合金结构钢的定义与分类.docx

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合金结构钢的定义与分类

第三节低合金高强度钢

　　一、GB/T1591—1994低合金高强度结构钢

　　用于热轧、控轧、正火、正火加回火及淬火加回火状态供应的工程用钢和一般结构用厚度不小于3mm的钢板、钢带及型钢、钢棒，一般在供应状态下使用。

（一）尺寸、外形、重量等要求

　　尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定。

（二）牌号和化学成分

　　1.钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表4-1-36规定。

合金元素含量应符合GB/T13304《钢分类》对低合金钢的规定。

　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-36

牌号

质量等级

化学成分，%

≤

≥

≤

Q295

0.16

0.80-1.50

0.55

0.045

0.040

0.045

0.040

0.02-0.15

0.015-0.060

0.02-0.20

—

Q345

0.20

0.18

1.00-1.60

0.55

0.045

0.040

0.035

0.030

0.025

0.045

0.040

0.035

0.030

0.025

0.02-0.15

0.015-0.060

0.02-0.20

—

0.015

Q390

0.20

1.00-1.60

0.55

0.045

0.040

0.035

0.030

0.025

0.045

0.040

0.035

0.030

0.025

0.02-0.20

0.015-0.060

0.02-0.20

—

0.015

0.30

0.70

Q420

0.20

1.00-1.70

0.55

0.045

0.040

0.035

0.030

0.025

0.045

0.040

0.035

0.030

0.025

0.02-0.20

0.015-0.060

0.02-0.20

—

0.015

0.40

0.70

Q460

0.20

1.00-1.70

0.55

0.035

0.030

0.025

0.035

0.030

0.025

0.02-0.20

0.015-0.060

0.02-0.20

0.015

0.70

　　注：

表中的Al为全铝含量，如化验酸溶铝时，其含量应不小于0.010%。

　　1）Q295的碳含量到0.18%也可交货。

　　2）不加钒、铌、钛的Q295级钢，当碳含量不大于0.12%时，锰含量上限可提高到1.80%。

　　3）Q345级钢的锰含量上限可提高到1.70%。

　　4）厚度不大于6mm的钢板、钢带和厚度不大于16mm的热轧钢板、钢带的锰含量下限可降低0.20%。

　　5）在保证钢材力学性能符合本标准规定的情况下，用铌作为细化晶粒元素时，其Q345、Q390级钢的锰含量下限可低于表4-1-36的下限含量。

　　6）除各牌号A、B级钢外，表4-1-36中的细化晶粒元素（钒、铌、钛、铝），钢中应至少含有其中的一种：

如这些元素同时使用则应有一种元素的含量不低于规定的最小值。

　　7）为改善钢的性能，各牌号A、B级钢可加入钒或铌或钛等细化晶粒元素，其含量应符合表4-1-36的规定。

如不作为合金元素加入时，其下限含量不受限制。

　　8）当钢中不加入细化晶粒元素时，不进行该元素含量的分析，其下限含量不受限制。

　　9）型钢和钢棒的铌含量下限为0.005%。

　　10）各牌号钢的铬、镍、铜残余元素含量各不大于0.30%，供方如能保证可不作分析。

　　11）为改善钢的性能，Q390、Q420、Q460级钢可加入少时钼元素。

　　12）为改善钢的性能，各牌号钢可加入稀土元素，其加入量按0.02%-0.20%计算。

　　13）经供需双方协商，Q420级钢可加入氮元素，其熔练分析含量为0.010%-0.020%。

　　2.钢材、钢坯、连铸坯的化学成分允许偏差应符合GB/T222《钢的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差》的规定。

　　（三）交货状态

　　钢一般以热轧、控轧、正火及正火加回火状态交货。

Q420、Q460的C、D、E级钢也可按淬火加回火状态交货。

　　交货状态应在合同中注明，否则由供方选择。

　　（四）力学性能和工艺性能

　　1.钢材的拉伸、冲击和弯曲试验结果应符合表4-1-37的规定。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-37

牌号

质量等级

σg，MPa

σb

MPa

δ5

Akv，（纵向），J

180度弯曲试验

d—弯心直径

a—试样厚度（直径）

厚度（直径，边长），mm

+20℃

0℃

-20℃

-40℃

≤16

>16-35

>35-50

>50-100

不小于

钢材厚度（直径），mm

不小于

≤16

>16-100

Q295

295

275

255

235

390-570

d=2a

d=3a

Q345

345

325

295

275

170-630

470-630

170-630

d=2a

d=3a

Q390

390

370

350

330

190-650

d=2a

d=3a

Q420

420

400

380

360

520-680

d=2a

d=3a

Q460

460

440

420

400

550-720

d=2a

d=3a

　　　1）进行拉伸和弯曲试验时，钢板、钢带应取横向试样；宽度小于600mm的钢带、型钢和钢棒应取纵向试样。

　　　2）钢板和钢带的伸长率值允许比表4-1-37降低1%（绝对值）。

　　　3）Q345级钢及其厚度大于35mm的钢板的伸长率值可降低1%（绝对值）。

　　　4）边长或直径大于50-100mm的方、圆钢，其伸长率可比表4-1-37规定值降低1%（绝对值）。

　　　5）宽钢带（卷状）的抗拉强度上限值不作为交货条件。

　　　6）A级钢应进行弯曲试验。

其他质量级别钢，如供方能保证弯曲试验结果符合表4-1-37规定要求，可不作检验。

　　　7）夏比（V型缺口）冲击试验的冲击功和试验温度应符合表4-1-37规定。

冲击功值按一组三个试样算术平均值计算，允许其中一个试样单个值低于表4-1-37规定值，但不得低于规定值的70%。

　　　8）当采用5mm*10mm*55mm小尺寸试样做冲击试验时，其试验结果应不小于规定值的50%。

　　　2.Q460和各牌号D、E级钢一般不供应型钢、钢棒。

　　（五）表面质量

　　钢材的表面质量应按有关产品标准的规定。

　　（六）新旧低合金高强度结构钢标准牌号对照

　　GB/T1591—1994的牌号与GB/T1591—1988标准中的对应牌号对照如表4-1-38：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-38

GB/T1591—1994

GB/T1591—1988

Q295

09MnV、09MnNb、09Mn2、12Mn

Q345

12MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18Nb

Q390

15MnV、15MnTi、16MnNb

Q420

15MnVN、14MnVTiRE

Q460

　　二、GB/T4171—2000高耐候结构钢

　　用于耐大气腐蚀的热轧、冷轧钢板、钢带和型钢。

车辆、集装箱、建筑、塔架和其他结构件用的产品通常在交货状态下使用，可制作螺栓连接、铆接和焊接的结构件。

作为焊接的结构件用钢的厚度，一般应不大于16mm.

　　耐候钢即耐大腐蚀钢。

　　高耐候钢是在钢中加入少量的合金元素，如铜、磷、铬、镍等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高钢材的耐候性能。

这类钢的耐候性能比焊接结构用耐候钢好，称作高耐候性结构钢。

　　高耐候性结构钢按主要化学成分分为两类：

　　铜磷钢；

　　铜磷铬镍钢。

　　钢的牌号由代表“屈服点”和“高耐候”的汉语拼音字母及屈服点的数字组成，含铬、镍的高耐候钢在牌号后加代号“L”。

　　例如：

Q345NHL

　　Q—屈服点“屈”字汉语拼音的首位字母；

　　GNH—分别为“高”“耐”“候”三个字汉语拼音的首位字母；

　　345—屈服点的数字，单位MPa；

　　L—主要成分含有铬镍的高耐候钢代号。

（一）尺寸、外形及其允许偏差

　　1.钢板和钢带的尺寸、外形及其允许偏差应符合GB/T709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》和GB/T708《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》的有关规定。

　　2.型钢的尺寸、外形及其允许偏差应符合有关标准的规定。

（二）牌号和化学成分

　　1.钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表4-1-39的规定。

　　2.Q295GNH的锰含量上限可以到1.00%，硅含量下限可以到0.10%。

　　3.如添加稀土元素（RE）时，其加入量下限为0.02%。

　　4.为了改善钢的性能，各牌号均可添加一种或一种以上的微量合金元素钼、铌、钒等。

　　5.成品钢材、钢坯的化学成分允许偏差应符合GB/T222《钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差》的规定。

　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-39

牌号

统一数字代号

化学成分，%

RE（加入量）

Q295GNH

L52951

≤0.12

0.20-0.40

0.20-0.60

0.07-0.15

≤0.035

0.25-0.55

≤0.10

≤0.15

Q295GNHL

L52952

≤0.12

0.10-0.40

0.20-0.50

0.07-0.12

≤0.035

0.25-0.45

0.30-0.65

0.25-0.50

Q345GNH

L53451

≤0.12

0.20-0.60

0.50-0.90

0.07-0.12

≤0.035

0.25-0.50

≤0.03

≤0.15

Q345GNHL

L53452

≤0.12

0.25-0.75

0.20-0.50

0.07-0.15

≤0.035

0.25-0.55

0.30-1.25

≤0.65

Q390GNH

L53901

≤0.12

0.12-0.65

≤1.40

0.07-0.12

≤0.035

0.25-0.55

≤0.10

≤0.12

　　（三）冶炼方法

　　　钢由氧气炉或电炉冶炼。

除非需方有特殊要求，冶炼方法由代方选择。

　　（四）交货状态

　　　热轧钢材以热轧或正火交货。

冷轧钢材一般以退火状态交货。

　　（五）力学性能和工艺性能

　　　1.钢材的力学性能和工艺性能应符合表4-1-40的规定。

　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-40

牌号

交货状态

厚度mm

屈服点σg

MPa

不小于

抗拉强度σb

MPa

不小于

伸长率δ5

不小于

180度

弯曲试验

Q295GNH

热轧

≤6

295

390

d=a

d=2a

Q295GNHL

≤6

295

430

d=a

d=2a

Q345GNH

≤6

345

440

d=a

d=2a

Q345GNHL

≤6

345

480

d=a

d=2a

Q390GNH

≤6

390

490

d=a

d=2a

Q295GNH

冷轧

≤2.5

260

390

d=a

Q295GNHL

Q345GNHL

320

450

　　注：

d为弯心直径，a为钢材厚度

　　2.根据需方要求可进行冲击试验，并应符合表4-1-41的规定。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-41

牌号

V型缺口冲击试验

试验方向

温度，℃

平均冲击功，J

Q295GNH

纵向

-20

≥27

Q295GNHL

Q345GNH

Q345GNHL

Q390GNH

　　注：

试验温度应在合同中注明。

　　1）冲击试验结果按3个试样的平均值计算，允许其中1个试样单值低于表4-1-41有规定值，但不得低于规定值的70%。

　　2）当采用5mm≥10mm*55mm或7.5mm*10mm*55mm小尺寸试样进行冲击试验时，其试验结果应不小于表4-1-41规定的50%或75%。

　　（六）表面质量

　　1.钢材的表面不得有裂纹、气泡、结疤、夹杂、折叠。

钢材不得有分层。

如表面有上述缺陷，允许清除，清除的深度不得超过钢材厚度公差的50%。

清除处应圆滑无棱角。

型钢表面缺陷不得横向铲除。

　　2.热轧钢材允许存在其他不影响使用的缺陷，但均应保证钢材最小厚度。

　　3.冷轧钢板和钢带表面允许有轻微的擦伤、氧化色、酸洗后浅黄色薄膜、折印、深度或高度不大于公差50%的局部麻点、划伤和压痕。

　　4.钢带允许带缺陷交货，但有缺陷的部分不得超过钢带总长度的8%。

　　（七）高耐候性结构钢新牌号与旧牌号对照表4-1-42。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-42

新牌号

旧牌号

Q295GNH

09CuP（09CuPRE、09CuPTiRE）

Q295GNHL

09CuPCrNi—B

Q345GNH

—

Q345GNHL

09CuPCrNi—A

Q390GNH

　　三、GB/T4172—2000焊接结构用耐候钢

　　用于桥梁、建筑和其他结构用具有耐候性能的热轧钢材，包括钢板、钢带和型钢。

厚度至100mm.

　　耐候钢即大气腐蚀钢。

　　焊接结构用耐候钢是在钢中加入少量的合金元素，如铜、铬、镍等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高钢材的耐候性能，同时保持钢材具有良好的焊接性能。

　　钢材按交货状态分为两类：

　　热轧或正火状态交货；

　　调质状态交货。

　　钢的牌号由代表“屈服点”和“耐候”的汉语拼音字母及屈服点的数字组成，在牌号后加上质量等级代号（C、D、E）。

　　例如：

Q355NHC、Q460NHD

　　Q—屈服点“屈”字汉语拼音的首位字母；

　　NH—分别为“耐”、“候”二个字汉语拼音的首位字母；

　　355、460—屈服点的数字，单位MPa.

（一）尺寸、外形及其允许偏差

　　1.热轧钢板和钢带的尺寸、外形及其允许偏差应符合GB/T709《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》的有关规定。

　　2.型钢的尺寸、外形及其允许偏差应符合有关标准的规定。

（二）牌号和化学成分

　　1.钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表4-1-43的规定。

　　2.Q235NH、Q295NH的硅含量下限可以到0.10%，Q355NH的锰含量下限可以到0.60%。

　　3.为了改善钢的性能，各牌号均可添加一种或一种以上的微量合金元素：

Ni≤0.65%、Nb0.015%—0.050%、V0.02—0.15%、Ti0.02%—0.10%、Mo≤0.30%、Zr≤0.15%、Al≤0.020%。

　　4.成品钢材、钢坯的化学成分允许偏差应符合GB/T222《钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差》的规定。

　　（三）冶炼方法

　　钢由氧气转炉或电炉冶炼。

除非需方有特殊要求，冶炼方法由代方选择。

　　（四）交货状态

　　各牌号的钢材以热轧、控轧或正火状态交货。

Q460NH可以淬火和回火状态交货。

　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-43

牌号

统一数字代号

化学成分，%

Q235NH

L52350

≤0.15

0.15-0.40

0.20-0.60

≤0.035

0.20-0.50

0.40-0.80

Q295NH

L52950

≤0.15

0.15-0.50

0.60-1.00

≤0.035

0.20-0.50

0.40-0.80

Q355NH

L53550

≤0.16

≤0.50

1.90-1.50

≤0.035

0.20-0.50

0.40-0.80

0.02-0.10

Q460NH

L54600

0.10-0.13

≤0.50

0.90-1.50

≤0.035

0.20-0.50

0.40-0.80

0.02-0.10

　　（五）力学性能和工艺性能

　　1.钢材的力学性能和工艺性能应符合表4-1-44的规定。

　　2.冲击试验结果按3个试样的平均值计算，允许其中1个试样单值低于表4-1-44规定值，但不得低于规定值的70%。

　　3.当采用5mm*10mm*55mm或7.5mm*10mm*55mm小尺寸试样进行冲击试验时，其试验结果应不小于表4-1-44规定值的50%或75%。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4-1-44

牌号

钢材厚度mm

σg

MPa

不小于

σb

MPa

断后伸长率

σs，%

不小于

180度弯曲试验

V型冲击试验

试样方向

质量等级

温度℃

冲击功J

不小于

Q235NH

≤16

235

360-490

d=a

纵

向

-20

>16-40

225

d=2a

>40-60

215

-40

>60

215

Q295NH

≤16

295

420-560

d=2a

-20

>16-40

285

d=3a

>40-60

275

-40

>60-100

255

Q355NH

≤16

355

490-630

d=2a

-20

>16-40

345

d=3a

>40-60

335

-40

>60-100

325

Q460NH

≤16

460

550-710

d=2a

-20

>16-40

450

d=3a

>40-60

440

-40

>60-100

430

　　注：

d为弯心直径，a为钢材

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