特殊性能低合金高强度钢
低合金高强度结构钢标准号
低合金高强度结构钢标准号
一、化学成分
低合金高强度结构钢的化学成分应符合GB/T 1591-2018的规定。
其中，碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、钼、钛、氮、钒、铌、铜、铝、硼等元素的含量均有一定的要求。
二、力学性能
低合金高强度结构钢的力学性能应符合GB/T 1591-2018的规定，包括屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击功等指标。
根据不同的牌号和用途，其力学性能要求有所不同。
三、工艺性能
低合金高强度结构钢的工艺性能应符合GB/T 1591-2018的规定，包括焊接性能、冷成形性能、切削性能等。
这些性能与钢材的化学成分、显微组织等有关。
四、尺寸和外形
低合金高强度结构钢的尺寸和外形应符合相关的国家标准和行业标准，如GB/T 709-2006等。
这些标准对钢材的尺寸、外形、允许偏差等进行了规定。
五、包装和标识
低合金高强度结构钢的包装和标识应符合相关的国家标准和行业标准，如GB/T 2101-2007等。
这些标准对钢材的包装方式、标识方法等进行了规定。
在标识时，应注明钢材的牌号、规格、生产厂家等信息，以便于使用和管理。
总之，低合金高强度结构钢标准号涵盖了化学成分、力学性能、工艺性能、尺寸和外形以及包装和标识等方面的要求。
在实际应用中，应注意按照标准要求选用符合标准的低合金高强度结构钢，以保证结构的安全性和可靠性。
GBt1591-94低合金高强度钢
返回中华人民共和国国家标准低合金高强度结构钢GB/T1591-94High strength low alloy代替GB1591-88structural steels本标准参照采用IS04950：1981《高屈服强度扁平钢材》和IS04951：1979《高屈服强度钢棒材和型材》。
1 主题内容与适用范围本标准规定了低合金高强度结构钢的牌号和技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等。
本标准适用于热轧、控轧、正火、正火加回火及淬火加回火状态供应的工程用钢和一般结构用厚度不小于3mm的钢板、钢带及型钢、钢棒,一般在供应状态下使用。
本标准规定低合金高强度结构钢的化学成分也适用于钢锭、连铸坯、钢坯及其制品。
2 引用标准3 牌号表示方法钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母(Q)、屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D、E)三个部分按顺序排列。
例如:Q390A其中:Q--钢材屈服点的"屈"字汉语拼音的首位字母;390--屈服点数值,单位MPa ;A、B、C、D、E一一分别为质量等级符号。
4 尺寸、外形、重量等要求尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定5 技术要求5.1 牌号和化学成分5.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表1规定。
合金元素含量应符合GB/T13304对低合金钢的规定。
注:表中的AI为全铝含量。
如化验酸溶铝时,其含量应不小于0.010%。
5.1.1.1 Q295的碳含量39j0.18%也可交货。
5.1.1.2 不加V、Nb、Ti的Q295级钢,当C≤0.12%时,Mn含量上限可提高到1.80%。
5.1.1.3 Q345级钢的Mn含量上限可提高到1.70%。
5.1.1.4 厚度≤6mm的钢板、钢带和厚度≤16mm的热连轧钢板、钢带的Mn含量下限可降低0.20%。
5.1.1.5 在保证钢材力学性能符合本标准规定的情况下,用Nb作为细化晶粒元素时其Q345、Q390级钢的Mn含量下限可低于表1的下限含量。
一建模考-机电-选择题3_解析
一、单项选择题（共20题，每题1分。
每题的备选项中，只有1个最符合题意。
错选，本题不得分）1. 在钢中加少量的合金元素，使其在金属基体表面形成保护层，提高钢材的耐候性，同时保持良好的焊接性能的是（）。
A. 耐热钢B. 耐磨钢C. 耐候钢D. 低合金高强度钢【答案】C P21H411010 机电工程常用材料特殊性能低合金高强度钢（特殊钢）1. 特殊性能低合金高强度刚分类主要包括：耐候钢、耐热钢、耐磨钢、低合金高强度钢特殊性能低合金高强度钢的特性及用途（1）耐候钢。
在钢中加入少量的合金元素（铜、镍等耐腐蚀元素），使其在金属基体表面形成保护层，提高钢材的耐候性，同时保持良好的焊接性能。
例如，桥梁、建筑、塔架、车辆和其他要求耐候性能好的钢结构等。
（2）耐热钢。
在高温下具有良好的抗蠕变、抗断裂和抗氧化的能力，以及必要的韧性。
例如，加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零件。
（3）耐磨钢。
常用于承受严重磨损和强烈冲击的零件。
例如，车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机腭板、铁轨及分道叉、吊车轨道等。
（4）低合金高强度钢。
石油天然气长距离输送的管线钢，要求采用高强度、高韧性、优良的加工性、焊接性和抗腐蚀性等综合性能的低合金高强度钢。
2. 安装标高基准点一般设置在设备基础的（）。
A. 最高点B. 最低点C. 中心标板上D. 边缘附近【答案】D P271H412010 测量技术安装标高基准点的测设标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。
标高基准点一般有两种：一种是简单的标高基准点；另一种是预埋标高基准点。
采用钢制标高基准点，应是靠近设备基础边缘便于测量处，不允许埋设在设备底板下面的基础表面。
连续生产设备只能共用一条纵向基准线和一个预埋标高基准点。
（2018新增）中心标板中心标板（①配合土建埋设；②基础养护期满埋设）；根据施工图，按建筑物的定位轴线来测定机械设备的纵、横中心线并标注在中心标板上，作为设备安装的基准线。
设备安装平面基准线不少于纵、横两条。
工程结构钢
2024/2/8
强度 MPa 600 400
200
双相钢 普通钢
10 20 30 40 应变 / % 双相钢和普通钢应力应变曲线的比较
2024/2/8
冲压型双相钢主要是板材，广泛用于各种
容器和汽车冲压件。
应
非冲压双相钢有棒材、线材、钢筋薄壁无
用
缝钢管等产品。钢材经热轧后控制冷却，得
到F加M双相钢组织，然后经冷拨、冷墩等工
2024/2/8
先进钢铁材料技术的进展
钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心 董瀚
摘要：钢铁材料是不断发展的先进材料，它依然是 本世纪的主要结构材料。先进钢铁材料具有环境友 好、性能优良、资源节约、成本低廉的特征。本文 从钢铁材料理论进展出发，评述微合金化钢、超细 晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组 织性能预报和材料信息化技术等重要的先进钢铁材 料技术进展。
2.6 低碳贝氏体和马氏体钢
低碳马氏体
≤0.16%C，加入Mo、Nb、V、B及控制Mn或Cr与之 配合→ 淬火回火处理组织为低碳回火马氏体。
BHS-1钢的成分为0.10C-1.80Mn-0.45Mo-0.05Nb。 锻轧后空冷或直接淬火并自回火。达到合金调质钢调质 后的性能水平。
制造汽车的轮臂托架、操纵杆、车轴、转向联动节和 拉杆等，也可用于冷墩、冷拨及制作高强度紧固件。
C
纹↑。提高淬透性的Me种类及其数量也应适
当控制，如Cr、Mn、Mo、Ni等。
↑耐大气腐蚀性最有效的元素。一般含量:
0.025~0.25% Cu ，0.05~0.15％ P 。 ↑P，冷脆
Cu 和时效倾向增加。→用Al脱氧→ 细晶粒钢。
P
复合加入适量元素，则↑钢耐蚀性效果更佳。
冷轧钢板的分类
冷轧钢板的分类冷轧钢板是一种在室温下经过冷轧工艺加工而成的钢材产品。
由于冷轧工艺的特殊性，冷轧钢板具有许多不同的分类。
本文将介绍几种常见的冷轧钢板分类。
一、按用途分类1. 一般用途冷轧钢板：这种钢板通常用于一般制造业中的各种结构件、容器、货架等。
其材料主要是普通碳素钢，具有较好的可焊接性和机械性能。
2. 汽车用冷轧钢板：这种钢板主要用于汽车制造业中的车身、车架等部件。
汽车用冷轧钢板要求具有较高的强度和耐腐蚀性能，以满足汽车的安全性和耐久性要求。
3. 家电用冷轧钢板：这种钢板主要用于制造家电产品中的外壳、内部结构等部件。
家电用冷轧钢板要求具有较好的表面质量和耐腐蚀性能，以保证产品的外观和使用寿命。
4. 容器用冷轧钢板：这种钢板主要用于制造各种容器，如罐体、桶体等。
容器用冷轧钢板要求具有较好的密封性和耐腐蚀性能，以确保容器内部物品的安全性和保鲜性。
二、按钢种分类1. 普通碳素钢板：这是最常见的一种冷轧钢板，主要由碳元素和少量合金元素组成。
普通碳素钢板具有较好的可焊接性和机械性能，广泛应用于各个行业。
2. 低合金高强度钢板：这种钢板主要由碳元素、锰元素、硅元素等合金元素组成，具有较高的强度和较好的韧性。
低合金高强度钢板广泛应用于汽车制造、船舶制造等领域。
3. 不锈钢板：这种钢板主要由铬元素、镍元素等合金元素组成，具有优异的耐腐蚀性能和美观的表面。
不锈钢板广泛应用于厨具、化工设备等领域。
4. 高强度高韧性钢板：这种钢板主要由碳元素、锰元素、硅元素等合金元素组成，具有较高的强度和较好的韧性。
高强度高韧性钢板广泛应用于建筑、桥梁等领域。
三、按表面处理分类1. 普通冷轧钢板：这种钢板表面经过一般的冷轧处理，具有一定的光洁度和表面质量。
2. 镀锌冷轧钢板：这种钢板在普通冷轧钢板的基础上，通过热浸镀锌工艺，使钢板表面镀上一层锌。
镀锌冷轧钢板具有良好的耐腐蚀性能，广泛应用于户外建筑、电力设备等领域。
3. 钝化冷轧钢板：这种钢板在普通冷轧钢板的基础上，通过酸洗和钝化处理，使钢板表面形成一层保护膜。
各级钢筋的特性及应用
各级钢筋的特性及应用钢筋是混凝土结构中常用的一种钢材。
根据其不同的强度和形状，可以分为多个级别。
不同级别的钢筋具有不同的特性和应用。
下面将详细介绍各级钢筋的特性及应用。
一、普通钢筋（HRB335、HRB400）普通钢筋是最常见的一种钢筋，也是按照国家标准生产的。
其主要特性如下：1. 高强度：普通钢筋的屈服强度范围为335MPa到400MPa。
较高的强度可以使得结构承受更大的负荷和外力。
2. 良好的可焊性：普通钢筋具有良好的可焊性，可以通过焊接技术将钢筋连接在一起。
3. 良好的可加工性：普通钢筋容易加工和弯曲，可以满足不同结构形式的需求。
4. 适宜的耐候性：普通钢筋在正常环境下具有较好的耐候性，不易受到腐蚀和氧化。
普通钢筋的应用范围广泛，适用于大多数建筑工程和基础设施项目。
比如桥梁、厂房、水利工程、地下工程等。
二、低合金高强度钢筋（HRB500）低合金高强度钢筋是一种具有更高屈服强度和更好耐久性的钢筋，其主要特性如下：1. 超高强度：低合金高强度钢筋的屈服强度在500MPa及以上，比普通钢筋更高。
2. 良好的延展性：低合金高强度钢筋具有较好的延展性，能够在受力时发生一定的塑性变形，为结构提供更好的韧性。
3. 良好的耐久性：低合金高强度钢筋具有更好的抗腐蚀性和耐久性，可以在恶劣环境下使用。
低合金高强度钢筋适用于需要额外强度支持的工程，比如高层建筑、大跨度桥梁、特殊用途设施等。
三、螺纹钢筋（HRB400E、HRB500E）螺纹钢筋是在普通钢筋的基础上通过轧制和冷却等工艺制造出的一种钢筋，其表面具有螺纹状凸起，主要特性如下：1. 良好的粘结性：螺纹钢筋的螺纹可以与混凝土更好地粘结在一起，提高结构的整体力学性能。
2. 较高的抗剪性能：螺纹钢筋在受到剪力作用时，由于其螺纹与混凝土牢固连接，可以提供更高的抗剪能力。
3. 易于施工：螺纹钢筋可以通过螺纹连接装配，更容易施工，提高工作效率。
螺纹钢筋广泛应用于混凝土结构中，特别是需要更好粘结性和抗剪性能的工程项目。
低合金高强度结构钢简要分析
低合金高强度结构钢High Strength Low Alloy Steel一、定义中国国家标准GB/T13304-1991《钢分类》，参照国际标准，对钢的分类作了具体的规定。
低合金高强度钢HSLA是在碳素钢的基础上，通过加入少量合金元素并在热轧、控轧或热处理状态下，具有高强度、高韧性，较好的焊接性、成型性或耐腐蚀性等特征的钢材。
成分特点：低碳（Wc≤0.2%），低合金。
性能特点：比普通碳素结构钢有较高的屈服强度和屈强比、较好的冷热加工成型性、良好的焊接性、较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。
二、低合金高强度钢的发展1867-1874年，美国含铬结构钢，1902-1906年，美国含镍结构钢，1915年，美国含锰1.6%桥梁用结构钢。
20世纪60年代以后，冶金生产工艺技术和低合金钢开发均取得巨大发展，锰、硅、铬、镍、钒、钛、铌等微合金元素的强化作用已清楚。
80年代后随着技术进步，通过钢质净化、晶粒细化、组织优化、基体强化等，促进了新型低合金钢的开发。
低合金钢是近30年来发展最快、产量最大、经济性最好、使用面最广、前景最广阔的钢类。
目前，新型的低合金高强度钢以低碳（≤0.1%）和低硫（≤0.015%）为主要特征。
我国是1957年在鞍钢试制成功第一炉低合金钢16Mn，随后研制出16Mn系列的桥梁用、船用、锅炉用、压力容器用、汽车用低合金钢。
1966年，低合金钢产量141万吨，占钢产量8%；至1979年，低合金钢产量254万吨，仍占钢产量8%。
1997年，低合金钢产量2368万吨，占钢产量22%。
各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10%。
为进一步提高低合金高强度钢的性能，在低合金高强度钢的基础上，通过进一步降低碳质量分数、微合金化和控制轧制而发展了一系列新型低合金高强度结构钢，主要有以下四种：微合金化低碳高强度钢、低碳贝氏体型钢、低碳索氏体型钢、针状铁素体型钢。
低合金高强度钢的定义与分类
3）如产品标准或技术条件中有规定，其特性值应符合下列条件：硫或磷含量最高值： 0.045%；抗拉强度最低值：≤ 690MPa；屈服点或屈服强度最低值：≤ 360MPa；伸长率最低值：≤ 26%；弯心直径最低值：≥2*试样厚度；冲击功最低值（20℃，V型纵向标准试样）：≤27J。
注：①力学性能的规定值指厚度为3—16mm钢材的纵向或横向试样测定的性能。
②抗拉强度、屈服点或屈服强度特性值只适用于可焊接的低合金高强度结构钢。
4）未规定其他质量要求。
普通质量低合金钢主要包括：①一般用途低合金结构钢，规定的屈服强度不大于360MPa，如GB/T 1591规定的Q295A、QQ345A；②低合金钢筋钢，如GB1449规定的20MnSi、20MnTi、20MnSiV、25MnSi、20MnNbb；③铁道用一般低合金钢，如GB 11264规定的低合金轻轨钢45SiMnP、50SiMnP；④矿用一般低合金钢，如GB/T 3414规定的M510、M540、M565热轧钢。
（2）优质低合金钢优质低合金钢是指点除普通质量低合金钢和特殊质量低合金钢以外的低合金钢，在生产过程中需要特别控制质量（（例如降低硫、磷含量，控制晶粒度，改善表面质量，增加工艺控制等），以达到比普通质量低合金钢特殊的质量要求（例如良好的抗脆断性能、良好的冷成形性能等），但这种钢的生产控制和质量要求，不如特殊质量低合金钢严格。
优质低合金钢主要包括：①可焊接的高强度结构钢，规定的屈服强度大于360MPa而小于420MPa的一般用途低合金结构钢，如GB/T 1591规定的Q295B、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E、Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390E；②锅炉的压力容器用低合金钢。
如GB 713规定的16Mng、12Mng、15MnVg；YB/T 5139规定的HP295、HP325、HP345、HP365、；GB 6654规定的16MnR、15MnVR、15MnVNR；GB 6479规定的16Mn、15MnV；③造船用低合金钢，如GB 712规定的AH36、DH36、EH36；④汽车用低合金钢，如GB/T 3273规定的09MnREL、06TiL、08 TiL、09SiVL、16MnL、16MnREL；⑤桥梁用低合金钢，如YB168规定的12Mnq、12MnVq、16Mnq、15MnVq、15MnVNq、YB（T）10规定的16Mnq、16MnCuq、15MnVq、15MnVNq；⑥自行车用低合金钢。
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特殊性能低合金高强度钢
特殊性能低合金高强度钢
摘要：特殊钢属于工程构件用钢，它是具有特殊的化学成分、采用特殊工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。
是国民经济各部门不可缺少的重要基础材料。
特殊钢的产量、质量和品种反映出一个国家工业化和科学技术发展的水平，是一个国家工业化水平的重要标志之一。
随着知识经济和高技术产业的迅猛发展，对特殊钢提出高性能、多样化、低成本、节约能源，并符合环保和可持续发展的要求。
本文主要介绍工程结构用特殊钢。
分类
一、耐候钢
定义：
以保证力学性能为主适当提高耐大气腐蚀性能以延长钢结构件使用寿命的一类刚。
分为焊接结构用耐候钢和高耐候钢两类。
耐候钢是在钢中加入少量的合金元素，如Cu、Cr、P、Ni等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高钢材的耐候性能。
为了改善钢的性能，可以加入一种或多种微量合金元素，但添加量应当要符合国际标准。
应用：
目前对焊接性要求不高的轻型结构件多采用较便宜的P-Cu系耐候钢。
对于韧性和焊接性要求较高额结构件则采用Cr-Cu系耐候钢。
高强度钢主要用在车辆、桥梁、房屋、集装箱等结构的制造中，既满足了高腐蚀性又满足了好的成型性能和焊接性能。
例如：我国开发研制的08CuPVRE 耐候钢已经批量用于铁路车辆制造和一些近海设施。
工艺要求
从消除夹杂物的有害影响和改善腐蚀性能两个角度入手，确定加入合金元素的量。
过高的稀土量没有什么意义，要选择合适的稀土含量。
双相区淬火可以得到较高的强韧性配合以及良好的成形性和焊接性。
加工变形可以影响耐候钢热处理时的组织变化。
二、表面处理钢材
定义：
钢材表面镀涂耐蚀合金或有机材料，既经济又显著提高其耐蚀能力。
因为刚的腐蚀都是从表面开始，整体合金化加入的合金元素，90%没有发挥作用，反而增加了成本，有时候还降低了性能，所以采用表面处理钢材。
分类
镀锌板
热镀锌板的平均耐蚀寿命为5~10年。
家电行业镀锌板镀层厚、耐蚀性能好、冲压性能高、生产成本低；采用了深冲电镀锌钢板或进口的深冲小锌花热镀锌板和合金化热镀锌板制作。
汽车用镀层板
为了抵抗盐雾和盐腐蚀要求求具有耐蚀性，还要具有好的成形性、焊接性、涂漆性，近年来开发了高强度增氮钢、增磷钢等，主要用于车身底部的纵梁、横梁等受力零件或改善成型性能。
电镀锡板
具有无毒、光泽美观、良好的耐蚀性、焊接性、加工成形性。
主要用于制造食品罐头外壳和轻便耐腐蚀器皿和电气零件。
热镀铝板
良好的耐蚀性和耐热性。
主要用于汽车消音器。
有机涂层板
有机涂层板式以冷轧板、热镀锌板、电镀锌板、镀铝材为基材，在表面涂敷各种有机涂料。
耐蚀性好、美观大方、使用方便、可以进行切断、弯曲、深冲、钻孔、铆接、咬合焊接等加工。
三、汽车冲压钢板
分类
双相钢
在使用状态下组织中有约70%~80%的细晶多边形铁素体和30%~20%的马氏体，马氏体以小岛状或纤维状均匀分布在铁素体基体上，因而具有：较低的屈服强度、高的伸长率、高的加工硬化指数和塑性应变比、低的应变时效速率等等。
双相钢主要分为退火双相钢和热轧双相钢。
退火双相钢又称热处理双相钢，是指冷轧或热轧后的板带经奥氏体和铁素体两相区连续加热退火而得到双相组织。
连续退火是生产双相钢最有效的工艺。
冷轧后的退火双相钢主要用于生产小于2mm的薄板带；热轧后的大多用于生产2~4.5mm板带。
热轧双相钢是指在热轧状态下直接得到双相组织的钢。
这种钢热轧后空冷，首先形成约80%的多边形铁素体，而后形成马氏体以及少量的残余奥氏体。
深冲压用冷轧钢板
定义：
超低碳深冲IF钢用BOF吹炼+RH真空处理等冶炼技术，降低钢中的碳含量（0.005%~0.001%），加入Ti、Nb元素固定C、N元素，从而得到无间隙原子的纯净铁素体，即为无间隙原子刚。
特点：
优良的深冲成形性和非时效性，但也有强度不高、冷加工脆性、镀层附着性较差等弊病。
工艺要求：
退火是IF钢冷轧板生产中最终决定产品性能的关键工艺，退火工艺参数的不稳定性和退火不充分是成品性能不佳、不稳定的一个重要因素。
IF钢的性能随退火加热温度和保温时间的增加而改善。
冷轧后可通过三种途径实现IF钢再结晶退火：连续热镀锌；连续退火；罩式退火。
但目前我国这方面的工艺还存在着不少的缺陷。
低碳高强度钢
为了改善汽车的安全性能和碰撞功能，高强度钢既可以减少汽车质量、在降低燃油消耗的同时降低排放。
特点：
具有较低的屈强比；较好的应变分布能力；较高的应变硬化特性；力学性能
更加均匀；回弹量的波动小；具有良好的碰撞特性和更高的疲劳寿命。
四、石油、天然气管线钢
分类：高强度管线钢、耐腐蚀的低合金高强度管线钢
高强度管线钢
高强度管线钢及其焊接热影响区（HAZ）应具备良好的低温韧性和现场焊接性能，必须综合应用合理的合金成分设计，超纯净冶炼，控制、控冷（TMCP）等工艺，改善焊接热影响区工艺多方面的技术和措施。
为获得高韧性，必须提高钢的纯净度，既降低钢中硫、磷和氧的含量。
耐腐蚀的低合金高强度管线钢
石油、天然气中多含有硫化氢气体，长久积累对管壁形成高度腐蚀。
我国研制的PU系列耐硫化氢钢中加入了能提高耐回火性和细化晶粒的合金元素，如Mo、W、V、Ti、Nb、Al等，经淬火+高温回火后使用。
工程构件钢的发展趋势
工程构件用钢的特别是低合金高强度钢的发展取得了很高的进步，特点是其中涉及的新的钢中较少，而是将各种不同工艺的结合来获得不同的组织与结构，从而使钢铁材料具有优良的性能。
主要技术有：
（1）、发展氧气转炉冶炼；
（2）、采用路外精炼技术；
（3）、广泛推广连铸连轧技术；
（4）、多元微合金化钢；
（5）、采用控轧控冷技术。
特种钢的应用涉及着方方面面，我们需要结合国内的生产特点，进行自主创新，形成具有自主知识产权的特殊钢生产技术。
参考文献：
《现代钢铁材料及其工程应用》机械工业出版社
《欧美工业设计5大材料顶尖创意》上海人民美术出版社
《热喷涂材料》国防工业出版社
《金属材料学》北京大学出版社
《表面科学与技术》机械工业出版社。