第2章工程结构用钢PPT课件

2021/7/231第第2章章 工程构件用钢工程构件用钢工程构件用钢工程构件用钢：用于制作各种大型金属结构：用于制作各种大型金属结构(如桥梁、船舶、车辆、锅炉和压如桥梁、船舶、车辆、锅炉和压力容器力容器)所用的钢料，称为工程构件用钢，简称所用的钢料，称为工程构件用钢，简称构件钢构件钢。工作条件特点是：工作条件特点是：1.不做相对运动；不做相对运动；2.往往承受长期的静载荷；往往承受长期的静载荷；3.有一定的使用温度要求；有一定的使用温度要求；4.通常在野外通常在野外(如桥梁如桥梁)或海水中或海水中(如船舶如船舶)使用，长期与大气或海水接触，使用，长期与大气或海水接触，而又不能象机器那样防锈维护得很好。而又不能象机器那样防锈维护得很好。使用性能要求：使用性能要求：1)力学性能要求：力学性能要求：a.足够的弹性模量，以保证构件有较好的刚度；足够的弹性模量，以保证构件有较好的刚度；b.有足够的抗塑性变形及抗破断的能力，即有足够的抗塑性变形及抗破断的能力，即s较高而较高而k、k较大；较大；c.缺口敏感性及冷脆倾向性较小。缺口敏感性及冷脆倾向性较小。2)要有一定的耐大气腐蚀性及耐海水腐蚀性；要有一定的耐大气腐蚀性及耐海水腐蚀性；要求有良好的冷变形性与可焊性。要求有良好的冷变形性与可焊性。要求不高要求不高 据以上性能要求，多采用据以上性能要求，多采用低碳钢低碳钢（c 0.2），通常是热轧空冷供货（相），通常是热轧空冷供货（相当于当于正火正火），或正火回火，故其组织为：，或正火回火，故其组织为：F少量少量P对构件钢的要求以工艺性能为主，以力学性能为辅。对构件钢的要求以工艺性能为主，以力学性能为辅。2021/7/232第一节第一节 工程构件用钢的力学性能工程构件用钢的力学性能其成分和组织结构决定了其如下性能特点：其成分和组织结构决定了其如下性能特点：一、屈服现象一、屈服现象 低碳钢的力学行为特点之一。屈服中所需的力下降或不低碳钢的力学行为特点之一。屈服中所需的力下降或不变，变形不均匀，屈服结束后，材料硬化，变形均匀。变，变形不均匀，屈服结束后，材料硬化，变形均匀。如：钢板冲压时易出现皱折，采用先冷变形硬化再冲压如：钢板冲压时易出现皱折，采用先冷变形硬化再冲压的措施可解决。的措施可解决。变形处变形处ss，其它部分开始变，其它部分开始变形形为什么？为什么？形成原因：形成原因：其屈服现象与钢中的碳、氮原子与位错的相互作用有关。碳、氮原子在其屈服现象与钢中的碳、氮原子与位错的相互作用有关。碳、氮原子在-Fe中中富集在位错线周围形成富集在位错线周围形成柯氏气团柯氏气团。柯氏气团对位错有钉轧作用，但这种钉轧是。柯氏气团对位错有钉轧作用，但这种钉轧是短程的，位错在外力作用下挣脱气团后继续运动所需要的力反而减小了，造成短程的，位错在外力作用下挣脱气团后继续运动所需要的力反而减小了，造成了低碳构件用钢的屈服现象。了低碳构件用钢的屈服现象。合金元素在钢中的作用：合金元素在钢中的作用：碳、氮，或加入强碳化物形成元素（如钛、铌等，使碳、氮原子）与之结合碳、氮，或加入强碳化物形成元素（如钛、铌等，使碳、氮原子）与之结合成稳定的碳化物或氮化物，抑制柯氏气团形成，可避免冲压时皱折的产生成稳定的碳化物或氮化物，抑制柯氏气团形成，可避免冲压时皱折的产生。2021/7/233二、冷脆现象二、冷脆现象 冷脆冷脆：在一般气候条件下，随温度降低，低碳构件用钢的断裂由宏观塑：在一般气候条件下，随温度降低，低碳构件用钢的断裂由宏观塑性的微孔集聚型断裂性的微孔集聚型断裂(断口为塑性断口为塑性)过渡为宏观脆性的解理断裂过渡为宏观脆性的解理断裂(断口为小平面断口为小平面联合联合)的现象。这一过渡温度称的现象。这一过渡温度称塑脆转变温度塑脆转变温度Tk。构件用钢的冷脆对其实际应用影响很大构件用钢的冷脆对其实际应用影响很大：若在：若在Tk以下温度使用，如船舶、以下温度使用，如船舶、桥梁、压力容器等，发生脆断，会造成严重后果。桥梁、压力容器等，发生脆断，会造成严重后果。影响影响Tk 的因素：的因素：1)构件上存在缺口、裂纹或淬火时效和应变时效等，皆使构件上存在缺口、裂纹或淬火时效和应变时效等，皆使Tk提高。提高。2)冶炼方法和轧制工艺：冶炼方法和轧制工艺：平炉钢优于侧吹转炉钢，镇静钢优于沸腾钢。主要与钢中硫、磷、氮、平炉钢优于侧吹转炉钢，镇静钢优于沸腾钢。主要与钢中硫、磷、氮、氧杂质含量有关，杂质含量高，氧杂质含量有关，杂质含量高，Tk高。用铝脱氧的钢其冷脆倾向性小。高。用铝脱氧的钢其冷脆倾向性小。控制轧制工艺影响钢的冷脆倾向，如降低终轧温度，提高轧后的冷却控制轧制工艺影响钢的冷脆倾向，如降低终轧温度，提高轧后的冷却 速度等，均可得细小的晶粒组织，降低钢的冷脆倾向性。速度等，均可得细小的晶粒组织，降低钢的冷脆倾向性。3)钢的组织状态：希望得到细小的钢的组织状态：希望得到细小的F晶粒和适量的细片晶粒和适量的细片P。如钢中出现针。如钢中出现针 状状F或或魏氏组织魏氏组织，或形成少量上贝氏体组织，其，或形成少量上贝氏体组织，其Tk可上升到室温。可上升到室温。4)加入适当的合金元素可使加入适当的合金元素可使Tk下降：如合金元素锰、铝等使下降：如合金元素锰、铝等使Tk下降，而碳、下降，而碳、硅等元素使硅等元素使Tk上升。上升。非共析钢当非共析钢当A A粗大冷却速度又快时，粗大冷却速度又快时，F F、Fe3CFe3C沿沿A A晶界呈针状析出晶界呈针状析出2021/7/234三、应变时效、淬火时效和蓝脆三、应变时效、淬火时效和蓝脆 时效：时效：非平衡非平衡金属材料在常温或一定温度条件下，组织趋于向金属材料在常温或一定温度条件下，组织趋于向平衡状态平衡状态过渡，过渡，力学行为会逐渐变化的过程。力学行为会逐渐变化的过程。一般与淬火联合，分为一般与淬火联合，分为自然时效自然时效和和人工时效人工时效。构件钢的构件钢的时效时效脆性脆性：构件钢加热后快冷，或塑性变形后，放置过程中出现硬：构件钢加热后快冷，或塑性变形后，放置过程中出现硬度度，塑韧性，塑韧性的现象。的现象。（一）（一）应变时效应变时效 塑性变形后的时效。塑性变形后的时效。对构件钢，应变时效一般是不利的。弯角、卷边、冲孔、剪裁等产生局部对构件钢，应变时效一般是不利的。弯角、卷边、冲孔、剪裁等产生局部塑性变形，应变时效会使这些局部区域的断裂抗力降低，成为断裂的起源。塑性变形，应变时效会使这些局部区域的断裂抗力降低，成为断裂的起源。即使工艺中未产生塑性变形，但当构件受载时，其上存在的裂缝尖端附近即使工艺中未产生塑性变形，但当构件受载时，其上存在的裂缝尖端附近也必然要产生一定量的塑性变形，应变时效使这一局部区域也必然要产生一定量的塑性变形，应变时效使这一局部区域S增加而塑性降低，增加而塑性降低，使裂缝扩展阻力降低或使塑脆转变温度提高，增加构件损坏的危险性。应变时使裂缝扩展阻力降低或使塑脆转变温度提高，增加构件损坏的危险性。应变时效还给冷变形工艺造成困难（裁下来的毛坯）。效还给冷变形工艺造成困难（裁下来的毛坯）。形成原因：形成原因：时效过程中碳，氮原子（主要是氮）在位错周围积聚，形成柯氏气团。时效过程中碳，氮原子（主要是氮）在位错周围积聚，形成柯氏气团。措施：措施：控制控制C、N含量：加含量：加V、Ti、Nb、Zr、Al，结合成碳、氮化物。，结合成碳、氮化物。2021/7/235（二）（二）淬火时效淬火时效 淬火时效：淬火时效：在一些焊接构件上焊接热影响区产生淬火时效，可能成为构在一些焊接构件上焊接热影响区产生淬火时效，可能成为构件开裂源。件开裂源。原因：原因：被碳、氮过饱和的被碳、氮过饱和的-Fe固溶体脱溶沉淀。在室温或较高温度放置时，固溶体脱溶沉淀。在室温或较高温度放置时，C、N先向位错、晶界等缺陷富聚先向位错、晶界等缺陷富聚析出亚稳定、与母相共格的析出亚稳定、与母相共格的碳化物碳化物(Fe2.4C)和和氮化物氮化物(Fe16N2)。措施：措施：与应变时效相似。与应变时效相似。（三）（三）蓝脆蓝脆 蓝脆：蓝脆：变形时，低碳钢在变形时，低碳钢在300400温度范围内出现光亮蓝色，却出现温度范围内出现光亮蓝色，却出现反常的反常的b，、的现象。应变速率的现象。应变速率，蓝脆温度向高温推移（可至，蓝脆温度向高温推移（可至500）原因：原因：由于塑变时位错运动速度与该温度下由于塑变时位错运动速度与该温度下C、N原子的移动速度几乎相原子的移动速度几乎相等，所以应变时效与塑性变形同时发生。等，所以应变时效与塑性变形同时发生。2021/7/236第二节第二节 工程构件用钢的耐大气腐蚀性工程构件用钢的耐大气腐蚀性构件用钢多在野外使用，不易防护，且用量大，故腐蚀性问题较重要。构件用钢多在野外使用，不易防护，且用量大，故腐蚀性问题较重要。一、大气腐蚀过程一、大气腐蚀过程属电化学反应，构件钢内部发生原电池反应。属电化学反应，构件钢内部发生原电池反应。Fe22OHFe（OH）24Fe（OH）2 2H2O O 2 4Fe（OH）3 2Fe（OH）3 Fe3O 4 3H2O二、提高构件钢耐大气腐蚀的途径二、提高构件钢耐大气腐蚀的途径 减少微电池数量减少微电池数量 C、S等含量等含量第二相（碳化物、硫化物）数量。用低碳钢的原因之一。第二相（碳化物、硫化物）数量。用低碳钢的原因之一。提高基本提高基本(-Fe)的电极电位的电极电位 加入与加入与-Fe形成固溶体，并提高形成固溶体，并提高-Fe电极电位的元素：电极电位的元素：Cr、Ni、Ti等。等。但使成本提高但使成本提高。利用钝化效应利用钝化效应 通过改变表面状态，通过改变表面状态，基体表面部分电极电位。最常用的钝化措施是在金基体表面部分电极电位。最常用的钝化措施是在金 属表面形成一层致密的氧化膜，使钢的表面与电介质隔开。属表面形成一层致密的氧化膜，使钢的表面与电介质隔开。加入合金元素：加入合金元素：2021/7/237CrCr：最有效，但价格高，我国储量少；最有效，但价格高，我国储量少；P P：对耐大气腐蚀性有利，特别是与对耐大气腐蚀性有利，特别是与Cu共用时效果更好。但共用时效果更好。但P一般一般冷脆，故冷脆，故 其含量在其含量在0.060.15最佳。最佳。电极电位。，时：溶入提高微电池均匀性。膜，形成致密的，微电池反应（在表面弥散析出，时：FeFeOFeFeCuFe2.0)2.032Cu含量太高可造成热脆，在含量太高可造成热脆，在1100 以上热加工，富以上热加工，富Cu相溶入相溶入A晶界。晶界。耐大气腐蚀用钢耐大气腐蚀用钢Cu：0.20.5。Cu Cu：2021/7/238第三节第三节 工程构件用钢的加工工艺性能工程构件用钢的加工工艺性能 构件用钢通常以棒材、板材、型材、管材、带材等形状使用，需进行变构件用钢通常以棒材、板材、型材、管材、带材等形状使用，需进行变形、焊接、铆接等。钢材的变形通常在常温下进行，因此要求具有良好的形、焊接、铆接等。钢材的变形通常在常温下进行，因此要求具有良好的冷变形性能冷变形性能和和焊接性能焊接性能。一、冷变形性能一、冷变形性能 能性其危害性或可利用的可变形后的性能变化性产生开裂、缺陷的可能变形能力（塑性）变形抗力变形难易冷变形性能变形抗力变形抗力：随：随C、合金元素含量增高和晶粒细化而增大；、合金元素含量增高和晶粒细化而增大；构件钢一般塑性变形抗力不高，不会对变形造成很大困难。构件钢一般塑性变形抗力不高，不会对变形造成很大困难。变形开裂变形开裂：加工中经常遇到的弊病。局部变形加工中经常遇到的弊病。局部变形产生缩颈产生缩颈塑性失稳。塑性失稳。需较大变形量的钢要求需较大变形量的钢要求s/b0.7，使变形时不易失稳。，使变形时不易失稳。碳碳 含量增高，钢中含量增高，钢中P量增多，塑变抗力增高，塑性降低，变形时开裂量增多，塑变抗力增高，塑性降低，变形时开裂 倾向也增大。倾向也增大。硫硫 含硫量增高，钢中硫化锰夹杂物增多，也使钢材变形开裂的倾向增含硫量增高，钢中硫化锰夹杂物增多，也使钢材变形开裂的倾向增 大，并使轧制钢板纵向及横向的塑性不同，钢材较易于沿着呈条状大，并使轧制钢板纵向及横向的塑性不同，钢材较易于沿着呈条状 分布的硫化物夹杂发生开裂或分层。分布的硫化物夹杂发生开裂或分层。磷磷 磷有强烈的偏析倾向，含磷较高的钢材，带状组织比较严重，其性磷有强烈的偏析倾向，含磷较高的钢材，带状组织比较严重，其性 能也有明显的方向性。能也有明显的方向性。表面质量表面质量表面缺陷（裂纹、结疤、划痕、折叠等）常成为变形开裂源。表面缺陷（裂纹、结疤、划痕、折叠等）常成为变形开裂源。变形后变化变形后变化：应变时效，塑性降低可能成为断裂源。：应变时效，塑性降低可能成为断裂源。2021/7/239二、焊接性能二、焊接性能 构件钢的焊接在使用中十分普遍。构件钢的焊接在使用中十分普遍。焊接后存在焊缝区、半熔化区、热影响区，且热循环和组织变化产生焊接焊接后存在焊缝区、半熔化区、热影响区，且热循环和组织变化产生焊接应力，还可能存在未焊透、气泡、夹杂和裂纹应力，还可能存在未焊透、气泡、夹杂和裂纹直接影响构件承载和寿命。直接影响构件承载和寿命。焊接后成分和组织变化而导致焊接构件脆断趋势增大的现象称焊接后成分和组织变化而导致焊接构件脆断趋势增大的现象称焊接脆性焊接脆性。焊接构件的质量取决于：构件结构、焊接工艺、材料自身焊接性能。焊接构件的质量取决于：构件结构、焊接工艺、材料自身焊接性能。构件钢焊接脆性及防止措施构件钢焊接脆性及防止措施：1.M转变脆性：转变脆性：焊接时热影响区温度超过钢的临界点焊接时热影响区温度超过钢的临界点(Ac3)，且使，且使A晶粒显著晶粒显著，其它区域，其它区域未被加热，造成热影响激冷，发生未被加热，造成热影响激冷，发生M转变转变硬度硬度，塑、韧性，塑、韧性，同时产生很，同时产生很大的热应力和组织应力，使热影响区常出现裂纹，称谓大的热应力和组织应力，使热影响区常出现裂纹，称谓冷裂纹冷裂纹。这种开裂倾向性大小反应了钢焊接性能优劣，取决于钢淬透性和淬硬性。这种开裂倾向性大小反应了钢焊接性能优劣，取决于钢淬透性和淬硬性。碳、锰、铬、铜、硅等元素显著提高碳当量，降低钢的焊接性；钢中加入细碳、锰、铬、铜、硅等元素显著提高碳当量，降低钢的焊接性；钢中加入细化晶粒和阻碍化晶粒和阻碍A晶粒长大的元素如钼、钛、钒和用铝脱氧时，有利于改善焊晶粒长大的元素如钼、钛、钒和用铝脱氧时，有利于改善焊接性能；接性能；总之，为了保证构件的焊接性能，构件用钢应是低碳、低合金元素。总之，为了保证构件的焊接性能，构件用钢应是低碳、低合金元素。2021/7/23102.凝固脆性：凝固脆性：指焊肉及熔合线金属由于熔化和凝固指焊肉及熔合线金属由于熔化和凝固过程引起成分和结构变化，而形成裂纹过程引起成分和结构变化，而形成裂纹的倾向性。的倾向性。一般是以热裂纹的形式表现出来。其一般是以热裂纹的形式表现出来。其原因是熔池结晶凝固过程中，在通过液原因是熔池结晶凝固过程中，在通过液相相固相线的温度范围时，首先结晶的固相线的温度范围时，首先结晶的晶体纯度较高，而使合金元素及杂质逐晶体纯度较高，而使合金元素及杂质逐渐富集到残存的液体中去，因而在收缩渐富集到残存的液体中去，因而在收缩应力的作用下便沿着柱状晶界产生裂纹。应力的作用下便沿着柱状晶界产生裂纹。S、P、Si之；之；Ti、Zr、Ce形成球状硫形成球状硫化物，化物，之。之。3.热影响区的时效脆性热影响区的时效脆性：在热影响区，因焊接热的作用可能产生在热影响区，因焊接热的作用可能产生淬火时效现象淬火时效现象；另一方面又可能因；另一方面又可能因焊接应力的作用在焊脚附近产生微量塑性变形，而引起焊接应力的作用在焊脚附近产生微量塑性变形，而引起应变时效现象应变时效现象。这种。这种时效脆性也常成为低碳钢构件在使用过程中开裂的起源，也必须充分注意。时效脆性也常成为低碳钢构件在使用过程中开裂的起源，也必须充分注意。加入加入Al、V、Ti、Nb可抑制之。可抑制之。2021/7/23114.焊后加热开裂焊后加热开裂(脆性脆性)：焊后为了松驰焊接应力，常需在较高温度下加热，对焊后为了松驰焊接应力，常需在较高温度下加热，对A不锈钢、某些低合不锈钢、某些低合金钢金钢(主要是含主要是含V钢种钢种)可能出现开裂现象，称可能出现开裂现象，称焊后加热开裂焊后加热开裂或或应力松驰开裂应力松驰开裂。裂纹主要是在熔合线附近粗大的晶粒区，有时在焊肉的粗大组织内出现，裂纹主要是在熔合线附近粗大的晶粒区，有时在焊肉的粗大组织内出现，沿沿A晶界发展，裂纹出现敏感性最大的温度约为晶界发展，裂纹出现敏感性最大的温度约为600。所以属热裂纹。所以属热裂纹。原因：原因：晶界脆化，其机理与回火脆性相类似。晶界脆化，其机理与回火脆性相类似。防止防止:减少减少Sn、Ce、As、P等杂质含量；控制等杂质含量；控制C含量，提高松弛处理温度含量，提高松弛处理温度降低残余应力。降低残余应力。5.过烧脆性和过热脆性：过烧脆性和过热脆性：在紧靠熔合线的热影响区附近，可在在紧靠熔合线的热影响区附近，可在A晶界处富集晶界处富集S，而引起过烧脆性。，而引起过烧脆性。防止防止:减少减少S含量；加入稀土元素，形成高熔点的稀土硫化物。含量；加入稀土元素，形成高熔点的稀土硫化物。2021/7/2312第四节第四节 碳素构件用钢碳素构件用钢一、成分、牌号、性能特点、用途一、成分、牌号、性能特点、用途 又称又称碳素结构钢碳素结构钢，简称，简称普碳钢普碳钢。冶炼容易，常以热轧状态供货，一般不经热处理强化，价格低。产量约占冶炼容易，常以热轧状态供货，一般不经热处理强化，价格低。产量约占钢总产量的钢总产量的70%80%。成分成分：WC0.2%。注意常含的杂质和。注意常含的杂质和S、P含量。含量。用途用途：大多用于中型结构件（很少量用作要求低的机器零件）。应用很广，：大多用于中型结构件（很少量用作要求低的机器零件）。应用很广，品种有热轧钢板，钢带，钢管，槽钢、角钢，扁钢，圆钢，钢轨，钢筋，钢品种有热轧钢板，钢带，钢管，槽钢、角钢，扁钢，圆钢，钢轨，钢筋，钢丝等。丝等。牌号牌号：分为分为Q195、Q215、Q235、Q255及及Q275等五类。等五类。注意符号和数字注意符号和数字。性能特点性能特点：除前面讲到的，：除前面讲到的，注意注意bb、ss、大致范围及不同牌号的区别大致范围及不同牌号的区别。二、专业钢种二、专业钢种1.Q235派生出的专业用钢（了解）派生出的专业用钢（了解）成分和工艺作了微小调整，规定某些特殊性能和质检项目，使之适于某些成分和工艺作了微小调整，规定某些特殊性能和质检项目，使之适于某些专业应用。注意其牌号。专业应用。注意其牌号。2021/7/23132.冷冲压薄板钢（注意牌号变化）冷冲压薄板钢（注意牌号变化）用途：用途：主要用于制造厚度在主要用于制造厚度在4mm以下的各种冷冲压构件，如车身、驾驶室、以下的各种冷冲压构件，如车身、驾驶室、各种仪表及机器的外壳等。各种仪表及机器的外壳等。要求要求a.对强度要求不高，要求良好的冷冲压性能。对强度要求不高，要求良好的冷冲压性能。b.采用优质低碳钢，降低采用优质低碳钢，降低Si、P、S含量含量提高塑性，保证冷冲压性能。提高塑性，保证冷冲压性能。c.对冲压性能要求高且外观要求较严的构件，不宜用沸腾钢，而选用对冲压性能要求高且外观要求较严的构件，不宜用沸腾钢，而选用Al 脱氧的镇静钢冷轧板脱氧的镇静钢冷轧板(如如08A1)。d.要求有细小而均匀的要求有细小而均匀的F晶粒晶粒(6-7级级)。如果晶粒过粗。如果晶粒过粗(14级级)冲压中易在变冲压中易在变 形量较大的部位开裂，且冲压后表面粗糙形量较大的部位开裂，且冲压后表面粗糙(桔皮状桔皮状)；但晶粒过细；但晶粒过细(8级以上级以上)又使钢板的塑变抗力增高，冲压性能恶化，又使钢板的塑变抗力增高，冲压性能恶化，容易磨损冲模。容易磨损冲模。e.要求晶粒均匀，要求晶粒均匀，防止防止 大晶粒实际变形量大大晶粒实际变形量大，造成提前开裂。，造成提前开裂。工艺工艺 通常在热轧与冷轧之间进行一次重结晶退火通常在热轧与冷轧之间进行一次重结晶退火(加热到加热到Ac3以上以上)，以利随，以利随后的冷轧。后的冷轧。在冷轧中，如果减缩率小于在冷轧中，如果减缩率小于20，则在轧后要采用，则在轧后要采用950正火来细化晶正火来细化晶粒，提高塑性；如采用低温退火，会引起严重的晶粒长大现象；如果减缩粒，提高塑性；如采用低温退火，会引起严重的晶粒长大现象；如果减缩率大于率大于20，轧后采用再结晶退火，轧后采用再结晶退火(650750)。2021/7/2314第五节第五节 低合金构件用钢低合金构件用钢1、简介、简介又称又称低合金结构钢低合金结构钢，简称，简称普低钢普低钢，国外称，国外称低合金高强度钢低合金高强度钢（HSLA钢）。钢）。低碳低碳、低合金元素低合金元素的钢种。的钢种。为了适应为了适应大型工程结构大型工程结构(如大型桥梁、大型压力容器及船舶等如大型桥梁、大型压力容器及船舶等)减轻结构重量减轻结构重量，提高使用，提高使用可靠性可靠性及及节约钢材节约钢材的需要发展起来的。其强度，尤其是屈服点大的需要发展起来的。其强度，尤其是屈服点大大高于碳含量相同的普碳钢。大高于碳含量相同的普碳钢。2、牌号、牌号:能够识别，并知道各符号的意义，如能够识别，并知道各符号的意义，如09MnV、15MnTi、09Mn23、性能要求、性能要求 力学性能要求力学性能要求 a 热轧状态具有高热轧状态具有高S减轻结构自重（热轧状态或正火状态供货）减轻结构自重（热轧状态或正火状态供货）b 热轧状态具有高热轧状态具有高b sb比比0.650.75（避免塑性失稳）（避免塑性失稳）c 塑性与韧性塑性与韧性:18-20，K50；室温纵向；室温纵向K80J/cm2，横向，横向K60J/cm2；-40或经时效处理后或经时效处理后,K值下降不得低于室温值的值下降不得低于室温值的50。d 时效敏感性要小时效敏感性要小 碳、氮、硅、铜等碳、氮、硅、铜等时效敏感性，铝、钒、钛、铌等时效敏感性，铝、钒、钛、铌等时效敏感性。时效敏感性。工艺性能要求工艺性能要求 具有良好的冷变形性能和焊接性能。一般保证碳当量具有良好的冷变形性能和焊接性能。一般保证碳当量035。控制氢、。控制氢、磷、硫和砷等元素含量。磷、硫和砷等元素含量。2021/7/2315 耐大气腐蚀性要求耐大气腐蚀性要求 加入铜、磷、铬、镍等元素，以提高耐腐蚀性。加入铜、磷、铬、镍等元素，以提高耐腐蚀性。经济要求经济要求 普低钢用量也很大，在加入合金元素时应考虑国内资源。一般认为其合金普低钢用量也很大，在加入合金元素时应考虑国内资源。一般认为其合金化特点是多组元微量合金化。化特点是多组元微量合金化。4.化学成分特点化学成分特点 低碳低合金元素低碳低合金元素 基本上不加铬和镍，控制成本。基本上不加铬和镍，控制成本。主加合金元素是锰主加合金元素是锰 Mn是复杂立方，点阵类型、原子半径与是复杂立方，点阵类型、原子半径与-Fe相差大，固溶强化效果好，相差大，固溶强化效果好，价格低。控制在价格低。控制在2以下。以下。辅加合金元素铝、钒、钛、铌等辅加合金元素铝、钒、钛、铌等 细化晶粒、沉淀强化，提高强韧性。应注意控制轧制温度，以免温度太细化晶粒、沉淀强化，提高强韧性。应注意控制轧制温度，以免温度太 高使沉淀相溶解，晶粒粗化，高使沉淀相溶解，晶粒粗化，Tk升高。升高。加入铜和磷加入铜和磷改善钢的耐大气腐蚀性。改善钢的耐大气腐蚀性。加入微量稀土元素加入微量稀土元素脱硫去气，净化钢材，并改善夹杂物的形态与分布，脱硫去气，净化钢材，并改善夹杂物的形态与分布，改善钢的力学性能和工艺性能。改善钢的力学性能和工艺性能。综上所述，普低钢合金化总的概念是：低碳，合金化时以锰为基础，适当综上所述，普低钢合金化总的概念是：低碳，合金化时以锰为基础，适当加入铝、钒、钛、铌、铜、磷及稀土等元素。发展方向是多组元微量合金化加入铝、钒、钛、铌、铜、磷及稀土等元素。发展方向是多组元微量合金化5.进一步提高普低钢性能的途径（自学）进一步提高普低钢性能的途径（自学）个人观点供参考，欢迎讨论