第二章技术法规..doc

2 机电工程技术 2.1高强钢的焊接技术 2.1.1 高强钢的用途及发展 1．低合金高强钢的用途 目前世界钢产量中有70％以上属于工程结构用钢，而工程结构用钢中60％以上属于低合金钢。由于国民经济各行业使用的工程结构用钢对钢材性能的要求越来越高，因而低合金钢的发展相当迅速，所占比例还将不断提高。 (1)普通低合金钢的应用 普通钢结构指一般用途的各种钢结构，如建筑、桥梁和车辆等，这类钢通称为普通低合金结构钢。 为了保证钢材具有良好的焊接性，钢中的碳含量控制在0.2％以下。热轧状态的结构钢的碳当量一般不应超过0.44％。 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成本的影响。 不同强度级别低合金结构钢的用途和特性见表2.1-1。 低合金结构钢 低合金结构钢也称为低合金高强度钢根据屈服强度划分，其共有Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690八个强度等级。 低合金结构钢是在普通钢中加入微量合金元素，而具有较好的综合力学性能。 主要适用于锅炉汽包、压力容器、压力管道、桥梁、重轨和轻轨等制造。 例如： 某600MW超超临界电站锅炉汽包使用的就是Q460型钢；机电工程施工中使用的起重机就是Q345型钢制造的。 低合金结构钢的用途和特性 表2.1-1 钢号 用途 特性 Q345 16Mn 各种大型船舶、车辆、桥梁、管道、锅炉、压力容器、石油储罐、起重及矿山机械、电站设备、厂房钢架等承受动载荷的焊接结构。－40℃以下寒冷地区的各种金属结构件，可代替15Mn作渗碳零件 强度级别为345MPa，在热轧或正火状态下使用。综合力学性能，焊接性及低温韧性、冷冲压及切削性均好，与Q235钢相比，强度提高50％，耐大气腐蚀性能提高20%～38%,低温冲击韧性也比Q235钢优越，但缺口敏感性较碳钢大，价廉，应用广泛 Q345 14MnNb 工作温度为－20~450℃的容器及其他焊接件 强度级别为345MPa，在热轧或正火状态下使用。综合力学性能良好，特别是塑性、焊接性能良好，低温韧性相当于16Mn 钢号 用途 特性 Q390 15MnV 中高压锅炉汽包、高中压化工容器、大型船舶、桥梁、车辆、起重机及其他较高载荷的焊接结构件，可代替12CrMo用作锅炉钢管，也可用作低碳马氏体淬火钢制作受力较大的连接构件 强度级别为390MPa，在热轧或正火状态下使用。与16Mn相比，强度级别有所提高，520℃时有一定的热强性，焊接性良好，但缺口及时效敏感性比16Mn大，冷加工变形性能也较差，综合性能以薄板最好，推荐使用温度范围为一20～520t0，低温冲击载荷较大场合使用时最好经正火处理 15MnTi 可代15MnV钢制作承受动负荷的焊接结构件，如汽轮机发电机弹簧板、水轮机蜗壳、压力容器及船舶、桥梁等 强度级别为：390MPa，在正火状态下使用。性能与15MnV基本相同，但在正火状态下的焊接性、冷卷及冷冲压加工性能均优于15MnV，且易进行切削加工，热轧状态时厚度大于8mm。的钢板，其塑性、韧性均较差 16MnNb 大型焊接结构，如容器、管道及重型机械设备 强度级别为390MPa，在热轧或正火状态下使用。性能和16Mn相同，但因加入少量铌，故比16Mn有更高的综合力学性能 Q420 14MnVTiRE 大型船舶、桥梁、高压容器、重型机械设备及其他焊接结构件 强度级别为420MPa，在热轧或正火状态下使用。综合力学性能、焊接性能良好，特别是低温韧性良好 15MnVN 大型船舶、桥梁、电站设备、起重机械、机车车辆、中或高压锅炉及压力容器，以及其他大型焊接结构件(小截面钢材在热轧状态下使用，板厚或壁厚大于17mm的钢材经正火后使用) 强度级别为420MPa，在热轧或正火状态下使用。力学性能比15MnV高，但热轧状态时的厚钢材(大于20 mm)塑性、韧性较低，正火后则有所改善，热轧状态焊接脆化倾向比较严重。冷热加工性能较好，但冷作时对缺口敏感性较大 近30年来低合金高强钢受到世界各国的普遍关注，并仍将成为今后20～30年材料发展的基本方向。 应用低合金高强钢的目的，是减轻焊接结构的重量，节约材料和缩短焊接工期。使焊接产品和结构不但经济，而且可以提高生产效率和使用性能。低合金钢焊接产品和结构的可靠