第7章工业用 139 2)高韧性 用高强钢制造的大型工程结构一旦发生断裂,往往会带来灾难性的后果,所以许多在 低温下工作的构件必须具有良好的低温韧性(即具有较高的解理断裂抗力或较低的韧脆转 变温度)。而大型的焊接结构,因不可避免地存在有各种缺陷(如焊接冷、热裂纹,必须具 有较高的断裂韧性。 3)良好的焊接性能和冷成形性能 大型结构大都采用焊接制造,焊前往往要冷成形,焊后又不易进行热处理,因此要求 钢具有很好的焊接性能和冷成形性能。 此外,许多大型结构在大气(如桥梁、容器)、海洋(如船舶)中使用,要求有较高的抗腐 蚀能力。 2.合金化特点 这类钢的低含碳量满足工程构件用钢的工艺性能要求,加入以Mn为主的少量合金元 素,达到提高力学性能的目的。主加元素锰资源丰富,有显著强化铁素体效果,还可降低 钢的冷脆温度,使珠光体数量增加,进一步提高强度;在此基础上加入极少量强碳化物元 素如V、T、№b等,阻止晶粒长大,产生第二相强化,不但提高强度,还会消除钢的过热 倾向。如Q235钢、16Mn、15MnV钢的含碳量相当,但往Q235中加约1%Mn实际只相对 多加05%~0.8%)时,就成为16Mn钢,强度却增加约50%,为350MPa,在16Mn基础上 多加V(004%~0.12%),强度又增加至400MPa:且在合金化过程中材料的其他性能也有所 改善,大大提高构件可靠性和紧凑性,减少原材料消耗和能源消耗,其经济效益和社会效 益是可想而知的。 3.钢种及牌号 我国列入行业标准(YB)的低合金高强钢有21种。它们按屈服强度从300MPa~650MPa 分为六级。1994年国家标准公布低合金高强度钢的新牌号,新旧牌号对比见表7-3 表7-3低合金高强度钢的新旧牌号对比表 新牌号 旧牌号 主要特性 合金元素极少,强度不高,但具有良好的 Q259 09MnV、09MnNb、09Mn2、12Mn 塑性 焊接及耐蚀性 Q34512MnV、14MnNb、16M、16MRE、18Nb钢的 具有良好的综合性能和焊接 性能 晶粒细化,强度提高,具有良好的力学性 Q39015MnV、15MnIi、16MnNb 能、工艺性能和焊接性1 Q420 5Mnvn, 14 TIrE 具有良好的综合性能和焊接性能 强度最高,在正火、正火回火或淬火加回 Q460 火状态下有很好的综合力学性能 较低强度级别钢中,16Mn最具有代表性。它是我国低合金高强钢中发展最早、使用最 多、产量最大的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体一珠光体,强度比普通碳钢Q235 高20%~30%,耐大气腐蚀性能高20%~38%。用它制造工程结构质量减轻20%~30%,第 7 章 工业用钢 ·139· ·139· 2) 高韧性 用高强钢制造的大型工程结构一旦发生断裂，往往会带来灾难性的后果，所以许多在 低温下工作的构件必须具有良好的低温韧性(即具有较高的解理断裂抗力或较低的韧脆转 变温度)。而大型的焊接结构，因不可避免地存在有各种缺陷(如焊接冷、热裂纹)，必须具 有较高的断裂韧性。 3) 良好的焊接性能和冷成形性能 大型结构大都采用焊接制造，焊前往往要冷成形，焊后又不易进行热处理，因此要求 钢具有很好的焊接性能和冷成形性能。 此外，许多大型结构在大气(如桥梁、容器)、海洋(如船舶)中使用，要求有较高的抗腐 蚀能力。 2. 合金化特点 这类钢的低含碳量满足工程构件用钢的工艺性能要求，加入以 Mn 为主的少量合金元 素，达到提高力学性能的目的。主加元素锰资源丰富，有显著强化铁素体效果，还可降低 钢的冷脆温度，使珠光体数量增加，进一步提高强度；在此基础上加入极少量强碳化物元 素如 V、Ti、Nb 等，阻止晶粒长大，产生第二相强化，不但提高强度，还会消除钢的过热 倾向。如 Q235 钢、16Mn、15MnV 钢的含碳量相当，但往 Q235 中加约 1%Mn(实际只相对 多加 0.5%～0.8%)时，就成为 16Mn 钢，强度却增加约 50%，为 350MPa，在 16Mn 基础上 多加 V(0.04%～0.12%)，强度又增加至 400MPa；且在合金化过程中材料的其他性能也有所 改善，大大提高构件可靠性和紧凑性，减少原材料消耗和能源消耗，其经济效益和社会效 益是可想而知的。 3. 钢种及牌号 我国列入行业标准(YB)的低合金高强钢有 21 种。它们按屈服强度从 300MPa～650MPa 分为六级。1994 年国家标准公布低合金高强度钢的新牌号，新旧牌号对比见表 7-3。 表 7-3 低合金高强度钢的新旧牌号对比表 新牌号 旧牌号 主要特性 Q259 09MnV、09MnNb、09Mn2、12Mn 合金元素极少，强度不高，但具有良好的 塑性、冷弯、焊接及耐蚀性 Q345 12MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18Nb 钢的强度高，具有良好的综合性能和焊接 性能 Q390 15MnV、15MnTi、16MnNb 晶粒细化，强度提高，具有良好的力学性 能、工艺性能和焊接性能 Q420 15MnVN，14MnVTiRE 具有良好的综合性能和焊接性能 Q460 — 强度最高，在正火、正火回火或淬火加回 火状态下有很好的综合力学性能 较低强度级别钢中，16Mn 最具有代表性。它是我国低合金高强钢中发展最早、使用最 多、产量最大的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体，强度比普通碳钢 Q235 高 20%～30%，耐大气腐蚀性能高 20%～38%。用它制造工程结构质量减轻 20%～30%