[科普中国]-低合金高强度钢

简介

低合金高强度钢是在碳素结构钢的基础上加入少量的Mn、Si和微量的Nb、V、Ti、Al等合金元素而发展起来的一类工程结构用钢。所谓低合金是指钢中合金元素总量不超过3%。高强度是相对于碳素工程结构用钢而言。低合金高强度钢的研制原则是利用尽可能少的合金元素获得尽可能高的综合力学性能，以达到满足使用、成本低廉的目的。低合金高强度钢能够满足工程上各种结构（如大型桥梁、压力容器及船舶等）要求承载大，同时又要求减轻结构自重，提高可靠性及节约材料和资源的要求。

这类钢主要用来制造各种要求强度较高的工程结构，例如桥梁、船舶、车辆、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。由于这类钢不用复杂的处理过程，甚至不进行热处理就可以获得较高的强度，使工程结构的质量大大减轻，因此，用这类钢来代替一般的碳素结构钢。

成分特点低合金高强度钢的成分特点为低碳叫 ≤0.20%、低合金，合金元素总量 34 J，具有良好的塑性和抗冲击性能，可避免在受冲击时发生脆断；同时使冷弯、焊接等工艺容易进行。此外，低合金高强度钢的脆性转化温度较低，其中E级质量等级的钢，在-40℃时 值不低于27 J。这对在严寒地区使用的工程构件以及运输工具如车辆、舰船、海上采油平台、容器、桥梁等具有重大意义。

2．良好的焊接性能和耐大气腐蚀性能

焊接是建造工程结构的最常用方法，因此工程结构用钢都要求具有良好的焊接性能。低合金高强度钢碳含量低，合金元素含量少、塑性好，在焊缝区不易产生淬火组织及裂纹，且加入的Ti、Nb、V等还能抑制焊缝区品粒长大，因此这类钢大都焊接性能优良，焊后一般不再进行热处理。

工程结构大多是在大气或海洋环境中服役，低合金高强度钢中加入少量的Cu、Ni、Cr、P等元素，有效提高了工程结构抗大气、海水、土壤腐蚀的能力。如加入0.2%～0.5%的铜、0.05%～0.1%的磷以及铝等，可使钢的耐蚀性明显提高，其中铜和磷同时加入效果最佳。1

发展趋势以控制轧制技术和微合金化冶金学为基础，开发了许多低合金高强度钢。低合金高强度钢的主要发展方向有以下几个方面。

(1)低碳、超低碳和高纯净化。现代的工艺技术已非常先进。例如，采用顶底复吹转炉冶炼，钢的碳含量可控制在0.02%～0.03%，精炼的应用可生产出碳 =0.002%～0.003%、