低合金及微合金低碳铁素体-珠光体型钢

普通低合金结构钢普通低合金结构钢随着工业交通和科学技术的发展，普通碳素钢已不能满足重要工程结构和新型机器设备的需要。

近40多年来普通低合金钢得到迅速的发展。

这类钢合金元素较低，其屈服极限比碳素钢高25％至100％以上，时效倾向小，并具有良好的焊接性和耐蚀性。

这类钢一般是在热轧和正火下使用，生产过程简单，成本低廉，适宜于大生产，因此广泛用于制造桥梁、船舶、车辆、工业和民用建筑、管道、起重运输机械等。

使用普通低合金钢代替普通碳素钢可以节省钢材20％～30％以上，减轻运输机械的自重，增加有效载重，可以使一些机械的结构得到改善，并能增加使用寿命。

一、对普通低合金结构钢的性能要求对一般用途的普通低合金结构钢，主要有一下要求：（一）良好的综合力学性能采用普通低合金结构钢的主要目的是减轻金属结构的重量，提高其可靠性，因此首先要求钢材具有较高的屈服强度，但由于其工作条件的复杂性，钢材还应具有良好的综合性能。

例如船舶在航行时承受较大的静载荷，海浪冲击及风力反复作用而产生的交变疲劳载荷，有的还在北方寒冷低温海域行驶。

在制造过程中钢材还经受剪切、冷弯、焊接等加工工序以及由此可能产生的时效脆性。

普通低合金钢的缺口冲击韧性在室温下往往出现大幅度的下将和上下波动，此时钢已经从韧性状态转化为脆性状态，也就是钢的“脆性转化温度”已经升高到室温附近所致。

造成脆性转化温度上升的主要原因是钢的冶金质量和金相组织，后者包括晶粒大小、相的形态和第二相的沉淀等。

因此对于普通低合金钢不仅要求具有一定的冲击韧性，而且更为重要的是要求具有尽可能低的脆性转化温度，以防止钢的脆性断裂。

譬如在我国常以－40℃为脆性转化温度的检验标准。

对于特殊低温设备或结构，则提出更低的温度指标。

除去上述的常温、低温冲击韧性以及脆性转化温度以外，还有另一项涉及冲击韧性检验的问题，即钢的“时效敏感性“。

普通低合金钢材经常承受冷加工，经冷加工以后在较长的使用时期或存放时期内，钢材会逐渐变脆，冲击韧性大幅度下降，这就是应变时效现象，也称为时效脆化。

X70管线钢的CCT曲线研究商艳;张伟强【摘要】利用Gleeble 1500热模拟实验机对低碳微合金X70管线钢进行连续冷却转变实验,并绘制未变形及变形条件下的连续冷却转变(CCT)曲线,同时研究冷速及变形对实验钢组织和硬度的影响.结果表明:实验钢的连续冷却转变产物主要有铁素体、珠光体及贝氏体组织；随冷速的增加,实验钢相转变温度下降；随变形程度的增加,相同冷速实验钢的相变温度略有升高.%The law of phase change of X70 pipeline steel during continual cooling was studied by Gleeble 1500. The CCT curves of X70 pipeline steel were drawn by adopting dilatometer and metallographic method, and the effects of cooling rates on microstructure and hardness of the steel were studied. The experimental results show that the microstructure of the steel are mainly Ferrite, Perlite and Bainites. With the increase of cooling rate, the phase transition temperature of tested steel decreases. With the increase of deforming degree, the phase transition temperature of tested steel increases slightly as in the same cooling rate.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2012(031)002【总页数】4页(P83-86)【关键词】X70管线钢;连续冷却转变曲线;贝氏体;硬度【作者】商艳;张伟强【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TG111.7高性能管线钢以低碳或超低碳针状铁素体组织为特征，具有高强度、高韧性、低的包申格效应和良好的焊接性能，同时具有高的止裂韧性［1］。

钢材知识钢的分类按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）P代表磷元素，S代表硫元素P和S都是钢中的有害元素，一个导致热脆性，一个导致冷脆性(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；又称软钢，强度低、硬度低而软，常用於制造链条，铆钉，螺栓，轴等。

它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。

b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。

热加工及切削性能良好，焊接性能较差。

塑性和韧性低于低碳钢。

可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。

淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。

能够达到的最高硬度约为HRC55(HB538)，σb为600～1100MPa。

所以在中等强度水平的各种用途中，中碳钢得到最广泛的应用，除作为建筑材料外，还大量用于制造各种机械零件。

c.高碳钢（C≥0.60%）。

常称工具钢，可以淬硬和回火。

锤, 撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。

(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量>5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量>10%）。

按成形方法分类：(1)锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

按金相组织分类(1) 退火状态的a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

按用途分类(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

低合金钢品种微合金化钢知识讲座二低合金钢主要品种编辑条目第二部分低合金钢主要品种2.1 焊接高强度钢焊接高强度钢，又叫做可焊接低合金高强度结构钢，是低合金高强度钢钢类的主体。

它有三个基本属性：第一，较低的碳含量，有良好的焊接性。

第二，屈服强度高于普通碳素钢，作为结构用材时，钢的屈服强度参与结构的强度设计。

第三。

以高强度为基础，根据用途的不同要求，具有不同的特性，如抗时效、抗冲击、抗韧性撕裂，抗缺口敏感、耐火性等等。

我国的焊接高强度钢的主要钢种牌号已纳入GB ／T1591—94中，由此派生的低合金专用钢分类及标准：锅炉用钢 BG713—86，YBG741—87压力容器用钢 GB5681—85，GB6653—86，GB6654—86GB6655—86，GB6479—86，GB3513 造船用钢 GB712—88汽车用钢 GB3273—82桥梁用钢 YB(T)60—81自行车用钢 GB3647—83，GB3696—83保证厚度方向性能钢 GB5313管材用钢 GB479—86，GB8162—87GB8163—87，YB231—70核能用钢舰船用钢兵器用钢等。

焊接高强度钢的合金设计，放在第一位考虑的是钢的强度，强化机制包括固溶强化、析出强化、细晶强化、位错及亚结构强化、以及相变的组织强化。

此5种强化机制的组合，可以生产出屈服强度由295MPa～880Mpa不同级别的焊接高强度钢，以及不同强度和韧性匹配的强韧钢等级。

焊接性是焊接高强度钢的基本属性，要求在一定的焊接条件下，容易得到优良的焊缝及热影响区，具有与母材相当的力学性能和加工工艺性能。

钢的化学成分对焊接性的影响从表2可见。

提高焊接性能的有效措施是降低碳含量、降低P、S含量，选用适宜的合金元素。

评价焊接高强度钢的焊接性的基本方法，通常采用焊接碳当量Ceq，和焊接裂纹敏感性指数Pcm，计算。

焊接高强度钢的生产①普通质量级（A、B级）和优质级（C级）采用传统工艺流程，由氧气转炉冶炼、连铸坯、常规轧制生产。

低碳微合金化汽车大梁用钢B610L的研制开发张爱梅;吾塔;赵亮【摘要】文章介绍了通过采用合理的成分设计、洁净钢生产技术及控轧控冷工艺,实现了610M Pa级汽车大梁用钢的工业生产.生产结果表明:设计开发的B610L汽车大梁用钢具备优良的微观组织,稳定的力学性能,优异的冷成型性能,能够满足多种轻型车和载重车大梁用钢加工和使用要求.【期刊名称】《新疆钢铁》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P4-7)【关键词】汽车大梁钢B610L;微合金化;成分设计;性能【作者】张爱梅;吾塔;赵亮【作者单位】宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部【正文语种】中文【中图分类】TG142.33汽车大梁用热轧钢板主要用于制造汽车车架的纵、横梁。

要求制造材料必须具有很高的强度及良好的塑性、韧性和冷弯成形性。

随着我国汽车工业的飞速发展，交通安全等问题也日益凸显。

在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车整体重量，提高汽车的动力性，减少燃料能耗，进而降低环境污染，这些要求已成为目前汽车工业发展的风向标。

因而广泛使用高强度汽车板则成为实现汽车轻量化的主要途径之一。

研究结果表明[1]，钢板的抗拉强度从400MPa提高到600MPa，钢板厚度可从16mm降低到12 mm，而吸收的冲击能指数基本保持不变，汽车减重率可提高约15%。

八钢公司近年来陆续开发了B510L、B550L等多个牌号汽车大梁用钢，投入市场，用户使用后反映良好。

为了使八钢生产的汽车大梁用钢系列化，满足用户轻量化的需求，结合八钢炼钢、轧制装备特点，通过工业试制与应用跟踪，成功开发出抗拉强度610MPa的汽车大梁钢B610L。

1 B610L钢的技术要求及生产工艺1.1 性能要求根据下游用户要求，汽车大梁用B610L热轧钢带化学成分及力学性能要求见表1、表2。

表1 B610L成分的交货标准 w t,%表2 B610L钢力学性能与工艺性能1.2 成分设计成分设计的基础是要满足力学和工艺性能的要求,结合汽车大梁钢B610L的性能要求、服役环境，主要设计目标为实现高强度、高韧性、稳定的冷成型性能。

碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度1．铁素体（F）—原系外来语（Ferrite）译名，台湾文献译为肥粒铁。

铁素体系碳溶于体心立方晶格的α-Fe中所形成的间隙固溶体［α-Fe（C）］。

以4％硝酸酒精溶液腐蚀，在光学显微镜下观察，铁素体呈明亮的等轴多边形。

由于各晶粒位向不同，受腐蚀程度略有差别，故稍显明暗不同。

铁素体在不同处理状态亦可呈块状、月牙状、网络状等形态，硬度在100HB左右。

2．渗碳体（θ相）—原系外来语（Cementite）译名，台湾文献译为雪明碳铁。

渗碳体系铁和碳的化合物，含碳量为 6.69％，分子式为Fe3C，在合金钢中，渗碳体中的Fe原子可以为其他合金元素原子所置换，形成合金渗碳体［（Fe，Me）3C］。

渗碳体是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。

渗碳体硬度很高（800~1000 HV），而塑性及冲击韧度几乎为零，脆性很大。

其显微组织形态很多，不受硝酸酒精试剂腐蚀（染色），在光学显微镜下呈白亮色，在碱性苦味酸钠腐蚀下，被染成黑色。

渗碳体是钢中的主要强化相，有片状、粒状、网络状、半网络状等形态，其形态与分布对钢的力学性能有很大影响。

3．珠光体（P）—原系外来语（Pearlite）译名，台湾文献译为波莱铁。

珠光体是铁碳合金相图中的共析转变产物（F+Fe3C），是铁素体和渗碳体的机械混合物，因具有这种组织的样品抛光蚀刻后有珠母贝的光泽而得名。

有片（层）状和球（粒）状等不同形态和分布方式。

珠光体用4％硝酸酒精溶液腐蚀，F和Fe3C交界处腐蚀较深，在直射光照射下变成黑色线条，可清晰看到层状，粒状等形态和分布情况。

4．奥氏体（A）—因这种组织的发现人Austen而得名，台湾文献译为沃斯田铁。

奥氏体系碳溶于面心立方晶格γ-Fe中所形成的固溶体［γ-Fe（c）］，常以符号A表示。

奥氏体中的碳也是存在于γ-Fe 晶体的间隙固溶体。

奥氏体存在于727~1495℃的温度区间，是一种高温相，不易腐蚀，呈白色，若先用4％硝酸酒精溶液腐蚀，再用10％过硫酸铵溶液腐蚀，则奥氏体可染成黑色。

本文摘自再生资源回收-变宝网（）浅析低合金结构钢用途及特点低合金结构钢是指在普通碳素钢中加入少量或微量合金元素，而使钢材性能发生变化，得到比一般碳钢性能更为优良的钢，还具有耐高温、耐低温等特殊性能。

一、常用低合金结构钢16Mn是我国低合金高强钢中用量最广泛最多、产量最大的钢种。

使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体，强度比普通碳素结构钢Q235高约20%～30%，耐大气腐蚀性能高20%～38%。

15MnVN中等级别强度钢中使用最多的钢种。

强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。

强度级别超过500MPa后，铁素体和珠光体组织难以满足要求，于是发展了低碳贝氏体钢。

加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷条件下得到贝氏体组织，使强度更高，塑性、焊接性能也较好，多用于高压锅炉、高压容器等。

二、低合金结构钢的成分特点1、低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超过0.20%。

2、加入以锰为主的合金元素。

3、加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物，有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。

此外，加入少量铜（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蚀性能。

加入少量稀土元素，可以脱硫、去气，使钢材净化，改善韧性和工艺性能。

三、低合金结构钢的热处理特点这类钢一般在热轧空冷状态下使用，不需要进行专门的热处理。

使用状态下的显微组织一般为铁素体+索氏体。

四、低合金结构钢的性能要求1、高强度：一般其的屈服强度在300MPa以上。

2、高韧性：要求延伸率为15%～20%，室温冲击韧性大于600kJ/m～800kJ/m。

对于大型焊接构件，还要求有较高的断裂韧性。

3、良好的焊接性能和冷成型性能。

4、低的冷脆转变温度。

5、良好的耐蚀性。

五、低合金结构钢的用途主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。