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材料名称：低合金高强度结构钢
牌号：Q420D
标准：GB/T 1591-1994
●特性及适用范围：
综合力学性能、焊接性能良好，特别是低温韧性很好，但热轧状态焊接时脆化倾向比较严重。冷热加工性能较好，但冷作时对缺口敏感性较大。主要用于大型船舶、桥梁、高压容器、重型机械设备、机车车辆、电站设备及其他大型焊接结构件。
●化学成份：
碳 C ：≤0.20
硅 Si：≤0.55
锰 Mn：1.00～1.70
硫 S ：≤0.030
磷 P ：≤0.030
铬 Cr：≤0.40
镍 Ni：≤0.70
铜 Cu：允许残余含量≤0.30
钒 V ：0.02～0.20
铌 Nb：0.015～0.060
钛 Ti：0.02～0.20
钼 Mo：可少量加入
氮 N ：可加入0.010～0.020
注：可加入RE:0.02～0.20
●力学性能：
抗拉强度 σb (MPa)：520～680
屈服强度 σs (MPa)：≤16时:≥420; ＞16～35时:≥400; ＞35～50时: ≥380; ＞50～100 时: ≥360
伸长率 δ5 (％)：≥19
冲击功 Akv (J)：-20℃时:≥34
试样尺寸：试样厚度(直径,边长)
●热处理规范及金相组织：
●交货状态：以热轧、控轧、正火及正火加回火状态交货。表1 碳素结构钢的牌号和化学成分
1 碳素结构钢牌号及用途
牌号等级Qb/MPa与旧标准用 途Q195——315～390A1用于制造承载较小的零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压件以及焊接件等。Q215A335～410A2用于制造拉杆、套圈、垫圈、渗圈、渗碳零件以及焊接件等。BC2Q235A375～460A3A、B级用于制造金属结构件、心部强度要求不高的渗碳件或碳氮共渗件、拉杆、连杆、吊钩、车钩、螺栓、螺母、套筒、轴以及接件；C、D级用于制造重要的焊接结构件。BB3C——D——Q255A410～510A4用于制造转轴、心轴、吊钩、拉杆、摇杆、楔等强度要求不高的零件。此负焊接性尚可。BC4Q275——490～610C5用于制造轴类、链轮、齿轮、吊钩等强度要求高的零件。 注：牌号中的 Q 代表屈服点，后面数字代表屈服点数值2 常用的优质碳素结构钢牌号及用途 钢组牌号热处理类硬度HBS
（≤）用 途普通锰含量钢15正火148塑性、韧性；焊接性能和冷压性能均极好，但强度较低，用于制造受力不大，韧性要求较高的零件、紧固件、冲压件以及不要求热处理的低负荷零件，例如螺栓、螺钉、拉条、法兰盘等。正火
回火99～143普通锰含量钢20正火156用于制造不经受很大应力而要求很高韧性的机械零件，例如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。还可用于制造表面硬度高而主部有一定强度和韧性的渗碳零件。正火
回火103～15645正火197～241用于制造要求强度较高，韧性中等的零件，通常在调质、正火状态下使用，表现淬火硬度一般在40～50HRC，例如齿轮、齿条、链轮、轴、键、销、压缩机及泵的零件和轴辊等。可代替渗碳钢制造齿轮、轴、活塞销等，但要以过高频淬火或火焰表面淬火。正火
回火156～217 217～255普通锰含量钢60 229～255具有相当高的强度和弹性，但淬火时有产生裂倾向，仅小型零件才能施行淬火，大型零件多采用正火。用于制造轴、弹簧、垫圈、离合器、凸轮等。冷变形时塑性较低。较高锰含量钢2OMn正火197此钢为高锰低碳渗碳钢。可用于制造凸轮轴、齿轮、联轴器、铰链、拖杆等。此钢焊接性能尚可。6OMn正火229～269此钢的强度较高，淬透性碳素弹簧钢好，脱碳倾向性小，但对过热敏感性，容易产生淬火裂纹，并有回火脆性，适于制造螺旋弹筑、板簧、各种扁圆弹簧、弹簧环和片以冷拔钢丝和发条等。 碳素钢是近代工业中使用最早﹑用量最大的基本材料﹐世界各工业国家﹐在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时﹐也非常注意改进碳素钢质量﹐扩大品种和使用范围。特别是20世纪50年代以来﹐氧气转炉炼钢﹑炉外喷吹﹑连续铸钢和连续轧制等新技术被普遍采用﹐进一步改善了碳素钢的质量﹐扩大了使用范围。目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重﹐约保持在80％左右﹐它不仅广泛应用于建筑﹑桥梁﹑铁道﹑车辆﹑船舶和各种机械制造工业﹐而且在近代的石油化学工业﹑海洋开发等方面﹐也得到大量使用。
碳素钢的分类
碳素钢有各种分类方法﹐如按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢﹑中碳钢和高碳钢。按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。按用途则又可分为碳素结构钢﹑碳素工具钢。此外﹐还可以按冶炼方法和所保证的性能要求等来进行分类。
普通碳素结构钢又称普通碳素钢﹐对含碳量﹑性能范围以及磷﹑硫和其它残余元素含量的限制较宽。在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类﹕甲类钢(A类钢)是保证力学性能的钢。乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。特类钢 (C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢﹐常用于制造较重要的结构件。中国目前生产和使用最多的是含碳量在0.20％左右的A3钢(甲类3号钢)﹐主要用于工程结构。
有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌(或其它碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒﹐以限制晶粒长大﹐使钢强化﹐节约钢材。在中国和某些国家﹐为适应专业用钢的特殊要求﹐对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整﹐从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢(如桥梁﹑建筑﹑钢筋﹑压力容器用钢等)。厚度或直径。
