Q354鋼材的性能區(qū)別有哪些,？

曉昀

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         Q345A,、Q345B、Q345C,、Q345D,、Q345E鋼材性能有哪些區(qū)別？
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         Q345是一種鋼材的材質(zhì),。它是低合金鋼（C<0.2%),，廣泛應(yīng)用于建筑，橋梁,、車輛,、船舶、壓力容器等,。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服強(qiáng)度,，后面的345，就是指這種材質(zhì)的屈服值,，在345MPa左右,。并會(huì)隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。
7 N! ?) l+ A% Q( @8 z! I+ o
        Q345綜合力學(xué)性能良好,，低溫性能尚可,，塑性和焊接性良好，用做中低壓容器、油罐,、車輛,、起重機(jī)、礦山機(jī)械,、電站,、橋梁等承受動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件,、建筑結(jié)構(gòu),、一般金屬結(jié)構(gòu)件，熱軋或正火狀態(tài)使用,，可用于-40℃以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu),。

4 ?* O  Q( l, b: X; W6 A4 @  d0 |; k' C

級(jí)別分類

4 t5 m2 ^8 D# k% k       Q345按等級(jí)可分為Q345A，Q345B,，Q345C,，Q345D，Q345E,。它們所代表的,，主要是沖擊的溫度有所不同。
+ p9 T% `0 [& m0 @0 u, e& `* r" z
        Q345A級(jí),，是不做沖擊;

        Q345B級(jí),，是20度常溫沖擊;
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: r8 ^4 [% G* N! M        Q345C級(jí)，是0度沖擊;
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: I( ?' i' W" U6 Z' ^; c        Q345D級(jí),，是－20度沖擊;
- ^& @7 E4 ~/ J, ^
        Q345E級(jí),，是－40度沖擊。

" U+ r# J9 ~8 b( w5 r# d' [        在不同的沖擊溫度,，沖擊的數(shù)值也有所不同,。

化學(xué)成分

1 W$ @) }4 c6 e) G9 z            Q345A：C≤0.20,Mn ≤1.7,，Si≤0.55,，P≤0.045，S≤0.045,，V 0.02~0.15,；
6 g  g/ _2 K7 J
7 ?$ W4 y- T# r. @( a            Q345B：C≤0.20，Mn≤1.7,，Si≤0.55,，P≤0.040，S≤0.040,，V 0.02~0.15,；
# a. j; I2 C) s3 V+ P9 @
0 r: T8 @# o4 z, v& F3 H/ E' Z            Q345C：C≤0.20，Mn≤1.7，Si≤0.55,，P≤0.035,，S≤0.035，V 0.02~0.15,，Al≥0.015,；

. m; Q4 K9 w* N) G! O( c            Q345D：C≤0.20，Mn≤1.7,，Si≤0.55,，P≤0.030，S≤0.030,，V 0.02~0.15,，Al≥0.015；
- g7 ~8 g$ l# L* [
            Q345E：C≤0.20,，Mn≤1.7,，Si≤0.55，P≤0.025,，S≤0.025,，V 0.02~0.15，Al≥0.015,。
( \, z' j, n( I  L

# T5 k) T/ R$ i

對(duì)比16Mn

             Q345鋼是老牌號(hào)的12MnV,、14MnNb、18Nb,、16MnRE,、16Mn等多個(gè)鋼種的替代，而并非僅替代16Mn鋼一種材料,。在化學(xué)成分上,，16Mn與Q345也不盡相同。
* N) |) I1 B" L! O& x5 Q3 P. _3 g
" l/ b% T) T! ^1 i4 u5 ~( a% l            更重要的是兩種鋼材按屈服強(qiáng)度的不同而進(jìn)行的厚度分組尺寸存在較大差異,，而這必將引起某些厚度的材料的許用應(yīng)力的變化,。因此，簡(jiǎn)單地將16Mn鋼的許用應(yīng)力套用在Q345鋼上是不合適的,而應(yīng)根據(jù)新的鋼材厚度分組尺寸重新確定許用應(yīng)力,。

            Q345鋼的主要組成元素比例與16Mn鋼基本相同,，區(qū)別是增加了V、Ti,、Nb微量合金元素,。少量的V、Ti,、Nb合金元素能細(xì)化晶粒,，大大提高了鋼的韌性,，鋼的綜合機(jī)械性能得到較大提高。
* D8 S7 _- D& E) \6 g/ K
             也正因?yàn)槿绱�,，鋼板的厚度才可以做得更大一些,。因此，Q345鋼的綜合機(jī)械性能應(yīng)當(dāng)優(yōu)于16Mn鋼,，特別是它的低溫性能更是16Mn鋼所不具備的,。Q345鋼的許用應(yīng)力略高于16Mn鋼。

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性能對(duì)比

8 W0 E& _1 z! Y: e8 j
% }" v! `) g5 O  t          Q345D無縫管力學(xué)性能：
: \/ F9 o+ y3 w6 e& x
+ y% J' d# P( I% A' c; k; O; i% C            抗拉強(qiáng)度：490-675屈服強(qiáng)度：≥345 伸長(zhǎng)率：≥22
& O7 x% c* S1 O
            Q345B無縫管力學(xué)性能：

             抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥345 伸長(zhǎng)率：≥21
; t# E6 o( {- z; L* m
. r% Y$ ~+ ^; ]% a6 e             Q345A無縫管力學(xué)性能：

$ N1 [. S+ x- p5 ^  F, M             抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥345 伸長(zhǎng)率：≥21

5 c3 W! T- J. j6 A' e, o            Q345C無縫管力學(xué)性能：

' P$ i# D" n5 O$ A6 W            抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥345 伸長(zhǎng)率：≥22
" N5 _0 g$ _3 C6 j' l4 V
8 p6 `0 @! o' P( B- W. T) B" ]8 ^7 a; P             Q345E無縫管力學(xué)性能：
# U4 m) Q3 i! e6 d1 r
% L0 O; j2 I& X3 _2 t5 R              抗拉強(qiáng)度：490-675屈服強(qiáng)度：≥345 伸長(zhǎng)率：≥22

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產(chǎn)品系列

5 L( V; {2 n& S/ Q' Q. K
) P! O0 h9 x4 o           Q345D鋼材與Q345A,，B,，C鋼相比而言。低溫沖擊功的試驗(yàn)溫度低,。性能好,。含有害物資P,S量比Q345A，B,，C要低,。

市場(chǎng)價(jià)格比Q345A，B,，C要高,。

& w* e3 M' _1 l. V9 ?$ R/ f            Q345d定義：①由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)組成。它的鋼號(hào)冠以“Q”,，代表鋼材的屈服點(diǎn),，后面的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服點(diǎn)（σs）為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼,。

6 I2 Q( X; O5 d. J                                    ②必要時(shí)鋼號(hào)后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級(jí)和脫氧方法的符號(hào),。質(zhì)量等級(jí)符號(hào)分別為A、B,、C,、D。
) T( `) k0 L7 z$ W
# R- @' f- w: z1 r                          脫氧方法符號(hào)：F表示沸騰鋼,；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼,；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標(biāo)符號(hào),，即Z和TZ都可不標(biāo),。例如Q235-AF表示A級(jí)沸騰鋼,。

  Q' L, s) J, m' S                                     ③專門用途的碳素鋼,，例如橋梁鋼、船用鋼等,，基本上采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法,，但在鋼號(hào)最后附加表示用途的字母。
  d! z6 `, k( ^, l: \+ r
( Q+ w2 c% |: U  a& |

Q345（低合金高強(qiáng)度鋼）網(wǎng)上摘錄相關(guān)資料

材料介紹

1. Q345化學(xué)成分如下表（%）：

2.Q345C力學(xué)性能如下表（%）：
( h# e3 L% _- k
. ?. Q. L7 }/ I  z6 f機(jī)械性能指標(biāo)      伸長(zhǎng)率（%）        試驗(yàn)溫度0℃       抗拉強(qiáng)度MPa     屈服點(diǎn)MPa
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數(shù)值                   ≥22                      ≥34                   470-650           324-259

/ X1 E4 {# n. v, `" ]9 X
, j! v5 l' E2 P$ t9 _! i) ?其中壁厚介于16-35mm時(shí)，σs≥325Mpa,；壁厚介于35-50mm時(shí),，σs≥295Mpa

/ T9 Z% \( y+ M/ s$ B" h2. Q345鋼的焊接特點(diǎn)
# ^: b" n: _5 {1 Z) G
% |  Q, a+ Q8 Q' h/ H0 ^9 w2.1 碳當(dāng)量(Ceq)的計(jì)算
9 r( ?5 h/ e0 R$ B  p" t/ T5 Y
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5

. ?# M+ w" ?1 ^" ^1 J+ k% c計(jì)算Ceq=0.49%，大于0.45%,，可見Q345鋼焊接性能不是很好,，需要在焊接時(shí)制定嚴(yán)格的工藝措施。
1 Y3 T" F  Y: R
. R, n) `4 ^# E) r5 x* B# i' q7 Q2.2 Q345鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問題
: L2 v& ]7 C) D$ B% E* N6 x2 Y
2.2.1 熱影響區(qū)的淬硬傾向
) _) o, s9 A/ O
Q345鋼在焊接冷卻過程中,，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體,，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降,。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋,。

2.2.2 冷裂紋敏感性

Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。
7 ~' b5 G+ ?5 c$ w, R
焊接施工流程

坡口準(zhǔn)備→點(diǎn)固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根（碳弧氣刨）→外口施焊 →里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無損檢驗(yàn)（焊縫質(zhì)量一級(jí)合格）

焊接工藝參數(shù)的選擇
/ ^; f) `5 A# ^, h' R
通過對(duì)Q345鋼的焊接性分析,，制定措施如下：
( O0 T! m% x9 y
* ?/ I+ D: H3 m# T) `# p1. 焊接材料的選用
/ u# b1 q3 g" {& b
由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大,，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時(shí)考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則,，選用E5015 （J507）型電焊條,。

5 {% \2 a) z& ^1 y1 @化學(xué)成分見下表（%）：
' a' h7 t3 b! ~4 v. a4 `$ a1 }
  r( }+ m: j/ b" d6 \- G8 r! v) i         元素   C               Mn          Si       S              P            Cr         Mo         V          Ti
- d0 C. c& ~3 `/ v  x0 w2 |2 |
3 N; b$ i3 x! e5 Y/ L0 r         含量    0.071      1.11      0.50  0.009      0.016      0.02     0.01     0.01       0.01
4 l2 E  R0 |# @, I
+ @" w; |6 L- I% S$ {: a
1 X$ i% K/ Q, }) s& c
  F4 Y) A, N/ X8 j/ ]+ v- h' ?力學(xué)性能見下表：σb/Mpa       σs/Mpa       δ5（%）      Ψ（%）     Akv/J-30℃
/ p6 A$ p& n( Z; w# C. _- }
                                  440              540             31                79               164/114/76

% `" t; J# s) m' ?( T4 C; Z（抗拉強(qiáng)度應(yīng)該大于屈服）
# O; Z+ Z' G' j; S0 ]3 z
2. 坡口形式：（根據(jù)圖紙和設(shè)備供貨）

3. 焊接方法：采用手工電弧焊（D）。

9 I. \( E5 c) G8 O4. 焊接電流：為了避免焊縫組織粗大,，造成沖擊韌性下降,，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條,、窄焊道,、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）,。焊道的寬度不大于焊條的3倍,，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條,，焊接電流100-130A,；第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A,。

& X, s) z  f1 x4 d$ A5. 預(yù)熱溫度：由于Q345鋼的Ceq>0.45%,，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150℃,，層間溫度Ti≤400℃,。
# {7 B* J' L8 n
! }$ F" T- l4 d* R, X3 j6. 焊后熱處理參數(shù)：為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量,，改善焊縫的金屬組織和性能,，在焊后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理,。熱處理溫度為：600-640℃，恒溫時(shí)間為2小時(shí)（板厚40mm時(shí)）,，升降溫速度為125℃/h ,。

  R+ M( }+ @% ]8 ^, E9 A& b) e+ N

現(xiàn)場(chǎng)焊接順序

1 l8 i9 ~6 k3 f, S- H! r1. 焊前預(yù)熱

在翼緣板焊接前，首先對(duì)翼緣板進(jìn)行預(yù)熱,，恒溫30分鐘后開始焊接,。 焊接的預(yù)熱、層間溫度,、熱處理由熱處理控溫柜自動(dòng)控制,，采用遠(yuǎn)紅外履帶式加熱爐片，微電腦自動(dòng)設(shè)定曲線和記錄曲線,，熱電偶測(cè)量溫度,。預(yù)熱時(shí)熱電偶的測(cè)點(diǎn)距離坡口邊緣15mm-20mm。

2. 焊接
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2.1 為了防止焊接變形,，每個(gè)柱接頭采用二人對(duì)稱施焊,，焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時(shí)（里口為靠近腹板的坡口）,，第一層至第三層必須使用小規(guī)范操作,，因?yàn)樗�的焊接是影響焊接變形的主要原因。在焊接一至三層結(jié)束后,，背面進(jìn)行清根,。在使用碳弧氣刨清根結(jié)束后，必須對(duì)焊縫進(jìn)行機(jī)械打磨,，清理焊縫表面滲碳,，露出金屬光澤，防止表層碳化嚴(yán)重造成裂紋,。外口焊接應(yīng)一次焊完,，最后再焊接里口的剩余部分。

% o& h: k" Q0 L3 T! l- U+ p  @3 [2.2 當(dāng)焊接第二層時(shí),，焊接方向應(yīng)與第一層方向相反,，以此類推。每層焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開15-20mm,。

: W! t4 M  v* j6 ]' q0 h; G2.3 兩名焊工在焊接時(shí)的焊接電流,、焊接速度和焊接層數(shù)應(yīng)保持一致。

. h. p, [% L9 y, L/ J  R2.4 在焊接中應(yīng)從引弧板開始施焊,，收弧板上結(jié)束,。焊接完成后割掉并打磨干凈。
) {5 y8 |1 e* r1 Q0 Z% \9 y+ @: I
3 \3 L! T/ i- h$ V3. 焊后熱處理：焊口焊接完成后應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行熱處理,。如不能及時(shí)進(jìn)行熱處理應(yīng)采取保溫,、緩冷措施。在進(jìn)行熱處理時(shí),，應(yīng)采用兩根熱電偶測(cè)溫,，熱電偶點(diǎn)焊在焊口的里外側(cè)。
- W( \. e+ D1 e& j8 n& b
6 {  X- I) P8 ~

4. 焊接檢驗(yàn)

' A2 G8 J6 f% r" v; O/ C根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求,，焊口采用超聲波探傷法進(jìn)行檢驗(yàn),，檢驗(yàn)比例為100%。
# Z( O: S! M2 I+ N4 u9 A3 T
現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理
- l& @. w( ]; N9 V. C
% m1 r, W) Z/ K# j0 c# c4 T         1. 編制詳細(xì)的焊接施工作業(yè)指導(dǎo)書,。
' R- S7 O  s9 `0 }$ Q! Z
0 Q4 S2 J8 ?6 u: i$ e8 B! @! |4 u, l         2. 全過程控制焊接工藝是確保質(zhì)量的核心,。
0 i$ e8 [+ X; ~1 D8 A+ u
         每個(gè)柱接頭的焊接時(shí)，應(yīng)有專人監(jiān)控焊接工藝,，如焊工不按作業(yè)指導(dǎo)書施工應(yīng)立即終止焊接,。在焊接過程中，熱處理人員應(yīng)全程監(jiān)控層間溫度,，如超標(biāo)應(yīng)立即通知焊工暫停,。

4 \; _0 A/ s9 _5 e2 ~         3. 提高施工人員質(zhì)量意識(shí)是貫徹焊接工藝的關(guān)鍵

        在施工前，進(jìn)行全員交底,，并且開取施工工藝卡,。交底中詳細(xì)講解焊接工藝特點(diǎn)及嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝的必要性和控制要點(diǎn)。
- H5 o- s8 y& t) a/ N- C

結(jié)論

         按此焊接工藝措施施工,，在現(xiàn)場(chǎng)共焊焊口102道,，經(jīng)無損檢驗(yàn)一次合格率達(dá)到100%。經(jīng)過實(shí)際施工的驗(yàn)證,，此焊接工藝措施不僅能在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)對(duì)Q345鋼的焊接,，而且能夠保證焊接質(zhì)量。

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