壓力容器鋼板,中厚板簡介

鋼板、中厚板簡介關(guān)鍵字：中厚板一、 中厚板定義：鋼板厚度大于等于5.0mm，分普碳板、優(yōu)碳板、低合金板、船板、橋梁板、鍋爐板、容器板等。二、 用途：應(yīng)用于建筑、機械、造船、橋梁、鍋爐、壓力容器等行業(yè)。DIN標(biāo)準(zhǔn):DIN17100-1986一般結(jié)構(gòu)用鋼材DIN17155-1986鍋爐用鋼板JIS標(biāo)準(zhǔn):G3101-1987一般結(jié)構(gòu)用鋼G3103-1987鍋爐及壓力容器用碳素鋼及錳鋼鋼板G3106-1992焊接結(jié)構(gòu)用鋼G3114-1988焊接結(jié)構(gòu)用耐候性鋼板G3115-1990中、低溫壓力容器用鋼板G3126-1990低溫壓力容器用鋼板G3136-1994建筑結(jié)構(gòu)用軋制鋼材G4051-1979機械結(jié)構(gòu)用碳素鋼鋼板容器用鋼板基礎(chǔ)知識（一）壓力容器用鋼板壓力容器用鋼板是用于制造石油、化工、氣體分離、氣體貯運的容器或其他類似設(shè)備，如各種塔器、換熱器、貯罐、罐車等的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼鋼板，參見GB6654—1996。尺寸、重量：按GB709的規(guī)定，常用厚度*寬度尺寸為6?120*600?3800（mm）。常用牌號：20R、16MnR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR（其中13MnNiMoNbR、15CrMoR是舊標(biāo)準(zhǔn)GB6654—86中所沒有的），牌號說明如下：數(shù)字平均碳含量的萬分之幾。R“容”字的漢語拼音首位字母。3交貨狀態(tài)：20R、16MnR、15MnVR鋼板以熱軋、控軋或正火狀態(tài)交貨；15MnVNR鋼板以正火狀態(tài)交貨；18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR鋼板以正火加回火狀態(tài)交貨。4使用情況：廣泛用于制造各種中常溫壓力容器受壓元件。（二）低溫壓力容器用低合金鋼鋼板低溫壓力容器用低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板是用于制造各種不大于-20°C低溫壓力容器的低合金鋼板。其標(biāo)準(zhǔn)參見GB3531—1996。1尺寸、重量：按GB709的規(guī)定，常用厚度*寬度尺寸為6?100*600?3800（mm）。常用牌號：16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR（其中15MnNiDR、09Mn2VDR是舊標(biāo)準(zhǔn)GB3531—83中所沒有的；而舊標(biāo)準(zhǔn)GB3531—83中的09MnTiCuXtDR、06MnNbDR因長期沒有生產(chǎn)和訂貨量被取消了）。牌號說明如下：數(shù)字平均碳含量的萬分之幾DR“低容”二字的漢語拼音首位字母，表示低溫壓力容器鋼板用鋼交貨狀態(tài)：鋼板以正火或正火加回火狀態(tài)交貨。4使用情況：廣泛用于制造-20C?-70C低溫壓力容器。中、厚板軋制厚度4mm以上的鋼板材稱中、厚板，簡稱中厚板。用于造船、建筑構(gòu)件、機器制造、交通運輸、軍事工業(yè)等部門，以及用于制造大口徑焊管、容器、鍋爐等。工業(yè)發(fā)達國家的中厚板產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的10?22％。軋制中厚板的軋機全世界約有260套，其中將近一半是軋輥輥身長3米以上的寬厚板軋機。此外帶鋼熱軋機也能生產(chǎn)厚4?25.4mm的中厚板（見軋機）。18世紀(jì)初，西歐出現(xiàn)了二輥軋機，軋制出小塊中厚板。1854年歐洲建成用蒸汽機傳動的二輥可逆式中厚板軋機。1864年美國建成三輥勞特式中厚板軋機，曾經(jīng)盛行一時。1891年美國建成世界上第一臺四輥可逆式中厚板軋機。后來又出現(xiàn)了雙機架、半連續(xù)式和連續(xù)式中厚板軋機。到70年代，一般認(rèn)為中厚板軋機以四輥式雙機架配置方式較好。原料中厚板軋機使用的原料有初軋板坯、連鑄板坯、鋼錠和鍛坯。初軋坯最寬達2300mm，最厚達610mm，最重達45噸。連續(xù)鑄鋼技術(shù)的發(fā)展，不但提高了中厚板車間的成材率，降低了生產(chǎn)成本，而且使鋼板的質(zhì)量也提高了所以中厚板軋機采用連鑄坯的比例不斷上升，有的已達100％。加上新工藝的采用，中厚板軋機從板坯到成品鋼板的成材率有的已達94.2％。如無初軋板坯和連鑄板坯，可用扁鋼錠作原料。只在生產(chǎn)特殊的中厚板時才用鍛坯作原料。產(chǎn)品中厚板除按尺寸區(qū)分外，還有按強度、化學(xué)成分、用途和交貨狀態(tài)分類的。按強度分類一般以抗張強度的下限分級，抗張強度50kgf/cm以上的稱高強度鋼板。按化學(xué)成分分為普通鋼板和特殊鋼板，后者包括不銹鋼板和復(fù)合鋼板。按用途大致分為造船鋼板、焊接結(jié)構(gòu)鋼板、鍋爐和壓力容器鋼板、低溫鋼板、耐腐蝕鋼板、焊管用鋼板以及特殊用途的鋼板等。按交貨狀態(tài)分為軋制鋼板、熱處理鋼板和拋丸、涂層鋼板三種，因大型結(jié)構(gòu)和造船的需要，拋丸、涂層鋼板的產(chǎn)量，逐年增加。生產(chǎn)流程中厚板的生產(chǎn)流程通常為配合控制軋制，采用低溫出爐的加熱制度，可節(jié)省燃料消耗。軋制工藝分三個階段：①成形軋制，消除板坯表面的影響和提高寬度控制的精度，沿板坯長度方向或斜向進行1?4道軋制。把坯料軋至所要求的厚度。②展寬軋制，這是中厚板不同于其他種類板材軋制的重要工序。為達到軋制成品規(guī)格所要求的寬度，板坯轉(zhuǎn)90°、沿板寬方向軋制。③精軋，展寬軋制后再轉(zhuǎn)90°，轉(zhuǎn)回原坯料長度方向，軋制到成品板厚度。妥善制定中厚板軋制工藝能提高軋機的生產(chǎn)能力、鋼板的質(zhì)量和成材率。要確保鋼板的平直度，除采取各種保證板形的措施外，對厚度40mm以下的鋼板每塊均需經(jīng)過熱矯直，對不平直的冷鋼板進行冷矯直。為冷剪切成品板，鋼板要冷至150以下，冷卻要均勻，冷卻速度應(yīng)適宜；自從采用滾切式剪機剪切后，基本上解決了剪彎缺陷問題；調(diào)整剪刃間隙可以大大提高鋼板剪切斷面的質(zhì)量。根據(jù)鋼板質(zhì)量要求，用超聲波進行不同深度的探傷，對焊管用板的四個板邊要全面進行探傷。熱處理時除了保證板的機械性能外，還要保證板形良好。拋丸涂層法多用于生產(chǎn)造船和橋梁用板，拋丸去除氧化鐵皮后，再涂層防銹，涂層后應(yīng)快干。鋼板表面尺寸形狀的檢查主要靠人工進行，打印標(biāo)記工序已實現(xiàn)機械化，并可由計算機控制操作。中國制造的寬厚板軋機60年代中期，中國設(shè)計建造了一套4200mm厚板軋機［中國制造的4200毫米厚板軋機］）。成品鋼板尺寸:厚度8?250mm，寬度1500?3900mm，長度達18米（特殊的達27米）。原料用鋼錠或鍛坯,最大單重為40噸。軋機為單機架四輥可逆式，工作軋輥直徑為980mm,輥身長度為4200mm，支承輥直徑為1800mm，采用油膜軸承。主電動機共2臺，容量各為4600kW,轉(zhuǎn)速為40/80rpm。立輥軋機的軋輥直徑為1000mm,輥身長度為1100mm,開口度為800?4200mm。加熱爐有三種，均熱爐和車底式爐用于加熱鋼錠和鍛坯；推鋼式爐則專用于加熱板坯。用鋼錠生產(chǎn)厚度較薄的鋼板時，先開成坯，再加熱，后軋成板。生產(chǎn)某些品種（如不銹鋼）時，板坯在修磨機上全面修磨，清除缺陷。軋出的鋼板，一般經(jīng)熱矯直和冷卻后進入剪切線，切成用戶要求的尺寸。車間內(nèi)還設(shè)有輥底式、外部裝出料式和車底式等熱處理爐，根據(jù)品種和交貨狀態(tài)的要求，可進行?；?、淬火、回火、退火和調(diào)質(zhì)等金屬熱處理。中厚板軋機的發(fā)展60年代以來，寬厚板軋機有了較大的發(fā)展。這種軋機的寬度越來越大，新建的寬度小于3米的已不多見。日本在60年代后期，為滿足造船等大型結(jié)構(gòu)的需要，建成了6套4.7米級的雙機架寬厚板軋機，每套年生產(chǎn)能力已達到200多萬噸。70年代，日本為了生產(chǎn)直徑1626mm焊管和特大油船用的寬板，又建成4套5.5米級寬厚板軋機，并大量采用新技術(shù)。這類軋機的年生產(chǎn)能力很大，單機架的就高達180萬噸。目前世界上有10套5米以上的寬厚板軋機，日本占一半，其余分別建在美國、蘇聯(lián)和聯(lián)邦德國。典型的現(xiàn)代化高產(chǎn)量寬厚板軋機的設(shè)備平面布置?，F(xiàn)代化寬厚板軋機用的板坯，最大重量已達80?110噸、最高軋制速度已達每秒鐘7.5米，軋件的最大長度達65米，鋼板最大寬度達5300mm,—套雙機架寬厚板軋機的年生產(chǎn)能力已從200萬噸增至300萬噸以上。在板形控制方面，隨著軋件的加長，采用了液壓自動厚度控制、彎輥裝置、軋輥偏心控制和加大支承輥直徑，減少了鋼板縱向厚度偏差和橫向厚度偏差，采用了各種平面板形控制技術(shù)后，使鋼板成材率大大提高?？刂栖堉埔褟V泛應(yīng)用于厚板軋機，提高了鋼板的機械性能，減少了熱處理量，節(jié)省了能耗。在加熱爐方面，廣泛采用步進梁式加熱爐。這種爐子雖設(shè)備費和維修費較高，但加熱質(zhì)量好、黑印少、下表面無劃傷、爐長不受坯厚的限制、操作靈活，能更適用于小批量多品種生產(chǎn)的要求。為了有效地去除鐵鱗，普遍采用水壓達170?200kgf/cm的高壓水除鱗裝置。軋后鋼板的精整設(shè)備，多數(shù)采用四重式矯直機、步進格板式冷床、連續(xù)自動超聲波探傷裝置、滾切式雙邊剪以及自動打印機等，使鋼板的尺寸偏差平直度表面和內(nèi)部質(zhì)量等得到了保證。在熱處理方面，采用雙步進梁式爐，解決了下表面的劃傷，并以輥式代替了壓力式淬火機，提高了淬火質(zhì)量。在自動化方面，除軋機上采用計算機過程控制外，加熱爐和剪切線也開始實現(xiàn)了計算機過程控制。這樣，從板坯倉庫到成品板發(fā)貨，一般采用若干臺過程監(jiān)控機，過程控制機和1?2臺專用管理機構(gòu)成三級計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)了全車間的綜合自動控制，并已收到效益。鍋爐鋼板介紹鍋爐鋼板主要是指用來制造過熱器、主蒸汽管和鍋爐火室受熱面用的熱軋中厚板材料，主要材質(zhì)有優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼及低合金耐熱鋼，常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮(zhèn)靜鋼或電爐冶煉的低碳鋼，含碳量Wc在0.16%-0.26%范圍內(nèi)。由于鍋爐鋼板處于中溫(350°C以下)高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣的腐蝕，對鍋爐鋼的性能要求主要是有良好的焊接及冷彎性能、一定的高溫強度和耐堿性腐蝕、耐氧化等。鍋爐及壓力容器用板主要鋼號及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：(1)鍋爐板主要鋼號有:20g、16Mng、15CrMoVg、19Mng、22Mng(2)壓力容器用板主要鋼號有：20R、16MnR、15MnNbR、15MnVNR(3)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB713-1997、GB6654-1996。鍋爐及壓力容器用板的主要用途：廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、鍋爐等行業(yè)，用于制作反應(yīng)器、換熱器、分離器、球罐、油氣罐、液化氣罐、核能反應(yīng)堆壓力殼、鍋爐汽包、液化石油氣瓶、水電站高壓水管、水輪渦殼等設(shè)備及構(gòu)件。中厚板的主要用途中厚板主要用途有：建筑工程、機械制造、容器制造、造船、橋梁等。普通中厚板用途：廣泛用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、橋梁用鋼板、造般鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機某些零件及焊接構(gòu)件。橋梁用鋼板用于大型鐵路橋梁。要求承受動載荷、沖擊、震動、耐蝕等。造船鋼板：用于制造海洋及內(nèi)河船舶船體。要求強度高、塑性、韌性、冷彎性能、焊接性能、耐蝕性能都好。鍋爐鋼板：用于制造各種鍋爐及重要附件，由于鍋爐鋼板處于中溫(350°C以下)高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣腐蝕，要求保證一定強度，還要有良好的焊接及冷彎性能。壓力容器用鋼板：主要用于制造石油、化工氣體分離和氣體儲運的壓力容器或其它類似設(shè)備，一般工作壓力在常壓到320kg/cm2甚至到630kg/cm2,溫度在-20-450°C范圍內(nèi)工作，要求容器鋼板除具有一定強度和良好塑性和韌性外，還必須有較好冷彎和焊接性能。汽車大梁鋼，用于制造汽車大梁(縱梁、橫梁)用厚度為2.5-12.0mm的低合金熱軋鋼板。由汽車大梁形狀復(fù)雜，除要求較高強度和冷彎性能外，要求沖壓性能好。中板是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度為為薄鋼板（厚度＜=4毫米）和厚鋼板（厚度＞4毫米）在實際工作中，常將厚度＜=20毫米的鋼板稱為中板，厚度在20-60毫米之間的鋼板稱為厚板，厚度＞60毫米的鋼板稱為特厚板，統(tǒng)稱為中厚鋼板。寬度比較小，長度很長的鋼板，稱為鋼帶，列為一個獨立的品種。鋼板有很大的覆蓋和包容能力，可用作屋面板、苫蓋材料及制造容器、儲油罐、包裝箱、火車車箱、汽車外殼、工業(yè)爐的殼體等：可按使用要求進行剪裁與組合，制成各種結(jié)構(gòu)件和機械零件，還可制成焊接型鋼，進一步擴大鋼板的使用范圍；可以進行彎曲和沖壓成型，制成鍋爐、容器、沖制汽車外殼、民用器皿、器具、還可用作焊接鋼管、冷彎型鋼的坯料。由于上述特點，使鋼材總產(chǎn)量的50%以上。我國為適應(yīng)大規(guī)模基本建設(shè)的需要，過去工業(yè)產(chǎn)品和高檔耐用消費品，對鋼板的要求急劇增長。為適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要，為些年我國鋼板的生產(chǎn)也有了很大發(fā)展，并建成了像武鋼等一批先進的鋼板生產(chǎn)骨干企業(yè)。鋼板成張或成卷供應(yīng)。成張鋼板的規(guī)格以厚度*寬度*長度的毫米數(shù)表示。熟悉板、帶材的規(guī)格，在寬度和長度上充分利用，對提高材料利用率，減少不適當(dāng)?shù)倪吔怯嗔?、降低工時及產(chǎn)品成本，有十分重要的意義。在選購板、帶材時，應(yīng)盡量選用為產(chǎn)品坯料整倍的規(guī)格。如果屬于定型產(chǎn)品，選用接近定尺的板、帶材時，可訂購定尺或倍尺的合理料，實行套材的下料方法，能顯著提高板、帶材的利用率。企業(yè)與企業(yè)間，行業(yè)與行業(yè)間邊角余料的多次利用，也是被實踐證明提高材料利用率，節(jié)約材料的有效方法。低合金鋼國內(nèi)發(fā)展概況1957年我國試制成功了第一個屈服強度為350MPa的低合金高強度鋼16Mn（相當(dāng)于原聯(lián)邦德國的牌號St52。由于低合金鋼優(yōu)異的性能，為了滿足各行各業(yè)日益增長的需要，隨后引進和研制了一批低合金鋼.如船用鋼16Mn、15MnTi,橋梁用鋼16Mn、15MnV,鍋爐用鋼15MnV、18MnMoNb，壓力容器用鋼15MnV、15MoVN.汽車用鋼16Mn等。至1966年我國低合金鋼產(chǎn)量已達14l萬噸，占鋼總產(chǎn)量約8%。隨著低合金鋼應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，在當(dāng)時的生產(chǎn)設(shè)備條件下又研制和生產(chǎn)了包括屈服強度為295MPa?640MPa的6個級別結(jié)構(gòu)用鋼存內(nèi)的化工、石油、海洋、低溫、壓力容器、鍋爐、橋梁和電站用鋼，以及耐磨鋼、鋼軌鋼、鋼筋鋼、犁鏵鋼等眾多的低合金鋼。當(dāng)時雖然低合金鋼牌號很多.但多是成分的調(diào)配。在此期間低臺金鋼牌號已多達300多個。但無法組織生產(chǎn)或達不到預(yù)定性能要求的牌號占大部分，納入標(biāo)準(zhǔn)的只有93個。實際生產(chǎn)的牌號很少.約有二十幾個。1979年我國低合金鋼產(chǎn)量為254萬噸.仍然約占鋼總產(chǎn)量8%。1980年以來，我國低合金鋼的科研和生產(chǎn)進入了一個相對穩(wěn)定的發(fā)展階段。圍繞各行各業(yè)科技進步和開發(fā)新應(yīng)用領(lǐng)域的需要，在生產(chǎn)工藝技術(shù)和基礎(chǔ)理論研究等方面取得了較大成果，促進了低合金鋼的發(fā)展。合金化和微合金化的研究、鋼的組織強化機制的研究、鋼的純凈度和夾雜物形態(tài)控制的研究，以及包括鐵水預(yù)處理、頂?shù)讖?fù)合吹煉、爐外精煉、連鑄、控制軋制和控制冷卻等在內(nèi)的冶煉、軋制新工藝和新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，為我國低合金鋼的結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了可靠的保證。目前，我國已基本建立了符合資源特點，能夠初步滿足生產(chǎn)建設(shè)所需的低合金鋼系列。一些鋼鐵企業(yè)的低合金鋼生產(chǎn)已經(jīng)接近或達到了國外先進水平。1997年我國低合金鋼產(chǎn)量高達2368萬噸，占鋼的總產(chǎn)量之比為22%。但是，與國外可比的低合金高強度鋼僅占5%左右。我國低合金長條材占80%以上．而發(fā)達國家主要是板帶材，而且主要是以硅錳鋼為主的低強度、低性能、低精度、低附加值的產(chǎn)品。因此，應(yīng)按照先進的生產(chǎn)工藝流程，完善和提高我國低合金鋼的生產(chǎn)工藝、技術(shù)和裝備。提高現(xiàn)有優(yōu)良牌號的性能水平．淘汰落后牌號，結(jié)合我國資源特點開發(fā)先進的、市場需要的、高附加值的。以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)昕需的牌號，同時應(yīng)加強合金化、微合金化基礎(chǔ)研究，大力發(fā)展微合金鋼，進一步調(diào)整低合金鋼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，努力提高鋼材質(zhì)量水平。珠光體型低合金熱強鋼隨著蒸汽鍋爐、電站、燃?xì)廨啓C及航空發(fā)動機的發(fā)展，為滿足各種部件在較高溫度下工作的需要，冶金材料工作者在低碳鋼基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列具有較高的熱強性和抗氧化性良好的低合金耐熱鋼。20世紀(jì)30年代就發(fā)現(xiàn)了鉬是提高耐熱鋼熱強性的最主要元素之-。在低碳鋼中加人0.5％鉬，可以使鋼的熱強性明顯提高，隨后便在蒸汽鍋爐上得到廣泛應(yīng)用。鉬鋼的發(fā)展實際上是近代低合金熱強鋼的源頭。在工業(yè)較發(fā)達國家的鍋爐用鋼標(biāo)準(zhǔn)中，幾乎都列有含鉬鋼種。我國在1959年發(fā)布的YB6-1959中列入了16Mo這個牌號。在鉬鋼的基礎(chǔ)上研制，低合金鉻鉬鋼。英國早在1938年就把含0.8%Cr、0.5%Mo鋼（相當(dāng)于15CrMo）用在鍋爐過熱器上。其后又開發(fā)了性能更好的5/4Cr-1/2Mo及9/4Cr-1Mo等鋼種。后者用于540°C的137MPa的蒸汽過熱器（壁溫約590°C）、主蒸汽管道及聯(lián)箱等，近來也用于鈉冷卻的快中子堆的蒸汽發(fā)生器及先進的高溫氣冷堆中。同時Cr-Mo鋼也廣泛用于石油化工的中溫高壓容器設(shè)備。從高壓抗氫要求開發(fā)了12Cr3Mo等鋼種。為了抑制Cr-Mo鋼在長期使用中鉬向碳化物遷移，進-步提高鋼的熱強性，又開發(fā)了低合金Cr-Mo-V鋼，如12Cr1MoV鋼。此種鋼組織穩(wěn)定性較好，當(dāng)溫度高達580C時仍具有良好的熱強性。目前此鋼是我國電站鍋爐首選材料。含碳及合金元素較高的Cr-Mo-V鋼也有新發(fā)展。如用作鑄件的15Cr1Mo1V，用作緊固的25Cr2MoVA、25Cr2Mo1V及20Cr1Mo1V鋼，用作汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子和葉輪的27Cr2Mo1V鋼，用于石油化工高壓抗氫部件的20Cr3MoV、17Cr3MoV等鋼。20世紀(jì)60年代以來，為了進步提高低合金耐熱制的熱強性和抗氧化性，國內(nèi)外研制出多種多元低臺金耐熱鋼，其工作溫度可選600?620°C。如12Cr2MoWVTiB（102）鋼，已用于發(fā)電機的過熱器管和再熱器。低合金鋼國外發(fā)展概況低臺金高強度鋼已有100多年的歷史.早在1867?1874年美國就已將含鉻的鋼用于一些橋梁的某些構(gòu)件。但是直到1900年以前，最廣泛用于結(jié)構(gòu)件的仍然是抗拉強度約為415MPa的低碳鋼。1902年?1906年，美國為了減少橋梁支承構(gòu)件的數(shù)量和尺寸曾使用含鎳3.25%的鋼。雖然這種鋼從強度的角度來說可以滿足鉚接結(jié)構(gòu)的要求.但從經(jīng)濟上看相對較貴。1915年美國開發(fā)了用于橋梁構(gòu)什的含錳1.6%的鋼。同樣，歐洲一些國家的低合金高強度鋼也有了很大發(fā)展。英國為了減輕船體重量以提高海運能力和減少費用曾開發(fā)和使用了高硅錳含量的鋼。德國于1933年使用加入硅、錳和銅的高強度鋼制造了第一臺重量輕的蒸汽火車。最早的現(xiàn)代低合金高強度鋼是美國開發(fā)的“Cor-ten”（科爾坦耐大氣腐蝕低合金高強度鋼）。這種稱為“耐大氣腐蝕鋼”的不斷發(fā)展，滿足了日益提高的嚴(yán)格要求。從低合金高強度鋼的發(fā)展來看.20世紀(jì)20年代以前基本上以抗拉強度作為主要設(shè)計基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)制造主要采用鉚接，以碳（含量最高達0.3%）和加入錳、鉻、鎳、硅等單一合金元素強化。20年代以后.結(jié)構(gòu)制造廣泛采崩焊接技術(shù)。屈服強度成為設(shè)計的基礎(chǔ).并要求鋼具有良好的焊接性能。因此一般采用降低碳含量和碳當(dāng)量.及通過熱處理來獲得良好的綜合性能。同時，合金化也向多元素發(fā)展.從加入一種臺金元素發(fā)展到加入兩種、三種或更多。由于低合金高強度鋼良好的綜合性能和經(jīng)濟通用性，所以使用范圍越來越廣，對其要求也越來越高。60年代以來，微合金鋼的開發(fā)和冶金生產(chǎn)工藝技術(shù)的重大進步.兩者之間的相互促進，使低合金高強度鋼又有了新的發(fā)展。雖然早在30年代和40年代就已證實了鈮和釩在鋼中的重要作用.但直到60年代初這種鋼才被廣泛用于制造結(jié)構(gòu)構(gòu)件。70年代初，為了滿足汽車工業(yè)發(fā)展的需愛，開發(fā)了具有良好成形性能和點焊性能的低碳微合金鋼。以控制軋制技術(shù)和微合金化冶金學(xué)為基礎(chǔ)，形成了“現(xiàn)代低合金高強度鋼”的新概念。冶金生產(chǎn)工藝技術(shù)的進步.通過材質(zhì)凈化、晶粒細(xì)化、組織優(yōu)化、基體強化，大大提高了低合金高強度鋼的綜合力學(xué)性能和工藝性能.同時也促進了新型低合金高強度鋼的開發(fā)，如雙相鋼、IF鋼（無間隙原子鋼）等等。進一步降低碳含量和碳當(dāng)量，以及微合金化仍然是目前低合金高強度鋼成分設(shè)計的主要特點。由于碳對鋼的韌性、焊接性能和成形性能的有害影響，要求大大降低鋼中的碳含量，當(dāng)前采用有效的脫碳技術(shù)已在大生產(chǎn)的基礎(chǔ)上使碳降至0.0010%。微合金化通過影響晶粒度、析出物和基體組織不但提高鋼的強度和韌性.還可大大提高其綜合性能。最廣泛使用的微合金化的元素是鈦、釩和鈮?，F(xiàn)代低合金高強度鋼的冶煉要求高純凈度和高精度。其中鐵水預(yù)處理、爐外精煉是提高鋼水純凈度的關(guān)鍵技術(shù)。通過優(yōu)化冶煉工藝流程，目前最先進的水平可以達到：碳0.0010%?0.0020%；氮0.0010%?0.0020%；氫0.00005%?0.0001%；氧0.0005%?0.0010%：磷0.0010%?0.0020%；硫0.0003?0.0005%.并且（碳+硫+磷十氮士氧+氫）不大于0.0060%?，F(xiàn)代低合金高強度鋼通常采用鐵水預(yù)處理一一轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹爍或超高功率電爐—爐外精煉—連鑄—控制軋制、控制冷卻的生產(chǎn)工藝，高的純凈度和嚴(yán)格的成分控制保證了低合金高強度鋼的性能穩(wěn)定。根攫不同用途的要求，鋼水采用吹氬、噴粉、真空脫氣等爐外精煉工藝。以實現(xiàn)脫氣、成分均勻化、合金微調(diào)和夾雜物形態(tài)控制。低臺金高強度鋼現(xiàn)在幾乎都采用連鑄工藝。采用連鑄不但可以提高產(chǎn)量和收得率，并且可以提高鋼坯質(zhì)量。緩流澆注和適宜的二次冷卻可得到均勻的凝固組織、低頻、大振幅電磁攪拌有利于擴大等軸凝固區(qū)。連鑄工藝為微鈦處理鋼和其他微合金鋼的生產(chǎn)提供了保證。此外，薄板坯連鑄連軋工藝已用于低合金高強度鋼生產(chǎn)。目前很多低合金高強度鋼已采用控制軋制和控制冷卻技術(shù)，其可以通過細(xì)化晶粒和析出強化兩種強化機制顯著地提高鋼的強度和改善鋼的韌性及焊接性能。國外低合金高強度鋼的生產(chǎn)無論是成分設(shè)計還是工藝技術(shù)都已進入成熟的階段.應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。在一些重要的或使用條件惡劣的領(lǐng)域，低合金高強度鋼也占有不可取代的一席之地。YB13—1959《低合金高強度鋼鋼種及一般技術(shù)條件》自從1956年我國開始生產(chǎn)低合金高強度鋼（16Mn）以來，先后引進和研制了一批適用于船舶、橋梁、鍋爐、壓力容器、建筑和汽車用低合金高強度鋼。為了適應(yīng)低合金高強度鋼的生產(chǎn)和使用的需要，1959年冶金工業(yè)部制定了我國第一個標(biāo)準(zhǔn)YB13—1959（（低臺金高強度鋼鋼種及一般技術(shù)條件》。該標(biāo)準(zhǔn)適用于機器制造和建筑工程所需的低合金高強度鋼鋼板、棒材和型鋼。標(biāo)準(zhǔn)中包括有12個牌號：錳鋼（6個睥號）：09Mn2、llMn、14Mn、16Mn、19Mn、24Mn;錳硅鋼（3個牌號）：15MnSi、18MnSi、25MnSi;錳銅鋼（1個牌號）：l6MnCu;錳鈦鋼（1個牌號）：15MnTi;錳硅銅鋼（1個牌號）：10MnSiCu。其中大部分是引進原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的牌號，llMn、16Mn、16MnCu和15Mnli是引進原民主德國標(biāo)準(zhǔn)的牌號，個別牌號是結(jié)合我國資源自已研制的。這些牌號主要以錳、硅作為合金元素，沒有含鉻、鎳的牌號，包括了低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼和鋼筋用鋼。當(dāng)時，這12個牌號中正常生產(chǎn)的只是少數(shù)，大部分是16Mn。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)要求，如化學(xué)成分、力學(xué)性能、工藝性能和交貨狀態(tài)等也基本上是參照原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)和原民主德國標(biāo)準(zhǔn)制定的，但與其相比仍有一定的差距。在當(dāng)時情況下，這個標(biāo)準(zhǔn)還是滿足了生產(chǎn)和使用的需要，促進了我國低合金高強度鋼的發(fā)展。GB/T714-2000橋梁用結(jié)構(gòu)鋼橋梁鋼的牌號由代表屈服點的漢語拼音字母、屈服點數(shù)值、橋梁鋼的漢語拼音字母、質(zhì)量等級符號4個部分組成。例如：Q345qCQ—橋梁鋼屈服點的“屈”字漢語拼音的首位字母；345—屈服點數(shù)值，單位MPa；q—橋梁鋼的“橋”字漢語拼音的首位字母；C—質(zhì)量等級為C級。尺寸、外形、重量及允許偏差橋梁鋼鋼板的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》的規(guī)定。橋梁鋼型鋼的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。冶煉方法鋼由轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉。交貨狀態(tài)鋼材以熱軋、控軋或正火狀態(tài)交貨。表面質(zhì)量鋼材表面不應(yīng)有裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊、夾雜。鋼材不應(yīng)有分層。如有上述表面缺陷，允許清理，清理深度從實際尺寸算起。不應(yīng)大于鋼材厚度公差的50％，并應(yīng)保證最小厚度。清理處虛平滑無棱角。超聲波探傷根據(jù)需方要求，厚度大于20mm的鋼板，應(yīng)進行超聲波探傷檢驗。探傷標(biāo)準(zhǔn)及級別由供需雙方協(xié)議，并在合同中注明。橋梁用結(jié)構(gòu)鋼新牌號與舊牌號對照橋梁用結(jié)構(gòu)鋼新牌號與舊牌號的對照見表1。表1新牌號舊牌號Q235q16qQ345q16MnqQ370q14MnNbqQ420q15MnVNq低合金鋼的性能作為結(jié)構(gòu)用途，重要的是低合金高強度鋼必須具有對用戶使用來說非常經(jīng)濟的特性和性能，應(yīng)當(dāng)比碳素結(jié)構(gòu)鋼強度高、韌性好，而且在用戶采用一般的方法加工制造過程中．還必頊具有足夠的塑性、良好的成形性能和焊接性能。此外．還要具有高的耐腐蝕性能，與碳素鋼結(jié)構(gòu)件相比在截面更薄的情況下．能夠有相同或更長的使用壽命。所有通用的低合金高強度鋼都具有比大多數(shù)軋制狀態(tài)或正火狀態(tài)的碳素結(jié)構(gòu)鋼更高的強度．采用適當(dāng)?shù)墓に嚳蛇M行焊接，并且具有與其強度水平相應(yīng)的良好的成形性能。低合金高強度鋼的耐腐蝕性能取決于其化學(xué)成分，缺口韌性則取決于其化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝。強度鋼結(jié)構(gòu)件的屈服點決定了結(jié)構(gòu)所能承受的不發(fā)生永久變形的應(yīng)力。典型碳素結(jié)構(gòu)鋼的最小屈服點為235MPa。而典型低合金高強度鋼的最小屈服點為345MPa。因此，根據(jù)其屈服點的比例關(guān)系，低合金高強度鋼的使用允許應(yīng)力比碳素結(jié)構(gòu)鋼高1.4倍。與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，使用低合金高強度鋼可以減小結(jié)構(gòu)件的尺寸，使重量減輕。必須注意，對于可能出現(xiàn)彎曲的構(gòu)件，其允許也力必須修正，以達到保證結(jié)構(gòu)的堅固性。有時用低合金高強度鋼取代碳索結(jié)構(gòu)鋼但不改變斷面尺寸，其唯一的目的是在不增加重量的情況下而得到強度更高更耐久的結(jié)構(gòu)。節(jié)約重量對運輸車輛的結(jié)構(gòu)是最重要的，這樣就可以運輸更重的重量和減少能量消耗。經(jīng)常通過加入少量的鈮或釩、或鈦來提高鋼的強度。這些元素通過沉淀硬化很經(jīng)濟地達到強化的目的。為了各種目的加入的其他合金元素也能達到強化的目的。對于熱軋薄板，嚴(yán)格控制熱軋和卷取工藝可以達到所要求的均勻的強度。對于冷軋薄板，采用特殊的退火和平整工藝從而得到更高的強度，同時還可以保持良好的成形性能。最新的發(fā)展是采用通過臨界退火和快速冷卻得到馬氏體和鐵素體二相顯微組織(或雙相顯微組織)的低合金高強度鋼。這種鋼的薄板產(chǎn)品有極好的成形性能，屈眼點一般為310?345MPa，通過汽車部件壓力成形產(chǎn)生的應(yīng)變，屈服點可以提高到550MPa或更高。成形性能為了容易地和經(jīng)濟地進行熱或冷加工以制成工程結(jié)構(gòu)的各種部件，低臺金高強度鋼必需具有適當(dāng)?shù)某尚涡阅?。和碳素結(jié)構(gòu)鋼一樣，低合金高強度鋼一般可以進行這樣的加工，以及如剪切、沖孔和機加工藝，雖然其屈服點高，即使成形操作變形相當(dāng)劇烈也同樣可以使用用于碳素結(jié)構(gòu)鋼成形的冷彎沖壓機、拉拔機、壓力機和其他設(shè)備，但是一些設(shè)備具需要修改。低合金高強度鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷成形性能之間有固有的區(qū)別。首先，使低合金高強度鋼產(chǎn)生一定量的永久變形比同樣尺寸的碳素結(jié)構(gòu)鋼需要更大的力。第二，當(dāng)?shù)秃辖鸶邚姸蠕摮尚螘r，對回彈應(yīng)給出稍大些的允許量。根據(jù)經(jīng)驗，除非對低合金高強度鋼進行控制夾雜物形狀的處理，否則在進行冷成形時必須使用比碳素結(jié)構(gòu)鋼更大的彎曲半徑。焊接性能由于鋼結(jié)構(gòu)在制作加工過程中經(jīng)常使用焊接工藝，因此對于這類用途的低合金高強度鋼來說，能夠采用在薄板和鋼帶這樣的厚度情況下廣泛使用的電弧焊工藝進行焊接是非常重要的，所制作的鋼結(jié)構(gòu)的焊縫應(yīng)具有要求的強度和韌性也同樣是非常重要的．這樣才能經(jīng)受住預(yù)定用途出現(xiàn)的最不利的條件。日前低合金高強度鋼的發(fā)展與各