低合金高強度鋼

低合金高強度鋼

       低合金高強度鋼是在碳素結構鋼的基礎上加入少量的Mn、Si和微量的Nb、V、Ti、Al等合金元素而發展起來的一類工程結構用鋼。所謂低合金是指鋼中合金元素總量不超過3%。高強度是相對于碳素工程結構用鋼而言。低合金高強度鋼的研制原則是利用盡可能少的合金元素獲得盡可能高的綜合力學性能，以達到滿足使用、成本低廉的目的。低合金高強度鋼能夠滿足工程上各種結構（如大型橋梁、壓力容器及船舶等）要求承載大，同時又要求減輕結構自重，提高可靠性及節約材料和資源的要求。

       這類鋼主要用來制造各種要求強度較高的工程結構，例如橋梁、船舶、車輛、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結構等。由于這類鋼不用複雜的處理過程，甚至不進行熱處理就可以獲得較高的強度，使工程結構的質量大大減輕，因此，用這類鋼來代替一般的碳素結構鋼。

成分特點

       低碳含量是爲了滿足工程結構件用鋼的塑性、韌性、焊接性和冷變形等工藝性能要求；加入以Mn爲主的少量合金元素，達到了提高力學性能的目的。Mn不僅對鐵素體有顯著的強化效果，還可降低鋼的冷脆溫度，并使鋼中珠光體數量增加，進一步提高強度；爲進一步改善和提高鋼的性能。還加入微量V、Ti、Nb、AI等細化晶粒元素，不僅進一步提高了強度，還使鋼的韌性得到改善。這類鋼有時還加入稀土元素Re以消除鋼中的有害雜質，改善夾雜物的形态及分布，減弱其冷脆性。

性能特點

       1．高的屈服極限與良好的塑性和韌性

       低合金高強度鋼最顯著的特征就是高強度。在熱軋或正火狀态下，低合金高強度鋼一般比相應的碳素工程結構鋼的強度能高出30%～50%。因而能夠承受較大的載荷。工程結構一般以大型或巨型爲多，構件自身的重量往往也成爲載荷的重要組成部分，結構材料強度提高的同時就可以明顯降低構件自重而使其承受其他載荷的能力進一步提高。不僅如此，這種良好的效應還大大提高了工程構件緊湊性從而使其可靠性進一步提高，同時減少了原材料消耗，降低了成本，節約了資源。

       低合金高強度鋼的延伸率爲15%～23%，室溫下沖擊吸收功

       2．良好的焊接性能和耐大氣腐蝕性能

       焊接是建造工程結構的最常用方法，因此工程結構用鋼都要求具有良好的焊接性能。低合金高強度鋼碳含量低，合金元素含量少、塑性好，在焊縫區不易産生淬火組織及裂紋，且加入的Ti、Nb、V等還能抑制焊縫區晶粒長大，因此這類鋼大都焊接性能優良，焊後一般不再進行熱處理。

       工程結構大多是在大氣或海洋環境中服役，低合金高強度鋼中加入少量的Cu、Ni、Cr、P等元素，有效提高了工程結構抗大氣、海水、土壤腐蝕的能力。如加入0.2%～0.5%的銅、0.05%～0.1%的磷以及鋁等，可使鋼的耐蝕性明顯提高，其中銅和磷同時加入效果最佳。 [1] 

發展趨勢

       以控制軋制技術和微合金化冶金學爲基礎，開發了許多低合金高強度鋼。低合金高強度鋼的主要發展方向有以下幾個方面。

       (1)低碳、超低碳和高純淨化。

       (2)微合金化鋼技術。

       (3)采用控制軋制和控制冷卻工藝。

       (4)超細晶粒化和計算機控制以及性能預報。