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—86

             GB6655—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—87

             GB8163—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。

 

 

低合金耐腐蚀钢

钢铁材料在自然界或在工作条件下，无时无刻不同程度地受着周围环境中的某些物质的侵害，这种侵害可能是化学的，电化学的，也可能的物理作用引起的。但主要是电化学腐蚀的形式。

什么是电化学腐蚀？从宏观上看，由两种不同电位的材料，构成腐蚀的阳极和阴极对时，在周围电解质的作用下，电位高的阳极成为牺牲者，而电位相对较低的阴极得到了保护。从微观上看，两种不同组织之间，基本相与钢中夹杂物、沉淀相之间，也构成了这样阳极～阴极的“微电池”，一方被溶解，另一方受保护，甚至材料表面上存在的划痕等各种缺陷所构成的不均匀，也会造成腐蚀。这是最简单的材料腐蚀的道理。

工业上常用金属材料的耐腐蚀性分为6类共10级，低合金高强度钢属于耐腐蚀性评价标准的耐蚀性分类的V类的8—10级。而我们称之为低合金耐腐蚀钢的低合金钢，耐腐蚀性优于普通碳素钢，划为耐蚀性分类的Ⅲ—Ⅳ类4—7级，包括耐大气腐蚀钢和耐海水腐蚀钢。

①  低合金耐大气钢蚀钢

大气的主要成分为氮、氧、氩、水汽和二氧化碳，还含有二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氨及盐雾，对材料腐蚀影响最大的是氧和水汽，空气中的盐雾加速材料的腐蚀。在干燥的大气中，属于常温化学腐蚀，氧化速度较低；在潮湿的大气里，属电化学腐蚀，大气中的湿度越大、材料表面吸附的水膜越厚，腐蚀速度加快。

耐大气腐蚀钢的开发在20世纪初，最初发现的是铜和磷对钢的耐蚀性的显著效果，以后就出现了著名的Corten钢和世界各国的耐大气腐蚀钢，也叫做耐候钢。

我国的耐大气腐蚀钢研制从60年代开始，自1965年至1979年有19种含Cu及P、RE、Ti的低合金钢在风沙干燥、工业大气，潮湿都市，农村等10个不同的环境下进行长达15年的大气曝露试验，取得了宝贵的第一手数据，于1984年制订了我国耐大气腐蚀钢标准（GB4171—84及GB4172—84），纳入了高耐候性的3个牌号：090CuPCrNi—A、09CuPCrNi—B、09CuP和焊接结构用耐候钢的4个牌号：16CuCr、1MnCuCr、15MnCuCr、及15MnCuCr—QT。

 

 低合金耐磨损钢

两种材料表面接触、又有相对滑动时，材料表面就有损伤和耗蚀，例如铁道的车轮与钢轨，电动轮翻斗车箱与装载物，挖掘机的铲斗与岩体，水电站的高压水管与含泥沙水流，农机的犁铧与土壤等等情况，钢材经长时，反复的磨蚀，最终导致破损或失效。

这种磨损每年使全世界的钢材丧失达2000万吨以上，所以各国都十分重视低合金耐磨损钢的开发。钢材的磨损有4种基本类型：

粘着磨损

磨料磨损

疲劳磨损

侵蚀磨损

低合金钢耐磨损钢的开发，有几个共同的技术要求：

①  采用固溶强化的合金元素，得到强化的基体组织。

②  形成高硬度的碳化物。

③  采取多元素复合微合金化。

④  从增加碳化物的数量，硬度和颗粒尺寸3个方面综合提高材料的抗磨能力。

⑤  要求组织稳定，表面光洁和内部无缺陷，避免钢材“自耗”。

经济建设中使用量大面广的低合金耐磨损钢，年产量约在100万吨左右。

常用的低合金耐磨损钢有：

履带板用钢

推土机刀刃用钢

挖掘机铲齿用钢

犁铧用型材

耐磨钢轨

矿用液压支架和矿柱用钢

槽邦钢，等等。

耐磨高硬度钢是特殊的一个品种，基本成分为Cr—Ni—Mo—V，在淬火和回火状态下使用，要求硬度在HB235—500，相应的抗拉强度为785—1570MPa。热处理制度的优化是十分重要的，以确保满足技术条件的显微组织和微观精细结构。

低合金耐磨损钢与焊接高强度钢有很大不同的一面，钢的碳含量有低、中、高之分。钢材的品种繁多，有板、管、型、丝等产品，以型材为主。板材生产又依硬度等级及合金化程度不同须采取不同的工艺流程，分3种类型：

板、管、型材

铁水预处理—转炉冶炼—炉外精炼—连铸—轧制—热处理。

丝、绳

热轧线材—酸洗—拉丝—制绳

铸件

废钢感应炉冶炼—造型—精整—热处理

水电站高压水管用钢是真正意义上的低合金耐磨损钢，属于低碳、可焊接钢，常用的钢种牌号为：

中国 14MnMoVN、 14MnMoMnB

美国 ASTMA517—F、A537—A

日本 SM58Q

德国 N—A—X TRA70