合表5-1）由于合金元素的強化作用，低合金結構鋼的屈服點比普通碳素鋼高25-150%，加之大多低碳，而 具有良好的塑性韌性和焊接性能，有的還具有耐腐蝕、耐低溫等特性，因此，低合金鋼是一類很有發(fā)展前途的鋼，在鋼的生產(chǎn)中比例越來越大。 低合金鋼按質量和用途分為普通質量低合金鋼、優(yōu)質低合金鋼、特殊質量低合金鋼。 16、一般用途低合金鋼 一般用途低合金結構鋼包括：普通質量和優(yōu)質低合金結構鋼、普通質量低合金鋼是指生產(chǎn)過程中不規(guī)定特別控制質量要求的供一般用途、優(yōu)質、 在生產(chǎn)過程中需要特別控制質量（例降低硫、磷含量、控制晶粒度，改善表面質量等）一般用途低合金鋼結構鋼牌號由代表屈服點的漢語拼音字母（q）、 屈服點數(shù)值、質量等級符號（a、b、c、d、e）三個部分按照順序排列，根據(jù)gb/t1591-94低合金高強度結構鋼牌號，化學

低合金高強度結構鋼 highstrengthlowalloysteel 一、定義 中國國家標準gb/t13304-1991《鋼分類》，參照國際標準，對鋼的分類作了具體的規(guī)定。 低合金高強度鋼hsla是在碳素鋼的基礎上，通過加入少量合金元素并在熱軋、控軋或 熱處理狀態(tài)下，具有高強度、高韌性，較好的焊接性、成型性或耐腐蝕性等特征的鋼材。 成分特點：低碳（wc≤0.2%），低合金。 性能特點：比普通碳素結構鋼有較高的屈服強度和屈強比、較好的冷熱加工成型性、良 好的焊接性、較低的冷脆傾向、缺口和時效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。 二、低合金高強度鋼的發(fā)展 1867-1874年，美國含鉻結構鋼，1902-1906年，美國含鎳結構鋼，1915年，美國含錳 1.6%橋梁用結構鋼。20世紀60年代以后，冶金生產(chǎn)工藝技術和低合金鋼開發(fā)均取得巨大發(fā) 展，錳、

低合金高強度結構鋼 highstrengthlowalloysteel 一、定義 中國國家標準gb/t13304-1991《鋼分類》，參照國際標準，對鋼的分類作了具體的規(guī)定。 低合金高強度鋼hsla是在碳素鋼的基礎上，通過加入少量合金元素并在熱軋、控軋或 熱處理狀態(tài)下，具有高強度、高韌性，較好的焊接性、成型性或耐腐蝕性等特征的鋼材。 成分特點：低碳（wc≤0.2%），低合金。 性能特點：比普通碳素結構鋼有較高的屈服強度和屈強比、較好的冷熱加工成型性、良 好的焊接性、較低的冷脆傾向、缺口和時效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。 二、低合金高強度鋼的發(fā)展 1867-1874年，美國含鉻結構鋼，1902-1906年，美國含鎳結構鋼，1915年，美國含錳 1.6%橋梁用結構鋼。20世紀60年代以后，冶金生產(chǎn)工藝技術和低合金鋼開發(fā)均取得巨大發(fā) 展，錳、

版次年月日日期 哈爾濱電機廠 有限責任公司 共頁第頁 ⅲ－44 0ea.640.129－2000 代替0ea.640.129－93 21 低合金結構鋼厚鋼板 1范圍 本標準適用于厚度為4mm～60mm的低合金結構鋼熱軋厚鋼板。厚度大于60mm的鋼板， 力學性能按供需雙方協(xié)議供應，主要用于承受重載荷的結構零件，如大型水輪機蝸殼、座環(huán)、 壓力容器等。 2引用標準 gb/t3274－1988碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板和鋼帶 gb/t1591－1994低合金結構鋼 gb/t709－1988熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差 gb/t247－1997鋼板和鋼帶驗收、包裝、標志及質量證明書的一般規(guī)定 3鋼板的尺寸、外形及允許偏差 3.1鋼板的尺寸及允許偏差應符合表1的規(guī)定。 3.2表面質量 3.2.1鋼板

低合金結構鋼(GB1591-88)(二)

第三章合金結構鋼