chd 第2章 工程结构钢.ppt

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1、第2章工程结构钢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。大桥船舶屋架压力容器工程结构钢包括碳素钢和低合金高强度钢。低合金高强度钢是指在碳含量低于0.25%（质量分数，下同）的普通碳素钢的基础上，通过添加一种或多种少量合金元素（低于3%），使钢的强度明显高于碳素钢的一类工程结构用钢，统称低合金高强度钢。5碳素结构钢1、碳素工程结构钢的分类、成分及性能特点1

2、)编号Q＋屈服点＋质量等级＋脱氧Q：表示屈服强度屈服点：分为5个等级：195，215，235，255，275（MPa）6质量等级：分A，B，C，D四个等级，表示对冲击试验的要求不一样。A：不要求，B：20℃时≥27J。C：0℃时≥27J，D：－20℃≥27J。脱氧：镇静钢：不表示。沸腾钢：F；半镇静钢：b。72)特点：(1)碳含量较低。0.06-0.38%C(2)热轧态供货，不需热处理，组织为F＋P。(3)S，P含量随质量等级提高而减少。3)用途主要用于工程结构钢。产量大。2、Me对钢组织、性能的影响碳素工程结构钢中的基本元素是Fe、C、Mn、Si、S、P1）CC强度上升，塑

3、韧性下降，焊接性能下降、冷脆性及时效敏感性增加；2）MnMn是残留物，可以减轻S的有害性；3）Si作为脱氧剂残留于钢中，可提高钢的强度硬度及弹性，降低塑韧性；4）S炼钢中残留的有害物质（热脆）。5）PP也为有害物质（冷脆）。H-氢脆O-夹杂有害物质3、常用碳素工程结构用钢3）Q235C量适中，是最通用的工程构件用钢之一，具有一定的强度、塑性及良好的焊接性；5）Q275C、Si、Mn含量较高，具有较高的强度及硬度较好的塑性及耐磨性，而塑性较低。4）Q255良好的强度、塑韧性、焊接性及冷热压力加工。2）Q215C、Mn含量低，强度不高，塑韧性好，同时具有良好的焊接性能及工艺成型性

4、。1）Q195C、Mn含量低，强度不高，塑韧性高；Q195（0.06-0.12%C）、Q215（0.09-0.15%C）、Q235（A（0.14-0.22%C）、B（0.12-0.20%C））、Q255（0.18-0.28%C）、Q275（0.28-0.38%C）碳素结构钢的钢号用屈服强度表示。这类钢主要用于制造一般的机械零件和工程构件。屈σsQ1952.1工程结构钢的基本要求工程结构件长期受静载；互相无相对运动受大气（海水）的侵蚀；有些构件受疲劳冲击；一般在-50~100℃范围内使用；如：桥梁、船舶等受到像风力或海浪冲击.服役条件生产工艺焊接是构成金属结构的常用方法；一般都

5、要经过如剪切、冲孔、热弯、深冲等成型工艺技术要求1、足够的强度与韧度（特别是低温韧度）；2、良好的焊接性和成型工艺性；3、良好的耐腐蚀性；4、低的成本。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。2.2低合金高强度结构钢的合金化2.2低合金高强度结构钢的合金化1、Me对低合金高强度钢力学性能的影响C↑固溶强化效果和珠光体含量，低成本。↑C，↓塑、韧性，↓焊接性、冷成型。如0.1%C，TK为-50℃，0.3%C，TK为50℃一般均应限制在0.2%以下Si最常用且较经济的元

6、素。强化F较显著，1%Si，σs↑85MPa，↑TK，量多时可大为降低塑韧性，所以Si控制在<1.1%Mn固溶强化作用大，1%Mn，σs↑33MPa。约有3/4量溶入F中，弱的细晶作用，↓TK。同样量多时可大为降低塑韧性.所以Mn控制在<1.8%。NbVTiAl形成稳定细小的K等，粒子2~10nm，既细晶又沉淀强化，↑σs，↑δ、AK，综合效果↓TK。改善焊接性。作用顺序:Ti>Nb>Al>V。Re脱氧去硫吸氢作用，改善塑韧性，↓TK所以，低合金高强度钢的基本成分应考虑低碳，稍高的锰含量，并适当用硅强化。合金元素对低合金高强度钢的固溶强化钢的韧－脆转折温度与碳含量的关系（

7、a）强化机制的影响（b）成分的影响图铁素体-珠光体钢的各种强化机制和成份对屈服强度和韧-脆转折温度的影响细化晶粒的主要措施有：1）用Al脱氧时形成AlN质点；2）用Ti、Nb、V等元素合金化时形成碳化物、氮化物以及碳氮化物（如图所示）3）用Cr、Ni、Mn等元素降低A3温度，使奥氏体在更低温度转移而细化铁素体晶粒和珠光体区域。沉淀强化利用V、Nb、Ti的微合金化，使过冷奥氏体发生相间沉淀和铁素体中析出弥散的碳化物和碳氮化物，产生沉淀强化。微合金钢中的主要沉淀强化相有VC、NbC、TiC以及Nb(C,N)