低碳调质钢的性能特点的介绍

低碳调质钢的屈服强度为490～980MPa，在调质状态下（淬火＋回火）供货使用，属于热处理强化钢。这类钢的特点是含碳量较低（质量分数0.18％以下），既有高的强度，又有良好的塑性和韧性，可以直接在调质状态下焊接。这类钢在焊接结构中得到了越来越广泛的应用，可用于大型工程机械、压力容器及舰船制造等。

合金元素对钢材塑性和韧性的影响与其强化的作用相反，即强化效果越大，塑性和韧性的降低越明显。在正火条件下，通过增加合金元素提高强度会引起韧性急剧下降。为了进一步改善钢的强度和韧性需要进行调质处理。

作为高强度钢制造工艺的关键一环，调质处理是为了获得强韧性良好的回火马氏体或下贝氏体组织。对于抗拉强度超过600MPa的钢材，不需添加过多的合金元素，通过调质处理即可满足强度要求。美国最初是降低装甲钢的碳含量并进行调质处理，大大改善了其性能，在军事装备中得到使用。该项技术成功地解决了加热钢板的均匀冷却、冷却时的变形、淬火组织非均质化以及高屈强比带来的加工成形等难题，使调质钢在压力容器、工程机械等大型焊接结构中得到应用。

低碳调质钢厚板淬火装置的特点是采用压板对钢板施压，防止水冷时产生变形，从钢板上下两面对钢板同时喷雾冷却。连续淬火技术解决了压板部位淬火不足等问题，采用这种装置能够制造出板厚达150mm的超厚调质钢。

为了保证良好的综合性能和焊接性，低碳调质钢要求钢中的碳的质量分数不大于0.18％。添加一些合金元素，如Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Cu等，以提高钢的淬透性和马氏体的耐回火性。这类钢由于含碳量低，淬火后得到低碳马氏体，而且会发生“自回火”，脆性小，具有良好的焊接性和低温冲击韧性，适用于大中型重载焊接结构。

低碳调质钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性和耐磨性，特别是裂纹敏感性低，在工程结构制造中有广阔的应用前景。根据使用条件的不同，低碳调质钢可分为以下几种。

1.高强度结构钢（R_m＝600～980MPa）(www.xing528.com)

要求有较高的强度和良好的焊接性，如14MnMoNbB、15MnMoVNRE、Q550、Q620、Q690、Q800等，这类钢主要用于工程焊接结构，焊缝及焊接区多承受拉伸载荷或动载荷。这类钢可在调质状态下焊接，必要时进行焊后消除应力处理。

2.高强度耐磨钢（R_m≥1000MPa）

不仅要求强度高、低温缺口韧性好，而且要求具有优良的焊接性，是我国工程机械、采矿机械和制造大型机械装备不可缺少的高强度焊接结构钢。如HQ100、HQ130等，主要用于高强度焊接结构耐磨和要求承受冲击磨损的部位。由于采用了先进的冶炼工艺，钢中S、P等杂质明显降低，O、N、H含量均较低。高洁净度使这类钢母材和热影响区具有良好的低温韧性。经淬火＋回火后的组织是回火低碳马氏体或下贝氏体，这类组织可以保证得到高强度和高耐磨性。

3.高强度高韧性钢（R_m≥700MPa）

要求在高强度的同时，具有高韧性，主要用于高强度高韧性焊接结构。Ni能提高钢的强度、塑性和韧性，降低钢的脆性转变温度。Ni与Cr一起加入时可显著增加淬透性，得到高的综合力学性能。这类钢经淬火＋回火后的组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体，这类组织可以保证得到高强度、高韧性和低的脆性转变温度。如12Ni3CrMoV、10Ni5CrMoV以及美国的HY-110、HY-130、HP-9-4-20等，这类钢要求在高强度的同时要具有高韧性，主要用于高强度高韧性焊接结构，如舰船、潜艇外壳等。