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。
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。
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。
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。
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。
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。
钢的分类
按国际标准,把钢分为非合金钢和合金钢两大类。非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类,钢中除了铁和碳以外,还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al,杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V等,并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。
原则上讲,合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。顾名思义,以含有合金元素的总量来加以区分,总量低于5%称为低合金钢,5-10%为中合金钢,大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢,全国31家特钢企业专门生产这类钢。如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢,还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。
4.节省钢材,提高使用寿命,易于大量生产,成本低,便于推广使用,是多快好省地发展钢铁工业的良好途径。
普通低合金钢制造的设备,使用寿命比碳素钢高,特别是用在化工、石油、矿山等腐蚀或磨损严重的条件下,其使用寿命比碳素钢提高几倍到几十倍。由于普通低合金钢采用普通的炼钢、轧钢设备和普通的冶炼、轧制工艺进行生产,成本也与碳素钢相近,因此可以在各工业部门大量推广使用。