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低合金高強度鋼
用來制造橋梁船舶等的鋼材
低合金高強度鋼是指在低碳鋼中添加少量合金化元素使軋制態(tài)或正火態(tài)的屈服強度超過275MPa的低合金工程結構鋼。
簡介
低合金高強度鋼是在碳素結構鋼的基礎上加入少量的Mn、Si和微量的Nb、V、Ti、Al等合金元素而發(fā)展起來的一類工程結構用鋼。所謂低合金是指鋼中合金元素總量不超過3%。高強度是相對于碳素工程結構用鋼而言。低合金高強度鋼的研制原則是利用盡可能少的合金元素獲得盡可能高的綜合力學性能，以達到滿足使用、成本低廉的目的。低合金高強度鋼能夠滿足工程上各種結構（如大型橋梁、壓力容器及船舶等）要求承載大，同時又要求減輕結構自重，提高可靠性及節(jié)約材料和資源的要求。
這類鋼主要用來制造各種要求強度較高的工程結構，例如橋梁、船舶、車輛、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結構等。由于這類鋼不用復雜的處理過程，甚至不進行熱處理就可以獲得較高的強度，使工程結構的質(zhì)量大大減輕，因此，用這類鋼來代替一般的碳素結構鋼。
成分特點
低合金高強度鋼
性能特點
低合金高強度鋼的合金化原理主要是利用合金元素產(chǎn)生的固容強化、細晶強化以及沉淀強化來提高鋼的強度，同時利用細晶強化使鋼的韌脆轉化溫度降低效應，來抵消鋼中碳氮化物析出強化使鋼韌脆轉化溫度升高這種不利的影響，使鋼在獲得高強度的同時又能保持較好的低溫性能。低合金高強度鋼的性能特點主要表現(xiàn)在以下兩個方面。
低合金高強度鋼最顯著的特征就是高強度。在熱軋或正火狀態(tài)下，低合金高強度鋼一般比相應的碳素工程結構鋼的強度能高出30%～50%。因而能夠承受較大的載荷。工程結構一般以大型或巨型為多，構件自身的重量往往也成為載荷的重要組成部分，結構材料強度提高的同時就可以明顯降低構件自重而使其承受其他載荷的能力進一步提高。不僅如此，這種良好的效應還大大提高了工程構件緊湊性從而使其可靠性進一步提高，同時減少了原材料消耗，降低了成本，節(jié)約了資源。低合金高強度鋼的延伸率為15%～23%，室溫下沖擊吸收功 >34 J，具有良好的塑性和抗沖擊性能，可避免在受沖擊時發(fā)生脆斷；同時使冷彎、焊接等工藝容易進行。此外，低合金高強度鋼的脆性轉化溫度較低，其中E級質(zhì)量等級的鋼，在-40℃時 值不低于27 J。這對在嚴寒地區(qū)使用的工程構件以及運輸工具如車輛、艦船、海上采油平臺、容器、橋梁等具有重大意義。
2．良好的焊接性能和耐大氣腐蝕性能
焊接是建造工程結構的最常用方法，因此工程結構用鋼都要求具有良好的焊接性能。低合金高強度鋼碳含量低，合金元素含量少、塑性好，在焊縫區(qū)不易產(chǎn)生淬火組織及裂紋，且加入的Ti、Nb、V等還能抑制焊縫區(qū)品粒長大，因此這類鋼大都焊接性能優(yōu)良，焊后一般不再進行熱處理。
工程結構大多是在大氣或海洋環(huán)境中服役，低合金高強度鋼中加入少量的Cu、Ni、Cr、P等元素，有效提高了工程結構抗大氣、海水、土壤腐蝕的能力。如加入0.2%～0.5%的銅、0.05%～0.1%的磷以及鋁等，可使鋼的耐蝕性明顯提高，其中銅和磷同時加入效果最佳。
發(fā)展趨勢
低合金高強度鋼
(1)低碳、超低碳和高純凈化?，F(xiàn)代的工藝技術已非常先進。例如，采用頂?shù)讖痛缔D爐冶煉，鋼的碳含量可控制在0.02%～0.03%，精煉的應用可生產(chǎn)出碳 =0.002%～0.003%、 <0.001%、 <0.003%、 <0.003%、 =2ppm~3ppm和 <1ppm的潔凈鋼。
(2)微合金化鋼技術。含Nb微合金化鋼、Nb-V和Nb-Ti復合微合金鋼幾乎占有近20年來新開發(fā)微合金化鋼全部牌號的75%和微合金化鋼總產(chǎn)量的60%。微量Ti（≤0.015%）的作用十分有益，Ti的微處理不僅改變鋼中硫化物的形態(tài)，而且TiO2或Ti2O3，還成為奧氏體晶內(nèi)鐵素體晶粒生核的質(zhì)點。
(3)采用控制軋制和控制冷卻工藝。在再結晶控軋的基礎上，應變誘導相變和析出的非再結晶控軋以及兩相區(qū)形變，已成為控軋厚鋼板生產(chǎn)主要方向。薄板坯連鑄連軋流程和薄帶連鑄工藝的實用化，使低合金鋼生產(chǎn)進入了又一個新境界。
(4)超細晶?；陀嬎銠C控制以及性能預報。通過加大軋制變形、鐵素體的應變誘導析出、低溫軋制和選擇合適的冷卻速度，可得到微米級的鐵素體晶粒尺寸，從而大大提高鋼的強度。低合金高強度鋼的組織細微化是今后發(fā)展的方向。
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