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查看更多>鋼結構對鋼材功能有哪些要求？
發(fā)布于：2023年08月03日
來源：www.aksmee.com
[摘要]包頭鋼結構加工碳鋼按碳含量不同，低碳鋼小于0.25%，中碳鋼介于0.25%和0.6%，高碳鋼大于0.6%。當碳含量超過0.3%時，鋼材的抗拉強度很高，但沒有明顯的屈服點，塑性很小。當碳含量超過02%時，鋼材的焊接功能將開始惡化。因此，標準推薦的鋼材含碳量不超過0.22%，焊接結構嚴格控制在0.2%以內(nèi)。
碳是各種鋼材中的重要元素之一，是碳結構鋼材中鐵以外的主要元素。碳是鋼材強度的主要組成部分。隨著碳含量的提高，鋼材的強度逐漸增加，塑性和耐久性降低，冷彎、焊接和耐腐蝕性降低。包頭鋼結構加工碳鋼按碳含量不同，低碳鋼小于0.25%，中碳鋼介于0.25%和0.6%，高碳鋼大于0.6%。當碳含量超過0.3%時，鋼材的抗拉強度很高，但沒有明顯的屈服點，塑性很小。當碳含量超過02%時，鋼材的焊接功能將開始惡化。因此，標準推薦的鋼材含碳量不超過0.22%，焊接結構嚴格控制在0.2%以內(nèi)。
硫是一種有害元素，通常以硫化鐵的形式與鋼混合。當溫度達到800-1000℃時，硫化鐵會熔化使鋼材變脆，因此在焊接或熱加工過程中可能會引起熱裂紋，稱為熱脆。此外，硫還會降低鋼材的沖擊耐性、疲勞強度、耐腐蝕性和焊接性。非金屬硫化物經(jīng)熱軋加工后，也會在厚鋼板中形成局部分層現(xiàn)象。在選擇焊接連接的節(jié)點中，沿板厚方向承受拉力時，會產(chǎn)生層狀撕裂損傷。因此，應嚴格限制鋼材中的硫含量。隨著鋼材品牌和質(zhì)量等級的提高，硫含量限值由0.05%降至0.025%，厚度方向功能鋼板（抗層撕裂鋼板）的硫含量限制在0.01%以下。
錳是一種有利元素。在一般碳鋼中，它是一種弱脫氧劑，可以提高鋼的強度，消除琉璃對鋼的熱脆性影響，提高鋼的冷脆性傾向，不會顯著降低塑性和耐久性。錳也是我國低合金鋼的主要合金元素，其含量為0.8%-1.8%。但錳對焊接功能不利，所以含量不宜過多。
硅是一種有利元素。在一般碳鋼中，它是一種強脫氧劑，常與錳一起除氧，生產(chǎn)鎮(zhèn)靜鋼。適量的硅可以細化顆粒，提高鋼的強度，但對塑性、耐久性、冷彎功能和焊接功能沒有明顯的不良影響。硅含量在一般鎮(zhèn)靜鋼中為0.12%-0.30%，在低合金鋼中為0.2%-0.55%。過量的硅會惡化焊接和耐腐蝕性。
釩、鈮、鈦等元素在鋼中形成細碳化物。加入適量可以細化晶粒和擴散強化，進而提高鋼的強度和耐久性，堅持優(yōu)良的塑性。
鋁是一種強脫氧劑，還能細化晶粒，提高鋼的強度和低溫耐久性。在低溫沖擊耐久性合格的低聲金鋼中，其含量不低于0.015%。
鉻、鎳是提高鋼材強度的合金元素，用于q390及以上鋼材，但其含量應受到限制，以免影響鋼材的其他功能。
銅、鉻、鎳、鉬等合金元素可在金屬基體表面形成維護層，提高鋼材對大氣的耐腐蝕性，共同堅持鋼材具有突出的焊接功能。在我國焊接結構耐候鋼中，銅含量為0.20%-0.40%。
裝飾等稀土元素(re)它能提高鋼的抗氧化性，并改善其它功能，在低合金鋼中其含量按0.02%-0.20%控制。
氧和氮屬于有害元素。氧和硫使鑰匙變脆，氮的影響與磷相似，因此應嚴格控制其含量。但是，在選擇特殊的合金成分進行匹配時，氮可以作為一種合金元，提高低合金鋼的強度和耐腐蝕性。例如，在九江長江大橋成功使用的15mnvn鋼是q420中的含氮鋼，氮含量控制在0.010%-0.020%。
氫是一種非常不穩(wěn)定的原子狀態(tài)溶解在鋼中的有害元素。它的溶解度隨著溫度的下降而下降。它經(jīng)常富集在結構疏松區(qū)、孔洞、晶格錯位和晶界處，產(chǎn)生氫分子，產(chǎn)生很大的內(nèi)壓，使鋼開裂，稱為氫脆。氫脆屬于延遲性損傷。在拉應力的作用下，通常需要經(jīng)過一定的妊娠期才能產(chǎn)生。破裂面上經(jīng)?？梢钥吹桨c，稱為氫白點。碳含量低、硫磷含量少的鋼，氫脆靈敏度低。鋼的強度等級越高，對氫脆靈敏度越高。
*免責聲明:轉載內(nèi)容均來自于網(wǎng)絡，如有異議請及時聯(lián)系，本網(wǎng)將予以刪除。
硫是一種有害元素，通常以硫化鐵的形式與鋼混合。當溫度達到800-1000℃時，硫化鐵會熔化使鋼材變脆，因此在焊接或熱加工過程中可能會引起熱裂紋，稱為熱脆。此外，硫還會降低鋼材的沖擊耐性、疲勞強度、耐腐蝕性和焊接性。非金屬硫化物經(jīng)熱軋加工后，也會在厚鋼板中形成局部分層現(xiàn)象。在選擇焊接連接的節(jié)點中，沿板厚方向承受拉力時，會產(chǎn)生層狀撕裂損傷。因此，應嚴格限制鋼材中的硫含量。隨著鋼材品牌和質(zhì)量等級的提高，硫含量限值由0.05%降至0.025%，厚度方向功能鋼板（抗層撕裂鋼板）的硫含量限制在0.01%以下。
錳是一種有利元素。在一般碳鋼中，它是一種弱脫氧劑，可以提高鋼的強度，消除琉璃對鋼的熱脆性影響，提高鋼的冷脆性傾向，不會顯著降低塑性和耐久性。錳也是我國低合金鋼的主要合金元素，其含量為0.8%-1.8%。但錳對焊接功能不利，所以含量不宜過多。
硅是一種有利元素。在一般碳鋼中，它是一種強脫氧劑，常與錳一起除氧，生產(chǎn)鎮(zhèn)靜鋼。適量的硅可以細化顆粒，提高鋼的強度，但對塑性、耐久性、冷彎功能和焊接功能沒有明顯的不良影響。硅含量在一般鎮(zhèn)靜鋼中為0.12%-0.30%，在低合金鋼中為0.2%-0.55%。過量的硅會惡化焊接和耐腐蝕性。
釩、鈮、鈦等元素在鋼中形成細碳化物。加入適量可以細化晶粒和擴散強化，進而提高鋼的強度和耐久性，堅持優(yōu)良的塑性。
鋁是一種強脫氧劑，還能細化晶粒，提高鋼的強度和低溫耐久性。在低溫沖擊耐久性合格的低聲金鋼中，其含量不低于0.015%。
鉻、鎳是提高鋼材強度的合金元素，用于q390及以上鋼材，但其含量應受到限制，以免影響鋼材的其他功能。
銅、鉻、鎳、鉬等合金元素可在金屬基體表面形成維護層，提高鋼材對大氣的耐腐蝕性，共同堅持鋼材具有突出的焊接功能。在我國焊接結構耐候鋼中，銅含量為0.20%-0.40%。
裝飾等稀土元素(re)它能提高鋼的抗氧化性，并改善其它功能，在低合金鋼中其含量按0.02%-0.20%控制。
氧和氮屬于有害元素。氧和硫使鑰匙變脆，氮的影響與磷相似，因此應嚴格控制其含量。但是，在選擇特殊的合金成分進行匹配時，氮可以作為一種合金元，提高低合金鋼的強度和耐腐蝕性。例如，在九江長江大橋成功使用的15mnvn鋼是q420中的含氮鋼，氮含量控制在0.010%-0.020%。
氫是一種非常不穩(wěn)定的原子狀態(tài)溶解在鋼中的有害元素。它的溶解度隨著溫度的下降而下降。它經(jīng)常富集在結構疏松區(qū)、孔洞、晶格錯位和晶界處，產(chǎn)生氫分子，產(chǎn)生很大的內(nèi)壓，使鋼開裂，稱為氫脆。氫脆屬于延遲性損傷。在拉應力的作用下，通常需要經(jīng)過一定的妊娠期才能產(chǎn)生。破裂面上經(jīng)?？梢钥吹桨c，稱為氫白點。碳含量低、硫磷含量少的鋼，氫脆靈敏度低。鋼的強度等級越高，對氫脆靈敏度越高。
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