【正文】 碳素結(jié)構(gòu) 鋼 二、碳鋼中的常存元素及其對(duì)碳鋼機(jī)械性能的影響 冶煉過程中從潮濕的空氣或含水爐料帶入鋼液中。 ③ FeP合金結(jié)晶范圍很寬，因此 P具有嚴(yán)重的偏析傾向。所以，沖擊試樣是典型的脆性斷口。 ③ S對(duì)鋼的焊接性能有不良影響，容易導(dǎo)致焊縫熱裂，且易于氧化生成氣體，致使焊縫中出現(xiàn)氣孔和疏松。 硅的作用： ① Si的脫氧能力比 Mn強(qiáng)，能更好地將 FeO還原。 表 21 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、化學(xué)成分及用途 (GB7001988) 表 22 碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能 牌號(hào) 等級(jí) 拉 伸 試 驗(yàn) 沖擊試驗(yàn) 屈服點(diǎn) ?s（ MPa） 抗拉強(qiáng)度?b (MPa) 延伸率 ?5（ %） 溫度 /?C V型沖擊功 (縱向 ) J 鋼材厚度（直徑）（ mm） 鋼材厚度（直徑）（ mm） ≤ 16 ?16～40 ?40～60 ?60～100 ?100 ～150 ? 150 ≤ 16 ?16～40 ?40～60 ?60～100 ?100～ 150 ? 150 不小于 不小于 不小于 Q195 (195) (185) 315～390 33 32 Q215 A B 215 205 195 185 175 165 335～410 31 30 29 28 27 26 20 27 Q235 A B C D 235 225 215 205 195 185 375～460 26 25 24 23 22 21 20 0 20 27 Q255 A B 255 245 235 225 215 205 410～510 24 23 22 21 20 19 20 27 Q275 275 265 255 245 235 225 490～610 20 19 18 17 16 15 第一節(jié) 碳素結(jié)構(gòu) 鋼 二、碳鋼中的常存元素及其對(duì)碳鋼機(jī)械性能的影響 碳鋼以 Fe、 C為主，還有 Mn、 Si、 S、 P及 N、 H、 O常存元素。 這類鋼稱為微合金化、控軋、低碳、低合金高強(qiáng)度鋼，簡稱微合金化鋼。 ③ 焊接構(gòu)件的脆性斷裂，韌性、韌脆轉(zhuǎn)變溫度的重要性， ↓↓C% 但 Mn量仍保持較高水平。工程造價(jià) 。 ◆ 1889年為慶祝法國大革命 100周年，巴黎舉辦大型國際博覽會(huì)時(shí)建造， 是博覽會(huì)上最引人注目的展品，成為當(dāng)時(shí)席卷世界的 工業(yè)革命 的象征。 5. HSLA鋼的成分設(shè)計(jì)思路及常用鋼種 6. 特殊用途的低合金高強(qiáng)度鋼 工程結(jié)構(gòu)鋼 主要內(nèi)容 ◆ 碳素結(jié)構(gòu)鋼 （重點(diǎn)掌握） ◆ 低合金高強(qiáng)度 （重點(diǎn)掌握） ◆ 具有特殊用途的 低合金高強(qiáng)度鋼 ◆ 微合金化低合金高強(qiáng)度鋼 ◆ 工程構(gòu)件用鋼的研究發(fā)展趨勢 概 述 1. 工程結(jié)構(gòu)鋼的用途 如建筑、橋梁、船舶、鋼軌、車輛、石油、化工、電站、鍋爐、壓力容器等，應(yīng)用范圍很廣。 ◆ 設(shè)計(jì)者是法國 建筑師居斯塔夫 概 述 長期承受靜載荷，偶爾有動(dòng)載荷，互相無相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 受大氣或海水的侵蝕； 某些構(gòu)件受疲勞沖擊；如橋梁、船舶等受風(fēng)力或海浪沖擊。 如： %C降低到 %，韌脆轉(zhuǎn)變溫度由 50℃ 降低到 50 ℃ 。 低合金高強(qiáng)度鋼是指碳含量低于 %的普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，通過添加一種或多種少量合金元素（低于 3%），使鋼的強(qiáng)度明顯高于碳素鋼的一類工程結(jié)構(gòu)用鋼，統(tǒng)稱 低合金高強(qiáng)度 鋼。 錳的作用： ① 錳脫氧能力很強(qiáng) ,可把鋼水中的 FeO還原為 Fe ② Mn與 S結(jié)合力強(qiáng)，形成 MnS夾雜物，降低 S的有害影響 ③ 剩余的大量 Mn固溶于 F中，起到固溶強(qiáng)化作用。 總的來說， Si也是一種有益的雜質(zhì)元素 ，其含量通常小于 %。 1985年以后，探險(xiǎn)家們數(shù)次深潛到 12,612英尺深的海底研究沉船，起出遺物。船體上可見長長的焊縫。 第一節(jié) 碳素結(jié)構(gòu) 鋼 二、碳鋼中的常存元素及其對(duì)碳鋼機(jī)械性能的影響 氮是煉鋼過程中從周圍氣氛中被吸入的氣體。具有白點(diǎn)的鋼件一般不能使用。 曾發(fā)生過船舶和橋梁因時(shí)效而出現(xiàn)突然斷裂的事故。 ◆ 合適的屈強(qiáng)比 σs/σb。 主要強(qiáng)化機(jī)制有： ◆ 鐵素體的固溶強(qiáng)化 低合金高強(qiáng)度鋼的組織主要有三類： ● 鐵素體 珠光體組織 ： σs 為 300～ 350 MPa ● 低碳貝氏體組織： σs 為 450～ 650 MPa ● 低碳索氏體組織： σs 為 650～ 800 MPa ◆ 增加珠光體的相對(duì)量 ◆ 晶粒細(xì)化 第二節(jié) 低合金高強(qiáng)度鋼 ◆ 碳氮化合物的析出強(qiáng)化 二、合金元素在低合金高強(qiáng)度鋼中的作用 Me對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼 力學(xué)性能 的影響 C： ↑ 固溶強(qiáng)化效果和珠光體含量。 由圖可見， Nb細(xì)化晶粒最有效， Ti次之， V則基本上不起細(xì)化晶粒的作用。 若需要獲得強(qiáng)度更高的鋼種，就必須考慮 低碳貝氏體型鋼、低碳索氏體型和低碳馬氏體型鋼。復(fù)合加入上述適量元素，則提高鋼耐蝕性效果更佳。 第二節(jié) 低合金高強(qiáng)度鋼 因此，對(duì) 鐵素體 +珠光體型 HSLA的 合金化方向： 以 Si、 Mn為基礎(chǔ)，適當(dāng)添加 Al、 Nb、 V、 Ti、 Cu、P等。 低合金鋼目前采用 GB/T159194代替 159188，部分新老鋼號(hào)對(duì)照如下： GB/T159194（新標(biāo)準(zhǔn)） GB159188（舊標(biāo)準(zhǔn)） Q295 09MnV 09MnNb 12Mn Q345 12MnV 16Mn 16MnRE Q390 15MnV 15MnTi 16MnNb Q420 15MnVN 14MnVTiRE Q460 Mo、 B、貝氏體組織 ① 基本上不加 Cr及 Ni，是經(jīng)濟(jì)性較好的鋼種； ② 以 Mn為主，附加元素為 V、 Ti 、 Nb 、 Mo、 Al等 ③ 加入少量 P來提高抗大氣腐蝕性能； ④ 加入 微量稀土元素，可脫 S去氣，消除有害雜質(zhì)，使鋼材凈化，并改善夾雜物形態(tài)與分布，既改善機(jī)械性能，對(duì)工藝性能也有好處。 釩： 強(qiáng)化元素，通過鐵素體沉淀硬化和細(xì)化鐵素體晶粒的提高屈服和抗拉強(qiáng)度，但要求終軋溫度低并與錳、氮等元素共同加入，作用更好。 具有代表性的牌號(hào)見下表。對(duì)碳素鋼在精軋段采用形變強(qiáng)化相變 ,晶粒可細(xì)到 2～ 3μm。如何形成 微米級(jí)的超細(xì)晶 是該項(xiàng)目的核心技術(shù)和難點(diǎn)。 上海 2023年世博會(huì) 盧森堡國家館 1. 耐候鋼（耐大氣腐蝕鋼） 四、具有特殊用途的低合金高強(qiáng)度鋼 主體建筑外觀整體呈銹色，耐候鋼的天然原色。 第二節(jié) 低合金高強(qiáng)度鋼 四、具有特殊用途的低合金高強(qiáng)度鋼 1. 耐候鋼 2. 耐海水腐蝕鋼 3. 表面處理鋼材 鋼材表面鍍涂耐蝕合金或有機(jī)涂料，對(duì)于使用量大面廣的薄板材料具有實(shí)際意義。 ④ 熱鍍鋁板： 具有良好的耐蝕性和耐熱性，在 450℃ 以下長期使用不變顏色。主要用于汽車沖壓用鋼。按強(qiáng)度劃分為四個(gè)等級(jí)： Ⅰ 級(jí)鋼筋，如 Q235； Ⅱ 級(jí)鋼筋，如 16Mn、 20MnSi、 20MnNb； Ⅲ 級(jí)鋼筋，如 20MnSiV、 20MnTi、 25MnSi； Ⅳ 級(jí)鋼筋， 40Si2MnV、 45SiMnV、 45Si2MnTi 主要用于混凝土構(gòu)件，要求良好的塑性、冷加工性能、焊接性能。 鋼中有較高的含碳量，還需加入 Mn、 Si，故有含 Mn鋼軌（ %~%Mn）和高 Si鋼軌（ %~%Si）。 第三節(jié) 微合金化低合金高強(qiáng)度鋼 （微珠光體低合金高強(qiáng)度鋼） →晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化 ↑鋼性能。 第四節(jié) 針狀鐵素體鋼（超低碳貝氏體鋼） 對(duì)于一些強(qiáng)度、焊接性、低溫沖擊韌性等要求更高的場合，還必須采用針狀鐵素體低合金高強(qiáng)度鋼。 由于 B的相變強(qiáng)化，低碳貝氏體鋼與相同含碳量的鐵素體 珠光體型鋼相比，具有更高的強(qiáng)度和良好的韌性，屈服強(qiáng)度可達(dá)450~980MPa。 制造汽車的輪臂托架、操縱桿、車軸、轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)節(jié)和拉桿等，也可用于冷鐓、冷拔及制作高強(qiáng)度緊固件?？捎糜谄嚨拇罅汉蜐L型車輪，汽車的前后保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置梁等，使用雙相鋼可使汽車重量降低 10~30%。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH