低合金钢的含镍量不**过1%。这一元素对钢的增强不够显著,而对塑性及冲击韧性却有良好的影响,并且能提高钢的抗脆性破坏性能。镍的含量往往由于它的**而受到限制。
冶金工作者今后的努力方向是研制强度相当高的、可焊性良好的、冷脆温度较低的钢种。用少量的硼、钼、钒、铌、钛等元素进行严格比例的单一合金化或多元合金化时,可制成新型的钢种。
缺口韧性
低合金高强度钢牌号在设计上具有对其预期的结构用途来说相当好的缺口韧性。具体牌号的低合金高强度钢其缺口韧性的适用性,或是只根据已有的使用经验,或是结合缺口试样的冲击试验结果综合考虑。为了满足某些用途的较严格的要求,生产的一些低合金高强度钢具有较好的缺口韧性。例如,通常采用控制热轧技术生产用于制造焊接管线钢管的低台金高强度钢钢板,这种钢管需要符合有关标准对缺口韧性规定的要求。
强度
钢结构件的屈服点决定了结构所能承受的不发生*变形的应力。典型碳素结构钢的较小屈服点为235MPa。而典型低合金高强度钢的较小屈服点为345MPa。因此,根据其屈服点的比例关系,低合金高强度钢的使用允许应力比碳素结构钢高1.4倍。
与碳素结构钢相比,使用低合金高强度钢可以减小结构件的尺寸,使重量减轻。必须注意,对于可能出现弯曲的构件,其许用应力必须修正,以达到保证结构的坚固性。有时用低合金高强度钢取代碳素结构钢但不改变断面尺寸,其一的目的是在不增加重量的情况下而得到强度更高更耐久的结构。节约重量对运输车辆的结构是较重要的,这样就可以运输更重的重量和减少能量消耗。
较新的发展是采用通过临界退火和快速冷却得到马氏体和铁素体二相显微组织(或双相显微组织)的低合金高强度钢。这种钢的薄板产品有较好的成形性能,屈服点一般为310~345MPa,通过汽车部件压力成形产生的应变,屈服点可以提高到550MPa或更高。
在多元合金化的情况下,铬能增加钢的强度,并对低温稳定性有良好的影响。在低合金钢的一般含量(≤0.9%)情况下铬对可焊性没有不良作用。
低合金钢中较常用的合金元素为锰、硅、铬和镍。如果必须提高抗腐蚀性能,则向钢中添加铜。这类元素(铬和镍除外)能提高强度极限,使塑性略有变化,降低冲击韧性。
2.有力地支援了*建设。
由于普通低合金钢强度高,综合性能好,用它制造的武器、装备,具有轻便、速度快、性能好的特点,已在*建设中,发挥了很大的作用。
低合金钢中通常加入0.3%的铜。在这种含量下,铜能改善耐腐蚀性能,并使强度性能有所提高。此外,这样的含铜量对钢的可焊性无不良作用,而且不会引起红脆现象。
耐腐蚀性
当使用低合金高强度钢时,都是希望取其强度高的优点而用较薄的截面,这不仅仅是为了节省重量而且也是为了尽可能的经济。但是,必须要充分考虑腐蚀这一因素,钢材截面愈薄就愈应注意防腐。任何钢结构的防腐一般都是通过在适当准备的表面上涂防腐层并且对防腐层加以保护的方法来达到的。
一些低合金高强度钢具有良好的耐大气腐蚀性能,其不仅可以提高防腐涂层的效果,而且在某些情况下采取适当的预防措施甚至还可以在不涂层的状态下暴露在大气中使用。提高耐大气腐蚀性能的元素是铜、磷、硅、铬、镍和钼。一些低合金高强度钢的优良的耐大气腐蚀性能导致形成了建筑、桥梁等结构设计的新概念,即这些结构选用适当的低合金高强度钢的裸露构件来建造。
在正常暴露在大气中的情况下,裸露的钢在大气腐蚀的较初几个月形成一种紧密的保护性氧化膜。有时建筑师选用裸露的钢结构是因为希望得到钢表面均匀的大气氧化的外观,而有时则是为了节省涂保护层以达到经济的目的。在裸露状态下使用这些低合金高强度钢,设计上必须考虑钢的表面不能长期是潮湿的,而且还应特别注意特殊的大气环境,以保证在此条件下钢的腐蚀速率是允许的。
例如在强化学或工业烟气的条件下则显然是不适宜的。为了验证在某些环境下是否可以使用裸露的钢结构。需要对大气环境进行测定,甚至需要进行裸露试验。
用途和特性编辑
低合金钢焊接结构的零部件通常需要经过加工成形—焊接—焊后热处理等工序,这就要求钢材具有良好的工艺性能。工艺性能包括金属的焊接性,切削性能,冷、热加工性能,热处理性能,可锻性,组织均匀稳定性及大截面的淬透性等。在考虑材料成本的同时还应考虑材料加工、焊接难易程度不同对制造费用的影响。
低合金钢在工程机械、船舶、桥梁、高层建筑、锅炉及压力容器、电力、各种车辆的制造中得到了广泛的应用。这与它的特性(如:塑性、韧性、焊接性能)是分不开的。图集中展示了一些常见的低合金钢的用途和特性。