【工作任務(wù)分析】合金元素總量小于3.5%的合金鋼叫做低合金鋼. 西安電爐，西安電爐設(shè)備，西安電弧爐，西安精煉爐，西安礦熱爐，西安中頻爐 ，西安電渣爐，西安重鑫電爐設(shè)備有限公司，http://www.xazxdl.com低合金鋼是相對于碳鋼而言的,是在碳鋼的基礎(chǔ)上,為了改善鋼的一種或幾種性能,而有意向鋼中加入一種或幾種合金元素.加入的合金量超過碳鋼正常生產(chǎn)方法所具有的一般含量時,稱這種鋼為合金鋼.當(dāng)合金總量低于3.5%時稱為低合金鋼.合金含量在3.5-10%之間稱為中合金鋼;大于10%的稱為高合金鋼.

【相關(guān)知識】

低合金鋼是在普通質(zhì)量非合金鋼的基礎(chǔ)上添加合金元素而得到的。

2.3.1  常用低合金鋼的牌號

1．低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號表示方法與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。例如，Q390剛表示ReH≥390 MPa的低合金鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。

2．易切削結(jié)構(gòu)鋼

易切削結(jié)構(gòu)鋼的牌號由Y （“易”字漢語拼音字首）的后面加兩位數(shù)字組成。兩位數(shù)字表示平均碳含量的萬分?jǐn)?shù)，若鋼中含錳較高時標(biāo)出“Mn”。例如，Y40Mn表示平均Wc=0.40%，含錳量較高的易切削結(jié)構(gòu)鋼。

3．低合金鑄鋼的牌號

低合金鑄鋼的牌號由ZG(“鑄鋼”兩字漢語拼音字首字母)的后面加兩位數(shù)字加元素符號及數(shù)字組成。前兩位數(shù)字表示低合金鑄鋼中平均碳含量的萬分?jǐn)?shù)，元素符號表示低合金鑄鋼中所含的合金元素，元素符號后的數(shù)字表示該合金元素平均含量的百分?jǐn)?shù)（若平均含量<1.5%時,元素符號后不標(biāo)出數(shù)字；若平均含量為1.5%~2.4%、2.5%~3.5%……時，則在相應(yīng)的合金元素符號后標(biāo)注2、3……以此類推）。如ZG35SiMn表示平均Wc=0.35%， WSi<1.5%、WMn<1.5%的低合金鑄鋼。

舊低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字和合金元素符號及數(shù)字表示，數(shù)字表示平均碳含量（以萬分之幾計）。新舊低合金結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)牌號對照見表2-7。西安重鑫電爐設(shè)備有限公司

表2-7新舊低合金結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)牌號對照（參考件）

2.3.2  常用的低合金鋼

1．低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素而形成的鋼。鋼中Wc≤0.2%，常加入的合金元素有硅、錳、鈦、鈮、釩等，其總含量W<3%。

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼大多在熱軋、正火狀態(tài)下供應(yīng)，使用時一般不再進(jìn)行熱處理。

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度高，塑性和韌性好，焊接性和冷變形性良好，耐蝕性較好，韌脆轉(zhuǎn)變溫度低，成本低，適于冷成形和焊接。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、鍋爐、高壓容器、輸油管，以及低溫下工作的構(gòu)件等。在某些情況下，用這類鋼代替碳素結(jié)構(gòu)鋼，可大大減輕零件或構(gòu)件的重量。最常用的Q345鋼。例如，我國載重汽車的大梁采用Q345（16Mn）鋼后，使載重比由1.05提高到1.25；南京長江大橋采用Q345鋼比用碳鋼節(jié)約鋼材15%以上。如圖2-4所示，為使用了Q345鋼的萬噸遠(yuǎn)洋輪。。

除此以外，常用的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼還有Q295、Q390、Q420、Q460等。

圖2-4  萬噸遠(yuǎn)洋輪

2．易切削結(jié)構(gòu)鋼西安重鑫電爐設(shè)備有限公司

易切削結(jié)構(gòu)鋼是指含硫、錳、磷量較高或含微量鉛、鈣的低碳或中碳結(jié)構(gòu)鋼，簡稱易切鋼。

易切削結(jié)構(gòu)可經(jīng)滲碳、淬火或調(diào)質(zhì)、表面淬火等熱處理來提高其使用性能。所有易切削結(jié)構(gòu)的鍛造性能和焊接性能都不好，選用時應(yīng)注意。

易切削結(jié)構(gòu)鋼主要用于成批、大量生產(chǎn)時，制作對力學(xué)性能要求不高的緊要固件和小零件。常用易切削結(jié)構(gòu)鋼有Y12、Y12Pb、Y15、Y30、Y40Mn、Y45Ca等。

3．低合金高耐侯性鋼

低合金高耐侯性鋼即耐大氣腐蝕鋼，是近年來在我國開始推廣應(yīng)用的新鋼種。在鋼中加入少量合金元素（如銅、磷、鉻、鉬、鈦、鈮、釩等），使其在鋼表面形成一層致密的保護(hù)膜，提高了鋼材的耐侯性能。這類鋼與碳鋼相比，具有良好的抗大氣腐蝕能力。

低合金高耐侯性鋼常用牌號有09CuPCrNi-A鋼、09CuPCrNi-B鋼和09CuP鋼等。主要用于鐵道車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑和塔架等方面，可制作螺栓連接、鉚接和焊接結(jié)構(gòu)件。

4．低合金鑄鋼

低合金鑄鋼是在非合金鑄鋼的基礎(chǔ)上，恰當(dāng)提高M(jìn)n、Si的含量，添加其它少量的合金元素的Co、Mo等的含量。低合金鑄鋼的綜合力學(xué)性能明顯高于非合金結(jié)構(gòu)鋼，一般用于承受重載荷、沖擊載荷和摩擦的機(jī)械零部件，如各種高強(qiáng)度齒輪、水壓機(jī)工作缸、高速列車車鉤等。 通常應(yīng)當(dāng)對低合金鑄鋼的進(jìn)行退火、正火、等熱處理及表面熱處理，可以提高的合金鑄鋼的性能。常用的低合金鑄鋼有：ZG40Cr、ZG40Mn、ZG35SiMn、ZG35CrMnSi、ZG35CrMo、ZG35SiMnMo、ZG35CrMnMo、ZG34CrNiMo等。

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【拓展知識】

低合金鋼的現(xiàn)代進(jìn)展主要表現(xiàn)有

(1) 微合金化鋼基礎(chǔ)研究的新成就。

首先，對微合金化元素，尤其是Nb、V、Ti、及Al的溶解一析出行為的研究取得顯著的成果，這些元素的碳化物和氮化物的形成及其數(shù)量、尺寸、分布取決于冷卻過程的形變溫度和形變量，而加熱過程中碳、氮化物的存在及其特性表現(xiàn)在回火的二次硬化、正火的晶粒重結(jié)晶細(xì)化、焊接熱循環(huán)作用下晶粒尺寸的控制3個主要方面。 西安重鑫電爐設(shè)備有限公司

其二、重視含Nb微合金化鋼、Nb-V和Nb-Ti復(fù)合微合金鋼的開發(fā)，據(jù)統(tǒng)計幾乎占有近20年來新開發(fā)微合金化鋼全部牌號的75%和微合金化鋼總產(chǎn)量的60%。近幾年注意到了微量Ti（≤0.015%）十分有益的作用，Ti的微處理不僅改變鋼中硫化物的形態(tài)，而且TiO2或Ti2O3成為奧氏體晶內(nèi)鐵素體晶粒生核的質(zhì)點(diǎn)，Nb-Ti復(fù)合微合金化構(gòu)成超深沖汽車板IF鋼的冶金基礎(chǔ)，還顯著改善了Nb鋼連鑄的裂紋敏感性。

其三，對低碳鋼強(qiáng)化的Hall-Petch關(guān)系式進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，對加速冷卻原理作了更深入的研究。人們十分有興趣采用分階段加速冷卻工藝的應(yīng)用，前期加速冷卻用于抑制鐵素體轉(zhuǎn)變，后期加速冷卻目的在于控制中、低溫產(chǎn)物的晶粒尺寸和精細(xì)結(jié)構(gòu)的組成，從而達(dá)到在較寬范圍內(nèi)調(diào)整鋼的強(qiáng)度和強(qiáng)度／韌性匹配。

350MPa級高強(qiáng)度鋼：微合金化+熱機(jī)械處理，機(jī)制為晶粒細(xì)化+析出強(qiáng)度。

500MPa級高強(qiáng)度鋼：鐵素鐵+貝氏體、馬氏體，強(qiáng)化機(jī)制為晶粒細(xì)化、并晶界強(qiáng)化和位錯強(qiáng)化。

700MPa級高強(qiáng)度鋼：淬火回火組織，機(jī)制為相變強(qiáng)化+析出強(qiáng)化。

(2) 工藝技術(shù)的進(jìn)步 西安重鑫電爐設(shè)備有限公司

頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，鋼的碳含量可控制在0.02～0.03%，精煉的應(yīng)用可生產(chǎn)出碳含量在0.002～0.003%，雜質(zhì)含量達(dá)到＜0.001%S、＜0.003%P、＜0.003%N，2～3ppm［0］和＜1ppm［H］的潔凈鋼。

連鑄的成功經(jīng)驗(yàn)是低的過熱度、緩流澆注和適宜的二次冷卻，采用低頻率、高質(zhì)量的電磁攪拌，可以得到均勻的等軸的凝固區(qū)。

在再結(jié)晶控軋的基礎(chǔ)上，應(yīng)變誘導(dǎo)相變和析出的非再結(jié)晶控軋，以及（g+a）兩相區(qū)形變，已成為目前控軋厚鋼板生產(chǎn)主要方向。薄板坯連鑄連軋流程和薄帶連鑄工藝的實(shí)用化，使低合金鋼生產(chǎn)進(jìn)入了又一個新境界。

(3) 低合金鋼合金設(shè)計新觀點(diǎn)

首先是鋼的低碳化和超低碳趨勢，例如60年代X60級管線鋼碳含量為0.19%，70年代為0.10%，80年即使 X70和X80級管線鋼碳含量降至0.03%以下。

根據(jù)微合金化元素在鋼中的基本作用和次生作用，提出了“奧氏體調(diào)節(jié)”的概念，有意識地控制加入微合金化元素，使鋼適于一定的熱機(jī)械處理工藝，以發(fā)展新的性能更好的鋼種。

傳統(tǒng)控制軋制的合金設(shè)計：微合金化的重要目的是提高再結(jié)晶停止溫度，利用非再結(jié)晶區(qū)的形變誘導(dǎo)相變和析出，Nb是最理想的微合金化元素。

再結(jié)晶控制軋制的合金設(shè)計：它的目的是盡量降低再結(jié)晶停止溫度，并形成阻礙晶粒粗化的系統(tǒng)。其中一種辦法是以TiN為晶粒粗化阻止劑，以V（CN）作為鐵素體強(qiáng)化。另一種方案是Nb-Mo的微合金化，具有較寬闊的可以加工的窗口。這種工藝特別適合于不能進(jìn)行低溫軋制的低功率的老舊軋機(jī)生產(chǎn)。

【項目小結(jié)】

作為結(jié)構(gòu)用途，重要的是低合金高強(qiáng)度鋼必須具有對用戶使用來說非常經(jīng)濟(jì)的特性和性能，應(yīng)當(dāng)比碳素結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度高、韌性好，而且在用戶采用一般的方法加工制造過程中．還必頊具有足夠的塑性、良好的成形性能和焊接性能。此外．還要具有高的耐腐蝕性能，與碳素鋼結(jié)構(gòu)件相比在截面更薄的情況下．能夠有相同或更長的使用壽命。所有通用的低合金高強(qiáng)度鋼都具有比大多數(shù)軋制狀態(tài)或正火狀態(tài)的碳素結(jié)構(gòu)鋼更高的強(qiáng)度．采用適當(dāng)?shù)墓に嚳蛇M(jìn)行焊接，并且具有與其強(qiáng)度水平相應(yīng)的良好的成形性能。低合金高強(qiáng)度鋼的耐腐蝕性能取決于其化學(xué)成分，缺口韌性則取決于其化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝。

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