金屬材料學(xué)：第2章 工程結(jié)構(gòu)鋼

1、金屬材料學(xué)鋼鐵材料黑色金屬工程材料第二章 工 程 結(jié) 構(gòu) 鋼工程結(jié)構(gòu)鋼 專門用來(lái)制造各種工程結(jié)構(gòu)件的一大類鋼種，如制造橋梁、船體、油井或礦井架、鋼軌、高壓容器、管道和建筑鋼結(jié)構(gòu)等。對(duì)材料的要求：（1）力學(xué)性能： 承受各種載荷，要求有較高的屈服強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，以保證工程結(jié)構(gòu)的可靠性?？赡芤蟮蜏仨g性，并要求耐大氣腐蝕。（2）工藝性能：鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、修復(fù)、冷熱變形 冷彎、沖壓、剪切等，成形后常用焊接的方法連接起來(lái)，因此構(gòu)件用鋼還必須具有良好的焊接性和成形工藝性。構(gòu)件用鋼化學(xué)成分的設(shè)計(jì)和選擇，首先必須滿足這方面的要求。在鋼總產(chǎn)量中，工程結(jié)構(gòu)鋼占90左右。（3）經(jīng)濟(jì)性能 2.1.2

2、 合金元素對(duì)鋼組織、性能的影響碳素工程結(jié)構(gòu)鋼中的基本元素是Fe，C，Si，Mn，P，S， （1）碳元素：C 0.38%，為亞共析鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼中重要元素，材料性能基本上由碳含量決定。 對(duì)于亞共析鋼，鋼的硬度和強(qiáng)度幾乎是隨碳含量呈直線變化。塑性和韌性。 鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性，降低鋼的抗大氣腐蝕能力。 碳的增加導(dǎo)致鋼的焊接性能顯著下降 。 （2）硅Si：脫氧能力比Mn還要強(qiáng)，在常用的脫氧元素中僅次于Al，煉鋼過(guò)程中硅鐵是常用的脫氧劑。 Mn-Fe脫氧-F Si-Fe脫氧-Z Al脫氧-TZ 固溶： 硅幾乎全部溶于鐵素體從而提高鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性，降低塑性、韌性，硅可以顯著提高抗拉強(qiáng)度，小幅提高

3、屈服強(qiáng)度，碳素工程結(jié)構(gòu)鋼Wsi0.35%。 夾雜：少部分硅元素存在于硅酸鹽夾雜中，當(dāng)硅僅作為雜質(zhì)存在時(shí)對(duì)碳鋼的性能影響不顯著。 硅：提高鋼的時(shí)效敏感性，提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度，硅還能提高抗氧化能力和抗腐蝕能力。（3）錳Mn：煉鋼時(shí)用Mn（Fe）脫氧和脫硫而殘存在鋼中的元素。一般認(rèn)為錳是有益元素。 固溶 ：錳大部分溶于鐵素體，形成置換固溶體使鐵素體強(qiáng)化；一部分錳溶于Fe3 C (Fe,Mn)3 C 增加珠光體的相對(duì)量，使珠光體變細(xì)，這都會(huì)使鋼的強(qiáng)度增加。 脫硫、夾雜： Mn+S MnS，能減輕硫的有害作用，在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼中WMn=0.250.80% 提高鋼的淬透性。（4）磷 ：有害元素，是煉鋼中帶進(jìn)

4、來(lái)的雜質(zhì) 固溶：磷在鋼中可以全部溶于鐵素體提高鐵素體強(qiáng)度；磷使屈服點(diǎn)和屈強(qiáng)比顯著提高，使塑性和韌性惡化，對(duì)焊接有不利影響。 偏聚：碳的存在使磷的溶解度急劇下降，磷在鋼中的擴(kuò)散速度很慢，有可能在鐵素體晶界上出現(xiàn)Fe3P薄膜，造成鋼的脆性劇增，這種現(xiàn)象稱為“冷脆”，一般需要嚴(yán)格控制磷含量。 磷在易切削鋼中含量提高到0.080.15可以顯著改善鋼的易切削性能，當(dāng)磷含量在0.1時(shí)就能改善建筑鋼的抵抗大氣腐蝕能力。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼中磷的含量國(guó)標(biāo)規(guī)定不大于0.045，對(duì)鋼的性能沒(méi)有顯著影響。Y30（5）硫：有害雜質(zhì)。 硫不溶于鐵，而以FeS形式存在， FeS +Fe共晶點(diǎn)為989 ，分布于奧氏體晶界上， F

5、e+FeS+FeO940C ;10001200熱加工時(shí)發(fā)生熔化，使鋼材變脆，稱為“熱脆”，需要嚴(yán)格控制硫含量。 當(dāng)S含量在0.080.20時(shí)可以大幅改善鋼的切削性能易切削鋼普碳鋼國(guó)標(biāo)規(guī)定S0.75，經(jīng)時(shí)效處理可產(chǎn)生沉淀硬化。 銅 ：可以提高鋼的抗大氣腐蝕性能，銅還可以改善鋼水的流動(dòng)性，不利的方面是含銅鋼在熱軋時(shí)會(huì)出現(xiàn)表面魚鱗狀開(kāi)裂。2.2 低合金高強(qiáng)度鋼2.2.1 低合金高強(qiáng)度鋼的分類、成分和性能 低合金高強(qiáng)度鋼：在碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，加人少量合金元素（主要是Mn， Si和微合金元素Nb，V，Ti，Al等）而形成的。 “低合金”鋼中合金元素總量不超過(guò)3%， “高強(qiáng)度”相對(duì)于碳素工程結(jié)構(gòu)鋼而

6、言：Q195Q275低合金高強(qiáng)度鋼合金化的基本原則： 盡量少的合金元素獲得盡可能高的綜合力學(xué)性能，以達(dá)到成本低廉的目的。低合金高強(qiáng)度鋼： 固溶強(qiáng)化 細(xì)晶強(qiáng)化 沉淀強(qiáng)化。 利用細(xì)晶強(qiáng)化使鋼的韌一脆轉(zhuǎn)化溫度的降低，來(lái)抵消由于碳氮化物析出強(qiáng)化使鋼的韌一脆轉(zhuǎn)化溫度的升高。 把鐵素體的晶粒尺寸細(xì)化 m級(jí)，F(xiàn)一P低合金高強(qiáng)度鋼的強(qiáng)度也可達(dá)到800MPa。 軋制或正火態(tài)供應(yīng)，一般不再進(jìn)行熱處理，也不再進(jìn)行機(jī)械加工就直接使用。它廣泛使用在橋梁、船舶、車輛以及石油化工容器等方面 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1591-94，有Q295，Q345，Q390，Q420，Q460五個(gè)牌號(hào)。根據(jù)質(zhì)量要求分為： 五個(gè)等級(jí) A：不做沖

7、擊試驗(yàn)。 B： 20 沖擊試驗(yàn) C： 0 沖擊試驗(yàn) D： -20 沖擊試驗(yàn)：Q420D E： -40沖擊試驗(yàn)： Q345E、 （Q690）一、合金元素的作用低合金高強(qiáng)度鋼，其力學(xué)性能好，其最顯著的特征就是高強(qiáng)度。以滿足結(jié)構(gòu)件在承受各種載荷時(shí)能保持穩(wěn)定的形狀，而不致由于產(chǎn)生明顯的變形或斷裂而導(dǎo)致失效。 低合金高強(qiáng)度鋼一般比相應(yīng)的碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度高30一50%，因而能夠承受較大的載荷。而結(jié)構(gòu)材料自身的重量往往也是結(jié)構(gòu)件需要承受的載荷的組成部分，因而結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的提高同時(shí)還可明顯降低結(jié)構(gòu)件的自重而使其承受其它載荷的能力更進(jìn)一步提高。 在低合金高強(qiáng)度鋼中，主要是通過(guò)加人少量合金元素（成本考慮），通

8、過(guò)（1）固溶強(qiáng)化；（2）增加珠光體含量強(qiáng)化；（3）細(xì)化晶粒強(qiáng)化；（4）析出彌散強(qiáng)化；強(qiáng)化機(jī)理：固溶強(qiáng)化：利用點(diǎn)陣缺陷對(duì)晶體進(jìn)行的強(qiáng)化，根據(jù)固溶強(qiáng)化的規(guī)律，間隙原子的強(qiáng)化作用比置換原子大得多，因此間隙原子碳是提高鋼強(qiáng)度最重要的元素。（1）間隙固溶：提高碳含量：當(dāng)時(shí)的碳含量高達(dá)0.3%，屈服強(qiáng)度可達(dá)300MPa 500MPa，P含量，T韌一脆轉(zhuǎn)化溫度顯著提高 ，焊接性，因此從強(qiáng)化和塑韌性及工藝性考慮，其含碳量，一般均應(yīng)限制在0.25以下。（2）置換固溶：利用Si，Mn，Cu，P等元素溶人鐵素體來(lái)提高強(qiáng)度。 P0.1%。 Mn和Si為常用的固溶強(qiáng)化元素，Mn2% ， Si0.8%，否則對(duì)塑性、韌性、

9、冷彎性能和焊接性不利。 Cu作為鋼中的殘余元素加以利用，一般含0.25%0.5%。（3） 細(xì)化晶粒： 可以提高鋼的強(qiáng)度，而且可提高鋼的塑性和韌性; 重要的是用鋁脫氧和合金化。 用鋁脫氧生成的細(xì)小彌散的AIN質(zhì)點(diǎn)，用Ti 、Nb、V的微合金化生成彌散的氮化物 、碳化物和碳氮化物，這些彌散相都能釘扎晶界，阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化鐵素體晶粒和珠光體領(lǐng)域。 （4）沉淀強(qiáng)化微合金碳氮化物的沉淀強(qiáng)化：低合金高強(qiáng)度鋼中采用的重要的強(qiáng)化方式。 應(yīng)用V、Nb、Ti的微合金化，使過(guò)冷奧氏體發(fā)生相間沉淀和鐵素體中彌散析出的碳化物和碳氮化合物，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化。氮化物最穩(wěn)定，一般在奧氏體中沉淀，碳化物和碳

10、氮化合物穩(wěn)定性稍差， 在奧氏體轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生相間沉淀和從過(guò)飽和鐵素體中析出，從而產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化。微合金鋼中主要的沉淀強(qiáng)化相是VC，NbC和TiC。 鋼中每加人質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01的Nb和Ti，屈服強(qiáng)度增高30MPa50MPa；每增加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.10的釩，屈服強(qiáng)度增高150MPa200MPa。 沉淀強(qiáng)化效應(yīng)的大小，不僅與析出碳氮化合物的數(shù)量有關(guān)，而且與析出顆粒的尺寸有關(guān)，析出顆粒的尺寸越小，則沉淀強(qiáng)化效果越好； 二、合金元素對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼冷脆性的影響鋼鐵結(jié)構(gòu)件需經(jīng)加工變形，如彎曲、拉拔、卷邊、沖壓等 要求鋼鐵結(jié)構(gòu)材料具有良好的塑性。 要求所使用的鋼鐵材料必須具有足夠的韌性。 材料的強(qiáng)度塑性、韌性 選擇

11、在提高強(qiáng)度的同時(shí)仍可保持良好的塑性和韌性的強(qiáng)化方式，以保證在提高強(qiáng)度后材料仍具有足夠的塑性和韌性是十分重要的。 工程結(jié)構(gòu)鋼一般在-50100范圍使用，要求有較低的韌一脆轉(zhuǎn)化溫度FATT50（）。而在嚴(yán)寒地區(qū)使用的結(jié)構(gòu)件（如北海采油平臺(tái)、西伯利亞輸油管線、青藏鐵路鋼軌），對(duì)低溫韌性的要求也往往超過(guò)對(duì)提高強(qiáng)度的要求。FATT：Fracture Appearance Transition Temperature： FATT50：沖擊斷口端面結(jié)晶區(qū)面積占整個(gè)斷口面積50%時(shí)的溫度C： CP Fe3C， FATT50() ，工程結(jié)構(gòu)鋼的C 0.25%。形成細(xì)小的碳氮化物TiC，Nb(C,N)，VC等，產(chǎn)

12、生沉淀強(qiáng)化，使鋼的強(qiáng)度 ，隨之鋼的FATT50()） ；可細(xì)化晶粒，鋼的FATT50() ，因此其沉淀強(qiáng)化對(duì)韌性的不良影響可以部分為細(xì)化晶粒的作用所抵消。Ti、Nb、V：磷、硅：固溶后均升高FATT50()，限制鐵素體在形變時(shí)發(fā)生交滑移，從而降低沖擊韌性，升高FATT50()Mn，Ni和Cr：固溶于鐵素體中可降低FATT50()，促進(jìn)鐵素體在形變時(shí)發(fā)生交滑移，間隙固溶，強(qiáng)烈升高鋼的FATT50()，并產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效。少量鋁可固定氮和脫氧，并細(xì)化晶粒，使鋼的FATT50()下降。C、N三、合金元素對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼焊接性和耐大氣腐蝕性能的影響 工程結(jié)構(gòu)鋼要求具有優(yōu)良的焊接性。 鋼焊接性：取決于鋼的含

13、碳量和合金元素含量，Ceq； 工程結(jié)構(gòu)多是在大氣或海洋環(huán)境中服役，在潮濕空氣作用下，會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，因而要求有抗大氣腐蝕的能力。 鋼中加入少量Cu， P，Ni、Cr等元素，都能提高鋼抗大氣腐蝕的能力。少量銅非常有效地提高鋼抗大氣腐蝕的能力，因?yàn)殇撝械你~不易發(fā)生腐蝕，而以Cu元素沉積在鋼的表面，它具有正電位，成了鋼表面的附加陰極，促使鋼在很小的陽(yáng)極電流下達(dá)到鈍化狀態(tài)。為提高鋼的抗大氣腐蝕能力，-般在鋼中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25-0.50的銅。磷也有提高鋼抗大氣腐蝕的能力，為此鋼中可加人質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06-0.15的磷。少量鎳和鉻都能促進(jìn)鋼的鈍化，減少電化學(xué)腐蝕。加人微量的稀土金屬也有良好效果。若

14、同時(shí)加入幾種耐蝕的少量或微量元素，則提高耐蝕性的效果更佳，其中銅和磷共同作用最為有效。2.2.3常用低合金高強(qiáng)度鋼（1） Q295：有良好的塑性、冷彎性能、焊接性能及耐蝕性能； 鋼中常用的是12Mn，很多鍋爐廠采用此鋼。（2）Q345，Q390：綜合力學(xué)性能較好，冷熱加工性能、焊接性能和耐蝕性能均好，該鋼號(hào)的C，D，E等級(jí)鋼材具有良好的低溫性能。 16Mn：是發(fā)展最早、使用最多、最有代表性的鋼種， 16Mnq、16MnC、16Mng 、16MnR； Q345E（3）Q420：強(qiáng)度高、焊接性能好，正火或正火回火；具有較高的綜合力學(xué)性能。用于大型橋梁、船舶、電站設(shè)備、鍋爐、礦山機(jī)械、起重機(jī)械及其它

15、大型工程和焊接結(jié)構(gòu)件。 14MnVTiRe；（4）Q460。此類鋼強(qiáng)度最高，正火、正火十回火、淬火回火；很高的綜合力學(xué)性能，該鋼號(hào)的C，D，E等級(jí)鋼材可保證良好的韌性。此類鋼屬于備用鋼種，主要用于各種大型工程結(jié)構(gòu)及要求強(qiáng)度高、載荷大的輕型結(jié)構(gòu)。 18MnMoNb 2.3 微合金鋼 在碳素工程結(jié)構(gòu)鋼或低合金高強(qiáng)度鋼化學(xué)成分基礎(chǔ)上，添加微量合金元素而得到的使用狀態(tài)組織為F+P的工程結(jié)構(gòu)用鋼-微合金鋼。 （1） 低碳：（0.05%0.1%）鋼 （2）元素：Nb，V，Ti，B，Al、稀土等強(qiáng)碳C（N）化物形成元素 （3）含量：一般均小于0.1%， 一般合金鋼中合金元素的添加量以1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為單位，大多在

16、1以上甚至可高達(dá)30以上；鋼含有少量的強(qiáng)碳化物形成元素+控制軋制工藝，低成本； 屈服強(qiáng)度RP0.2=250-550MPa，并且具有良好韌性的。焊接性、工藝性能2.3.1 微合金鋼的成分控制工程構(gòu)件：良好的焊接性，C 20 m（2）在未發(fā)生再結(jié)晶區(qū)軋制。軋制溫度在950-Ar3區(qū)間時(shí)，奧氏體晶粒沿軋制方向拉長(zhǎng)，晶粒中存在形變帶，增加了形核位置，晶界與晶內(nèi)核，使室溫相當(dāng)細(xì)小。 （3）在+兩相區(qū)軋制：未相變的奧氏體晶粒形變程度較大，-部分奧氏體由于形變誘發(fā)發(fā)生相變，形成等軸狀顆粒組織；顆粒狀中有一部分受形變作用產(chǎn)生回復(fù)，形成亞結(jié)構(gòu)，進(jìn)-步細(xì)化。 TMCP常規(guī)熱軋和控制軋制之間的基本差別在于：一般熱軋

17、：只在晶界上形核，這就限制了晶粒細(xì)化；控制軋制：形核發(fā)生在晶內(nèi)（變形帶）、晶界上，形成非常細(xì)小的晶粒組織。2.4 其它工程結(jié)構(gòu)鋼 2.4.1 超低碳貝氏體鋼 低合金鋼結(jié)構(gòu)鋼：組織是F+P；碳素工程結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、微合金鋼， b600MPa，同時(shí)具有良好的塑性和韌性、焊接性、成形工藝性、-定的耐蝕性的結(jié)構(gòu)鋼；碳含量已大幅度降低，因而徹底消除了碳對(duì)貝氏體組織韌性的不利影響， 控軋控冷：可得到細(xì)小的含有高位錯(cuò)密度的貝氏體基體組織。 主要通過(guò):細(xì)晶強(qiáng)化，位錯(cuò)及亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，Nb，Ti，V(CN)析出強(qiáng)化，以及-Cu在回火過(guò)程中析出保證鋼的強(qiáng)韌性匹配極佳，尤其是優(yōu)良的野外焊接性能和抗氫致開(kāi)裂能力。

18、2.4 其它工程結(jié)構(gòu)鋼超低碳貝氏體鋼當(dāng)采用控軋控冷工藝時(shí)，超低碳貝氏體鋼的b=415MPa -690MPa， FATT50%-60C， 非常高的沖擊功、優(yōu)異的焊接性和良好的抗裂紋擴(kuò)展性;該類鋼廣泛用于寒冷地帶的輸送管線，典型的鋼號(hào)為低C-Mn-Mo-Nb系的X70。一、超低碳貝氏體鋼的強(qiáng)化機(jī)制碳對(duì)鐵素體的強(qiáng)化。在超低碳貝氏鋼中，C 0.05%造成的強(qiáng)度下降; 貝氏體鋼的強(qiáng)化機(jī)制主要可歸納為以下幾個(gè)方面：（1）細(xì)的貝氏體束。 現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)技術(shù)，采用鋼包精煉及連鑄，利用高溫非再結(jié)晶區(qū)控軋“薄餅狀”變形奧氏體晶粒，鋼中加有少量提高淬透性的元素（通常利用Cu，Nb，Mo，B等）在軋后空冷條件下，變形奧

19、氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的各種形態(tài)的貝氏體組織，這種組織中貝氏體板條束或粒狀貝氏體團(tuán)的尺寸起到實(shí)際晶體尺寸的作用。 （2）高位錯(cuò)密度。 變形奧氏體在冷卻過(guò)程中貝氏體相主要以切變方式形成，此過(guò)程在新相中產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量相變位錯(cuò)。此外，這種相變產(chǎn)物形成時(shí)繼承奧氏體內(nèi)在非再結(jié)晶區(qū)變形時(shí)產(chǎn)生的大量形變位錯(cuò)，從而使這種貝氏體中位錯(cuò)密度很高，鋼的屈服強(qiáng)度Rp0.2。 （3）碳化物及-Cu析出強(qiáng)化（尺寸在10nm左右）。這類鋼中加人的少量Nb，Ti，V，Cu，Mo，B等元素會(huì)在高密度位錯(cuò)及亞結(jié)構(gòu)上析出，產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化效應(yīng)。 （4）C，Mn，Cu，Ni等元素在鐵素體中固溶強(qiáng)化。由于這類鋼中碳含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）已降到0.05左

20、右，通常冷卻條件下不會(huì)產(chǎn)生滲碳體，因此碳的危害、滲碳體對(duì)貝氏體韌性影響等問(wèn)題已完全消除，鋼材的焊接性能極佳，熱影響粗晶區(qū)在各種冷卻條件下均可得到極高韌性的貝氏體組織，鋼板沖擊轉(zhuǎn)變溫度可以降到-60左右，材料通過(guò)Nb、Ti、V、-Cu的析出強(qiáng)化，屈服強(qiáng)度可達(dá)500MPa以上，韌性明顯高于低合金高強(qiáng)度鋼。二、合金元素對(duì)鋼組織、性能的影響（1）碳含量的控制?？刂圃?.02%0.06% 經(jīng)過(guò)高溫奧氏體化以及熱變形后的冷卻過(guò)程中，不再發(fā)生奧氏體向鐵素體與滲碳體的兩相分解，過(guò)冷奧氏體各種形態(tài)的鐵素體F+少量富碳的殘留奧氏體 針狀（或板條狀）鐵素體內(nèi)及板條間均沒(méi)有連續(xù)的滲碳體； 韌性好、焊性好，在寒冷地區(qū)施

21、焊時(shí)不用預(yù)處理和后處理； 必要的碳含量主要起固溶強(qiáng)化作用； 與加入的微量V、Nb、Ti鈦?zhàn)饔梦龀鑫⒑辖鹛蓟?，在高溫變形階段抑制再結(jié)晶，在較低溫區(qū)起析出強(qiáng)化作用。（2）鋼中Cu的作用。鋼中加入少量銅，其常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.080.80%，此時(shí)已足以保證鋼種必要的強(qiáng)度；鋼中銅和硼聯(lián)合會(huì)進(jìn)一步抑制貝氏體轉(zhuǎn)變前的鐵素體生成，同時(shí)加銅后可使鈮碳化物高溫應(yīng)變誘導(dǎo)析出加速，再結(jié)晶停止溫度升高，有利于進(jìn)行非再結(jié)晶區(qū)控軋一及進(jìn)步細(xì)化相轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。（3）微量Nb和B的綜合作用：Nb：0.030.06%，B：0.00050.030%。高溫階段：（1）Nb (C,N,B)類析出物：在熱變形后應(yīng)變誘導(dǎo)在位錯(cuò)線上析出，阻礙

22、變形后再結(jié)晶晶界的運(yùn)動(dòng)，T再結(jié)晶到950以上；（2）晶界偏聚：偏聚于晶界區(qū)，會(huì)阻礙奧氏體形變后再結(jié)晶新晶界的運(yùn)動(dòng)，從而減慢再結(jié)晶速度，Mo和B的同時(shí)存在，其綜合效應(yīng)更佳；冷卻過(guò)程： （1）晶界偏聚： Nb、B原子在晶界的偏聚極大地阻礙新相在晶界處形核，從而使先共析鐵素體生成區(qū)明顯右移，能在很寬的冷速范圍內(nèi)得到均勻的貝氏體組織； （2）基體中固溶的Nb、B在冷卻及相轉(zhuǎn)變后，將在貝氏體內(nèi)析出Nb(C,N,B）化合物，進(jìn)一步強(qiáng)化貝氏體；2.4.2 雙相鋼雙相鋼：顯微組織主要由F+M所組成的低合金高強(qiáng)度鋼。 F+Fe3C鋼的基體組織為鐵素體F，用以保證良好的塑性、韌性和沖壓成形性，520孤立的島狀馬氏

23、體用于提高鋼的強(qiáng)度。雙相鋼的主要特點(diǎn)是：屈服強(qiáng)度（0. 2）很低，沒(méi)有屈服現(xiàn)象（屈服強(qiáng)度較低是馬氏體（或下貝氏體）小島所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力所致）；均勻伸長(zhǎng)率和總伸長(zhǎng)率均很高，冷加工性能好；塑性應(yīng)變比值很高；加工硬化指數(shù)大，是理想的汽車用沖壓成型用鋼。鋼力學(xué)性能約為s =370MPa，b=660MPa，均勻伸長(zhǎng)量為22%。由于雙相鋼的良好特性，目前已獲得廣泛的應(yīng)用，常用雙相鋼鋼種09Mn2Si，07Mn2SiV，08SiMn2，07MnSi等。雙相鋼的制造主要有兩種方法：熱處理雙相鋼和熱軋雙相鋼。熱處理雙相鋼： 熱軋或冷軋的薄板加熱至（+）兩相區(qū)島狀?yuàn)W氏體均勻彌散地分布在鐵素體基體上以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度

24、冷卻使M，得到F+M。 當(dāng)鋼長(zhǎng)時(shí)間在+兩相區(qū)保溫時(shí)，合金元素將在AF之間重新分配，奧氏體形成元素如C，Mn等將富集于A，提高了A在過(guò)冷條件下的穩(wěn)定性，抑制了P轉(zhuǎn)變，在空冷條件下即能轉(zhuǎn)變成M。 通過(guò)控制熱處理溫度， 控制奧氏體量、A中合金元素的濃度、A穩(wěn)定性。熱軋雙相鋼：通過(guò)添加較多的合金元素（如Cr，Mo，Si等），在熱軋狀態(tài)下，通過(guò)控制冷卻得到FM的雙相組織。鋼在熱軋后冷卻時(shí)：+，7080% Vol多邊形鐵素體，未轉(zhuǎn)變的 M，避免產(chǎn)生珠光體和貝氏體； 要求從合金元素含量和冷卻速度上來(lái)控制。Si、C：提高鋼的臨界點(diǎn)A3促使形成所要求含量的多邊形先共析鐵素體；Mn，Mo，Cr：防止剩余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w和貝氏體，使之最終冷卻到低溫轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體）2.5 船舶與海洋工程用鋼船體與海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼需要經(jīng)過(guò)冷、熱加工，船航行中和海洋工程結(jié)構(gòu)工作中又受到海浪的沖擊和海水、海泥、海洋大氣的腐蝕。因此，要求船舶與海洋工程用鋼應(yīng)具有高綜合性能（良好的塑性和沖擊韌性）。滿意的可焊性和較好的耐海水、海泥、海洋大氣腐蝕性能。海洋工程用鋼船舶與海洋工程用鋼船用碳素鋼船用合金鋼船用結(jié)構(gòu)鋼一、船用結(jié)構(gòu)鋼（一）船用碳素結(jié)構(gòu)鋼 1我國(guó)船用碳素結(jié)構(gòu)鋼 船用碳素結(jié)構(gòu)鋼用代號(hào)C表示。 s235MPa2規(guī)范：對(duì)一般強(qiáng)度船體鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼）的規(guī)定 我國(guó)制定的鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范(1996)。 該規(guī)范規(guī)定一般船