低結(jié)構(gòu)鋼合金高強(qiáng)度

《低結(jié)構(gòu)鋼合金高強(qiáng)度》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、金屬學(xué)熱處理主課老師：安會(huì)芬項(xiàng)目七：工程結(jié)構(gòu)件的選材及應(yīng)用工程結(jié)構(gòu)鋼是指專(zhuān)門(mén)用來(lái)制造工程結(jié)構(gòu)件的一大類(lèi)鋼種.在鋼總產(chǎn)量中，工程結(jié)構(gòu)鋼占90％左右。工程結(jié)構(gòu)鋼包括碳素鋼和低合金高強(qiáng)度鋼。低合金高強(qiáng)度鋼是指在碳含量低于0.25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加一種或多種少量合金元素（低于3%），使鋼的強(qiáng)度明顯高于碳素鋼的一類(lèi)工程結(jié)構(gòu)用鋼，統(tǒng)稱(chēng)低合金高強(qiáng)度鋼。按鋼的用途可分：鋼軌鋼及其他專(zhuān)業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)鋼耐腐蝕鋼低溫用鋼鋼筋鋼耐磨鋼2.1工程結(jié)構(gòu)鋼的基本要求工程結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)期受靜載；互相無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)受大氣（海水）的侵蝕；有些構(gòu)件受疲勞沖擊；一般在-50~100

2、℃范圍內(nèi)使用；如：橋梁、船舶等受到像風(fēng)力或海浪沖擊.服役條件生產(chǎn)工藝焊接是構(gòu)成金屬結(jié)構(gòu)的常用方法；一般都要經(jīng)過(guò)如剪切、沖孔、熱彎、深沖等成型工藝技術(shù)要求1、足夠的強(qiáng)度與韌度（特別是低溫韌度）；2、良好的焊接性和成型工藝性；3、良好的耐腐蝕性；4、低的成本。2.2低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的合金化C↑固溶強(qiáng)化效果和珠光體含量，低成本。↑C，↓塑、韌性，↓焊接性、冷成型。如0.1%C，TK為-50℃，0.3%C，TK為50℃一般均應(yīng)限制在0.2%以下Si最常用且較經(jīng)濟(jì)的元素。強(qiáng)化F較顯著，1%Si，σs↑85MPa，↑TK，量多時(shí)可大為降低塑韌性，所以Si控制在<1.1%

3、1、Me對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼力學(xué)性能的影響Mn固溶強(qiáng)化作用大，1%Mn，σs↑33MPa。約有3/4量溶入F中，弱的細(xì)晶作用，↓TK。同樣量多時(shí)可大為降低塑韌性.所以Mn控制在<1.8%。NbVTiAl形成穩(wěn)定細(xì)小的K等，粒子2~10nm，既細(xì)晶又沉淀強(qiáng)化，↑σs，↑δ、AK，綜合效果↓TK。改善焊接性。作用順序:Ti>Nb>Al>V。Re脫氧去硫吸氫作用，改善塑韌性，↓TK所以，低合金高強(qiáng)度鋼的基本成分應(yīng)考慮低碳，稍高的錳含量，并適當(dāng)用硅強(qiáng)化。合金元素對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼的固溶強(qiáng)化鋼的韌－脆轉(zhuǎn)折溫度與碳含量的關(guān)系（a）強(qiáng)化機(jī)制的影響圖（b）成分的影響圖鐵素體-珠

4、光體鋼的各種強(qiáng)化機(jī)制和成份對(duì)屈服強(qiáng)度和韌-脆轉(zhuǎn)折溫度的影響2、Me對(duì)焊接性和耐大氣腐蝕性的影響優(yōu)良的焊接性是指：焊接工藝簡(jiǎn)單；焊縫與母材結(jié)合牢固，強(qiáng)度不低于母材；焊縫的熱影響區(qū)保持足夠的強(qiáng)度與韌性，沒(méi)有裂紋及各種缺陷?？刂艭C↑→焊縫處硬化與脆化傾向↑，焊接裂紋↑。提高淬透性的Me種類(lèi)及其數(shù)量也應(yīng)適當(dāng)控制，如Cr、Mn、Mo、Ni等。CuP↑耐大氣腐蝕性最有效的元素。一般含量:0.025~0.25%Cu，0.05~0.15％P?！黀，冷脆和時(shí)效傾向增加?！肁l脫氧→細(xì)晶粒鋼。復(fù)合加入適量元素，則↑鋼耐蝕性效果更佳。如090CuPCrNi-A、09CuP、09

5、CuPCrNi-B時(shí)效現(xiàn)象低碳工程構(gòu)件經(jīng)加工或高溫冷卻后，在室溫或較低溫度下放置一段時(shí)間，鋼的性能會(huì)發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象。（淬火時(shí)效和機(jī)械時(shí)效）產(chǎn)生原因C、N等間隙原子偏聚或內(nèi)吸附于位錯(cuò)等晶體缺陷處。提高硬度、降低塑性和韌度。如：某鋼板剛變形時(shí)，AK120J，十天后降為35J；焊接鋼板在三個(gè)月后由92J降為33J。當(dāng)然橋梁、船舶等突然斷裂的原因很多。例如：共振、應(yīng)力波等2.3鐵素體-珠光體鋼最新研究成果：如F晶粒尺寸細(xì)化到μ級(jí)，則F-P類(lèi)低合金高強(qiáng)度鋼的強(qiáng)度也可達(dá)到800MPaF-P類(lèi)型是工程結(jié)構(gòu)鋼中最主要的一類(lèi)鋼。有Q295、Q345、Q390、Q420、Q4

6、60五個(gè)牌號(hào)。根據(jù)質(zhì)量要求分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)。A、B級(jí)為普通質(zhì)量級(jí)；C級(jí)為優(yōu)質(zhì)級(jí)；D級(jí)和E級(jí)為特殊質(zhì)量級(jí)，有低溫沖擊韌性要求。組織：10~25％片層狀P+75~90％多邊形F。低碳鐵素體/珠光體鋼超細(xì)晶強(qiáng)韌化與控制技術(shù)——2004年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)主要特點(diǎn)超細(xì)晶粒、高潔凈度、高均勻性。生產(chǎn)節(jié)約能源和資源，不用或少用Me，改善環(huán)境，↓成本，具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。如何形成微米級(jí)的超細(xì)晶是該項(xiàng)目的核心技術(shù)和難點(diǎn)。具體指標(biāo)采用形變誘導(dǎo)F相變，可把F晶粒細(xì)化到2-5μm（碳鋼）和1～2μm（微合金鋼）。碳鋼的σs由200MPa提高到350～400MPa；低

7、合金鋼由350～400MPa提高到600～700MPa。低碳鐵素體/珠光體鋼超細(xì)晶鋼材生產(chǎn)工藝控制和不同的制品2.4微珠光體低合金高強(qiáng)度鋼石油、天然氣開(kāi)發(fā)，需要大量輸送管線(xiàn)。油氣管線(xiàn)用鋼要求有很好的焊接性、低溫韌度和強(qiáng)度等綜合性能。輸送油氣距離越長(zhǎng)，壓力越大，質(zhì)量要求也越高。油氣管線(xiàn)用鋼發(fā)展為微P低合金高強(qiáng)度鋼。強(qiáng)化機(jī)理對(duì)F-P鋼,P量每↑10%，將使TK↑22℃。油氣管線(xiàn)用鋼:↓C,<0.1%；為保證σ，就必須采用其它不損害或少損害焊接性和韌度的強(qiáng)化措施?！龀鰪?qiáng)化和晶粒細(xì)化↑鋼性能?！鶱b、V、Ti微合金化和控軋?zhí)幚砉に嚒？刂栖堉坪涂刂评鋮s技術(shù)高溫形變熱處

8、理→F大幅度晶粒細(xì)化→↑強(qiáng)度和韌度?？?/p>