第1章 低合金结构钢的基本特性
1.1 概述
低合金结构钢是在碳素钢中加入总质量分数不超过5%的各种合金元素,以提高钢的强度,韧性、耐蚀性、耐热性或其他特殊性能的合金钢材。近20年来,低合金结构钢的发展十分迅速,据有关统计资料表明,在世界现代工业生产中,60%以上的焊接结构采用各种低合金钢制造。目前,已纳入各国钢材标准的低合金结构钢品种达300余种。利用现代先进的冶炼、合金化和热处理技术,不仅能使低合金结构钢具有比普通碳素结构钢高得多的力学强度,而且还能使其具有不同类型工程结构所要求的各种特殊性能,如良好的低温韧性、较高的热强性、抗氢蚀性、耐大气腐蚀性以及优良的加工性和焊接性等。因此,这些低合金结构钢在船舶、桥梁、锅炉、压力容器、管道、常规和核能动力设备、各种车辆、重型机械、工程机械、运输起重机械、海洋建筑和高层楼房建筑中得到了广泛的应用。特别是在大型和重型焊接结构中,低合金结构钢目前已成为最主要的结构材料。同时,进一步改善这类钢的加工性能,主要是焊接性,提高其使用可靠性也受到冶金界和焊接工程界的普遍重视。经过多年的试验研究和焊接生产实践,在以下问题上达成了共识:即为使钢材具有良好的焊接性,低合金结构钢的W(C)(碳含量)均应限制在0.2%以下。同时已开发成功了一系列力学性能与焊接性基本统一的新型微合金结构钢。
在低合金结构钢中,改善钢材性能的另一重要途径是在冶炼过程中采取细晶粒化处理,由此形成了细晶粒和超细晶粒结构钢系列。
在一些特殊的应用场合,例如军用装甲车、火箭发动机壳体和飞机起落架等部件,要求采用抗拉强度高于1000MPa的低合金高强度钢。为确保强度性能,钢中的W(C)必须高于0.3%,而成为中碳低合金钢。但这些钢的焊接性与低碳低合金钢相比要差得多,从而必须采取较复杂的焊接工艺。
虽然低合金结构钢已有近百年的发展历史,但仍有许多未知的领域尚待去探索。本书系实用性技术书籍,故本章仅介绍已列入我国钢材标准或国际公认的国外标准,并在焊接结构中已普遍应用的低合金结构钢。
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