第十一章工業用鋼一、概述結構鋼包括工程結構鋼和機械零件用結構鋼。工程結構鋼是指專門用來制造工程結構件一大類鋼種。在鋼總產量中，工程結構鋼占90％左右。如橋梁、船舶、屋架、車輛、鍋爐、容器等。工作特點：一般不作相對運動，承受長期靜載荷；有一定使用溫度。

第三節工程結構用鋼

性能要求：要求構件在靜載荷長期作用下結構穩定，須有較高的剛度、屈服強度、抗拉強度，且塑性韌性好，有較小的冷脆傾向和耐蝕性。良好的工藝性（冷變形性和焊接性），工程結構鋼包括碳素鋼（Wc≤0.2)和低合金高強度鋼。二、工程結構用鋼的力學性能特點（一）屈服現象屈服現象是低碳鋼所具有的力學性能特點，表現為其工程應力-應變曲線上存在上、下屈服點和屈服平臺。呂德斯帶:是屈服現象中的不均勻塑性變形區穿過不同晶粒在試樣表面產生的痕跡，是許多晶粒協調變形的結果。消除方法:預變性法、減少間隙溶質原子量（加入固定C、N原子的強碳化物形成元素，如Ti、Nb等）（二)應變時效和淬火時效應變時效：構件用鋼經冷塑性變形后，在室溫放置較長時間或稍經加熱后，其強度、硬度升高，塑性、韌性下降，這種現象稱為應變時效。淬火時效：低碳鋼加熱到接近Ac1溫度淬火，于室溫放置較長時間或稍經加熱后，其強度、硬度升高，塑性、韌性下降，這種現象稱為淬火時效。Fe2.4C和Fe16N2析出應變時效和淬火時效增加鋼的冷脆轉變溫度。（三）冷脆傾向性工程構件，當使用溫度降低時，可能由塑性斷裂轉變為脆性斷裂，這一現象稱為冷脆。材料組織狀態對冷脆轉變溫度有影響，鋼中出現針狀鐵素體或魏氏組織提高冷脆轉變溫度；上貝氏體冷脆轉變溫度。冶煉方法：平爐優于側吹轉爐；鎮靜鋼優于沸騰鋼。這主要與鋼中S、P、N、O等雜質有關。三、合金元素對工程結構用鋼性能的影響（一）對力學性能的影響由于工程用鋼在熱軋空冷態使用，所以合金化提高強度的途徑主要有：固溶強化、細化晶粒、增加珠光體數量及沉淀強化等方法。（二）對焊接性的影響焊接性是指再簡單可行的焊接條件下，鋼件焊接后不產生裂紋、并獲得良好的焊縫區性能。碳當量：當大于0.4~0.5%，焊接性差。（三）對耐大氣腐蝕性能的影響合金元素Cu加入在表面形成氧化保護膜；它溶入鐵素體可提高其電極電位，有利于提高鋼的耐蝕性。Cu加入常在0.25%左右，若大于0.5%，將導致熱脆。P也是提高耐蝕性的元素，但應加以限制。加入Cr、Ni、Ti可提高鐵素體電極電位，提高鋼的耐蝕性。四、常用的工程結構用鋼(一）碳素結構鋼用量占鋼材總產量的70~80%；含碳量低(0.06~0.38%),S、P含量較高；通常熱軋空冷態供應，塑性高，焊接性好；通常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用；適用：焊接、鉚接、栓接等。常用牌號

Q195常用作鐵釘，鐵絲,薄板

Q275代替30鋼，40鋼制造普通零件(如齒輪,鏈輪)一般以熱軋空冷狀態供應。此外還有一些專門用鋼，如造船鋼、橋梁鋼、壓力容器鋼等。需特殊性能檢驗和質量檢驗項目。上一級1、成分

wc=≤0.2%，wMn=0.8～1.7%，wSi≤0.55%

2、性能特點⑴高的屈服點與良好的塑韌性，低的冷脆轉變溫度。低合金高強度結構鋼的屈服點提高30～50%.δ5=17～23%.Akv＞34J⑵良好的焊接性能。⑶較好的耐蝕性。上一級（二）低合金高強度結構鋼主要加入合金元素Mn，還加入V、Ti、Nb、細化晶粒，提高韌性。加入RE提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉變溫度。通常熱軋狀態使用，也可在正火及正火加回火狀態下使用。上一級3.典型牌號及應用典型牌號：Q345(16Mn)，σb＝345MPa，具有較高的強度、良好的塑性和低溫韌性、焊接性。16Mn是工程用高強度低合金鋼中產量最多，用途極廣的鋼種。主要用于生產鋼筋、建筑鋼結構等。Q390(15MnTi、16MnNb、15MnV)→制造橋梁、船舶、容器。鑄鋼中的Wc=0.2~0.6%,主要加入Mn、Si、Cr、Ni、Mo、V、Ti合金元素，S、P限制在0.04%