Низколегированная конструкционная сталь относится к легированной конструкционной стали с общим составом сплава менее 51ТП1Т. Содержание углерода в этом типе стали аналогично содержанию углерода в низкоуглеродистой стали, и оно в основном усиливается небольшим количеством легирующих элементов для улучшения ударной вязкости и свариваемости. Его прочность намного выше, чем у той же углеродистой стали. Широко используется в сосудах под давлением, химическом оборудовании, котлах, мостах, транспортных средствах, судах и крупных стальных конструкциях. Легкие элементы, такие как марганец, кремний и молибден, вызывают упрочнение раствора. Ванадий и ниобий могут очищать зерна и улучшать ударную вязкость. Молибден может улучшить прокаливаемость, структуру бейнита и термическую прочность.

Бренд и его представительство

Марки низколегированной конструкционной стали и их выражение: в Китае существует пять марок низколегированной конструкционной стали, основными элементами которой являются марганец, кремний, ванадий, титан, острые, хром, никель и редкоземельные элементы. Его товарный знак состоит из буквы Q предела текучести, значения предела текучести и класса качества (классы A, B, C, D, e). Он подразделяется на пять классов, которые выражаются следующим образом: класс предела текучести – класс качества. Класс предела текучести: Q295, Q345, Q390, Q420, Q460.

требования к производительности

1. Хорошие комплексные механические свойства. Обычная низколегированная конструкционная сталь должна сначала иметь высокий предел текучести, но из-за сложности ее рабочих условий она также должна иметь хорошие комплексные механические свойства. Например, он может выдерживать воздействие различных используемых напряжений (таких как разность температур, напряжение, создаваемое переменной усталостной нагрузкой и т. Д.) И может выдерживать такие процедуры обработки, как сдвиг, холодный изгиб, сварка и т. Д. В производственный процесс, а также хрупкость при старении, которая может быть получена из него.

2. Хорошая производительность процесса. Требуется, чтобы обычная низколегированная сталь имела хорошие характеристики обработки и формования и использовала общие методы, такие как резка, штамповка, горячая гибка и сварка, для изготовления готовых изделий с хорошим качеством. Для котла, сосуда под давлением, стальной конструкции и т. Д. Обычно применяется метод сварки, поэтому сталь должна обладать хорошими характеристиками пламенной резки и сварочными характеристиками, изменение производительности зоны термического влияния вблизи сварного соединения небольшое, сварное соединение и его прилегающая зона не должна давать трещин, а комплексные механические характеристики сварного соединения не должны быть меньше (или редко меньше) основного металла. Кроме того, сталь должна иметь хорошие характеристики холодной штамповки.

3. Хорошая коррозионная стойкость. Поскольку обычная низколегированная сталь и ее прочность намного выше, чем у углеродистой стали, а толщина стенки сосуда под давлением и стальной конструкции, изготовленной из нее, намного меньше, чем у углеродистой стали, коэффициент потерь, вызванный атмосферной коррозией (особенно морской атмосферной коррозией) должно быть соответственно увеличено, чтобы оно обладало хорошей способностью противостоять коррозии в различных атмосферных условиях. Поэтому испытание коррозионной стойкости стали следует проводить не только в лаборатории, но и в полевых условиях. Конечно, для углеродистой стали, низколегированной стали и других материалов необходимо применять соответствующую технологию защиты от коррозии.

Роль легирующих элементов

Обычная низколегированная сталь, широко используемая в сосудах под давлением, в основном имеет ферритно-перлитную структуру. Окончательные свойства получают горячей прокаткой или нормализацией, а ее структуру принимают за равновесную структуру стали. Основным легирующим элементом стали является углерод. Увеличение содержания углерода может увеличить количество перлита и повысить предел текучести и предел прочности. Однако существует определенный предел для увеличения содержания углерода, поскольку увеличение содержания углерода повлияет на характеристики сварки и другие свойства стали (такие как характеристики штамповки и т. д.), так что температура перехода в хрупкость увеличивается, а хладноломкость идет плохо. Таким образом, содержание углерода в низколегированной конструкционной стали для сосудов высокого давления обычно не превышает 0,20%. При ограниченном содержании углерода повышение прочности этой стали в основном зависит от добавки небольшого количества различных легирующих элементов (суммарная добавка меньше 51ТР3Т, обычно меньше 31ТР3Т, в основном 11ТР3Т – 21ТР3Т). Для низколегированной конструкционной стали с феррито-перлитной структурой добавление легирующих элементов влияет на ее прочность следующим образом:

① тот же раствор упрочнения феррита;

② увеличение относительного количества перлита;

③ контроль размера зерна;

④ влияет на дисперсию перлита;

⑤ отверждение осадков.

Марганец и кремний являются твердыми растворимыми в феррите, которые оказывают значительное усиливающее влияние на раствор. Другие элементы включают хром, никель, медь, кобальт и т. Д. Учитывая экономию затрат и условия ресурсосбережения, марганец и кремний являются широко используемыми легирующими элементами в низколегированной стали в Китае. В условиях низкого содержания углерода, когда содержание марганца меньше 1,81ТР1Т, можно улучшить не только прочность стали, но также можно сохранить пластичность и ударную вязкость. Кроме того, марганец может увеличить зону аустенита и заставить точку эвтектоида стали перемещаться влево и вниз, так что он имеет более перлитную структуру с более тонкой структурой и соответственно повышается прочность стали.

Содержание кремния в низколегированной конструкционной стали обычно находится в диапазоне 0,2% – 1,7%, что снижает ударную вязкость. Хром и никель также являются элементами, упрочняющими твердый раствор феррита, и никель оказывает хорошее влияние на повышение ударной вязкости при низких температурах; Значительное влияние оказывает упрочняющий фосфор феррит, но из-за повышения хладноломкости максимальное содержание должно быть ограничено до 0,151ТР3Т, а общее содержание фосфора и углерода должно быть ограничено менее 0,251ТР3Т.

применение

В соответствии с национальным стандартом (низколегированная высокопрочная конструкционная сталь) (GB 1591) указаны химический состав и механические свойства каждой марки низколегированной высокопрочной конструкционной стали. Благодаря эффекту упрочнения легированных элементов низколегированная конструкционная сталь не только обладает более высокой прочностью, но также обладает лучшей пластичностью, ударной вязкостью и свариваемостью. Сталь Q345 обладает хорошими комплексными характеристиками и является распространенной маркой стальной конструкции. Оценка Q390 также является рекомендуемой маркой. По сравнению с углеродистой конструкционной сталью Q235, низколегированная высокопрочная конструкционная сталь может экономить сталь 20% ~ 30% и имеет хорошую динамическую нагрузку и сопротивление усталости. Низколегированная конструкционная сталь в основном используется для прокатки различных профилей, стальных листов, стальных труб и стальных прутков. Он широко используется в стальных конструкциях и железобетонных конструкциях, особенно в различных тяжелых конструкциях, длиннопролетных конструкциях, высотных конструкциях и проектах мостов, конструкциях, несущих динамические и ударные нагрузки и т. Д.

Низколегированная конструкционная сталь является разновидностью низкоуглеродистой конструкционной стали. Содержание легирующих элементов составляет менее 3%, что в основном используется для измельчения зерен и повышения прочности. Прочность этого вида стали значительно выше, чем у углеродистой стали с тем же содержанием углерода, поэтому ее часто называют низколегированной высокопрочной сталью. Он также имеет хорошую прочность, пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость. Первоначально использовавшийся в мостах, транспортных средствах, на судах и в других отраслях промышленности, сфера его применения была распространена на котлы, сосуды высокого давления, нефтепроводы, крупные стальные конструкции, автомобили, тракторы, землеройные машины и другие продукты.