从用途上我们一般将钢铁分为工程结构钢、机械制造结构钢、工模具钢、不锈钢、耐热钢及超高强度结构钢。
工程结构钢一般是指用在结构制造的一种用量较大的钢材,在钢的总产量中,工程结构钢占90%左右。工程结构钢本身又可以分为碳素结构钢(非合金钢)和低合金高强度钢(HSLA,high strength low alloy)。
工程结构钢的基本要求:
1、笔者以为,工程结构钢首先要考虑的是良好的焊接性和成型工艺性。工程结构钢基本采用焊接方式进行连接,焊接性能是尤为重要的一点要求。焊接性能的好坏主要与钢中碳含量(碳当量)的高低有关,可以理解为碳含量越高,钢的焊接性能越差(碳含量越高,焊接过程的融化区冷却后越容易形成马氏体,脆性大、容易裂开)。工程结构钢的碳含量应控制在0.25%以下才能保证较佳的焊接性能。
2、足够的强度和韧性。碳素结构钢(非合金钢)根据国家标准GB/T 700—2006可分为四个强度等级:Q195/Q215/Q235/Q275,数字代表四种等级钢种的最小屈服强度;强度更高的低合金高强度钢根据国家标准GB/T 1591—2018可分为八个强度等级:分别是
Q355/Q390/Q420/Q460/Q500/Q550/Q620/Q690,数字代表八种等级钢种的最小屈服强度。
可见,碳素钢本身的强度有限,其最高牌号为Q275。而低合金高强度钢的强度就有了较大的提升,根本原因在于低合金高强度钢是在碳素钢的基础上添加了一种或多种少量合金元素(低于3%),添加的合金元素通过固溶、细晶、弥散强化等方式在一定程度上增加了工程结构钢的强韧性(后面细说)。
3、较低的成本。工程结构钢的用量巨大,所以类似于Q235这种普通强度、成本低的碳素钢如今仍然很受欢迎。
碳素结构钢基本成分
而反观下面展示的低合金高强度钢,成分则复杂得多。
热轧态低合金高强度钢化学成分