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1、钢结构基构基础知知识系列系列讲座之一座之一钢桥及及结构用构用钢2009.111A第一部分第一部分钢的分的分类和和钢板新国家板新国家标准准2A1. 1. 1. 1. 钢钢的分的分的分的分类类 按不同方式按不同方式按不同方式按不同方式钢钢可以有很多种分可以有很多种分可以有很多种分可以有很多种分类类3A1.1 1.1 按化学成份分按化学成份分类类按是否加入合金元素按是否加入合金元素按是否加入合金元素按是否加入合金元素, , , ,可分可分可分可分为为碳素碳素碳素碳素钢钢和合金和合金和合金和合金钢钢: : : : 碳素碳素碳素碳素钢钢是指是指是指是指钢钢中除中除中除中除为为了脱氧而加入硅了脱氧而加入硅
2、了脱氧而加入硅了脱氧而加入硅(Si)(Si)(Si)(Si)、锰锰（MnMnMnMn）等合金元素外，不含其它合金元素的等合金元素外，不含其它合金元素的等合金元素外，不含其它合金元素的等合金元素外，不含其它合金元素的钢钢。vv按含碳量高低又可分按含碳量高低又可分按含碳量高低又可分按含碳量高低又可分为为 低碳低碳低碳低碳钢钢 C0.25%C0.25%C0.25%C0.25% 中碳中碳中碳中碳钢钢 0.25%C0.60%0.25%C0.60%0.25%C0.60%0.25%C0.60% 高碳高碳高碳高碳钢钢 C C C C0.60%0.60%0.60%0.60%4A 合金合金合金合金钢钢 指除指除指
3、除指除SiSiSiSi，MnMnMnMn等元素外等元素外等元素外等元素外 还还含有其它合金元素（如含有其它合金元素（如含有其它合金元素（如含有其它合金元素（如铬铬、镍镍、钼钼、钛钛、钒钒、铜铜、铝铝、铌铌等和稀有元素，有的等和稀有元素，有的等和稀有元素，有的等和稀有元素，有的还还含有某含有某含有某含有某些非金属元素（如硼、氮等）的些非金属元素（如硼、氮等）的些非金属元素（如硼、氮等）的些非金属元素（如硼、氮等）的钢钢。vv按按按按钢钢中所含的主要合金元素不同，可分中所含的主要合金元素不同，可分中所含的主要合金元素不同，可分中所含的主要合金元素不同，可分为锰钢为锰钢、硅、硅、硅、硅钢钢、硼、硼、
4、硼、硼钢钢等等等等5A1.2 1.2 按冶按冶按冶按冶炼炼方法分方法分方法分方法分类类 按按按按炼钢炼钢炉炉炉炉设备设备的不同，可分的不同，可分的不同，可分的不同，可分为转为转炉炉炉炉钢钢、电电炉炉炉炉钢钢、平炉、平炉、平炉、平炉钢钢。平炉。平炉。平炉。平炉钢钢工工工工艺艺落后已基本不采用。落后已基本不采用。落后已基本不采用。落后已基本不采用。6A1.3 1.3 按脱氧程度分按脱氧程度分按脱氧程度分按脱氧程度分类类（1 1）沸）沸）沸）沸腾钢腾钢（F F） 沸沸沸沸腾钢腾钢脱氧不完全，脱氧不完全，脱氧不完全，脱氧不完全，组织组织不致密，性能差。不致密，性能差。不致密，性能差。不致密，性能差。结
5、结构一般不用沸构一般不用沸构一般不用沸构一般不用沸腾钢腾钢。（2 2）镇镇静静静静钢钢 （Z Z） 脱氧完全，脱氧完全，脱氧完全，脱氧完全，组织组织致密，成分致密，成分致密，成分致密，成分较较均匀，性均匀，性均匀，性均匀，性能能能能较较好。好。好。好。（3 3）半）半）半）半镇镇静静静静钢钢 脱氧程度介于沸脱氧程度介于沸脱氧程度介于沸脱氧程度介于沸腾钢腾钢和和和和镇镇静静静静钢钢之之之之间间。( (新新新新规规范已取消范已取消范已取消范已取消) )7A1.4 1.4 按按按按质质量分量分量分量分类类（1 1）普通）普通）普通）普通钢钢 S0.05%S0.05%， P0.045%P0.045%（
6、2 2）优质钢优质钢 S0.035%S0.035%， P0.035%P0.035%（3 3）高）高）高）高级优质钢级优质钢 S0.030%S0.030%， P0.030%P0.030%8A1.5 1.5 按用途分按用途分按用途分按用途分（1 1）结结构构构构钢钢 包括碳素包括碳素包括碳素包括碳素结结构构构构钢钢和合金和合金和合金和合金结结构构构构钢钢 碳素碳素碳素碳素结结构构构构钢钢一般一般一般一般S0.055%S0.055%，P0.045%P0.045% 优质优质碳素碳素碳素碳素结结构构构构钢钢S S、P P含量均小于含量均小于含量均小于含量均小于0.040%0.040%（2 2）合金）合金
7、）合金）合金结结构构构构钢钢 在在在在优质优质碳素碳素碳素碳素钢钢的基的基的基的基础础上，适当加入一种上，适当加入一种上，适当加入一种上，适当加入一种或多种合金元素，用来提高或多种合金元素，用来提高或多种合金元素，用来提高或多种合金元素，用来提高钢钢的的的的强强度、度、度、度、韧韧性和淬透性。性和淬透性。性和淬透性。性和淬透性。9A（3 3）工具）工具）工具）工具钢钢 包括碳素工具包括碳素工具包括碳素工具包括碳素工具钢钢、合金工具、合金工具、合金工具、合金工具钢钢、高速高速高速高速钢钢（4 4）特殊性能）特殊性能）特殊性能）特殊性能钢钢 如如如如轴轴承承承承钢钢、不、不、不、不锈钢锈钢、弹弹簧
8、簧簧簧钢钢、高温、高温、高温、高温合金合金合金合金钢钢等等等等10A2. 2. 板板板板带钢带钢的分的分的分的分类类vv板板板板带钢产带钢产量在量在量在量在钢钢材中所占比例材中所占比例材中所占比例材中所占比例约为约为45%65%45%65%vv板板板板带钢带钢的的的的宽宽度度度度B B与厚度与厚度与厚度与厚度H H比比比比值值很大，一般很大，一般很大，一般很大，一般B/HB/H可达可达可达可达50005000以以以以上。上。上。上。11A 板材板材板材板材-宽宽厚比和表面厚比和表面厚比和表面厚比和表面积积很大的扁平很大的扁平很大的扁平很大的扁平钢钢材材材材vv通常是通常是通常是通常是对对剪切成
9、定尺剪切成定尺剪切成定尺剪切成定尺长长度的度的度的度的产产品而言，成卷供品而言，成卷供品而言，成卷供品而言，成卷供应应的称的称的称的称为带钢为带钢或板卷，其中或板卷，其中或板卷，其中或板卷，其中宽宽度大于度大于度大于度大于600mm600mm称称称称宽带钢宽带钢，小于，小于，小于，小于600mm600mm称窄称窄称窄称窄带钢带钢。vv具有一定定尺具有一定定尺具有一定定尺具有一定定尺长长度板材常称度板材常称度板材常称度板材常称为钢为钢板板板板 12A2.1 2.1 按按按按规规格不同分格不同分格不同分格不同分（1 1）中厚板）中厚板）中厚板）中厚板vv中板中板中板中板 厚度厚度厚度厚度 420m
10、m420mmvv厚板厚板厚板厚板 厚度厚度厚度厚度 2060mm2060mmvv特厚板特厚板特厚板特厚板 厚度厚度厚度厚度 60160mm60160mm（2 2）薄板（包括）薄板（包括）薄板（包括）薄板（包括带钢带钢） 厚度厚度厚度厚度 0.24mm0.24mmvv 极薄极薄极薄极薄带带材（箔材）材（箔材）材（箔材）材（箔材） 厚度厚度厚度厚度 0.0010.2mm0.0010.2mm13A 2.2 2.2 按生按生按生按生产产方法分方法分方法分方法分类类（1 1）热轧钢热轧钢板板板板-钢钢坯加坯加坯加坯加热热后后后后进进行行行行轧轧制制制制（2 2）冷）冷）冷）冷轧钢轧钢板板板板-钢钢坯不加
11、坯不加坯不加坯不加热进热进行行行行轧轧制，一般用于制，一般用于制，一般用于制，一般用于轧轧制极薄制极薄制极薄制极薄板板板板14A2.3 2.3 按用途分按用途分按用途分按用途分类类vv桥桥梁梁梁梁钢钢板、板、板、板、结结构构构构钢钢板、板、板、板、锅锅炉炉炉炉钢钢板、造船板、造船板、造船板、造船钢钢板、汽板、汽板、汽板、汽车钢车钢板、板、板、板、装甲装甲装甲装甲钢钢板、板、板、板、电电工工工工钢钢板、板、板、板、弹弹簧簧簧簧钢钢板等板等板等板等15A 2.4 2.4 按表面特征分按表面特征分按表面特征分按表面特征分类类vv镀锌镀锌板（板（板（板（热镀锌热镀锌板、板、板、板、电镀锌电镀锌板）板）
12、板）板）vv镀锡镀锡板板板板vv复合复合复合复合钢钢板板板板vv彩色涂彩色涂彩色涂彩色涂层钢层钢板板板板16A3. 3. 建筑建筑建筑建筑结结构用构用构用构用钢钢的新国家的新国家的新国家的新国家标标准准准准 我国建筑我国建筑我国建筑我国建筑结结构用构用构用构用钢钢板采用下列国家板采用下列国家板采用下列国家板采用下列国家标标准：准：准：准： 碳素碳素碳素碳素结结构构构构钢钢建筑建筑建筑建筑结结构用构用构用构用钢钢板板板板 低合金高低合金高低合金高低合金高强强度度度度结结构构构构钢钢桥桥梁用梁用梁用梁用结结构构构构钢钢17A3.1 3.1 碳素碳素碳素碳素结结构构构构钢钢（1 1）普通碳素）普通碳
13、素）普通碳素）普通碳素结结构构构构钢钢-常用的常用的常用的常用的钢钢种种种种 国国国国标标碳素碳素碳素碳素结结构构构构钢钢（GB/T700-2006GB/T700-2006） 牌号牌号牌号牌号 质质量等量等量等量等级级 Q195 -Q195 - Q215 A Q215 A、B B Q235 A Q235 A、B B、C C、D D Q275 A Q275 A、B B、C C、D D Q - Q - 屈服屈服屈服屈服强强度的度的度的度的“ “屈屈屈屈” ”字字字字汉语汉语拼音拼音拼音拼音 235- 235- 屈服屈服屈服屈服强强度度度度值值（MPaMPa）按厚度）按厚度）按厚度）按厚度为为16m
14、m16mm定定定定义义 18A 2006 2006标标准准准准较较19881988标标准作了如下修改准作了如下修改准作了如下修改准作了如下修改vv脱氧方法中取消了半脱氧方法中取消了半脱氧方法中取消了半脱氧方法中取消了半镇镇静静静静钢钢vv取消取消取消取消Q255Q255牌号牌号牌号牌号vv化学成份中将碳、化学成份中将碳、化学成份中将碳、化学成份中将碳、锰锰的含量区的含量区的含量区的含量区间值间值修改修改修改修改为为上限上限上限上限值值，取消各牌，取消各牌，取消各牌，取消各牌号号号号钢钢材的碳、材的碳、材的碳、材的碳、锰锰的含量下限的含量下限的含量下限的含量下限值值，较较大幅度提高大幅度提高大幅
15、度提高大幅度提高锰锰含量上限含量上限含量上限含量上限值值。vvQ195Q195牌号牌号牌号牌号钢钢的的的的P P、S S含量分含量分含量分含量分别别由由由由0.045%0.045%和和和和0.050%0.050%降低降低降低降低为为0.035%0.035%和和和和0.040%0.040%vv其它化学成份，力学性能均有不同改其它化学成份，力学性能均有不同改其它化学成份，力学性能均有不同改其它化学成份，力学性能均有不同改变变和提高和提高和提高和提高 19A 碳素碳素碳素碳素结结构构构构钢钢是是是是2020年来首次修年来首次修年来首次修年来首次修订订，应应用用用用时时注意下列各点：注意下列各点：注意
16、下列各点：注意下列各点：vv设计设计中中中中选选用用用用Q235-AQ235-A（B B）级钢时级钢时，应选应选用用用用镇镇静静静静钢钢，不，不，不，不应选应选用沸用沸用沸用沸腾钢腾钢。vv在保在保在保在保证证力学性能情况下，力学性能情况下，力学性能情况下，力学性能情况下，A A级钢级钢的碳、的碳、的碳、的碳、锰锰、硅含量不作、硅含量不作、硅含量不作、硅含量不作为为交交交交货货条件。故条件。故条件。故条件。故焊焊接接接接结结构不宜于用构不宜于用构不宜于用构不宜于用235-A235-A级钢级钢。vv由于厚度大于由于厚度大于由于厚度大于由于厚度大于60100mm60100mm的的的的Q235Q23
17、5级钢级钢屈服屈服屈服屈服强强度提高了度提高了度提高了度提高了约约7%7%，按按按按现现行行行行规规范范范范设计设计其其其其强强度度度度储备储备裕度裕度裕度裕度较较大。大。大。大。20A（2 2）优质优质碳素碳素碳素碳素结结构构构构钢钢（GB/T699-1999GB/T699-1999） 一般不用于建筑一般不用于建筑一般不用于建筑一般不用于建筑钢结钢结构而用于一些工具构而用于一些工具构而用于一些工具构而用于一些工具类类等等等等专专用用途用用途用用途用用途钢钢中。在中。在中。在中。在GB/T699-99GB/T699-99中中中中钢钢的分的分的分的分类为类为：vv按冶金按冶金按冶金按冶金质质量分
18、量分量分量分为为： 优质钢优质钢 高高高高级优质钢级优质钢 A A 特特特特级优质钢级优质钢 E Evv按使用加工方法分：按使用加工方法分：按使用加工方法分：按使用加工方法分： 压压力加工用力加工用力加工用力加工用钢钢 UPUP 切削加工用切削加工用切削加工用切削加工用钢钢 UCUC 钢钢的牌号多达的牌号多达的牌号多达的牌号多达3131种序号。种序号。种序号。种序号。21A3.23.2建筑建筑建筑建筑结结构用构用构用构用钢钢板板板板（GB/T19879-2005GB/T19879-2005GB/T19879-2005GB/T19879-2005） 该标该标准准准准为为原冶金行原冶金行原冶金行原
19、冶金行业标业标准准准准高高高高层层建筑用建筑用建筑用建筑用钢钢板板板板（YB4104-2000YB4104-2000YB4104-2000YB4104-2000）修）修）修）修订订升升升升级级后的国后的国后的国后的国标标，已于，已于，已于，已于2005200520052005年年年年颁颁布布布布执执行。本行。本行。本行。本标标准准准准钢钢板板板板简简称称称称GJGJGJGJ钢钢板，是我国建筑板，是我国建筑板，是我国建筑板，是我国建筑钢结钢结构构构构专专用的第用的第用的第用的第一一一一钢钢材品种，其材品种，其材品种，其材品种，其综综合性能合性能合性能合性能优优于于于于低合金高低合金高低合金高低合
20、金高强强度度度度结结构构构构钢钢（GB/T1591-1994GB/T1591-1994GB/T1591-1994GB/T1591-1994）生）生）生）生产产的的的的钢钢材。有材。有材。有材。有Q235GJQ235GJQ235GJQ235GJ、Q345GJQ345GJQ345GJQ345GJ、Q390GJQ390GJQ390GJQ390GJ、Q420GJQ420GJQ420GJQ420GJ、Q460GJQ460GJQ460GJQ460GJ等牌号用于重要的建筑等牌号用于重要的建筑等牌号用于重要的建筑等牌号用于重要的建筑结结构中。构中。构中。构中。22A3.33.3低合金高低合金高低合金高低合金高
21、强强度度度度结结构构构构钢钢（GB/T1591-2008GB/T1591-2008） 从从从从20092009年年年年1010月月月月1 1日开始日开始日开始日开始实实施，与施，与施，与施，与19941994标标准相比主要准相比主要准相比主要准相比主要变变化如下：化如下：化如下：化如下：vv扩扩大了大了大了大了标标准适用范准适用范准适用范准适用范围围；vv增加了增加了增加了增加了Q500Q500、Q550Q550、Q620Q620、Q690Q690强强度度度度级别级别，取消了，取消了，取消了，取消了Q295Q295级别级别；vv加加加加严严了了了了对对S S、P P等有害元素控制；等有害元素控
22、制；等有害元素控制；等有害元素控制；vv增加了增加了增加了增加了钢钢材碳当量及裂材碳当量及裂材碳当量及裂材碳当量及裂纹纹敏感系数的敏感系数的敏感系数的敏感系数的计计算公式及算公式及算公式及算公式及规规定；定；定；定；23Avv修改了修改了修改了修改了钢钢材的交材的交材的交材的交货货状状状状态态，取消了，取消了，取消了，取消了调质钢调质钢的的的的规规定定定定vv修改了修改了修改了修改了钢钢材力学性能材力学性能材力学性能材力学性能值值及厚度及厚度及厚度及厚度组组距的距的距的距的规规定，明确屈服定，明确屈服定，明确屈服定，明确屈服强强度度度度为为下屈服下屈服下屈服下屈服强强度；度；度；度；vv提高了
23、冲提高了冲提高了冲提高了冲击击吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量值值vv增加了各牌号增加了各牌号增加了各牌号增加了各牌号钢钢的厚度方向性能要求。的厚度方向性能要求。的厚度方向性能要求。的厚度方向性能要求。24A 牌号牌号 质质量等量等级级 Q345 AQ345 A、B B、C C、D D、E E Q390 A Q390 A、B B、C C、D D、E E Q420 A Q420 A、B B、C C、D D、E E Q460 C Q460 C、D D、E E Q500 C Q500 C、D D、E E Q550 C Q550 C、D D、E E Q620 C Q620 C、D D、E E Q690
24、 C Q690 C、D D、E E25A3.4桥梁用梁用结构构钢（GB/T714-2008）从从从从20092009年年年年1010月月月月1 1日开始日开始日开始日开始实实施，与施，与施，与施，与20002000年年年年标标准相比准相比准相比准相比变变化如下：化如下：化如下：化如下：vv增加了增加了增加了增加了Q460qQ460q、Q500qQ500q、Q550qQ550q、Q620qQ620q、Q690qQ690q钢级钢级；vv修改了修改了修改了修改了钢钢化学成份化学成份化学成份化学成份规规定，加定，加定，加定，加严严了了了了对对S S、P P有害元素的控制；有害元素的控制；有害元素的控制
25、；有害元素的控制；vv修改了碳当量修改了碳当量修改了碳当量修改了碳当量计计算公式；算公式；算公式；算公式；vv增加了裂增加了裂增加了裂增加了裂纹纹敏感系数的敏感系数的敏感系数的敏感系数的规规定；定；定；定；vv增加了炉外精增加了炉外精增加了炉外精增加了炉外精炼炼的要求；的要求；的要求；的要求；26Avv修改了修改了修改了修改了钢钢材的交材的交材的交材的交货货状状状状态态；vv修改了修改了修改了修改了钢钢材厚度效材厚度效材厚度效材厚度效应规应规定；定；定；定；vv提高了冲提高了冲提高了冲提高了冲击击吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量值值，取消了，取消了，取消了，取消了时时效冲效冲效冲效冲击击的的的
26、的规规定；定；定；定；vv增加了各牌号增加了各牌号增加了各牌号增加了各牌号钢钢厚度方向性能要求；厚度方向性能要求；厚度方向性能要求；厚度方向性能要求；vv修改了修改了修改了修改了检验规则检验规则；27A 牌号牌号 质质量等量等级级 Q235q CQ235q C、D D、E E Q345q C Q345q C、D D、E E Q370q C Q370q C、D D、E E Q420q D Q420q D、E E Q460q D Q460q D、E E Q500q D Q500q D、E E Q550q D Q550q D、E E Q620q D Q620q D、E E Q690q D Q690q
27、 D、E E 注：注： q q为为“ “桥桥” ”字字汉语汉语拼音，表示拼音，表示桥桥梁用梁用钢钢。28A 3.5 GB/T1591-2008 3.5 GB/T1591-2008和和和和GB/T714-2008GB/T714-2008的比的比的比的比较较（1 1）化学成份比）化学成份比）化学成份比）化学成份比较较 C Q460C Q460以前以前 “ “714”714”比比“ “1591”1591”低低0.02%0.02%，Q460Q460后一后一样样 Si Q420Si Q420以前以前 “ “714”714”比比“ “1591”1591”高高0.05%0.05%，Q420Q420后低后低0
28、.05%0.05%Mn Mn 两两规规范相近范相近 “ “714”714”在在Q620Q620以前以前设设下限下限1%1% P “714” P “714”比比“ “1591” 1591” 低低0.05%0.05% S “714” S “714”比比“ “1591” 1591” 低低0.050.100.050.10NbNb、V V、N “714”N “714”比比“ “1591” 1591” 较较低低Ti “714”Ti “714”比比“ “1591” 1591” 低低较较多多Mo “714”Mo “714”比比“ “1591” 1591” 较较高高29A（2 2）可）可）可）可焊焊接指接指接指
29、接指标标的比的比的比的比较较vv碳当量（碳当量（碳当量（碳当量（CEVCEV） 热轧热轧、控、控、控、控轧轧交交交交货货：按牌号，厚度：按牌号，厚度：按牌号，厚度：按牌号，厚度“ “714”714”比比比比“ “1591”1591”低低低低0.010.04%0.010.04% 正火正火正火正火轧轧制制制制 ，正火加回火交，正火加回火交，正火加回火交，正火加回火交货货；按牌号，厚度，；按牌号，厚度，；按牌号，厚度，；按牌号，厚度，714714比比比比15911591低低低低0.040.08%0.040.08% 热热机械机械机械机械轧轧制（制（制（制（TMCPTMCP）或）或）或）或TMCPTMC
30、P加回火状加回火状加回火状加回火状态态交交交交货货； 两两两两规规范大体相当范大体相当范大体相当范大体相当 焊焊接裂接裂接裂接裂纹纹敏感指数（敏感指数（敏感指数（敏感指数（P Pcmcm） TMCPTMCP或或或或TMCPTMCP加回火状加回火状加回火状加回火状态态交交交交货货（C0.12%C0.12%） 两两两两规规范大体相当范大体相当范大体相当范大体相当30A（3 3）钢钢的拉伸性能（的拉伸性能（的拉伸性能（的拉伸性能（=16100mm=16100mm） “714 ” “1591”R Relel( (下屈服下屈服强强度度)Mpa )Mpa 各各级钢级钢下降下降1040 40601040 4
31、060R Rmm（MPaMPa） 高出高出R Rmm155120 155120 变动变动范范围围160-160-190 MPa190 MPaA A（%） 两两规规范相当范相当31A 注：上屈服注：上屈服注：上屈服注：上屈服强强度（度（度（度（R ReHeH）和下屈服）和下屈服）和下屈服）和下屈服强强度（度（度（度（R ReLeL）的）的）的）的图图解解解解32A（4 4）V V型冲型冲型冲型冲击试验击试验温度和冲温度和冲温度和冲温度和冲击击吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量=12150mm=12150mm，0C0C，-20C-20C，-40C-40C “714” “1591” “714” “15
32、91”Q345Q460 47J 34JQ345Q460 47J 34JQ500Q690 47J CQ500Q690 47J C、D D、E E级级分分别为别为 55J55J、47J47J、31J31J33A3.6 3.6 选选用用用用钢钢材材材材级别级别及及及及质质量等量等量等量等级级的基本原的基本原的基本原的基本原则则vv桥桥梁中的主体梁中的主体梁中的主体梁中的主体结结构构构构选选用用用用桥桥梁用梁用梁用梁用结结构构构构钢钢。要求低温冲。要求低温冲。要求低温冲。要求低温冲击击高的高的高的高的桥桥梁采用梁采用梁采用梁采用质质量等量等量等量等级级高的高的高的高的桥桥梁梁梁梁钢钢。vv要求要求要求
33、要求较较好好好好焊焊接性能的接性能的接性能的接性能的焊焊接接接接结结构构构构选选用用用用CEVCEV或或或或P Pcmcm较较低的低的低的低的钢钢材。材。材。材。vv交交交交货货状状状状态应态应与与与与钢钢的牌号，的牌号，的牌号，的牌号，质质量等量等量等量等级级相适相适相适相适应应外，外，外，外，还应还应与与与与结结构构构构焊焊接，制作工接，制作工接，制作工接，制作工艺艺相适相适相适相适应应。vv临时结临时结构及构及构及构及桥桥梁中的梁中的梁中的梁中的辅辅助助助助结结构构构构选选用碳素用碳素用碳素用碳素结结构构构构钢钢和低合金高和低合金高和低合金高和低合金高强强度度度度结结构构构构钢钢，并并并
34、并选选用与制作相用与制作相用与制作相用与制作相应应的的的的质质量等量等量等量等级级，一般在，一般在，一般在，一般在A A、B B、C C级级中中中中选选用。用。用。用。34A第二部分第二部分碳碳钢的基的基础知知识35A 1. 1. 金属与合金构造的基本概念金属与合金构造的基本概念金属与合金构造的基本概念金属与合金构造的基本概念36A 非晶体和晶体非晶体和晶体非晶体和晶体非晶体和晶体vv一切物一切物一切物一切物质质都是由原子都是由原子都是由原子都是由原子组组成的，固成的，固成的，固成的，固态态物物物物质质按其构造不同分非晶按其构造不同分非晶按其构造不同分非晶按其构造不同分非晶体与晶体。体与晶体。
35、体与晶体。体与晶体。vv原子作不原子作不原子作不原子作不规则规则排列称非晶体，如玻璃，塑料等。排列称非晶体，如玻璃，塑料等。排列称非晶体，如玻璃，塑料等。排列称非晶体，如玻璃，塑料等。vv原子作有原子作有原子作有原子作有规则规则排列称排列称排列称排列称为为晶体，金属都是晶体。晶体，金属都是晶体。晶体，金属都是晶体。晶体，金属都是晶体。37A1.1 1.1 晶粒和晶界晶粒和晶界晶粒和晶界晶粒和晶界 在金属的金相在金属的金相在金属的金相在金属的金相组织组织中可中可中可中可见见金属是由金属是由金属是由金属是由许许多小多小多小多小块块所所所所组组成，成，成，成，把把把把这这些小些小些小些小块块称称称称
36、为为晶粒，晶粒与晶粒的交界称晶粒，晶粒与晶粒的交界称晶粒，晶粒与晶粒的交界称晶粒，晶粒与晶粒的交界称为为晶界。晶界。晶界。晶界。 金属晶粒愈金属晶粒愈金属晶粒愈金属晶粒愈细细其其其其强强度、塑度、塑度、塑度、塑韧韧性愈高。性愈高。性愈高。性愈高。38A1.2 1.2 合金合金合金合金 按照构造不同可分按照构造不同可分按照构造不同可分按照构造不同可分为为：v固溶体固溶体 二种或二种以上的元素在固二种或二种以上的元素在固态时能相互溶能相互溶解的称固溶体，如碳溶解于解的称固溶体，如碳溶解于铁中。中。v化合物化合物 二种或二种以上的元素按一定比例化合二种或二种以上的元素按一定比例化合而成一种新的化合物
37、。如而成一种新的化合物。如铁与碳的化合物与碳的化合物Fe3C。v机械混合物机械混合物 二种或二种以上的二种或二种以上的组元，在固元，在固态时既不溶解既不溶解又不化合，形成又不化合，形成紧密地混合物。如密地混合物。如20号号钢就是由就是由75%的的铁素素体和体和25%珠光体珠光体组成成39A1.3 1.3 铁铁碳合金状碳合金状碳合金状碳合金状态图态图 碳碳碳碳钢钢和和和和铸铁铸铁都是都是都是都是铁铁碳合金，碳合金，碳合金，碳合金，铁铁碳合金碳合金碳合金碳合金图图是是是是铁铁碳合金在碳合金在碳合金在碳合金在缓缓慢加慢加慢加慢加热热和冷却和冷却和冷却和冷却时组织时组织性能的性能的性能的性能的转变规转
38、变规律。也是研究律。也是研究律。也是研究律。也是研究铁铁碳合金及碳合金及碳合金及碳合金及加工的理加工的理加工的理加工的理论论基基基基础础和重要工具。和重要工具。和重要工具。和重要工具。 这这里介里介里介里介绍绍碳碳碳碳钢钢（碳的含量小于（碳的含量小于（碳的含量小于（碳的含量小于2.11%2.11%）的状）的状）的状）的状态图态图。40A（1 1）铁铁碳合金状碳合金状碳合金状碳合金状态图态图41A（2 2）铁铁碳合金状碳合金状碳合金状碳合金状态图态图各区域的各区域的各区域的各区域的组织组织vvACAC线为线为液相液相液相液相线线。各种成份的合金温度高于。各种成份的合金温度高于。各种成份的合金温度
39、高于。各种成份的合金温度高于ACAC线线全部全部全部全部为为液体，冷却到液体，冷却到液体，冷却到液体，冷却到ACAC线线开始开始开始开始结结晶析出奥氏体。晶析出奥氏体。晶析出奥氏体。晶析出奥氏体。vvAEAE线为线为固固固固态线态线。温度降到。温度降到。温度降到。温度降到AEAE线时线时，组织组织中的液体全部中的液体全部中的液体全部中的液体全部结结晶晶晶晶为为奥氏体。奥氏体。奥氏体。奥氏体。AESGAESG区域内的区域内的区域内的区域内的组织为组织为奥氏体奥氏体奥氏体奥氏体vvGSGS线线又称又称又称又称A A3 3线线，含碳量，含碳量，含碳量，含碳量0.8%0.8%，GSGS线线以上全部以上
40、全部以上全部以上全部为为奥氏奥氏奥氏奥氏体体体体vvPSKPSK线线又称又称又称又称A A1 1线线，是一条温度，是一条温度，是一条温度，是一条温度为为723723水平水平水平水平线线，这这个温度个温度个温度个温度是奥氏体和珠光体相互是奥氏体和珠光体相互是奥氏体和珠光体相互是奥氏体和珠光体相互转转化的温度化的温度化的温度化的温度42A1.4 1.4 碳碳碳碳钢组织钢组织的基本的基本的基本的基本组组成物成物成物成物vv铁铁素体素体素体素体 碳溶解于碳溶解于碳溶解于碳溶解于 铁铁中形成的固溶体。常用中形成的固溶体。常用中形成的固溶体。常用中形成的固溶体。常用 表示。其表示。其表示。其表示。其组组织
41、织性能与性能与性能与性能与纯铁纯铁相近，具有相近，具有相近，具有相近，具有较较低低低低强强度和硬度，良好的塑度和硬度，良好的塑度和硬度，良好的塑度和硬度，良好的塑韧韧性。性。性。性。vv奥氏体奥氏体奥氏体奥氏体 碳溶解于碳溶解于碳溶解于碳溶解于 r r 铁铁中形成的固溶体。它的中形成的固溶体。它的中形成的固溶体。它的中形成的固溶体。它的强强度、硬度度、硬度度、硬度度、硬度低，具有极好的塑性，温度愈高，低，具有极好的塑性，温度愈高，低，具有极好的塑性，温度愈高，低，具有极好的塑性，温度愈高，强强度及硬度愈低，塑性愈度及硬度愈低，塑性愈度及硬度愈低，塑性愈度及硬度愈低，塑性愈好。好。好。好。43A
42、vv渗碳体渗碳体渗碳体渗碳体 铁铁和碳形成的化合物和碳形成的化合物和碳形成的化合物和碳形成的化合物FeFe3 3C C。钢钢中碳含量愈高，中碳含量愈高，中碳含量愈高，中碳含量愈高，FeFe3 3C C数量愈多，其性能硬而脆。数量愈多，其性能硬而脆。数量愈多，其性能硬而脆。数量愈多，其性能硬而脆。vv珠光体珠光体珠光体珠光体 铁铁素体和渗碳体素体和渗碳体素体和渗碳体素体和渗碳体组组成的成的成的成的紧紧密机械混合物。它随碳密机械混合物。它随碳密机械混合物。它随碳密机械混合物。它随碳含量增加而增加，含量增加而增加，含量增加而增加，含量增加而增加，强强度和硬度增加，塑度和硬度增加，塑度和硬度增加，塑度
43、和硬度增加，塑韧韧性降低。性降低。性降低。性降低。44A1.5 1.5 碳碳碳碳钢钢的室温的室温的室温的室温组织组织vv亚亚共析共析共析共析钢钢 钢钢的含碳量小于的含碳量小于的含碳量小于的含碳量小于0.8%0.8%vv共析共析共析共析钢钢 钢钢的含碳量等于的含碳量等于的含碳量等于的含碳量等于0.8%0.8%vv过过共析共析共析共析钢钢 钢钢的含碳量大于的含碳量大于的含碳量大于的含碳量大于0.8%0.8%45A2. 2. 钢钢的的的的热处热处理理理理 钢热处钢热处理目的在于改理目的在于改理目的在于改理目的在于改变变或改善或改善或改善或改善钢钢的性能，它是通的性能，它是通的性能，它是通的性能，它是
44、通过钢过钢在在在在热处热处理理理理过过程中的程中的程中的程中的组织转变组织转变来来来来实现实现的。的。的。的。 中厚板生中厚板生中厚板生中厚板生产产中常用的中常用的中常用的中常用的热处热处理作理作理作理作业业有退火、正火、淬火与有退火、正火、淬火与有退火、正火、淬火与有退火、正火、淬火与回火。回火。回火。回火。46A2.1 2.1 退火退火退火退火 将将将将刚刚加加加加热热到到到到A A3 3或或或或A A1 1温度以上温度以上温度以上温度以上20203030，保温一定，保温一定，保温一定，保温一定时时间间后，后，后，后，缓缓慢冷却到室温的慢冷却到室温的慢冷却到室温的慢冷却到室温的过过程。程。
45、程。程。 目的是降低目的是降低目的是降低目的是降低钢钢的硬度，便于加工。的硬度，便于加工。的硬度，便于加工。的硬度，便于加工。细细化晶粒和消除内化晶粒和消除内化晶粒和消除内化晶粒和消除内应应力，力，力，力，为为以后以后以后以后热处热处理作准理作准理作准理作准备备。47A 2.2 2.2 正火正火正火正火 将将将将钢钢加加加加热热到到到到A A3 3或或或或A Acmcm以上以上以上以上30305050，经经保温使保温使保温使保温使钢钢完全奥完全奥完全奥完全奥氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠光体比退火更氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠光体比退火更氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠
46、光体比退火更氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠光体比退火更细细，硬度和硬度和硬度和硬度和强强度略高于退火。度略高于退火。度略高于退火。度略高于退火。 常用正火代替退火。正火也称常化。常用正火代替退火。正火也称常化。常用正火代替退火。正火也称常化。常用正火代替退火。正火也称常化。48A2.3 2.3 淬火淬火淬火淬火 将将将将钢钢加加加加热热到到到到A A3 3或或A A1 1线线以上以上以上以上30305050，经过经过保温后投入保温后投入保温后投入保温后投入水或油中使其迅速冷却的水或油中使其迅速冷却的水或油中使其迅速冷却的水或油中使其迅速冷却的过过程。目的是提高程。目的是提高程。目的是提
47、高程。目的是提高钢钢的硬度，在的硬度，在的硬度，在的硬度，在极快冷却速度下，淬火后的极快冷却速度下，淬火后的极快冷却速度下，淬火后的极快冷却速度下，淬火后的钢钢可得到高硬度的可得到高硬度的可得到高硬度的可得到高硬度的马马氏体。氏体。氏体。氏体。对对含碳量很低的含碳量很低的含碳量很低的含碳量很低的钢进钢进行淬火其硬度提高是有限的。行淬火其硬度提高是有限的。行淬火其硬度提高是有限的。行淬火其硬度提高是有限的。49A2.4 2.4 回火回火回火回火淬火加回火淬火加回火淬火加回火淬火加回火 钢钢淬火后提高了硬度和淬火后提高了硬度和淬火后提高了硬度和淬火后提高了硬度和强强度，但同度，但同度，但同度，但同
48、时带时带来了冲来了冲来了冲来了冲击韧击韧性的性的性的性的降低，凡是淬火后的降低，凡是淬火后的降低，凡是淬火后的降低，凡是淬火后的钢钢都必都必都必都必须须回火。把淬火后的回火。把淬火后的回火。把淬火后的回火。把淬火后的钢钢重新加重新加重新加重新加热热到到到到A A1 1线线（723723）以下，保温一段）以下，保温一段）以下，保温一段）以下，保温一段时间时间后再冷却的方法称回后再冷却的方法称回后再冷却的方法称回后再冷却的方法称回火。火。火。火。 回火温度愈高回火温度愈高回火温度愈高回火温度愈高时时，钢钢的的的的强强度和硬度下降愈多，而塑度和硬度下降愈多，而塑度和硬度下降愈多，而塑度和硬度下降愈多
49、，而塑韧韧性性性性提高愈多。按回火加提高愈多。按回火加提高愈多。按回火加提高愈多。按回火加热热温度不同，可分温度不同，可分温度不同，可分温度不同，可分为为三种回火。三种回火。三种回火。三种回火。50A （1 1）低温回火）低温回火）低温回火）低温回火 回火温度在回火温度在回火温度在回火温度在150150200200左右，使其脆性降左右，使其脆性降左右，使其脆性降左右，使其脆性降低，冲低，冲低，冲低，冲击韧击韧性提高，硬度降低性提高，硬度降低性提高，硬度降低性提高，硬度降低较较少，用于高硬度，高耐磨少，用于高硬度，高耐磨少，用于高硬度，高耐磨少，用于高硬度，高耐磨用用用用钢钢 （2 2）中温回火
50、）中温回火）中温回火）中温回火 回火温度在回火温度在回火温度在回火温度在300300450450左右，左右，左右，左右，钢钢的硬度下的硬度下的硬度下的硬度下降，降，降，降，韧韧性提高，常用于性提高，常用于性提高，常用于性提高，常用于弹弹簧簧簧簧类类用用用用钢钢 （3 3）高温回火）高温回火）高温回火）高温回火 回火温度在回火温度在回火温度在回火温度在500500650650左右，淬火左右，淬火左右，淬火左右，淬火钢钢内内内内应应力大部分消除，力大部分消除，力大部分消除，力大部分消除，强强度、硬度降低，塑、度、硬度降低，塑、度、硬度降低，塑、度、硬度降低，塑、韧韧性提高，具有最性提高，具有最性提
51、高，具有最性提高，具有最好的好的好的好的综综合性能。合性能。合性能。合性能。钢钢材在淬火后材在淬火后材在淬火后材在淬火后进进行高温回火又称行高温回火又称行高温回火又称行高温回火又称调质处调质处理理理理。51A3. 3. 碳碳碳碳钢钢中的化学元素及其中的化学元素及其中的化学元素及其中的化学元素及其对对性能影响性能影响性能影响性能影响（1 1）常存元素）常存元素）常存元素）常存元素 由于由于由于由于炼钢炼钢原料含有或在冶原料含有或在冶原料含有或在冶原料含有或在冶炼过炼过程中程中程中程中为为脱脱脱脱氧目的而加的，是不可避免的。氧目的而加的，是不可避免的。氧目的而加的，是不可避免的。氧目的而加的，是不
52、可避免的。（2 2）偶存元素）偶存元素）偶存元素）偶存元素 某一炉某一炉某一炉某一炉钢钢中意外含有的一些元素（如中意外含有的一些元素（如中意外含有的一些元素（如中意外含有的一些元素（如废钢废钢中中中中掺杂掺杂不同的合金不同的合金不同的合金不同的合金钢钢）不是）不是）不是）不是经经常有的。常有的。常有的。常有的。（3 3）合金元素）合金元素）合金元素）合金元素 为为了某一目的而添加的元素。了某一目的而添加的元素。了某一目的而添加的元素。了某一目的而添加的元素。52Avv碳（碳（碳（碳（C C） 含碳量含碳量含碳量含碳量对钢对钢性能影响最大，含碳量增高，性能影响最大，含碳量增高，性能影响最大，含碳
53、量增高，性能影响最大，含碳量增高，钢钢的的的的强强度、硬度增加，而塑性和度、硬度增加，而塑性和度、硬度增加，而塑性和度、硬度增加，而塑性和韧韧性下降，使可性下降，使可性下降，使可性下降，使可焊焊性性性性变变坏。坏。坏。坏。vv硅（硅（硅（硅（SiSi） 最基本的脱氧最基本的脱氧最基本的脱氧最基本的脱氧剂剂。硅溶解于。硅溶解于。硅溶解于。硅溶解于铁铁素体，能使素体，能使素体，能使素体，能使钢钢的的的的强强度、硬度增加，但降低塑、度、硬度增加，但降低塑、度、硬度增加，但降低塑、度、硬度增加，但降低塑、韧韧性，不希望硅含量太高。性，不希望硅含量太高。性，不希望硅含量太高。性，不希望硅含量太高。vv锰
54、锰（MnMn） 锰锰能脱氧，形成能脱氧，形成能脱氧，形成能脱氧，形成MnS MnS 而降低而降低而降低而降低S S对钢对钢的有害作用，的有害作用，的有害作用，的有害作用，减少脆性。减少脆性。减少脆性。减少脆性。锰锰在控在控在控在控轧轧中是十分重要元素，能中是十分重要元素，能中是十分重要元素，能中是十分重要元素，能细细化晶粒，提化晶粒，提化晶粒，提化晶粒，提高高高高强强度，增加度，增加度，增加度，增加韧韧性，但含量太高易形成性，但含量太高易形成性，但含量太高易形成性，但含量太高易形成贝贝氏体，氏体，氏体，氏体，对韧对韧性不性不性不性不利。利。利。利。53Avv硫（硫（硫（硫（S S） S S在在
55、在在钢钢中形成中形成中形成中形成MnS MnS 后，在低温后，在低温后，在低温后，在低温轧轧制制制制时时，易沿晶粒开，易沿晶粒开，易沿晶粒开，易沿晶粒开裂，裂，裂，裂，钢钢的各向异性加大，的各向异性加大，的各向异性加大，的各向异性加大，对对塑、塑、塑、塑、韧韧性不利，含量愈低愈好。性不利，含量愈低愈好。性不利，含量愈低愈好。性不利，含量愈低愈好。vv磷（磷（磷（磷（P P） 能溶于能溶于能溶于能溶于铁铁素体中，而使素体中，而使素体中，而使素体中，而使钢钢的的的的强强度、硬度增加，冲度、硬度增加，冲度、硬度增加，冲度、硬度增加，冲击击韧韧性降低，低温性降低，低温性降低，低温性降低，低温时时尤甚。
56、尤甚。尤甚。尤甚。这这种有害元素愈少愈好。种有害元素愈少愈好。种有害元素愈少愈好。种有害元素愈少愈好。54Avv钼钼（MoMo） 加入加入加入加入MoMo是是是是为为了了了了 进进一步提高一步提高一步提高一步提高强强度度度度vv镍镍（NiNi）、）、）、）、铬铬（CrCr）、）、）、）、铜铜（CuCu） 它它它它们们可提高可提高可提高可提高钢钢的的的的强强度，度，度，度，NiNi在在在在0.5%0.5%以下可改善以下可改善以下可改善以下可改善钢韧钢韧性性性性vv铝铝（AlAl）终终脱氧脱氧脱氧脱氧剂剂。钢钢中存在可溶中存在可溶中存在可溶中存在可溶铝时铝时，对对性能是有利的，性能是有利的，性能是
57、有利的，性能是有利的，形成形成形成形成AlNAlN可可可可细细化晶粒，固定化晶粒，固定化晶粒，固定化晶粒，固定N N可提高可提高可提高可提高钢钢的的的的韧韧性。性。性。性。55Avv铌铌（NbNb）、）、）、）、钒钒（V V）、）、）、）、钛钛（TiTi）等微合金化元素的作用）等微合金化元素的作用）等微合金化元素的作用）等微合金化元素的作用 在控制在控制在控制在控制轧轧制工制工制工制工艺艺中，加入中，加入中，加入中，加入NbNb、V V、TiTi元素在元素在元素在元素在钢钢中形成碳、中形成碳、中形成碳、中形成碳、氮或碳氮化合物，起到抑制晶粒氮或碳氮化合物，起到抑制晶粒氮或碳氮化合物，起到抑制晶
58、粒氮或碳氮化合物，起到抑制晶粒长长大及弥散大及弥散大及弥散大及弥散强强化作用，得到化作用，得到化作用，得到化作用，得到强强度和度和度和度和韧韧性同性同性同性同时时提高。提高。提高。提高。56A第三部分第三部分 结构用构用钢新国新国标的解的解读 GB/T1591-2008 GB/T1591-2008及及及及GB/T714-2008GB/T714-2008 2008-12-06 2008-12-06 发发布布布布 2009-10-01 2009-10-01 实实施施施施57A1. 1. 可可可可焊焊性的指性的指性的指性的指标标1.1 1.1 碳当量（碳当量（碳当量（碳当量（CEVCEV）由熔）由熔
59、）由熔）由熔炼炼分析成分按下式分析成分按下式分析成分按下式分析成分按下式计计算算算算 CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 把把把把钢钢中合金元素的含量按其中合金元素的含量按其中合金元素的含量按其中合金元素的含量按其对对淬硬性影响和作用淬硬性影响和作用淬硬性影响和作用淬硬性影响和作用换换算成算成算成算成碳的相当含量。可作碳的相当含量。可作碳的相当含量。可作碳的相当含量。可作为评为评定定定定钢钢材材材材焊焊接性的一种参考指接性的一种参考指接性的一种参考指接性的一种参考指标标。 国外有国外有国外有国外有
60、许许多不同公式表达。多不同公式表达。多不同公式表达。多不同公式表达。58A1.2 1.2 裂裂裂裂纹纹敏感性指数（敏感性指数（敏感性指数（敏感性指数（P Pcmcm）由熔）由熔）由熔）由熔炼炼分析成分按下式分析成分按下式分析成分按下式分析成分按下式计计算：算：算：算： P Pcmcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cv/20+Mo/15+V/10+5B=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cv/20+Mo/15+V/10+5B 表示金属材料在表示金属材料在表示金属材料在表示金属材料在焊焊接接接接时产时产生裂生裂生裂生裂纹纹的敏感程度的敏感程度的敏感程度的敏
61、感程度 （采用日本（采用日本（采用日本（采用日本钢结钢结构构构构协协会提出的公式）会提出的公式）会提出的公式）会提出的公式）59A2. 2. 钢钢的冶的冶的冶的冶炼炼方法方法方法方法 标标准准准准规规定定定定“ “钢钢由由由由转转炉或炉或炉或炉或电电炉冶炉冶炉冶炉冶炼炼，必要，必要，必要，必要时时加炉外精加炉外精加炉外精加炉外精炼炼” ”。60A2.1 2.1 炼钢炼钢工工工工艺艺流程示意流程示意流程示意流程示意图图61A2.2 2.2 炼钢炼钢的基本任的基本任的基本任的基本任务务 四脱（脱碳、脱氧、脱磷、脱硫）四脱（脱碳、脱氧、脱磷、脱硫）四脱（脱碳、脱氧、脱磷、脱硫）四脱（脱碳、脱氧、脱磷
62、、脱硫） 二去（去气、去二去（去气、去二去（去气、去二去（去气、去夹杂夹杂） 二二二二调调整（整（整（整（调调整成分和温度）整成分和温度）整成分和温度）整成分和温度）62A2.3 2.3 转转炉炉炉炉炼钢炼钢工工工工艺艺及示意及示意及示意及示意图图（1 1）氧气）氧气）氧气）氧气转转炉炉炉炉炼钢炼钢是国内最主要的是国内最主要的是国内最主要的是国内最主要的炼钢炼钢方法。方法。方法。方法。 主要工主要工主要工主要工艺艺：装料：装料：装料：装料吹吹吹吹炼炼脱氧出脱氧出脱氧出脱氧出钢钢溅溅渣渣渣渣 护护炉炉炉炉倒渣倒渣倒渣倒渣 。 装料装料装料装料 吹氧吹氧吹氧吹氧 出出出出钢钢 倒渣倒渣倒渣倒渣63
63、A（2 2）转转炉炉炉炉炼钢炼钢系系系系统统示意示意示意示意图图（顶顶吹）吹）吹）吹）64A2.4 2.4 电电炉炉炉炉炼钢炼钢（1 1）电电炉炉炉炉炼钢炼钢是靠是靠是靠是靠电电极与金属料之极与金属料之极与金属料之极与金属料之间间放放放放电产电产生生生生电电弧，使弧，使弧，使弧，使电电能在弧光中能在弧光中能在弧光中能在弧光中转变为热转变为热能，熔化金属和炉渣的能，熔化金属和炉渣的能，熔化金属和炉渣的能，熔化金属和炉渣的炼钢炼钢方法。方法。方法。方法。 优优点：点：点：点：热热效率高，可达效率高，可达效率高，可达效率高，可达65%65% 温度高，可达温度高，可达温度高，可达温度高，可达30003
64、000 温度易温度易温度易温度易调调控控控控 炉内可脱炉内可脱炉内可脱炉内可脱S S、P P和和和和OO 设备简单设备简单，占地少，占地少，占地少，占地少65A（2 2）电电弧炉弧炉弧炉弧炉结结构构构构 电电弧炉体由金属构件和耐火材料筑成的炉弧炉体由金属构件和耐火材料筑成的炉弧炉体由金属构件和耐火材料筑成的炉弧炉体由金属构件和耐火材料筑成的炉衬组衬组成。成。成。成。66A 2.5 2.5 炉外精炉外精炉外精炉外精炼炼（二次冶金）（二次冶金）（二次冶金）（二次冶金）vv初初初初炼炼是将炉料在氧化性气氛的炉内是将炉料在氧化性气氛的炉内是将炉料在氧化性气氛的炉内是将炉料在氧化性气氛的炉内进进行熔化，
65、脱磷、脱碳，行熔化，脱磷、脱碳，行熔化，脱磷、脱碳，行熔化，脱磷、脱碳，去除去除去除去除杂质杂质和脱氧合金化，和脱氧合金化，和脱氧合金化，和脱氧合金化，获获得初得初得初得初炼钢炼钢水。水。水。水。vv精精精精炼炼是将初是将初是将初是将初炼炼的的的的钢钢水在真空，隋性气体或水在真空，隋性气体或水在真空，隋性气体或水在真空，隋性气体或还还原性气氛的容器原性气氛的容器原性气氛的容器原性气氛的容器内内内内进进一步脱气、脱氧、脱硫，去除一步脱气、脱氧、脱硫，去除一步脱气、脱氧、脱硫，去除一步脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂夹杂物和成份的微物和成份的微物和成份的微物和成份的微调调等。等。等。等。67Avv钢钢水
66、炉外精水炉外精水炉外精水炉外精炼炼的的的的优优点：点：点：点： 缩缩短冶短冶短冶短冶炼时间炼时间，提高生，提高生，提高生，提高生产产率率率率 改善改善改善改善钢钢的的的的质质量，量，量，量，扩扩大品种大品种大品种大品种 调节炼调节炼浇节浇节奏，奏，奏，奏，实现实现多炉多炉多炉多炉连浇连浇 降低生降低生降低生降低生产产成本成本成本成本68A3. 3. 交交交交货货状状状状态态3.1 3.1 标标准准准准规规定的内容：定的内容：定的内容：定的内容：“ “1591”1591”规规定：定：定：定：热轧热轧、控、控、控、控轧轧、正火、正火、正火、正火、正火、正火、正火、正火轧轧制或正火加回火、制或正火加
67、回火、制或正火加回火、制或正火加回火、热热机械机械机械机械轧轧制（制（制（制（TMCPTMCP）或）或）或）或热热机械机械机械机械轧轧制加回火状制加回火状制加回火状制加回火状态态。“ “714” 714” 规规定：定：定：定：Q345qQ460qQ345qQ460q热轧热轧、控、控、控、控轧轧、正火、正火、正火、正火、正火、正火、正火、正火轧轧制、制、制、制、热热机械机械机械机械轧轧制（制（制（制（ TMCP TMCP ） Q460qQ690q Q460qQ690q 淬火淬火淬火淬火+ +回火，回火，回火，回火， TMCP TMCP 、 TMCP +TMCP +回火。回火。回火。回火。69A3
68、.2 3.2 轧钢轧钢生生生生产产的原料及其比的原料及其比的原料及其比的原料及其比较较 钢锭钢锭 初初初初轧轧坯坯坯坯 连铸连铸坯坯坯坯成材率成材率成材率成材率 低低低低 较较低低低低 最高最高最高最高所需所需所需所需设备设备 不需特不需特不需特不需特别设备别设备 需要初需要初需要初需要初轧轧厂厂厂厂 需要需要需要需要连铸设备连铸设备表面表面表面表面质质量量量量 缺陷多缺陷多缺陷多缺陷多 良好良好良好良好 良好良好良好良好内部内部内部内部质质量量量量 头头底部有底部有底部有底部有 钢锭钢锭大，大，大，大， 头头底部缺底部缺底部缺底部缺 缺陷，偏缺陷，偏缺陷，偏缺陷，偏 轧轧后便于后便于后便于后
69、便于 陷所占比陷所占比陷所占比陷所占比 析析析析严严重重重重 除去缺陷除去缺陷除去缺陷除去缺陷 例小，偏析少例小，偏析少例小，偏析少例小，偏析少70A 3.3 3.3 连续铸钢连续铸钢连铸连铸坯坯坯坯 钢钢液液液液经过连续铸钢经过连续铸钢机（机（机（机（连铸连铸机）直接生机）直接生机）直接生机）直接生产钢产钢坯的方法，坯的方法，坯的方法，坯的方法，使用使用使用使用这这种方法生种方法生种方法生种方法生产产来的来的来的来的钢钢坯称坯称坯称坯称连铸连铸坯。其工坯。其工坯。其工坯。其工艺艺流程如流程如流程如流程如图图所所所所示。示。示。示。71A 3.4 3.4 中厚板生中厚板生中厚板生中厚板生产产主
70、要工主要工主要工主要工艺艺流程流程流程流程 板坯加板坯加板坯加板坯加热热除除除除鳞鳞(粗粗粗粗轧轧)精精精精轧轧热矫热矫直直直直（快速冷却）（快速冷却）（快速冷却）（快速冷却）切切切切头头、切尾、取、切尾、取、切尾、取、切尾、取试样试样、切定尺、切定尺、切定尺、切定尺标标志。志。志。志。 这这些工些工些工些工艺艺是由是由是由是由轧轧机、机、机、机、矫矫直机、定尺剪，快速冷却等装直机、定尺剪，快速冷却等装直机、定尺剪，快速冷却等装直机、定尺剪，快速冷却等装备备 来完成的。来完成的。来完成的。来完成的。72A3.5 3.5 交交交交货货状状状状态态(1) (1) 热轧热轧普通普通普通普通轧轧制制制
71、制 中厚板都需要将中厚板都需要将中厚板都需要将中厚板都需要将钢钢坯加坯加坯加坯加热热后后后后进进行行行行轧轧制制制制, ,称称称称热轧热轧, ,普通普通普通普通热轧轧热轧轧制温度制温度制温度制温度较较高。高。高。高。73A（2 2）控）控）控）控轧轧- -控制控制控制控制轧轧制制制制(CR) (CR) Control RollingControl Rolling 通通通通过过使所有使所有使所有使所有热轧热轧条件条件条件条件( (加加加加热热温度，各温度，各温度，各温度，各轧轧制道次的温度、制道次的温度、制道次的温度、制道次的温度、压压下量下量下量下量) )的最佳化，人的最佳化，人的最佳化，人的
72、最佳化，人为为地使奥氏体状地使奥氏体状地使奥氏体状地使奥氏体状态态相相相相变变成微成微成微成微细细的的的的铁铁素体素体素体素体组织组织的控制的控制的控制的控制调调整技整技整技整技术术（奥氏体（奥氏体（奥氏体（奥氏体调调整）整）整）整） 控控控控轧轧操作比通常操作比通常操作比通常操作比通常热轧热轧制在温度低的范制在温度低的范制在温度低的范制在温度低的范围进围进行。行。行。行。74A（3 3）热热机械机械机械机械轧轧制（制（制（制（TMCPTMCP）Thermo-Mechanical Control ProcessThermo-Mechanical Control Process 在控制在控制在控
73、制在控制轧轧制之后，在奥氏体向制之后，在奥氏体向制之后，在奥氏体向制之后，在奥氏体向铁铁素体相素体相素体相素体相变变的温度区域的温度区域的温度区域的温度区域进进行快速冷却，使相行快速冷却，使相行快速冷却，使相行快速冷却，使相变组织变组织更加更加更加更加细细化化化化, ,以此以此以此以此获获得更高的得更高的得更高的得更高的强强度。高度。高度。高度。高度的控制度的控制度的控制度的控制轧轧制，或制，或制，或制，或组组合了控制合了控制合了控制合了控制轧轧制和控制冷却的制和控制冷却的制和控制冷却的制和控制冷却的轧轧制方法称制方法称制方法称制方法称TMCP TMCP 。 它是当今高性能它是当今高性能它是当
74、今高性能它是当今高性能钢钢材主要生材主要生材主要生材主要生产产手段，是提高手段，是提高手段，是提高手段，是提高钢钢材的材的材的材的强强度、度、度、度、韧韧性和性和性和性和焊焊接性的一种控制工接性的一种控制工接性的一种控制工接性的一种控制工艺艺技技技技术术。75A 各种各种各种各种轧轧制程序的模式示意制程序的模式示意制程序的模式示意制程序的模式示意图图76A（4 4）正火）正火）正火）正火 将将将将钢钢加加加加热热到到到到A A3 3以上以上以上以上30-5030-50度使度使度使度使钢钢完全奥氏体化，将完全奥氏体化，将完全奥氏体化，将完全奥氏体化，将钢钢在在在在正火炉中加正火炉中加正火炉中加正
75、火炉中加热热保温后，工件出炉冷却。正火的珠光体比退火保温后，工件出炉冷却。正火的珠光体比退火保温后，工件出炉冷却。正火的珠光体比退火保温后，工件出炉冷却。正火的珠光体比退火后后后后细细，硬度和，硬度和，硬度和，硬度和强强度也略高于退火。度也略高于退火。度也略高于退火。度也略高于退火。77A（5 5）正火）正火）正火）正火轧轧制制制制 在控制在控制在控制在控制轧轧制的基制的基制的基制的基础础上，按正火工上，按正火工上，按正火工上，按正火工艺进艺进行行行行轧轧制，欲得到正制，欲得到正制，欲得到正制，欲得到正火火火火钢钢的性能。它比炉内正火的性能。它比炉内正火的性能。它比炉内正火的性能。它比炉内正火
76、钢钢的均匀性的均匀性的均匀性的均匀性较较差。差。差。差。这这是参照欧洲是参照欧洲是参照欧洲是参照欧洲标标准新提的一种准新提的一种准新提的一种准新提的一种轧钢轧钢工工工工艺艺。78A （6 6）淬火加回火）淬火加回火）淬火加回火）淬火加回火 淬火和回火通常淬火和回火通常淬火和回火通常淬火和回火通常联联在一起在一起在一起在一起进进行，目的是行，目的是行，目的是行，目的是稳稳定淬火后的定淬火后的定淬火后的定淬火后的组组织织和尺寸，降低和消除淬火和尺寸，降低和消除淬火和尺寸，降低和消除淬火和尺寸，降低和消除淬火应应力。力。力。力。 淬火后再淬火后再淬火后再淬火后再进进行高温回火称行高温回火称行高温回火
77、称行高温回火称调质处调质处理，得到回火索氏体理，得到回火索氏体理，得到回火索氏体理，得到回火索氏体组组织织。调质处调质处理后，既有足理后，既有足理后，既有足理后，既有足够够高的高的高的高的强强度，并有良好的塑、度，并有良好的塑、度，并有良好的塑、度，并有良好的塑、韧韧性。性。性。性。这这是是是是强强化化化化钢钢材重要的材重要的材重要的材重要的热处热处理方法。理方法。理方法。理方法。79A（7 7）正火）正火）正火）正火+ +回火，回火，回火，回火，TMCP+TMCP+回火回火回火回火 这这是是是是标标准准准准新增的两种新增的两种新增的两种新增的两种热处热处理工理工理工理工艺艺。 回火目的是回火
78、目的是回火目的是回火目的是获获得所需的得所需的得所需的得所需的综综合性能，不同的回火温度可以合性能，不同的回火温度可以合性能，不同的回火温度可以合性能，不同的回火温度可以获获得不同的得不同的得不同的得不同的组织组织。80A3.6 3.6 各种交各种交各种交各种交货货状的状的状的状的选择选择原原原原则则 （1 1）现现代代代代钢钢厂厂厂厂为为使使使使钢钢中具有必要的性能，一般都采用控中具有必要的性能，一般都采用控中具有必要的性能，一般都采用控中具有必要的性能，一般都采用控轧轧，控，控，控，控轧轧可代替可代替可代替可代替热轧热轧，Q235,Q345Q235,Q345强强度度度度级别较级别较低，低，
79、低，低，选选用用用用热热轧轧和控和控和控和控轧轧交交交交货货。 （2 2）Q370Q370级别级别以上的以上的以上的以上的钢钢有多种交有多种交有多种交有多种交货货状状状状态态。TMCPTMCP工工工工艺钢艺钢的的的的焊焊接能更好。但板形稍差，接能更好。但板形稍差，接能更好。但板形稍差，接能更好。但板形稍差，对轧钢对轧钢生生生生产产要求要求要求要求较严较严。81A 正火正火正火正火轧轧制工制工制工制工艺艺控制控制控制控制较严较严，组织组织的均匀性的均匀性的均匀性的均匀性较较差。正火在差。正火在差。正火在差。正火在炉内炉内炉内炉内处处理。理。理。理。组织组织均匀、性能均匀、性能均匀、性能均匀、性能
80、稳稳定。用定。用定。用定。用户户根据根据根据根据结结构的重要程构的重要程构的重要程构的重要程度、度、度、度、钢钢厂的技厂的技厂的技厂的技术术能力、价格等方面合理能力、价格等方面合理能力、价格等方面合理能力、价格等方面合理选择选择。 （3 3）更高）更高）更高）更高强强度度度度级别级别的的的的钢钢，多，多，多，多选选用掌握用掌握用掌握用掌握TMCPTMCP技技技技术术的厂家的厂家的厂家的厂家订货订货，同，同，同，同时时可可可可选选用淬火用淬火用淬火用淬火+ +回火回火回火回火热处热处理供理供理供理供货货。 （4 4）临时结临时结构用构用构用构用钢钢一般按一般按一般按一般按强强度度度度级别选级别选
81、用用用用热轧热轧和控和控和控和控轧轧交交交交货货。 （5 5）郑郑重重重重选选用用用用Z Z向向向向钢钢。82A 4 4要求厚度方向要求厚度方向要求厚度方向要求厚度方向Z Z向性能的向性能的向性能的向性能的钢钢板。板。板。板。 (1) (1) 对对重要的重要的重要的重要的焊焊接构件，当接接构件，当接接构件，当接接构件，当接头头拘束度很大拘束度很大拘束度很大拘束度很大时时，要求厚度，要求厚度，要求厚度，要求厚度方向有良好抗方向有良好抗方向有良好抗方向有良好抗层层状撕裂性能可状撕裂性能可状撕裂性能可状撕裂性能可选选用用用用“ “Z Z向向向向钢钢” ”。采用厚度。采用厚度。采用厚度。采用厚度方向、
82、拉力方向、拉力方向、拉力方向、拉力实验实验的断面收的断面收的断面收的断面收缩缩率表来率表来率表来率表来评评定，分定，分定，分定，分Z15Z15、Z25Z25、Z35Z35三个三个三个三个级别级别。 执执行行行行厚度方向性能厚度方向性能厚度方向性能厚度方向性能钢钢板板板板（GB531385GB531385）标标准准准准 订货时订货时用用用用Qxxx ZxxQxxx Zxx牌号。牌号。牌号。牌号。83A（2 2）“ “Z Z向向向向钢钢” ”技技技技术术要求要求要求要求 含硫量（熔含硫量（熔含硫量（熔含硫量（熔炼炼成份）不大于成份）不大于成份）不大于成份）不大于(%)(%) Z150.01 Z25
83、0.007 Z350.005断面收断面收缩率率Z（%） Z （三个（三个试样平均平均值）不小于）不小于 单度度样值 Z15 15 10 Z25 25 15 Z35 35 25交交交交货货的的的的钢钢板必板必板必板必须须明确双方明确双方明确双方明确双方协协商方法和商方法和商方法和商方法和标标准准准准进进行超声波探行超声波探行超声波探行超声波探伤伤。84A5. 5. 钢钢板探板探板探板探伤伤交交交交货货 钢钢板在冶板在冶板在冶板在冶炼过炼过程中，残存着各种非金属程中，残存着各种非金属程中，残存着各种非金属程中，残存着各种非金属夹杂夹杂物、成份偏物、成份偏物、成份偏物、成份偏析、中心偏析等缺陷，破坏
84、了析、中心偏析等缺陷，破坏了析、中心偏析等缺陷，破坏了析、中心偏析等缺陷，破坏了钢钢基的基的基的基的连续连续性，在加工或在使性，在加工或在使性，在加工或在使性，在加工或在使用中引起剥离、分用中引起剥离、分用中引起剥离、分用中引起剥离、分层层，严严重影响使用和危及重影响使用和危及重影响使用和危及重影响使用和危及结结构安全。因此构安全。因此构安全。因此构安全。因此钢桥钢桥中中中中对对一定厚度以上的一定厚度以上的一定厚度以上的一定厚度以上的钢钢板、重要板、重要板、重要板、重要结结构部位，构部位，构部位，构部位，处处在高拘束在高拘束在高拘束在高拘束的的的的焊焊接接接接处处，应应提出探提出探提出探提出探
85、伤伤交交交交货货的要求。的要求。的要求。的要求。 执执行行行行中厚板超声波中厚板超声波中厚板超声波中厚板超声波检验检验方法方法方法方法（GB/T2970-91GB/T2970-91标标准，准，准，准，该标该标准准准准钢钢板板板板质质量分量分量分量分为为、级级，钢桥钢桥一般按一般按一般按一般按级级交交交交货货。85A结 论vv新新新新颁颁的两个国家的两个国家的两个国家的两个国家标标准反映了我国冶金技准反映了我国冶金技准反映了我国冶金技准反映了我国冶金技术术的最新的最新的最新的最新成果，吸收了国外的先成果，吸收了国外的先成果，吸收了国外的先成果，吸收了国外的先进经验进经验，钢钢的各的各的各的各项项性能要性能要性能要性能要求有了大幅度的提高，求有了大幅度的提高，求有了大幅度的提高，求有了大幅度的提高，为钢桥为钢桥和和和和钢结钢结构技构技构技构技术进术进步步步步提供了材料支持。提供了材料支持。提供了材料支持。提供了材料支持。vv设计设计者或定者或定者或定者或定货货人在确定定人在确定定人在确定定人在确定定货货技技技技术术条件条件条件条件时时，应应正确正确正确正确和合理的和合理的和合理的和合理的选选用。用。用。用。86A谢 谢87A
