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Q345B这种材料到底有啥特别之处?你一定要知道!

Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E这几种钢材的特性差异,接下来为大家详细解析~~

Q345属于一种钢材的类型。它被归类为低合金钢(碳含量小于0.2%),在建筑、桥梁、交通工具、船舶、压力容器等领域得到了广泛的应用。Q符号代表了这种材料的屈服强度特性,而紧随其后的345则表明这种材料的屈服强度值大约在345兆帕附近。值得注意的是,屈服强度值会随着材料厚度的增加而呈现下降的趋势。

Q345钢材的综合力学性能表现出色,低温性能也相对稳定,同时具备良好的塑性和焊接性能。因此,它被广泛应用于制造中低压容器、油罐、车辆、起重机、矿山机械、电站、桥梁等承受动态载荷的结构、机械零件、建筑结构以及各类金属结构件。这种钢材通常在热轧或正火状态下使用,并且适用于在-40℃以下寒冷地区进行各种结构施工。

等级划分

Q345根据不同的等级标准可以分为Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E等。这些等级的主要区别在于冲击试验的温度条件。

Q345A级,无需进行冲击试验测试;

Q345B级,需要在20℃常温下进行冲击试验;

Q345C级,要求在0℃的温度下进行冲击试验;

Q345D级,需要在-20℃的温度下进行冲击试验;

Q345E级,则要求在-40℃的温度下进行冲击试验。

在不同的冲击温度条件下,所需的冲击试验数值也会有所不同。

化学成分构成

Q345A:碳含量≤0.20,锰含量≤1.7,硅含量≤0.55,磷含量≤0.045,硫含量≤0.045,钒含量为0.02~0.15;

Q345B:碳含量≤0.20,锰含量≤1.7,硅含量≤0.55,磷含量≤0.040,硫含量≤0.040,钒含量为0.02~0.15;

Q345C:碳含量≤0.20,锰含量≤1.7,硅含量≤0.55,磷含量≤0.035,硫含量≤0.035,钒含量为0.02~0.15,铝含量≥0.015;

Q345D:碳含量≤0.20,锰含量≤1.7,硅含量≤0.55,磷含量≤0.030,硫含量≤0.030,钒含量为0.02~0.15,铝含量≥0.015;

Q345E:碳含量≤0.20,锰含量≤1.7,硅含量≤0.55,磷含量≤0.025,硫含量≤0.025,钒含量为0.02~0.15,铝含量≥0.015;

与16Mn的对比

Q345钢材是多种老牌号钢材如12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等的替代品,但并非仅限于替代16Mn这一种材料。在化学成分方面,16Mn与Q345也存在明显差异。

更重要的是,两种钢材按照屈服强度的不同而进行的厚度分组尺寸存在显著差异,这将直接影响到某些厚度材料的许用应力值。因此,简单地将16Mn钢材的许用应力值套用到Q345钢材上是不恰当的,而应根据新的钢材厚度分组尺寸重新确定许用应力值。

Q345钢的主要组成元素比例与16Mn钢基本一致,但增加了V、Ti、Nb等微量合金元素。这些少量的V、Ti、Nb合金元素能够细化晶粒,大幅提升钢材的韧性,从而显著提高钢的综合机械性能。

正因为如此,Q345钢的钢板厚度可以做得更大一些。因此,Q345钢的综合机械性能应当优于16Mn钢,尤其是其低温性能更是16Mn钢所无法比拟的。Q345钢的许用应力值略高于16Mn钢。

性能对比分析

Q345D无缝管的力学性能:

抗拉强度:490-675兆帕,屈服强度:≥345兆帕,伸长率:≥22%;

Q345B无缝管的力学性能:

抗拉强度:490-675兆帕,屈服强度:≥345兆帕,伸长率:≥21%;

Q345A无缝管的力学性能:

抗拉强度:490-675兆帕,屈服强度:≥345兆帕,伸长率:≥21%;

Q345C无缝管的力学性能:

抗拉强度:490-675兆帕,屈服强度:≥345兆帕,伸长率:≥22%;

Q345E无缝管的力学性能:

抗拉强度:490-675兆帕,屈服强度:≥345兆帕,伸长率:≥22%;

产品系列介绍

Q345D钢材与Q345A、B、C钢材相比而言,低温冲击功的试验温度更低,性能表现更优。同时,Q345D钢材的有害物质P、S含量较Q345A、B、C钢材更低。

在市场价格方面,Q345D钢材的价格通常高于Q345A、B、C钢材。

Q345d的定义说明:①钢材的钢号由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。钢号前的“Q”代表钢材的屈服点,紧随其后的数字表示屈服点的数值,单位为兆帕,例如Q235表示屈服点(σs)为235兆帕的碳素结构钢。

②在必要时,钢号后面可以标注表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。

脱氧方法符号:F代表沸腾钢;b代表半镇静钢:Z代表镇静钢;TZ代表特殊镇静钢,镇静钢可以不标注符号,即Z和TZ都可以省略。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

③专门用途的碳素钢,如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。

Q345(低合金高强度钢)的相关资料摘录

材料概述

1. Q345的化学成分如下表(百分比表示):

图片

2.Q345C的力学性能如下表(百分比表示):

图片

其中,壁厚在16-35毫米范围内时,σs≥325兆帕;壁厚在35-50毫米范围内时,σs≥295兆帕。

2. Q345钢的焊接特点

2.1 碳当量(Ceq)的计算

Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5

计算得出Ceq为0.49%,大于0.45%,由此可见Q345钢的焊接性能并非十分理想,需要在焊接过程中制定严格的工艺措施。

2.2 Q345钢在焊接时可能遇到的问题

2.2.1 热影响区的淬硬倾向

Q345钢在焊接冷却过程中,热影响区容易形成淬火组织-马氏体,导致近缝区的硬度增加,塑性下降。这一结果可能导致焊后出现裂纹。

2.2.2 冷裂纹敏感性

Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。

焊接施工流程

坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根(碳弧气刨)→外口施焊 →里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量一级合格)

焊接工艺参数的选择

通过对Q345钢的焊接性分析,制定了以下措施:

1. 焊接材料的选用

由于Q345钢的冷裂纹倾向较大,应选用低氢型的焊接材料。同时,考虑到焊接接头应与母材等强的原则,选用E5015 (J507)型电焊条。

化学成分见下表(百分比表示):

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力学性能见下表:

图片

(抗拉强度应该大于屈服强度)

2. 坡口形式:(根据图纸和设备供货)

3. 焊接方法:采用手工电弧焊(D)。

4. 焊接电流:为了避免焊缝组织粗大,造成冲击韧性下降,必须采用小规范焊接。具体措施为:选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺(焊接顺序如图一所示)。焊道的宽度不大于焊条的3倍,焊层厚度不大于5毫米。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条,焊接电流100-130安培;第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条,焊接电流120-180安培。

5. 预热温度:由于Q345钢的Ceq>0.45%,在焊接前应进行预热,预热温度T0=100-150℃,层间温度Ti≤400℃。

6. 焊后热处理参数:为了降低焊接残余应力,减少焊缝中的氢含量,改善焊缝的金属组织和性能,在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为:600-640℃,恒温时间为2小时(板厚40毫米时),升降温速度为125℃/小时。

备注:根据国家标准,Q345系列钢材已统一改为Q355钢材,但文中的信息仍然具有参考价值。