几种重要的钢种.ppt

思考题： 1、工程结构钢的合金化思想是什么？ 2、碳当量的概念是什么？ 3、应变时效现象？机理是什么？ 4、影响工程结构用钢低温韧性的因素有哪些？ 5、什么是钢的焊接性？如何来表征？为什么？ 5、工程结构钢的种类 1）铁素体—珠光体钢 这类钢服役时的显微组织是铁素体—珠光体，包括碳素工程结构钢、高强度低合金钢和微合金钢。 ①碳素工程结构钢 国家标准规定，碳素工程结构钢按屈服强度分为五级，即Q195, Q215, Q235, Q255和Q275，其中Q表示屈服强度（定义是什么），其后的数字表示屈服强度值，单位为MPa； 钢的屈服强度主要取决于钢中的碳含量，即珠光体量。含碳量从0.06—0.38%范围增加，屈服强度从195---275MPa, 延伸率从33—20%下降。 碳素工程结构钢中五种常存元素：碳、硅、锰、硫、磷，其中W(Mn) ≤1.0%, W(Si) ≤0.5%, 它们是冶炼工艺中为了脱氧和稳定硫的需要而加进来的；它们大部分以热轧成品供货。 ②高强度低合金钢(High Strength Low Alloy Steels, 简为 HSLA) 为提高碳素工程结构钢强度，而加入少量合金元素； 利用合金元素产生固溶强化、细晶强化和沉淀强化（不同钢种情况不一样）。 利用细晶强化使钢的韧-脆转化温度的降低，来抵消由于固溶强化、碳氮化物沉淀强化使钢的韧-脆转化温度的升高。 案例分析----HSLA典型钢种16Mn 工程用高强度低合金钢中16Mn是典型钢种，它属于屈服强度为345 MPa级, 有较高的强度、良好的塑性和低温韧性以及焊接性，是我国这类钢中产量最多、用量极广的钢种; 16Mn中，w(Mn)=1.2—1.6%，起着固溶强化作用；锰降低A3温度，增大钢的奥氏体过冷能力，细化铁素体晶粒，从而既提高强度，又降低钢的冷脆性和FATT50(℃)。 为进一步提高其综合性能，采用微量元素处理，如微钛、微铌处理，细化晶粒、沉淀强化，发展成15MnTi、16MnNb、15MnV。 思考题： 1、工程结构钢的合金化思想是什么？ 2、什么是钢的焊接性？如何来表征？为什么？ 3、应变时效现象？机理是什么？ 4、影响工程结构用钢低温韧性的因素有哪些？ ③微合金钢（高效钢） 微合金钢是20世纪70年代以来发展起来的一大类高强度低合金钢，其关键是细化晶粒和沉淀强化。 定义：它是在普通碳素结构钢的基础上，加入少量微合金化元素(Ti、Nb、V)，与控制轧制和控制冷却结合起来，获得高性能的一类HSLA钢种。 它们在这工艺中，起什么作用？如何来实现它？为了充分发挥微合金元素钛、铌、钒的作用，同时发展了与之配套的控制轧制和控制冷却工艺，从而来提高钢的组织和性能。 a. 抑制奥氏体形变再结晶 铌阻止形变奥氏体的回复和再结晶方面作用最强，钛次之，钒较弱。 机制有二：一是在高温区，铌以固溶原子对晶界迁移的拖曳作用为主；一是在较低温奥氏体区，以应变诱导析出的Nb(C,N)粒子的钉扎晶界作用为主。 变形奥氏体 再结晶刚刚开始 Ti、Nb、V b、阻止奥氏体晶粒长大 在高温锻造和轧制过程中，每一道次后，再结晶完了，就要发生晶粒长大。通过加钛和铌形成TiN和Nb(C,N)，它们在高温下非常稳定，其弥散分布对控制高温下的晶粒长大有强烈的抑制作用。 C、沉淀相与沉淀强化 复型TEM EDS成分分析 d、改变钢的显微组织 钛、铌、钒等合金碳化物和氮化物随奥氏体化温度升高有一定的溶解量; 溶于奥氏体的微合金元素提高了过冷奥氏体的稳定性，降低了发生先共析铁素体和珠光体的温度范围; 低温下形成的先共析铁素体和珠光体组织更细小; 当然，还有前述的作用，改变了钢的组织。 e、案例 适用于传统控制轧制的X65管线用钢，应用于高纬度严寒地区的石油和天然气输送管线。 其成分为： W(C)=0.10%,w(Si)=0.25%,w(Mn)=1.35%,w(Nb)=0.04%,w(V)=0.04%； 该钢的性能： 钢的碳当量为0.32； 钢坯加热温度为1250℃, 粗轧的终轧温度为1000℃，第一道次终轧温度为980℃，最终终轧温度为830℃，板带卷取温度为630℃； 其力学性能为：σs=465MPa, σb=575MPa, δ≥22%, -25℃， 冲击功129J。 2）低碳贝氏体钢及其它钢 具有铁素体-珠光体组织的低合金钢和微合金钢的屈服强度的极限约440MPa； 若要求更高强度和韧性的配合，就需要采用进一步采用相变强化的方法； 主要是适当降低钢的碳含量，以改善韧性，由此造成的强度损失，由加入合金元素，通过轧后形成低碳贝氏体或马氏体的相变强化的方法得到补偿； 配合加入微合金元素Nb，以细化晶粒并