其主要目的是通過加入含量較低的常規合金元素來提高鋼材的強度和綜合性能,以減輕各種用途的工程構件的質量,增強其使用的可靠性和性,并獲得相應的經濟效益。
國標《低合金高強度結構鋼》(GB/T1591—2008)中采用強度等級與質量等級來表示。
現標準中有8個強度等級,即Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690(Q代表的是鋼材的屈服點);按是否進行沖擊試驗或沖擊試驗溫度高低區分為5個質量等級,即A、B、C、D、E;化學成分方面,按不同質量等級規定不同的成分,特別是對鋼中S、P含量的要求不同。碳含量只有上限,而沒有下限,是為了適應不同工藝的要求。用戶或生產廠家可以根據情況和需求選擇鋼材的交貨狀態。
合金結構鋼一般分為調質結構鋼和表面硬化結構鋼。
①調質結構鋼 這類鋼的含碳量一般約為0.25%~0.55%,對于既定截面尺寸的結構件,在調質處理(淬火加回火)時,如果沿截面淬透,則力學性能良好,如果淬不透,顯組織中出現有自由鐵素體,則韌性下降。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等,回火后應快冷。這類鋼的淬火臨界直徑,隨晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn鋼約為30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV鋼則約為 60~100mm,常用于制造承受較大載荷的軸、連桿等結構件。
②表面硬化結構鋼 用以制造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件如齒輪、軸等。為使零件心部韌性高鋼中含碳量應低,一般在0.12~0.25%,同時還有適量的合金元素,以保證適宜的淬透性。
調質鋼應盡可能淬火成馬氏體組織,然后回火成索氏體組織;滲碳鋼在滲碳過程中,滲層濃度梯度不宜過大以免在滲層晶界上出現連續網狀碳化物;氮化鋼必需先經熱處理得到所需的性能,再經 精加工才能進行氮化。氮化處理后除將脆薄的"白層"研磨除去外,不再加工。可分為普通合金結構鋼和特殊用途合金結構鋼。前者包括低合金高強度鋼、低溫用鋼、超高強度鋼、滲碳鋼、調質鋼和非調質鋼;后者包括彈簧鋼、滾珠軸承鋼、易切削鋼、冷沖壓鋼等。
要求具有較高的屈服強度、抗拉強度和疲勞強度,還有足夠的塑性和韌性。
一般采用電弧爐和氧氣頂吹轉爐冶煉,要求高的采用爐外精煉、電渣重熔或真空處理、真空感應爐冶煉或雙真空冶煉、合適的熱處理。
但是,如果是在厚壁壓力容器的高稀釋率旱道(比如根部焊道或者靠近坡口邊緣的多層埋弧焊道),也可能會出現熱裂紋。在電渣焊過程中,如果母材含碳量較高,而當母材含鎳時,電渣焊縫中的熱裂紋可能出現八個字符的形狀。當強度等級到800和1176MPa的中碳調質鋼的時候,焊接時的熱裂的敏感性也就比較大。
四、粗晶區的脆化熱影響區中,被加熱到1100°以上的粗晶區,當焊接線的能量太大的時候。粗晶區的晶粒將迅速長大,或者出現魏氏組織而使韌性下降。然后出現脆化地方。
鋼材焊接的質量,直接影響結構整體的質量。所以在鋼材焊接的時候要充分注意,嚴格按照生產工藝要求執行。鋼材選擇要選擇正規鋼材供貨商。