中国公路学会团体标准编制说明Word文档格式.docx
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由于合金元素在不同环境中所起的作用不同，因此不同环境应用的耐大气腐蚀钢的化学成分有所不同，分别规定了其化学成分。
2在强度级别设置上，根据目前公路钢结构桥梁设计需求及未来发展方向，选定Q345q、Q420q、Q500q和Q690q四种钢级，没有完全照搬GB/T714及国外标准的强度序列设置。
在对低温冲击功的要求上，完全采取了GB/T714-2015中的规定，仍然处于世界同类标准中的引领者。
3在质量等级方面，设置D、E、F三级，并未列入较常用的C级，这是因为不同质量等级对应着钢中有害元素P、S和N不同的含量水平，如果仅仅为了满足冲击韧性要求，C级钢中的有害元素含量可以大大放宽，但是这将会给钢种的耐大气腐蚀性能带来显著不利影响。
4在交货状态设置上，以先进的热机械轧制（TMCP）工艺作为主流，以低碳含量、微合金化与控轧控冷工艺结合的技术路线，保证生产的桥梁用钢具备高强度、高韧性、高焊接性能及优异的耐大气腐蚀性能。
对特殊的级别，也允许采用调质状态或正火状态交货。
5采用耐候钢的免涂装桥梁一般设计使用寿命一百年，所以主要技术指标及化学成分的确定要体现桥梁专用耐候钢要求。
3标准中主要技术内容确定的依据
3.1术语定义
根据GB/T15957-1995《大气环境腐蚀性分类》，大气环境分为：
乡村大气环境：
内陆乡村地区和没有明显腐蚀剂污染的小城镇。
空气清洁，基本上没有工业介质或盐雾污染。
城市大气环境：
没有聚集工业的人口稠密区、存在少量污染的地区。
轻微地被工业性介质所污染。
工业大气环境：
局部或地区性的工业污染物污染的环境。
工业聚集区的环境大气。
海洋大气环境：
近海和海滨地区以及海面上的大气，不包括飞溅区。
在本指南中，鉴于乡村大气环境和城市大气环境的腐蚀因子相差不大，可以用同一种耐候钢，因此二者合并称为城乡大气环境。
在ISO9223-2012中对大气类型及腐蚀因子进行了较为详细的区分（如表1、表2、表3）。
表1ISO9223-2012中由二氧化硫造成的污染分级：
表2ISO9223-2012中由空气中盐分造成的污染分级：
氯化物沉积率mg/（m2.d）
等级
S≤3
S0
3＜S≤60
S1
60＜S≤300
S2
300＜S≤1500
S3
表3ISO9223-2012中典型大气环境示例
根据ISO9223-2012，对本指南中的三种大气的腐蚀因子进行了界定：
城乡大气环境大气腐蚀因子特征：
年均氯离子沉积率小于等于0.03mdd；
年均SO2沉积率小于等于0.24mdd。
工业大气环境大气腐蚀因子特征：
年均SO2沉积率大于0.24mdd、小于等于2.2mdd。
海洋大气环境大气腐蚀因子特征：
年均氯离子沉积率大于0.03mdd、小于等于0.6mdd，包括同时存在年均SO2沉积率大于0.24mdd、小于等于2.0mdd的海洋工业大气区域。
耐大气腐蚀钢：
采用GB/T4171-2008《耐候结构钢》，3.1的定义。
3.2订货内容
本标准采用GB/T714-2015版标准的规定。
3.3耐候钢板及型钢
3.3.1关于尺寸、外形、重量及允许偏差
3.3.2钢的牌号和化学成分
3.3.2.1钢的牌号
本标准在延用GB/T714-2015版标准规定的基础上，对于城乡大气环境和工业大气环境用钢，在牌号的尾部分别增加了适用环境标识符号C（表示城乡）、G（表示工业）予以区分。
对于海洋大气环境用钢，则以“耐海洋”三字拼音字头NHY作为标识。
本标准规定的钢牌号分类为：
——按钢级分为：
Q345q、Q420q、Q500q、Q690q。
——按质量级别分为：
D、E、F。
——按适用环境分为：
NHC、NHG、NHY。
3.3.2.2化学成分
1对于城乡大气环境用345-500级别钢，在GB/T714-2015版标准规定的基础上，适当增加了Mn、Ni元素的上限，以便于型钢及F级钢的生产。
690级别及工业大气环境用钢、海洋大气环境用钢的成分则分别来源于正在进行的国家十三五重大专项及企业内部课题研究结果。
2P、S、N、H、B元素还是作为有害元素加以控制。
除了S元素加严外，其余与GB/T714-2015规定一致。
对比如下表4、表5：
表4本指南规定钢中磷、硫、硼、氢、氮含量控制要求
质量等级
化学成分a（质量分数）/%
P
S
B
H
N
不大于
D
0.025
0.010
0.0005
0.0002
0.0080
E
0.020
F
0.015
0.005
a钢中残余元素B、H供方能保证时，可不进行分析；
b当向钢中主动添加元素B时，全部B应不大于0.0025%，且进行分析并填入质量证明书中。
表5GB/T714-2015规定钢中磷、硫、硼、氢、氮含量控制要求
国内外标准化学成分对比见表6，机械性能对比见表7。
3.3.3冶炼方法
炉外精炼方法多种，以满足产品成分、性能及实物质量要求为准。
本标准规定H元素含量，要采用真空脱气等炉外精炼方法，同时要采用Ca处理等方法。
3.3.4交货状态
交货状态的不同，与钢材钢级、质量等级、厚度等直接相关，是生产工艺路线的反映，也是在满足质量设计要求的前提下，生产成本优化的体现。
符合建设节约型社会的要求。
本指南规定以TMCP（热机械轧制）为主，同时对于高强度级别可以辅以回火、正火、调质等工艺。
表6国内外耐候钢化学成分对比表
标准号
牌号
化学成分（质量分数），%
C
Si
Mn
Cu
Cr
Ni
Mo
Nb
V
Ti
Als
本标准
Q345qNHC
≤
0.11
0.05
～
0.55
0.50
1.70
0.25
0.40
0.70
0.30
0.65
0.10
0.03
0.050
0.008
Q420qNHC
1.10
1.80
0.80
0.20
Q500qNHC
GB/T714-2015
Q345qNH
0.15
1.50
0.01
0.006
0.030
Q420qNH
Q500qNH
0.45
ASTMA709-11
HPS345WHPS485W
0.30～0.50
1.10～1.35
厚度大于65
1.10～1.50
0.25～0.40
0.45～0.70
0.02～0.08
--
0.04～0.08
0.010～0.040
JISG3140-2008
SBHS500W
0.15～0.55
≤2.0
0.45～0.75
0.05～0.30
JISG3114-2008
SMA490W
SMA570W
0.18
0.15～0.65
≤1.4
BSEN10025-5：
2004
S355J0W
S355J2W
S355K2W
0.16
0.40～0.80
0.015～0.060
0.02～0.12
0.02～0.10
总Al≥0.020%
0.012
表6国内外耐候钢化学成分对比表（续1）
Q690qNHC
1.20
1.00
0.60
HP690W
0.08
0.15～0.35
0.95～1.50
0.90～1.20
0.40～0.65
0.65～0.90
0.01～0.03
0.020～0.050
0.015
JISG3140-2008
SBHS700W
0.30～1.50
0.45～1.20
0.05～2.00
0.006
0.005
表7国内外耐候钢机械性能对比表
标准
交货状态
拉伸试验
V型冲击试验
上屈服强度
ReH，MPa
抗拉强度
Rm，MPa
屈强比
%
断后伸长率
A，%
试验温度
℃
纵向冲击
吸收能量
J
厚度≤50mm
厚度≤100mm
不小于
Q345q
D、E、F
热轧
正火
正火轧制
热机械轧制
345
335
490
20
-20、-40、-60
120/100
GB/T714-2008
C、D、E
0、-20、-40
120
450
21
34/41
345S
345～450
型钢0.85或腰部试样的0.87
20、0、-20
345W
HPS345W
485
27
表7国内外耐候钢机械性能对比表（续表1）
EN10025-3：
S355N
S355NL
355厚≤16
345厚≤40
335厚≤63
325厚≤80
315厚≤100
470～630
22厚≤63
21厚≤100
-40（NL）
554740--
63554731
EN10025-4：
S345M
S345ML
325厚≤100
470～630≤40
450～610≤63
440～600≤100
22
-40（ML）
Q420q
420
410
550
0.75
19
540
120/120/47
S420N
S420NL
420厚≤16
400厚≤40
390厚≤63
370厚≤80
360厚≤100
520～680
19厚≤63
18厚≤100
S420M
S420ML
380厚≤80
370厚≤100
520～680≤40
500～660≤63
480～640≤80
470～630≤100
Q500q
调质
500
480
610
16
600
EN10025-6：
2004（2009）
S500Q
S500QL
S500QL1
590～770
17
-60
4030----
504030--
60504030
表7国内外耐候钢机械性能对比表（续表2）
Q690q
690
650
770
0.85
14
D、E
HPS690W
690厚度≤65
620
厚度≤100
760～895≤65
690～895≤100
18厚度≤65
16厚度≤100
34厚度≤65
48厚度≤100
S690Q
S690QL
S690QL1
770～940≤50
760～930≤100
3.3.5力学性能
3.3.5.1拉伸性能
屈服强度选用下屈服强度ReL，厚度效应采用GB/T714-2015版标准规定—按照厚度50mm分档，最大厚度规定为100mm。
抗拉强度与伸长率采用GB/T714-2015版标准规定。
3.3.5.2冲击吸收能量值
冲击吸收能量值120J，与GB/T714-2015版标准规定一致。
该规定在国内、外标准中是最高的，主要是为了保证焊接后热影响区的低温韧性能够满足我国桥梁设计规范常见的≥47J的要求。
但是考虑到生产难度及焊接后韧性下降随板厚变化规律，对于厚度16mm以下，冲击吸收能量值允许不低于100J。
3.3.6其它
表面质量、无损检测、试验方法等本标准与GB/T714-2015保持基本一致。
3.4耐候钢焊接材料
3.4.1焊接材料类别
耐候钢焊接材料类别主要考虑到公路桥梁生产所采用的焊接方法一般为焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊，确定耐候钢焊接材料类别为焊条、气体保护焊实心焊丝、气体保护焊药心焊丝、埋弧焊实心焊丝/焊剂、埋弧焊药芯焊丝/焊剂。
同时考虑与耐候钢板等强度匹配的原则，确定了四个强度级别的焊接材料。
3.4.2焊接材料型号
既符合焊接材料型号规定的一般原则，如按熔敷金属力学性能划分，又体现了耐候钢焊接材料的特征，如按城乡大气环境（NHC）、工业大气环境用焊接材料（NHG）、海洋大气环境用焊接材料（NHH）进行划分，并在焊材型号上规定应注明使用环境。
对于埋弧焊焊接材料，标准中规定了埋弧焊丝的型号，埋弧焊丝/焊剂组合型号可参见GB/T5293标准规定执行。
3.4.3熔敷金属化学成分
除了考虑满足基本力学性能外，还重点考虑耐候钢板成分设计、使用环境等，对硫、磷含量的控制达到表5-1中E级耐候钢板的水平。
3.4.4熔敷金属力学性能
编制原则即尽可能达到耐候钢板的性能指标，但一般来说由于热加工过程的较大差异，焊接材料熔敷金属（包括焊缝、热影响区）冲击性能要低于母材。
表5-6中，规定了厚度≤16mm的耐候钢板（-20℃，-40℃，-60℃）韧性大于100J，厚度＞16mm的耐候钢板（-20℃，-40℃，-60℃）韧性大于120J，而在一般的焊接材料标准中，低温韧性规定大于27J，远低于本标准中耐候钢板的韧性指标，同时
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