冲击韧性低值分析
冲击韧性实验
第三章材料的冲击韧性及低温脆性•生产中很多机件和工具、摸具受冲击载荷的作用，如火箭的发射、飞机的起飞和降落、行驶的汽车通过道路上的凹坑，及材料的压力加工（锻造、冲裁、模锻）等。
为了评定材料承受冲击载荷的能力，揭示材料在冲击载荷下的力学行为，就需要进行相应的力学性能试验吧。
•本章主要介绍材料在冲击载荷下的力学行为和性能特点以及金属材料的低温脆性。
§3.1 冲击弯曲试验与冲击韧性一、冲击弯曲试验1. 试验原理摆锤冲断试样失去的位能为GH 1－GH 2此即为试样变形和断裂所吸收的功，称为冲击吸收功，以A K 表示，单位为 J 。
A K =GH 1－GH 22.标准试样•国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为:夏比（Charpy）U型缺口试样和夏比V型缺口试样，冲击吸收功分别记为AKU 和AKV。
几何尺寸为：3.工程意义（1）获得冲击韧度或冲击值a KV (a ku ) ，a KV (a ku ) = A KU （A KV ）/ F N (J/cm 2）过去常以a KV (a ku ) 作为衡量材料韧脆的力学性能指标， 进一步的研究表明，其物理意义不明确，近年来已不大使用，衡量材料韧脆多直接用冲击值A KU （A KV ）。
它能反映出原始材料的冶金质量和热加工产品的质量。
通过测量A K 值和对冲断试样的断口分析，可揭示原材料中的气孔、夹杂、偏析、严重分层和夹杂物超标等冶金缺陷；还可检查过热、过烧、回火脆性等锻造或热处理缺陷。
•（2）测定材料的韧脆性转变温度。
根据系列与温度的冲击试验（低温冲击试验）可获得AK关系曲线，据此确定材料的韧脆转变温度，以供选材参考或抗脆断设计。
•（3）对σs大致相同的材料,根据A K值可以评定材料对大能量冲击破坏的缺口敏感性.二、多次冲击1.试验原理模拟实际零件工作状态，用落锤式多冲试验机，以450 次/分—600/分的频率，对试样进行小能量多次冲击，观察样品的破坏情况，考核冲击功A与样品断裂时的冲击次数N之间的关系，绘制A—N曲线。
低温冲击实验报告
一、实验目的 1. 了解低温冲击试验的基本原理和方法。 2. 通过低温冲击试验，测定材料的低温冲击韧性，为材料在低温环境下的应用提供依据。
3. 分析低温冲击试验结果，评估材料的低温性能。 二、实验原理 低温冲击试验是一种力学性能试验，主要用于测定材料在低温环境下的抗冲击性能。实验原理如下：
1. 将规定尺寸的试样置于低温冲击试验机中，在规定温度下进行冲击试验。 2. 通过测定试样在冲击过程中吸收的能量，计算材料的冲击韧性值。 3. 分析试样的断裂情况，了解材料的低温脆性倾向。 三、实验材料及设备 1. 实验材料：低碳钢（A3）板材，尺寸为100mm×100mm×30mm。 2. 实验设备： - 低温冲击试验机：用于进行低温冲击试验。 - 游标卡尺：用于测量试样尺寸。 - 高精度温度计：用于测量试样温度。 - 冲击试验试样：按照国家标准GB/T 229—1994制备。 四、实验步骤 1. 样品制备：按照国家标准GB/T 229—1994制备冲击试验试样，尺寸为55mm×10mm×2.5mm，缺口类型为V型。
2. 试验温度设定：将低温冲击试验机设定为所需低温冲击试验温度，如-20℃、-40℃、-60℃等。
3. 试验过程： - 将试样放置于试验机两支座之间，缺口背向打击面放置。 - 启动试验机，使摆锤（刀刃有2mm和8mm两种类型）一次打击试样。 - 测定试样在冲击过程中吸收的能量，即冲击吸收能量。 4. 数据记录：记录冲击试验过程中的温度、冲击吸收能量、试样断裂情况等数据。 五、实验结果与分析 1. 实验数据：在-20℃、-40℃、-60℃三种低温下，对低碳钢试样进行冲击试验，得到冲击吸收能量数据如下：
- 温度-20℃：冲击吸收能量为12.5J。 - 温度-40℃：冲击吸收能量为10.0J。 - 温度-60℃：冲击吸收能量为8.0J。 2. 结果分析： - 随着试验温度的降低，低碳钢试样的冲击吸收能量逐渐减小，说明材料在低温环境下的抗冲击性能逐渐降低。
塑料的冲击性能和塑料的韧性
塑料的冲击性能和塑料的韧性Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998塑料的冲击性能和塑料的韧性在某些塑料中，冲击强度低是一个很大的弱点,例如PVC、PS、PP等。
尤其是PVC性脆,在光照下降解，加工温度下发生热降解,几乎成为一种无用的材料。
但是,在PVC中加入改性剂，就可变成为可以接受的材料。
通过在PVC中加入大量的增塑剂就可以获得极广泛的用途。
随着科学技术的发展，出现了软质塑料和硬质塑料，当时的塑料要么柔而软，要么硬而脆。
软质塑料使用寿命短，由于增塑剂的挥发和材料在大气中老化降解而变脆成为硬质塑料。
而硬质塑料因为缺乏足够的韧性给塑料工业带来毁灭性的威胁，塑料工业就要开始发展革新性的产品。
开发高分子量和低挥发量、或低抽取性的增塑剂挽救了软质和硬质塑料制品，主要是苯乙烯类的产品开发。
它们因开发在聚合物结构中引入橡胶组分的技术获新生。
塑料添加剂的开发，可改善塑料生产工艺和提高产品性能。
其中增塑剂、稳定剂、冲击改性剂是有利于塑料冲击性能的改善。
以下就材料的韧性和刚性及反映材料韧性的冲击性能的测试作一些叙述。
1.韧性和刚性韧性和刚性是对立的概念。
在力学中有刚度和柔度两个物理量。
“刚度”是指物体发生单位形变时所需要的力的大小;“柔度”则指物体在单位力下所发生的形变大小。
可以看出, “刚度”越大的物体,越不容易发生变形(表现在伸长率很小); “柔度”越大的物体越容易发生变形(表现在伸长率较大)。
一种理想状态，物体的刚度趋近于无穷大(或者物体受力作用其变形小到可以忽略的程度)，我们就称该物体为刚体。
在力学分析时,可以不考虑其自身形变。
因此,刚性是反映物体形变难易程度的一个属性。
韧性的材料比较柔软，它的拉伸断裂伸长率、抗冲击强度较大；硬度、拉伸强度和拉伸弹性模量相对较小。
而刚性材料它的硬度、拉伸强度较大；断裂伸长率和冲击强度就可能低一些；拉伸弹性模量就较大。
材料性能与测试-第3章材料的冲击韧性和低温脆性
低温脆性的危害
❖ 发生脆变时，裂纹的扩展速度可高达1000~3000m/s，无法加以 阻止，无任何征兆。
❖ 1938 年和1940 年, 在比利时的哈塞尔特城和海伦赛贝斯城先后 发生了两次钢桥坍塌事故。经研究，这些事故正是材料的冷脆 造成的。
§3.2 低温脆性
❖ 定义：体心立方或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程上常用的 中、低强度结构钢，在试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态变为脆 性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理，断
§3.1 冲击载荷下金属变形和断裂特点 §3.2 冲击弯曲和冲击韧性 §3.3 低温脆性 §3.4 影响韧脆转变温度的因素
§3.1 冲击载荷下金属变形和断裂特点
冲击载荷和静载荷的区别
加载速率的不同
加载速率：载荷施加于试样或机件时的速率，用单位时间内应力增加
的数值表示。
形变速率可间接反应加载速率的变化。
口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。
屈服强度/MPa
840
700 W
560 Mo
420 Байду номын сангаасe
280
140 Ni
几类不同冷脆倾向的材料
0 200 400 600 800 1000
温度/℃
❖ 测量不同温度下冲击韧性aK(AK)与温度t的关系曲线(AK～t)。tk称为韧脆转
变温度或冷脆转变温度，是安全性指标之一。
(3) FTE(fracture transition elastic)：低阶能和高阶能平均值对应的温度。
➢ 冲击弯曲试验，冲击吸收功-温度曲线 Ak急剧减小；
(4) 以Akv为 20.3 N·m对应的温度作为韧脆转变温度，记为 V15TT。
3超高强度钢30CrMnSiNi2A冲击韧性值的探讨
21212 延长淬火加热保温时间的影响 对细晶粒的 30CrMnSiNi2A 钢来说 ,适当延长保
温时间对试样 ak 值无不利影响 ,反而有所提高 。这说
明在一定时间范围内保温 ,不会使晶粒明显长大 ,而是 使组织更趋向均匀一致 。故可认为生产中不同有效厚 度的零件随炉带同一规格尺寸的试样的办法是可行 的。 21213 增加预备处理正火工序的影响
3 结束语
(1) 试样按“航空结构钢热处理说明书”生产能满 足各项技术指标要求 ;当 ak 值偏低时可考虑增加预备 热处理正火工序或将等温温度适当提高以满足零件对 冲击韧性的要求 。
(2) 对于一定有效厚度范围内的零件 ,热处理时随 炉带同一规格尺寸的试样是可行的 ,对试验结果无显 著影响 。
(3) 为更真实地反映材料脆性倾向和冶金工艺质 量 ,对冲击试样槽口处 R 尺寸增加研磨工序是十分必 要的 。
负偏差 R 值 研磨 未研磨
附 注
1 783 799 870 780
2 773 743 875 786
3 838 718
4015
4
730 3 789
5 887 844 均值 820 779
1 882 719
2 789 729 3 755 3 807 4010 4 885 789
5 882 792 均值 860 767
第十二讲冲击韧性
作业
1、结合数控专业实训，请问为什么数控加工 用的刀具有一定的韧性要求？ 2、结合模具专业实训，请问为什么模具材料 韧性是一个重要的性能指标？ 3、影响金属疲劳强度的因素
五、疲劳现象
许多零件如轴、齿轮、轴承、弹簧等零件，是在大小和方 向变化的交变应力循环作用下工作的。 零件在循环应力作用下，常在远小于该材料的抗拉强度σb， 甚至小于屈服强度σs的情况下发生断裂。 零件在循环应力作用下，在一处或几处产生局部永久性累 积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂 的过程，称为金属疲劳 金属疲劳。 金属疲劳 由于疲劳断裂前无明显的塑性变形，断裂时突然发生的， 危险性很大。疲劳强度是衡量金属疲劳的依据。
七、影响金属疲劳强度的因素
金属疲劳强度的影响因素很多，如零件外形、表面质量、受力状态与周围 介质等。合理设计零件结构，避免应力集中，降低表面粗糙度值，进行表 面滚压、喷丸处理、表面热处理等，可以提高工件的疲劳强度。
八、模具的冷热疲劳失效
对于热作模具，工作时由于与热的坯料相互作用，引起了模具表面温度 常升至600～900℃的范围。为了不使模具的强度下降，必须要对脱模后 的模具喷洒冷却剂，使其降温。这样周而复始，使模具表面反复经历急冷 急热的过程。于模具表层便累积了相当的循环热应力。该应力最终以冷热 疲劳的方式进行释放，形成冷热疲劳裂纹。至于高温氧化、冷却剂的腐蚀 以及模具与高温坯料间的摩擦作用则更是加速了冷热疲劳的这一过程。 冷热疲劳裂纹通常都表现为网状(龟裂状)、平行状或放射状。常出现在 模具上受载荷较大和冷热温度变化最大之处。是热作模具中最为常见的一 种疲劳失效形式。
二、摆锤式一次冲击试验原理 摆锤式一次冲击试验原理
冲击试验是在摆锤式冲击试验机上 进行的。它利用能量守恒原理。 试验时，将试样安放在试验机的 机架上，使试样的缺口位于固定支座之间，背向摆锤的冲击 方向，试样被冲断过程中吸收的能量等于摆锤冲击试样前后 的势能差。
冲击韧性试验
八）、冲击韧性实验冲击韧性实验大纲1．用摆锤冲击试验机，冲击简支梁受载条件下的低碳钢和铸铁试样，确定一次冲击负载作用下折断时的冲击韧性αku2．通过分析计算，观察断口，比较上述两种材料抵抗冲击载荷的能力冲击韧性实验指导书衡量材料抗冲击能力的指标用冲击韧度来表示。
冲击韧度是通过冲击实验来测定的。
这种实验在一次冲击载荷作用下显示试件缺口处的力学特性(韧性或脆性)。
虽然试验中测定的冲击吸收功或冲击韧度,不能直接用于工程计算，但它可以作为判断材料脆化趋势的一个定性指标,还可作为检验材质热处理工艺的一个重要手段.这是因为它对材料的品质、宏观缺陷、显微组织十分敏感，而这点恰是静载实验所无法揭示的。
一﹑冲击实验的类型及名称测定冲击韧度的试验方法有多种。
国际上大多数国家所使用的常规试验为简支梁式的冲击弯曲试验。
在室温下进行的实验一般采用GB/T229-1994标准《金属夏比冲击试验方法》，另外还有“低温夏比冲击实验”，“高温夏比冲击实验”。
由于冲击实验受到多种内在和外界因素的影响。
要想正确反映材料的冲击特性，必须使用冲击实验方法和设备标准化、规范化，为此我国制定了金属材料冲击实验的一系列国家标准（例如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。
本次实验介绍“金属夏比冲击实验”（即GB/T229-1994）测定冲击韧度。
二﹑实验目的测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，并进行比较。
三﹑实验设备1.冲击试验机2.游标卡尺图2-26 冲击试验机结构图四﹑试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。
本次试验采用U型缺口冲击试样。
其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定，见图2-27。
加工缺口试样时，应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。
试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。
图2-27 冲击试样五﹑实验原理冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。
材料的冲击韧性
材料的冲击韧性一、冲击韧性的定义冲击韧性：当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。
若试件在缺口处的最小横截面积为A，则冲击韧性αk为：式中αk的单位为J/cm2 。
冲击实验有两种：V型和U型，一般情况下V 型冲击功测的数据小于U 型的冲击功值。
钢材的冲击韧性越大,钢材抵抗冲击荷载的能力越强。
αk值与试验温度有关。
有些材料在常温时冲击韧性并不低，破坏时呈现韧性破坏特征。
但当试验温度低于某值时，αk突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性断裂，这种性质称为钢材的冷脆性冲击韧性是一个对材料组织结构相当敏感的量,所以提高材料的冲击韧性的途径有:改变材料的成分,如加入钒,钛,铝,氮等元素,通过细化晶粒来提高其韧性,尤其是低温韧性;提高材料的冶金质量,减少偏析,夹渣等。
二、缺口冲击试验的应用缺口冲击韧性试验的应用，主要表现在两方面：1．用于控制材料的冶金质量和铸造，锻造，焊接及热处理等热加工工艺的质量。
2．用来评定材料的冷脆倾向。
而评定脆断倾向的标准常常是和材料的具体服役条件相联系的。
在这种情况下所提出的材料冲击韧性值要求，虽然不是一个直接的服役性能，但应理解为和具体服役条件有关的性能指标。
材料因温度的降低导致冲击韧性的急剧下降并引起脆性破坏的现象叫作冷脆。
可将材料的冷脆倾向归结为3种类型，如图2-15所示。
三．冷脆转化温度的评定工程上希望确定一个材料的冷脆转化温度，在此温度以上只要名义应力还处于弹性范围，材料就不会发生脆性破坏。
在冷脆转化温度的确定标准一旦建立之后，实际上是按照冷脆转化温度的高低来选择材料。
例如，有两种材料A和B，在室温以上A的冲击韧性高于B，但当温度降低时，A的冲击韧性就急剧下降了，如按冷脆转化温度来选择材料时应选材料B，见图2-16。
(1)断口形貌特征:在这种类型时，使用得最多的称为断口形貌转化温度FATT，是根据断口上出现50％纤维状的韧性断口和50％结晶状态的脆性断口作标准的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冲击韧性低值分析
1 冲击韧性
1.1 冲击载荷
冲击载荷是指一个一定质量的物体以一定的速度冲击试样所施加的载荷。
目的是实现高速加载，在极短的时间内将载荷加至特定的数值。
加载速度的增高将引起金属塑性行为和断裂行为的改变。
在金属材料的研究领域中，通常用材料的应变速率来描述加载的速度。
各种加载方式相对应的应变速率
应变速率（s-1）加载方式
10-8~10-5恒载荷蠕变
10-5~10-1静态拉伸
10-1~102动态拉伸或压缩
102~104机械冲击
104~108爆炸冲击
冲击加载时，金属塑性变形的应变率增长落后与载荷速率的增长。
而且塑性变形来不及快速传播，应变不是均匀的分布在金属整个体积内。
在高的应变速率下，材料的屈服强度增大。
甚至，当应变速率足够高时，可能在尚无明显的塑性变形之前就发生脆性断裂。
1.2 冲击试样的断裂过程
冲击试样在冲击载荷下的变形和断裂包括弹性变形、塑性变形、裂纹的形成和裂纹的扩展几个阶段。
由于缺口的存在，塑性变形只局限在缺口附近的区域。
缺口越深越尖锐，参与塑性变形的体积越小。
2 韧性的影响因素
2.1 化学成分
低合金高强度与其他微合金钢一样，都是在传统C-Mn钢的基础上进行合金设计，加入微量的Nb、V、Ti或少量的Mo、Ni、Cr、Cu等元素，组成不同强度等级的钢种。
1、C
碳是提高管线钢强度最传统、最经济的元素，同时也是影响焊接性能最敏感的元素。
随着碳含量的增加，钢的冲击韧性明显下降，偏析加剧，抗HIC和SSC 的能力也下降，因此，提高管线钢的韧性，最根本的途径是降低碳含量。
管线钢的发展方向是逐步趋向低碳和超低碳的，含碳量从最初的大于0.1%逐步降低，现在最低可达到0.01%。
低的碳含量利于提高管线钢的塑性、韧性、和减小偏析，易于焊接，但是为弥补由此带来的强度损失就必须添加其他合金元素，通过微合金化及新的机械热处理技术实现多种强化机制来提高钢的强度。
2、Mn
Mn具有较强的固溶强化作用，对于管线钢的强度提高有很大贡献；其还可降低γ-α相变温度，可以细化铁素体晶粒；适量的Mn可提高韧性，降低钢的韧脆转变温度；在冶炼中Mn能够起到脱硫作用，可以防止热裂。
因此，低C高Mn是现代管线钢合金设计的基本理念。
但是，Mn含量过大会导致控轧钢板的中心偏析严重，造成材料各项力学性能差异严重，并会导致管线钢抗HIC下降。
根据管线钢板厚和强度的不同要求，钢中Mn的质量分数一般为1.2%—2.0%。
强度级别不同的管线钢含Mn量有一定的差异，X70的含Mn量低于X80和X100。
为了阻止Mn的过分偏析，X80和X100中Mn含量增加的同时其他合金元素也相应增加。
3、P、S
硫和磷是钢中不可避免的杂质元素，含量需要严格控制，二者含量的增加均会使材料对裂纹的抵抗力明显减小，降低材料的冲击韧性。
S常以条状硫化物的形态存在，它破坏了钢的连续性，显著降低钢的横向延展性和韧性；而且容易在钢的轧制方向产生氢致裂纹，因此要减少条状硫化物的数量或改变其形态。
P是一种极易偏析的元素，P元素在轧制时的偏析倾向很大，它主要恶化管线钢的抗氢致裂纹能力和抗应力腐蚀能力，同时升高管线钢的韧脆转变温度，使管线钢发生冷脆的趋势加大，增加了安全隐患。
4、B
在微合金高强度钢中加入少量的硼元素，可以降低碳当量和提高焊接性。
B 含量在0.001%时就可使钢的显微组织全部转变为贝氏体，过量的硼显然可以较
显著地提高强度，但却降低韧性，特别是对脆性转变温度的影响更大。
此外，在含Nb或Ti的钢中加入少量B，可以进一步提高奥氏体的再结晶温度，并降低奥氏体的转变温度，更有利于晶粒细化和组织强化。
用B进行组织强化的管钱钢必须严格控制碳含量和氮含量，并以Ti固定氮，防止Fe23(CB)6和BN的出现而影响硼的作用。
5、Nb、V、Ti
这三种元素均有细化晶粒和沉淀强化作用。
沉淀强化在提高屈服强度的同时，使韧性有所降低，然而，某些情况下，可由沉淀物引起的附加晶粒细化作用来补偿。
Nb要充分发挥其强化作用，首先必须固溶于γ-Fe中，由于Nb原子比Fe原子大得多，因而溶于γ-Fe中的含量十分有限，在低碳钢中一般不会超过0.04％。
这种固溶铌在加热过程中可以阻碍奥氏体晶粒长大，在随后的控轧控冷过程中会在位错、亚晶界、晶界上沉淀析出铌的碳、氮化物，阻碍奥氏体动态再结晶，以利于晶粒细化。
V在微合金化元素中具有最高的溶解度，是微合金钢最常用、最有效的强化元素之一。
但当V单独加入时，由于V固溶得多，析出却很少，强化效果得不到有效发挥。
氮是含钒微合金钢中一种十分有效的合金化元素，其与钒具有较强的亲和力，所以V的作用是通过形成V(C、N)来影响钢的组织和性能的。
有研究表明，V(C、N)颗粒大部分是在先共析铁素体内弥散析出，在珠光体内的铁素体区也有析出，析出相的沉淀强化作用可同时强化铁素体和珠光体。
Ti在钢中主要以TiN出现，很稳定且不易分解。
TiN在1400℃的高温下，仍表现很高的稳定性，从而有效地抑制奥氏体在高热输入下的晶界迁移和晶粒长大。
Ti含量在0.08％以下时靠晶粒细化，而超过0.08％后以析出强化为主。
6、Mo
Mo元素使C曲线中的珠光体转变右移，但对贝氏体转变的推迟较小，同时升高珠光体最大转变速度的温度，降低贝氏体最大转变速度的温度，从而把珠光体转变和贝氏体转变的C曲线明显分离开来。
使得在相同的冷却条件下更容易发生贝氏体转变，阻碍了先共析铁素体的析出和长大，促进具有高密度位错亚结构的
针状铁素体形成，提高了管线钢的冲击韧性。
随着Mo的质量分数的增加，钢中针状铁素体的含量增加，钢的屈服强度、抗拉强度提高,而且抗拉强度的提高幅度要高于屈服强度, 屈强比随钼的加入而降低。
但钼的质量分数过高时,组织中会出现贝氏体和M-A组织，强度提高趋缓,但韧性损失较大。
所以，在X80中Mo含量一般为0.15%~0.3%，在X100中Mo含量一般控制在0.2%~0.3%。
此外，Mo元素可以减弱铸坯凝固时固、液两相区中柱状晶间金属液体的流动，减轻铸坯偏析，起到了抑制带状组织形成的作用，从而提高管线钢的断裂韧性。
7、Cu、Cr、Ni
主要是强化基体的作用。
铜元素可以降低氢在钢中的渗透速率和提高钢的抗HIC性能和抗腐蚀能力。
Ni元素对组织有明显的晶粒细化作用，而且可以降低奥氏体转变温度，减少先共析铁素体含量，增加层错能，促进低温时螺型位错交滑移，增加裂纹扩展的消耗功，具有良好的局部止裂和较高的低温韧性。
管线钢中加入少量的Cr，可以形成致密氧化膜Cr2O3，提高管线钢的耐腐蚀性和高温抗氧化性。
但Cr元素的加入会提高钢的淬硬倾向，影响焊接性能。
另外，Cr含量对焊接接头热影响区和熔合区冲击韧性影响较大，均随Cr 含量增加呈下降趋势。
所以低合金耐蚀管线钢设计Cr含量宜保持在0.1wt%-0.3wt%，可具有较好的焊接性能。
2.2 显微组织
魏氏组织
含碳质量分数小于0.6%的亚共析钢由高温快速冷却时，先共析铁素体从奥氏体晶界沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针片状析出。
在OM下为从奥氏体晶界生长出来的铁素体几乎平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着珠光体组织，这种组织为魏氏组织。
魏氏组织的铁素体是按贝氏体切边共格机理形成的，所以有人认为魏氏组织的铁素体相当于无碳贝氏体。
魏氏组织的形成与钢中质量分数，奥氏体晶粒度及奥氏体冷却速度有关。
奥氏体晶粒越粗大，越容易形成魏氏组织，所以魏氏组织最容易出现在过热钢中。
经锻造、热轧、焊接的中低碳钢中晶粒往往很粗大，空冷之后容易出现魏氏组织。
魏氏组织常伴随奥氏体晶粒粗大而出现，严重降低钢的机械性能，尤其是塑性和冲击韧性，使韧脆转变温度升高。
消除魏氏组织的常用方法是采用细化晶粒的正火、退火以及锻造等，如程度严重还可以采用二次正火。
带状组织
带状组织的形成主要是凝固时溶质元素在树枝晶间区域富集偏聚，热轧时表面等轴晶区和内部柱状晶区都被拉长成带状。
带状组织对钢的性能也有较大的影响，由于带状组织相邻带的显微组织不同，性能也不相同，在外力作用下性能低的带易暴露出来，而且强弱带之间会产生应力集中，故而造成总体力学性能降低，并具有明显的各向异性，带状组织是造成Q345E 钢低温冲击性能体较低的原因之一。
晶粒度
2.3 缺陷
2.3.1 夹杂物：
钢中非金属夹杂物对机械性能的影响是由于它破坏了钢基体的连续性，引起应力集中，促进裂纹形成，表现为降低钢的塑性、韧性和疲劳强度，造成钢板性能的各向异性。
粗大的延伸很长的条带状夹杂物和点链状夹杂物对塑性的危害很大。
A类：硫化物
B类：氧化铝
C类：硅酸盐
2.3.2 中心偏析
在连铸过程中，连铸坯的柱状晶均匀向中央发展，在柱状晶前沿不断富集的偏析元素被推向中心区。
当中心部分凝固收缩时，液相穴底部富集有合金元素和杂质的钢液其中堆补，加剧了连铸坯的偏析。
由于成分的偏析，使得芯部的相变特性不同于周边，在轧制和冷却后，芯部所形成的相变组织有别于周边组织，形成组织偏析带。
2.3.3。