簡介

簡介

低合金鋼是指合金元素總量小于5%的合金鋼。低合金鋼是相對于碳鋼而言的，是在碳鋼的基礎(chǔ)上，為了

改善鋼的性能，而有意向鋼中加入一種或幾種合金元素。加入的合金量超過碳鋼正常生產(chǎn)方法所具有的

一般含量時，稱這種鋼為合金鋼。當(dāng)合金總量低于5%時稱為低合金鋼，合金含量在5-10%之間稱為中合

金鋼，大于10%的稱為高合金鋼。

生產(chǎn)現(xiàn)狀

中國鋼產(chǎn)量已突破6億噸，鋼材數(shù)量不再是主要矛盾，鋼材品種結(jié)構(gòu)不合理的矛盾十分突出。當(dāng)前行業(yè)

的主要任務(wù)是努力提高產(chǎn)品的市場競爭力，站在可持發(fā)展的新起點(diǎn)上，把大力開發(fā)低合金鋼列入發(fā)展戰(zhàn)

略的重要內(nèi)容。許多普鋼企業(yè)在鋼材品種結(jié)構(gòu)調(diào)整和編制科技發(fā)展規(guī)劃中，已意識到低合金鋼生產(chǎn)是提

高產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值的關(guān)鍵，對低合金鋼開發(fā)中碰到的種種問題心中無數(shù)，一些科技管理干部覺

得“成也低合金鋼，敗也低合金鋼”，迫切要求對低合金鋼有個全面的了解。

我國普通低合金鋼目前生產(chǎn)情況可歸納成以下幾點(diǎn)：

在含碳量方面屬于低碳，含碳量一般小于0．20%；

在合金方面一元鋼和二元鋼占有較大的比重；

在供貨狀態(tài)方面多為熱軋狀態(tài)交貨；

不少鋼種加入稀土元素以提高綜合性能；

大部分普通低合金鋼是屬于鐵素體+珠光體型的。

用途和特性

低合金鋼焊接結(jié)構(gòu)的零部件通常需要經(jīng)過加工成形—焊接—焊后熱處理等工序，這就要求鋼材具有良好

的工藝性能。工藝性能包括金屬的焊接性，切削性能，冷、熱加工性能，熱處理性能，可鍛性，組織均

勻穩(wěn)定性及大截面的淬透性等。在考慮材料成本的同時還應(yīng)考慮材料加工、焊接難易程度不同對制造費(fèi)用的影響。

低合金鋼在工程機(jī)械、船舶、橋梁、高層建筑、鍋爐及壓力容器、電力、各種車輛的制造中得到了廣泛

的應(yīng)用。這與它的特性（如：塑性、韌性、焊接性能）是分不開的。圖集中展示了一些常見的低合金鋼

的用途和特性。 [1] 

低合金鋼性能

強(qiáng)度

鋼結(jié)構(gòu)件的屈服點(diǎn)決定了結(jié)構(gòu)所能承受的不發(fā)生永久變形的應(yīng)力。典型碳素結(jié)構(gòu)鋼的最小屈服點(diǎn)為

235MPa。而典型低合金高強(qiáng)度鋼的最小屈服點(diǎn)為345MPa。因此，根據(jù)其屈服點(diǎn)的比例關(guān)系，低合金高強(qiáng)

度鋼的使用允許應(yīng)力比碳素結(jié)構(gòu)鋼高1.4倍。

與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，使用低合金高強(qiáng)度鋼可以減小結(jié)構(gòu)件的尺寸，使重量減輕。必須注意，對于可能出

現(xiàn)彎曲的構(gòu)件，其許用應(yīng)力必須修正，以達(dá)到保證結(jié)構(gòu)的堅固性。有時用低合金高強(qiáng)度鋼取代碳素結(jié)構(gòu)鋼但不改變斷面尺寸，其唯一的目的是在不增加重量的情況下而得到強(qiáng)度更高更耐久的結(jié)構(gòu)。節(jié)約重量

對運(yùn)輸車輛的結(jié)構(gòu)是最重要的，這樣就可以運(yùn)輸更重的重量和減少能量消耗。

最新的發(fā)展是采用通過臨界退火和快速冷卻得到馬氏體和鐵素體二相顯微組織（或雙相顯微組織）的低合金高強(qiáng)度鋼。這種鋼的薄板產(chǎn)品有極好的成形性能，屈服點(diǎn)一般為310～345MPa，通過汽車部件壓力成形產(chǎn)生的應(yīng)變，屈服點(diǎn)可以提高到550MPa或更高。

成形性能

為了容易地和經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行熱或冷加工以制成工程結(jié)構(gòu)的各種部件，低合金高強(qiáng)度鋼必需具有適當(dāng)?shù)某尚?/p>

性能。和碳素結(jié)構(gòu)鋼一樣，低合金高強(qiáng)度鋼一般可以進(jìn)行這樣的加工，以及如剪切、沖孔和機(jī)加工藝。

雖然其屈服點(diǎn)高，即使成形操作變形相當(dāng)劇烈也同樣可以使用用于碳素結(jié)構(gòu)鋼成形的冷彎沖壓機(jī)、拉拔

機(jī)、壓力機(jī)和其他設(shè)備，但是一些設(shè)備具需要修改。

低合金高強(qiáng)度鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷成形性能之間有固有的區(qū)別。首先，使低合金高強(qiáng)度鋼產(chǎn)生一定量的

永久變形比同樣尺寸的碳素結(jié)構(gòu)鋼需要更大的力。第二，當(dāng)?shù)秃辖鸶邚?qiáng)度鋼成形時，對回彈應(yīng)給出稍大

些的允許量。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，除非對低合金高強(qiáng)度鋼進(jìn)行控制夾雜物形狀的處理，否則在進(jìn)行冷成形時必須使用比碳素結(jié)構(gòu)鋼更大的彎曲半徑。

焊接性能

由于鋼結(jié)構(gòu)在制作加工過程中經(jīng)常使用焊接工藝，因此對于這類用途的低合金高強(qiáng)度鋼來說，能夠采用

在薄板和鋼帶這樣的厚度情況下廣泛使用的電弧焊工藝進(jìn)行焊接是非常重要的，所制作的鋼結(jié)構(gòu)的焊縫

應(yīng)具有要求的強(qiáng)度和韌性也同樣是非常重要的，這樣才能經(jīng)受住預(yù)定用途出現(xiàn)的最不利的條件。

目前低合金高強(qiáng)度鋼的發(fā)展與各種焊接工藝的發(fā)展足同步進(jìn)行的，要特別注意確保這些鋼能夠具有適當(dāng)?shù)暮附有阅?。如果焊接操作得?dāng)，大部分低合金高強(qiáng)度鋼是可以很好地進(jìn)行焊接的。對于大型型鋼和較

高碳和錳含量的牌號，需要預(yù)熱或采用低氫焊條。對于某些低合金高強(qiáng)度鋼無論厚度是多少，都應(yīng)采用

低氧焊條。

耐腐蝕性

當(dāng)使用低合金高強(qiáng)度鋼時，都是希望取其強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)而用較薄的截面，這不僅僅是為了節(jié)省重量而且也是為了盡可能的經(jīng)濟(jì)。但是，必須要充分考慮腐蝕這一因素，鋼材截面愈薄就愈應(yīng)注意防腐。任何鋼結(jié)構(gòu)的防腐一般都是通過在適當(dāng)準(zhǔn)備的表面上涂防腐層并且對防腐層加以保護(hù)的方法來達(dá)到的。

一些低合金高強(qiáng)度鋼具有良好的耐大氣腐蝕性能，其不僅可以提高防腐涂層的效果，而且在某些情況下

采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施甚至還可以在不涂層的狀態(tài)下暴露在大氣中使用。提高耐大氣腐蝕性能的元素是銅、磷、硅、鉻、鎳和鉬。一些低合金高強(qiáng)度鋼的優(yōu)良的耐大氣腐蝕性能導(dǎo)致形成了建筑、橋梁等結(jié)構(gòu)設(shè)計的新概念，即這些結(jié)構(gòu)選用適當(dāng)?shù)牡秃辖鸶邚?qiáng)度鋼的裸露構(gòu)件來建造。

在正常暴露在大氣中的情況下，裸露的鋼在大氣腐蝕的最初幾個月形成一種緊密的保護(hù)性氧化膜。有時建筑師選用裸露的鋼結(jié)構(gòu)是因?yàn)橄Ｍ玫戒摫砻婢鶆虻拇髿庋趸耐庥^，而有時則是為了節(jié)省涂保護(hù)層

以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的目的。在裸露狀態(tài)下使用這些低合金高強(qiáng)度鋼，設(shè)計上必須考慮鋼的表面不能長期是潮濕

的，而且還應(yīng)特別注意特殊的大氣環(huán)境，以保證在此條件下鋼的腐蝕速率是允許的。

例如在強(qiáng)化學(xué)或工業(yè)煙氣的條件下則顯然是不適宜的。為了驗(yàn)證在某些環(huán)境下是否可以使用裸露的鋼結(jié)

構(gòu)。需要對大氣環(huán)境進(jìn)行測定，甚至需要進(jìn)行裸露試驗(yàn)。

缺口韌性

低合金高強(qiáng)度鋼牌號在設(shè)計上具有對其預(yù)期的結(jié)構(gòu)用途來說相當(dāng)好的缺口韌性。具體牌號的低合金高強(qiáng)

度鋼其缺口韌性的適用性，或是只根據(jù)已有的使用經(jīng)驗(yàn)，或是結(jié)合缺口試樣的沖擊試驗(yàn)結(jié)果綜合考慮。

為了滿足某些用途的極嚴(yán)格的要求，生產(chǎn)的一些低合金高強(qiáng)度鋼具有極好的缺口韌性。例如，通常采用

控制熱軋技術(shù)生產(chǎn)用于制造焊接管線鋼管的低臺金高強(qiáng)度鋼鋼板，這種鋼管需要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對缺口韌

性規(guī)定的要求。