普通低合金钢的性能要求(不包括特殊用途的专用钢)

主要讨论结构用普低钢,不包括各种特殊性能特殊用途的专用钢.做各种受力结构用的普低钢,为了能够承受较大的载荷,减轻设备重量,必须有尽可能高的强度。一般钢铁结构是按屈服极限(考虑适当的安全系数)来设计的,因此主要是要求厚壁不锈钢管有较高的屈服极限。为了使用安全(不发生脆性破断)和工艺上的原因(如冷弯、焊接等),普低钢必须有足够高的塑性和韧性.塑性和强度两者是矛盾的.对于普低钢来说,由于工艺上对焊接性能、冷弯性能等要求很高,这只有在材料的塑性很好的情况下才能保证达到,因此普低钢对塑性的要求成为矛盾的主要方面。首先必须满足塑性及韧性的要求(结构用普低钢的延伸率一般为15-20%,冲击韧性大于6-7公斤-米/厘米2),在此基础上再尽可能的提高强度。因为首先必须达到高塑性指标以保证工艺性,因此结构用普低钢都是低碳钢,平均含碳量为0.09 - 0.18%

普低钢在加工过程中经常要经受冷弯,因此钢材出厂时都必须经过冷弯试验,其方法按有关标准进行,一般要求能弯曲180。不裂.出于普低钢在加工过程中经常采用冷变形(冷弯、冷卷等),而冷变形会使低碳钢发生时效脆化的现象,即冷变形后在较长的时间内(几个月至几年)不锈钢厚壁管逐渐变脆(在焊缝附近的热影响区也有时效脆化的问题),因此,普低钢必须具备抗时效的能力,一般用下述方法测定其时效敏感性:预先冷变形10%,然后在250人工时效一小时,在室温下测定其冲击韧性.一般要求时效后冲击值下降不超过50%并保留≥3.5公斤。米/厘米2的冲击值。

焊接性对普低钢来说是个非常重要的问题,因为一般的钢铁结构差不多都是采用焊接加工的。只有具备良好的焊接性能的普低钢才有实际使用价值,工业生产中常用的各种普低钢一般在常温下都可以顺利地进行各种焊接.对于普低钢焊接性的评定有许多专的试验方法,但限于篇幅,在此不予叙述.下面只简要地讨论钢材的化学成分对焊接质量的影响.

若对焊缝区的组织加以分析,可将其分为三个部分,即:熔化区、热影响区和未受加热影响的基体金属部分.对于熔化区,为防止熔融的金属在刚刚凝固时发生热裂或在冷到200以下时发生冷裂,主要对钢的硫、磷含量应加以限制,焊接用钢的硫、磷含量一般均在0.05%以下(个别含磷合金钢除外).

对于热影响区,在焊接时因受到熔化区的加热作用,可达到远高于临界点的温度,因此晶粒显著长大。在焊接结束时,已加热到高温的热影响区受到其周围未被加热的金属的激冷作用,硬度将明显升高,甚至完全淬硬(形成马氏体组织).热影响区被淬硬、变脆加上焊接所造成的较大的内应力,往往使热影响区发生裂缝.热影响区的开裂倾向主要取决于钢材的淬透性和淬硬性,因为两者都使焊缝热影响区的硬度和脆性增加。厚壁不锈钢管的淬硬性取决于含碳量,而淬透性则取决于碳及合金元素的含量,因此,钢材含碳量愈高、含有能够提高淬透性的合金元素愈多,其焊裂的倾向也就愈大。为了估计普低钢的焊缝热影响区的硬化倾向,采用所谓碳当量的概念,即把各合金元素对热影响区硬度的影响折算成碳的影响.一般地说,热影响区的硬度愈高则焊裂的倾向也愈大,因此,从计算出的碳当量可粗略地比较出钢材的焊裂倾向http://www.gbt14976.com/

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