《低合金鋼品種》word版

1、微合金化鋼知識(shí)講座二低合金鋼主要品種 編輯條目第二部分 低合金鋼主要品種 2.1 焊接高強(qiáng)度鋼焊接高強(qiáng)度鋼，又叫做可焊接低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，是低合金高強(qiáng)度鋼鋼類的主體。它有三個(gè)基本屬性：第一，較低的碳含量，有良好的焊接性。第二，屈服強(qiáng)度高于普通碳素鋼，作為結(jié)構(gòu)用材時(shí)，鋼的屈服強(qiáng)度參與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。第三。以高強(qiáng)度為基礎(chǔ)，根據(jù)用途的不同要求，具有不同的特性，如抗時(shí)效 、抗沖擊、抗韌性撕裂，抗缺口敏感、耐火性等等。我國(guó)的焊接高強(qiáng)度鋼的主要鋼種牌號(hào)已納入GBT159194中，由此派生的低合金專用鋼分類及標(biāo)準(zhǔn)：鍋爐用鋼 BG71386，YBG74187壓力容器用鋼 GB568185，GB66

2、5386，GB665486 GB665586，GB647986，GB3513造船用鋼 GB71288汽車用鋼 GB327382橋梁用鋼 YB(T)6081自行車用鋼 GB364783，GB369683保證厚度方向性能鋼 GB5313管材用鋼 GB47986，GB816287 GB816387，YB23170核能用鋼艦船用鋼兵器用鋼等。焊接高強(qiáng)度鋼的合金設(shè)計(jì)，放在第一位考慮的是鋼的強(qiáng)度，強(qiáng)化機(jī)制包括固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、位錯(cuò)及亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、以及相變的組織強(qiáng)化。此5種強(qiáng)化機(jī)制的組合，可以生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度由295MPa880Mpa不同級(jí)別的焊接高強(qiáng)度鋼，以及不同強(qiáng)度和韌性匹配的強(qiáng)韌鋼等級(jí)。焊接性

3、是焊接高強(qiáng)度鋼的基本屬性，要求在一定的焊接條件下，容易得到優(yōu)良的焊縫及熱影響區(qū)，具有與母材相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能和加工工藝性能。鋼的化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響從表2可見。提高焊接性能的有效措施是降低碳含量、降低P、S含量，選用適宜的合金元素。評(píng)價(jià)焊接高強(qiáng)度鋼的焊接性的基本方法，通常采用焊接碳當(dāng)量Ceq，和焊接裂紋敏感性指數(shù)Pcm，計(jì)算。焊接高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn) 普通質(zhì)量級(jí)（A、B級(jí)）和優(yōu)質(zhì)級(jí)（C級(jí)）采用傳統(tǒng)工藝流程，由氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄坯、常規(guī)軋制生產(chǎn)。 表2 鋼的化學(xué)成分對(duì)焊接性能影響接頭區(qū)域 影響種類元 素 名 稱CSiMnPSCuNiCrMoNbVAlTiBONRECaSnSbH熱 影 

4、;響 區(qū)硬度××?××××  (1)(2)                  ×      冷襲紋 ×× ×××  (1)(2)   

5、60;               ×   層狀撒裂   ×      (3)                   &#

6、160;      熱裂紋× ×××        沖擊韌性× ×   × (4)(5)(6)(2)  (7)                

7、0;               ×      再熱裂紋          ××  ×      COD × × ×&#

8、160;   (4)(5)(6)(2)  (7)                                 ×      回火脆性×&

9、#215;×               CSC×××× ××   (1)                    × &

10、#160;    焊縫熱裂紋×   ×              氣孔              ×    ×韌性    

11、0;     ×        母 材強(qiáng)度   (1)                           韌性 × ×

12、      (4)(5)                    ×     鋼的穩(wěn)定性                &

13、#215;    注：（1）游離B，（2）氧化物，（3）Al2O3，（4）AlN，（5）TiN，（6）BN，（7）氧化物 O：很有利，：有利，：很有害，×：有害。  屈服強(qiáng)度在490Mpa以下的特殊質(zhì)量級(jí)（D級(jí)和E級(jí)）采用優(yōu)化流程生產(chǎn)，鐵水預(yù)處理氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉爐外精煉連鑄控制軋制+控制冷卻。 屈服強(qiáng)度在490Mpa以上，特殊質(zhì)量級(jí)（D級(jí)和E級(jí)）冶煉工藝保證高潔凈度，軋后選用某種熱處理制度。部分國(guó)內(nèi)外焊接高強(qiáng)度鋼牌號(hào)對(duì)照見表3 表3 焊接高強(qiáng)度鋼國(guó)內(nèi)外牌號(hào)對(duì)照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)屈服強(qiáng)度（Mpa）295（290）345（355）390420460中國(guó)GB/T

14、159194Q295AQ345DQ390DQ420DQ460D俄國(guó)OCT19281295345390  美國(guó)ASTMA529M Gr,42572M Gr,42633M Gr,AA656M A678MGrBA656M  日本JISG3135SPEC490SPEC590 J15Cr3124SEV295SEV345JISG3114SMA570W、PJISG 3106SM570法國(guó)NFA35501A50EN10025Fe510CX/FA36207A5501NFA36204E420TNFA36204E460T英國(guó)BS EN10025F

15、e510CBs436050F  德國(guó)DIN17243 1715515Mo3PH295EN10025Fe510C    2.2 合金沖壓鋼在低合金高強(qiáng)度鋼中有一類具有良好的沖壓成形性能的鋼，見表4，叫做低合金沖壓鋼，常以熱軋狀態(tài)用于家電輕工行業(yè)，以冷軋（及表面涂鍍）狀態(tài)用于汽車工業(yè)。這類鋼多數(shù)為薄鋼板，除了有一定的強(qiáng)度和焊接性以外，突出的是具備一定的成形性能。所謂成形性是指薄板經(jīng)沖壓不起皺、不破裂、不回彈的能力。在實(shí)際生產(chǎn)中以沖成率或沖廢率來(lái)衡量，而在理論上則以美國(guó)人G·Lumer教授提出的成形極限圖來(lái)評(píng)價(jià)，主要的考核性能指數(shù)

16、有： 塑性應(yīng)變比g值：將金屬薄板試樣拉伸到產(chǎn)生均勻塑性形變時(shí)，在試樣標(biāo)距之內(nèi)寬度與厚度方向的真實(shí)應(yīng)變之比：式中b0、b1、t0、t1分別為變形前后試板的寬度和厚度。鋼板平面的各向異性用Dg計(jì)算。式中g(shù)0、g90、g45分別表示不同方向的g值。 Dg大小反映沖壓時(shí)“凸耳”的大小，希望Dg越小越好。 應(yīng)變硬化指數(shù)n值：反映材料形變強(qiáng)化能力，在實(shí)際成形過程中，表示板材變形后加工硬化的程度，n值越大，成形操作很難繼續(xù)進(jìn)行，變形從難變形區(qū)域轉(zhuǎn)移到未變形或變形小的區(qū)域中去。n值大小取決于鋼質(zhì)的潔凈度和組織的粗細(xì)狀況。對(duì)沖壓鋼經(jīng)常衡量的參數(shù)還有：鋼的屈強(qiáng)比（屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度），應(yīng)變速率的敏感系數(shù)m值，綜合成

17、形參數(shù)F值等。熱軋沖壓鋼板典型的用途是汽車大梁和滾型車輪，還用于汽車的前后保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置梁和傳動(dòng)軸管。有一般沖壓型的鐵素體一珠光體組織的鋼板和優(yōu)良加工性的鐵素體馬氏體組織的雙相強(qiáng)化型鋼板。在強(qiáng)化機(jī)制方面，前者最大程度利用鐵素體中Nb的析出強(qiáng)化作用，后者可以采用普通的熱軋工藝生產(chǎn)（Mn-Si-Cr-Mo鋼），也可以采用控制軋制和低溫卷取的方式生產(chǎn)（Si-Mn-Cr鋼）。國(guó)內(nèi)常用的汽車大梁鋼見表4。表4 國(guó)內(nèi)常用的汽車大梁用鋼類 別國(guó) 家代表性鋼種牌號(hào)F+P鋼中 國(guó)16MnL、16MnREL、09MnREL、09SiXL10Ti(鞍)、T52L(武)、B510L(寶)日 本NSH52H、NSH

18、52T、RHA50FGANKHA52德 國(guó)QSTE380雙相鋼中 國(guó)SX65(鞍)、RS50(武)、DPI(本)日 本HHLY60、SAFH550、SHXD60美 國(guó)ARDP法 國(guó)Usilisht80 滾型車輪鋼包括輪輞用鋼和輪輻用鋼，耐疲勞是這類鋼的重要性能要求，此外，還有鋼板的尺寸精度和表面質(zhì)量，是目前國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品差距的主要方面。國(guó)內(nèi)的寶鋼、鞍鋼和武鋼開發(fā)了一些車輪用鋼如BLF1，BLF2，RCL330，RCL370和CL330等，國(guó)外開發(fā)的車輪用鋼用鐵素體一貝氏體，析出強(qiáng)化和三相鋼3種類型。冷軋沖壓薄板要求具有良好的深沖性能、抗凹陷性、高彈性模量和抗疲勞性能，要求鋼的強(qiáng)度一延性的良好匹

19、配，但正如大家知道的那樣，隨著鋼的強(qiáng)度級(jí)別提高，鋼板的回彈性增加，沖壓性能會(huì)有所降低。因此，合金設(shè)計(jì)，晶粒細(xì)化強(qiáng)化是主要可采取的方案。相變強(qiáng)化也是值得采取的。冷軋沖壓用鋼有3種基本類型： 鋁鎮(zhèn)靜鋼 含P高強(qiáng)度鋼 高強(qiáng)度無(wú)間隙原子（IF）鋼，具有超深沖特性與添加P、Mn、Si等元素的固溶強(qiáng)化機(jī)制的結(jié)合。這3個(gè)類型代表了第二代和第三代沖壓用鋼的2個(gè)塑性應(yīng)變比的級(jí)別g=1.4-1.8，1.8-2.8。尤其是IF鋼的生產(chǎn)，原理上利用了NbTi復(fù)合微合金化，形成碳氮化物固定了鋼中的殘留的C和N，應(yīng)用上具有極好的深沖性。國(guó)內(nèi)代表性的冷軋高強(qiáng)度沖壓鋼見表5。表5 國(guó)內(nèi)代表性的冷軋高強(qiáng)度沖壓鋼類 型企 業(yè)牌

20、號(hào)F+P鋼鞍 鋼06Alp、08Alp、10Alp、武 鋼WP340、WP370、WP390寶 鋼BPD35寶 鋼BFJ18  2.3 低合金耐腐蝕鋼鋼鐵材料在自然界或在工作條件下，無(wú)時(shí)無(wú)刻不同程度地受著周圍環(huán)境中的某些物質(zhì)的侵害，這種侵害可能是化學(xué)的，電化學(xué)的，也可能的物理作用引起的。但主要是電化學(xué)腐蝕的形式。什么是電化學(xué)腐蝕？從宏觀上看，由兩種不同電位的材料，構(gòu)成腐蝕的陽(yáng)極和陰極對(duì)時(shí)，在周圍電解質(zhì)的作用下，電位高的陽(yáng)極成為犧牲者，而電位相對(duì)較低的陰極得到了保護(hù)。從微觀上看，兩種不同組織之間，基本相與鋼中夾雜物、沉淀相之間，也構(gòu)成了這樣陽(yáng)極陰極的“微電池”，一方被溶解，另

21、一方受保護(hù)，甚至材料表面上存在的劃痕等各種缺陷所構(gòu)成的不均勻，也會(huì)造成腐蝕。這是最簡(jiǎn)單的材料腐蝕的道理。工業(yè)上常用金屬材料的耐腐蝕性分為6類共10級(jí)，低合金高強(qiáng)度鋼屬于耐腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的耐蝕性分類的V類的810級(jí)。而我們稱之為低合金耐腐蝕鋼的低合金鋼，耐腐蝕性優(yōu)于普通碳素鋼，劃為耐蝕性分類的類47級(jí)，包括耐大氣腐蝕鋼和耐海水腐蝕鋼。 低合金耐大氣鋼蝕鋼大氣的主要成分為氮、氧、氬、水汽和二氧化碳，還含有二氧化硫、硫化氫、二氧化氮、氨及鹽霧，對(duì)材料腐蝕影響最大的是氧和水汽，空氣中的鹽霧加速材料的腐蝕。在干燥的大氣中，屬于常溫化學(xué)腐蝕，氧化速度較低；在潮濕的大氣里，屬電化學(xué)腐蝕，大氣中的濕度越大、材

22、料表面吸附的水膜越厚，腐蝕速度加快。耐大氣腐蝕鋼的開發(fā)在20世紀(jì)初，最初發(fā)現(xiàn)的是銅和磷對(duì)鋼的耐蝕性的顯著效果，以后就出現(xiàn)了著名的Corten鋼和世界各國(guó)的耐大氣腐蝕鋼，也叫做耐候鋼。我國(guó)的耐大氣腐蝕鋼研制從60年代開始，自1965年至1979年有19種含Cu及P、RE、Ti的低合金鋼在風(fēng)沙干燥、工業(yè)大氣，潮濕都市，農(nóng)村等10個(gè)不同的環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)15年的大氣曝露試驗(yàn)，取得了寶貴的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，于1984年制訂了我國(guó)耐大氣腐蝕鋼標(biāo)準(zhǔn)（GB417184及GB417284），納入了高耐候性的3個(gè)牌號(hào)：090CuPCrNiA、09CuPCrNiB、09CuP和焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼的4個(gè)牌號(hào)：16CuCr、1

23、MnCuCr、15MnCuCr、及15MnCuCrQT。各類鋼的耐大氣腐蝕性能的比較見表6。 表6 各類低合金鋼的耐大氣腐蝕性鋼 類化學(xué)成分，%相對(duì)腐蝕損失，%CPCuCrSi6個(gè)月12個(gè)月18個(gè)月24個(gè)月C鋼 0.130.008  0.09100103103102C-P 0.120.17  0.10838070.574.5C-Cu-P鋼 0.140.170.35 0.108173.56771.5C-Cr-P鋼 0.130.19 0.430.0287.582.56971Cr-Cr-Cu-P-Si鋼 0.170.120.370.951.

24、0088.5835958Cr-Cr-Cu-P-Si鋼 0.140.210.370.951.00817455.553.5 低合金耐海水腐蝕鋼人類社會(huì)的發(fā)展與海洋的開發(fā)是分不開的，海洋開發(fā)用材料的主體還是鋼鐵材料，采用數(shù)量最大的是低合金鋼。世界上最初出現(xiàn)的耐海水腐蝕低合金鋼在40年代的美國(guó)，稱為“Mariner”。海洋結(jié)構(gòu)物的腐蝕包括海洋大氣、飛濺、全浸、潮差和海底土壤等5個(gè)不同腐蝕特點(diǎn)的部位，除海洋大氣外，統(tǒng)稱為海水腐蝕。我國(guó)從1965年起對(duì)16個(gè)耐海水腐蝕鋼在東海、南海和北海3個(gè)海域進(jìn)行為期10年的試驗(yàn)評(píng)估，在海水中CrMoAl鋼和CrMoAlRE鋼具有良好的全浸耐蝕性。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的低合金耐海水

25、腐蝕鋼基本上是引進(jìn)了國(guó)外成熟的鋼種牌號(hào)，有：美國(guó) Mariner CuPNi日本 Mariloy CrCuMo法國(guó) APS CrAl 2.4 低合金耐磨損鋼兩種材料表面接觸、又有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，材料表面就有損傷和耗蝕，例如鐵道的車輪與鋼軌，電動(dòng)輪翻斗車箱與裝載物，挖掘機(jī)的鏟斗與巖體，水電站的高壓水管與含泥沙水流，農(nóng)機(jī)的犁鏵與土壤等等情況，鋼材經(jīng)長(zhǎng)時(shí)，反復(fù)的磨蝕，最終導(dǎo)致破損或失效。這種磨損每年使全世界的鋼材喪失達(dá)2000萬(wàn)噸以上，所以各國(guó)都十分重視低合金耐磨損鋼的開發(fā)。鋼材的磨損有4種基本類型：粘著磨損磨料磨損疲勞磨損侵蝕磨損低合金鋼耐磨損鋼的開發(fā)，有幾個(gè)共同的技術(shù)要求： 采用固溶強(qiáng)化的

26、合金元素，得到強(qiáng)化的基體組織。 形成高硬度的碳化物。 采取多元素復(fù)合微合金化。 從增加碳化物的數(shù)量，硬度和顆粒尺寸3個(gè)方面綜合提高材料的抗磨能力。 要求組織穩(wěn)定，表面光潔和內(nèi)部無(wú)缺陷，避免鋼材“自耗”。經(jīng)濟(jì)建設(shè)中使用量大面廣的低合金耐磨損鋼，年產(chǎn)量約在100萬(wàn)噸左右。常用的低合金耐磨損鋼有：履帶板用鋼推土機(jī)刀刃用鋼挖掘機(jī)鏟齒用鋼犁鏵用型材耐磨鋼軌礦用液壓支架和礦柱用鋼槽邦鋼，等等。耐磨高硬度鋼是特殊的一個(gè)品種，基本成分為CrNiMoV，在淬火和回火狀態(tài)下使用，要求硬度在HB235500，相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度為7851570MPa。熱處理制度的優(yōu)化是十分重要的，以確保滿足技術(shù)條件的顯微組織和微觀精細(xì)結(jié)

27、構(gòu)。低合金耐磨損鋼與焊接高強(qiáng)度鋼有很大不同的一面，鋼的碳含量有低、中、高之分。鋼材的品種繁多，有板、管、型、絲等產(chǎn)品，以型材為主。板材生產(chǎn)又依硬度等級(jí)及合金化程度不同須采取不同的工藝流程，分3種類型：板、管、型材鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐冶煉爐外精煉連鑄軋制熱處理。絲、繩熱軋線材酸洗拉絲制繩鑄件廢鋼感應(yīng)爐冶煉造型精整熱處理水電站高壓水管用鋼是真正意義上的低合金耐磨損鋼，屬于低碳、可焊接鋼，常用的鋼種牌號(hào)為：中國(guó) 14MnMoVN、 14MnMoMnB美國(guó) ASTMA517F、A537A日本 SM58Q德國(guó) NAX TRA70 2.5 低合金耐低溫鋼在0或10以下使用的鋼，稱為低溫鋼，從學(xué)科角度，

28、將低溫鋼分鐵素體低溫鋼和奧氏體低溫鋼，或分為一般低溫用鋼和超低溫用鋼。低合金耐低溫鋼屬于鐵素體低溫鋼。對(duì)于低溫條件下使用的低合金耐低溫鋼，必須滿足幾個(gè)基本要求：組織穩(wěn)定，不發(fā)生組織變化良好的焊接性和加工性工作溫度要高于鋼的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度對(duì)于某些特殊的工作條件，還要求恒彈性、恒膨脹和恒磁導(dǎo)率等。一般碳素鋼的安全使用溫度在45以上，純凈度較高的鋁鎮(zhèn)靜鋼的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度在5560，所以這類鋼僅用于環(huán)境溫度不低于40的鋼結(jié)構(gòu)，在石油化工領(lǐng)域用于制造液化乙烷（10）和液化丙烷（45）的設(shè)備。低合金鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度在4080之間，不推薦作為低溫結(jié)構(gòu)用材，但有一類低合金鋼，自60年代后由我國(guó)自行研制的鋼種，

29、常用來(lái)作中、低壓容器和儲(chǔ)罐，已取得很好的經(jīng)驗(yàn)。09Mn2V鋼 適用于7009MmTiCuRE鋼 適用于7006MnNb鋼 適用于9006AlNbCuN鋼 適用于120另一類含鎳低合金鋼，國(guó)內(nèi)外成功用于低溫容器的制造，如：2.5%Ni鋼，正火狀態(tài)，用于液化丙烯(47.7)設(shè)備。3.5%Ni鋼，正火狀態(tài)，用于液化乙烷(88.3)設(shè)備。 調(diào)質(zhì)狀態(tài)，用于液化乙烯(104)設(shè)備。5.0%Ni鋼，調(diào)質(zhì)狀態(tài)，用于液化乙烯(104)設(shè)備。9.0%Ni鋼，調(diào)質(zhì)狀態(tài)，液化天然氣(162)和液氮(196)設(shè)備。鋼鐵材料，尤其是鐵素體低溫鋼，溫度降至某個(gè)臨界點(diǎn)或某個(gè)區(qū)域，就會(huì)出現(xiàn)韌性的明顯或突然的降低，因此這類鋼不宜

30、在這個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)間，更不能在此溫度下使用，這個(gè)溫度稱之為鋼的韌一脆性轉(zhuǎn)變溫度，由夏氏V型缺口沖擊試驗(yàn)或缺口落錘試驗(yàn)來(lái)判定。無(wú)限航區(qū)船舶用鋼常以零塑性轉(zhuǎn)變溫度（NOT）為判據(jù)，而油氣輸送管線鋼通常以剪切面積85%的 FATT作為韌一脆性轉(zhuǎn)變界線，壓力容器用鋼使用的是以50%FATT（Trs）為判據(jù)。  2.6 低合金建筑鋼筋建筑用鋼是一個(gè)用途十分廣泛的鋼材品種的總稱，包括混凝土結(jié)構(gòu)用鋼線材，高層鋼結(jié)構(gòu)用板材和型材，輕型結(jié)構(gòu)用各類型材和管材，公用設(shè)施，廠房用薄板和涂鍍板，門窗、管道、暖氣、五金器材以及建筑用輔助材料如鋼支撐，模板、護(hù)攔、鋼樁等等，其消耗的鋼材占鋼材年消費(fèi)總最的50%

31、，所以建筑業(yè)是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)，建筑用鋼也并非是低技術(shù)含量的低附加值的鋼材品種。我國(guó)城鎮(zhèn)和農(nóng)村的住宅建設(shè)規(guī)模及其宏大，平均年興建住宅達(dá)10億m2，舊房改造最也在6億m2，混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋，盤園、鋼絲和鋼絞線的年需量在2400萬(wàn)噸，加上公路、隧道、提壩、礦山、碼頭、機(jī)場(chǎng)和鋼筋消費(fèi)在3000萬(wàn)噸以上。混凝土結(jié)構(gòu)用建筑鋼材有：熱軋鋼筋，冷拉鋼筋、冷拔低碳鋼絲、冷變形鋼筋，碳素鋼絲和鋼絞線，從我國(guó)的國(guó)情出發(fā)，基本建設(shè)的規(guī)模很大，還是以長(zhǎng)條材為主體，近年來(lái)的主要變化： 目前20MnSi級(jí)鋼筋占鋼筋總產(chǎn)量的90%以上， 鋼筋質(zhì)量得到普遍提高，已制訂了鋼筋鋼的新標(biāo)準(zhǔn)的建筑設(shè)計(jì)、施工的新規(guī)范，大力推廣應(yīng)用400

32、Mpa級(jí)鋼筋 重點(diǎn)發(fā)展高強(qiáng)度低松弛鋼絞線 逐步淘汰冷拉鋼筋和低碳冷拔鋼絲兩個(gè)品種，作為過渡，推薦生產(chǎn)冷軋帶肋鋼筋和冷軋扭鋼筋。 熱處理鋼筋和精軋螺紋鋼筋基本上已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。在建筑鋼筋的生產(chǎn)工藝技術(shù)方面：對(duì)于非焊接鋼筋，鋼的碳含量控制在0.35%以下，通常添加0.020.05%Nb進(jìn)行微合金化，采用高溫加熱技術(shù)，使Nb充分溶解，“可溶Nb”保證了終軋時(shí)有更多的NbC析出，這類鋼的主要強(qiáng)化機(jī)制是沉淀硬化。對(duì)于可焊接鋼筋，在較低的碳含量下，有兩類成功的經(jīng)驗(yàn)，Nb微合金化和VN微合金化，都可取得較好的綜合性能。許多企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐表明，微合金化鋼筋無(wú)應(yīng)變時(shí)效傾向。對(duì)于高級(jí)別或大規(guī)格鋼筋，經(jīng)常采

33、用的先進(jìn)工藝技術(shù)： 韌芯回火工藝（Tempcore processes）， 輪緣回火工藝（Temprimar）前者為連續(xù)淬火回火的方式，后者為多次淬火回火的方式，二者都必須控制終軋溫度，是取得細(xì)晶粒和平衡溫度的先決條件，為保證表面均勻的熱傳導(dǎo)系數(shù)，冷卻強(qiáng)度必須高于50000Wm2·K；冷卻要對(duì)稱的平穩(wěn)，避免產(chǎn)生偏心分布。新一代的混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋，有抗震和耐火的要求?？拐鹦裕旱卣饡r(shí)鋼筋受到反復(fù)拉壓的強(qiáng)力作用并產(chǎn)生應(yīng)變。地震作用下，建筑層間的位移角可達(dá)到1/650800。所以，要求具有對(duì)地震能量的吸收潛力，往往以鋼筋所受的最大應(yīng)力，最大應(yīng)變和時(shí)間的乘積，smax·emax

34、3;t來(lái)反映這個(gè)潛力，通常對(duì)鋼筋提出了高應(yīng)變低周疲勞性能、應(yīng)變時(shí)效敏感性、冷脆轉(zhuǎn)變溫度，可焊接性的要求以及強(qiáng)度一塑性配合。耐火性：突發(fā)火災(zāi)對(duì)建筑具有災(zāi)難性，要求鋼材的耐火性比普通鋼材勝一籌。鋼材在熱循環(huán)下：屈服強(qiáng)度降低，頸縮后受拉桿件的斷面削弱，框架幾何變形的影響，桿件變形的影響。說(shuō)到底，是鋼的高溫屈服強(qiáng)度的問題，一般認(rèn)為200以上鋼的彈性模量明顯下降，300以上鋼的屈服強(qiáng)度開始下降。為了防止火災(zāi)給鋼結(jié)構(gòu)造成破壞，提高鋼材自身耐火性，遠(yuǎn)比采用防火涂料和防火屏蔽要省工省料、增加有效使用面積、減少環(huán)境污染。對(duì)耐火鋼的制定標(biāo)準(zhǔn)sS600,13h2/3sSRT 2.7 低合金鋼軌鋼鋼軌是鐵路

35、軌道的主要部件，是冶金產(chǎn)品中一個(gè)專用鋼材品種，鋼軌承受列車的重量和動(dòng)載，受力復(fù)雜，軌面磨耗，軌頭受沖擊，還要受較大的彎曲應(yīng)力，主要的損傷形式有：磨損主要是上股側(cè)磨和下股壓潰，屈服強(qiáng)度不足引起的波浪磨耗以及韌塑性低導(dǎo)致的脆斷、剝落、掉塊、軌頭劈裂、焊縫裂紋等。所以對(duì)鋼軌鋼的基本要求包括：耐磨性、抗壓潰性、抗脆斷性、抗疲勞和良好的焊接性。按強(qiáng)度等級(jí)劃分：標(biāo)準(zhǔn)鋼軌 抗拉強(qiáng)度685835Mpa耐磨鋼軌 抗拉強(qiáng)度8801030Mpa特級(jí)鋼軌 抗拉強(qiáng)度10821225Mpa抗拉強(qiáng)度1400Mpa的鋼軌在研制中。20世紀(jì)初采用的是50Kgm軌，現(xiàn)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)軌為60Kgm，美國(guó)重軌為77Kgm，俄國(guó)和東歐各國(guó)

36、為75Kgm軌。鐵路運(yùn)輸和鐵道建設(shè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，今后5年將投資2500億元，計(jì)劃新增鐵路9000余公里，其中新鋪線路5340Km，復(fù)線2580Km，建設(shè)地方鐵路1000Km，對(duì)鋼軌的需求預(yù)計(jì)20002001年為120萬(wàn)噸年，2002年約100萬(wàn)噸年，西部大開發(fā)將進(jìn)一步推動(dòng)鐵路建設(shè)的加速進(jìn)展。提高鋼軌強(qiáng)度和綜合性能的途徑： 熱處理強(qiáng)化在碳素鋼或C-Mn鋼軌基礎(chǔ)上采用在線余熱淬火，離線的淬火回火處理或欠速淬火工藝。80年代發(fā)展起來(lái)的在線熱處理方式，也叫做全長(zhǎng)淬火工藝，節(jié)能省工、投資少、生產(chǎn)周期短。 在0.70.75%C鋼中添加Cr、Mn、Mo、Nb等合金元素，獲得9801250Mpa抗拉強(qiáng)度，如表7所見，具有特色的是美國(guó)的CrMoV軌和巴西的SiNb軌。比較兩種強(qiáng)化方法，熱處理軌表面耐磨，但內(nèi)部較差，耐蝕性不能改善。合金化軌里外質(zhì)量一致，可以考慮改善耐蝕性。 目前國(guó)內(nèi)執(zhí)行GB258581標(biāo)準(zhǔn)，主要的鋼種牌號(hào)有CMn鋼的U71Mn軌和微合金化的PD3軌和NbRE軌，見表8。我國(guó)鐵路建設(shè)，在“六五”和“八五”期間，以解決運(yùn)輸能力制