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压力容器中广泛使用的普通低合金钢大多是铁素体一珠光体组织,经热轧或正火得到后的性能,其组织接受于钢的平衡组织。钢中的主要合金元素是碳,提高碳含量可以增加珠光体数量,使屈服极限和强度极限提高。但是提高碳含量是有一定限度的,因为碳含量的提高会影响钢的焊接性能和其他性能(如冲压性能等),使脆性转变温度提高、冷脆性变坏。因此,压力容器用低合金结构钢的含碳量一般限制在0.20%以下。在碳含量受限制的情况下,这类钢强度的提高主要依赖于加入少量而多种的合金元素来达到(总加入量不超过5%,一般在3%以下,多为1%~2%)。对于具有铁素体一珠光体组织的低合金结构钢,加入合金元素后对其强度的影响主要有以下几种:①铁素体的同溶强化;②增加珠光体的相对量;③控制晶粒大小;④影响珠光体的分散度;⑤沉淀硬化。
低合金高强度钢是一种在建筑工地比较常见的建筑材料,是一类在低碳工程中使用的一种结构用钢。它的含碳量非常少,比普通的钢要少一些。但是这种材料是可以通过热加工成型的,焊接性比较好。它也是一种很冷脆的材料,比较容易不受高温。
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。
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。
常用低合金结构钢
16Mn是我国低合金高强钢中用量广泛多、产量大的钢种。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。
低合金结构钢是什么
1、普通低合金钢。普通低合金钢比碳素结构钢具有较高的韧性,同时有良好的焊接性能、冷热压加工性能和耐蚀性,部分钢种还具有较低的脆性转变温度。
2、低合金钢。低合金钢广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构件。当零件的形状复杂,截面尺寸较大,要求韧性高时,采用低合金钢可使复杂形状零件的淬火变形和开裂倾向降到小。
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