工程用结构钢Steel Used In Engineering-企业官网

工程用结构钢主要包括碳素结构钢和低合金高强度钢，广泛应用于各种工程和结构件，广泛应用于工程机械，矿山机械。

目前（截至2022年5月），工程用结构钢主要包括：

GB/T 700-2006 碳素结构钢

GB/T 699-2015 优质碳素结构钢

GB1591-2018 低合金高强度结构钢

GB16270-2009 高强度结构用调质钢板

GB/T 28909-2012 超高强度结构用热处理钢板

为了推进与国际标准接轨的步伐，在修订GB/T 1591-2008标准的同时，全国钢标准化技术委员会还同步进行全部ISO 630-1～6《结构钢》转化为国家标准的工作，GB/T 34560最终将取代GB/T 700和GB/T 1591等标准。

GB/T34560， ISO630， EN10025对照表如下所示。

GB/T 1591与GB/T 16270

GB/T16270-2009标准名称由《高强度结构钢热处理和控轧钢板钢带》修改为《高强度结构用调质钢板》，产品交货状态只保留淬火加回火(调质)一种,删除了旧标准中的正火，正火加回火控轧等交货状态,将这些交货状态的牌号归入新版的 GB /T 1591-2008《低合金高强度结构钢》中。同时,GB /T 1591-1994版)修订为 2008版时,将淬火加回火的交货状态取消。使 GB /T 16270与 GB /T 1591保持协调一致,标准的配套与衔接更加清晰，便于用户识别与使用。

比如：

Q550D, Q690D 对应的标准为GB/T16270-2009

Q550MD, Q690MD 对应的标准为GB/T1591-2018(与Q355D对应的标准)

GB/T 1591 升级； Q345->Q355，请参考

GB/T 1591-2018 低合金高强度结构钢标准升级

耐磨钢板/Wear plate

常见的牌号有瑞典悍达Hardox，德国迪林根DILLIDUR耐磨板。

根据不同的硬度分成不同的耐磨等级，主要有Hardox 400， Hardox 450, Hardox 500

国产都是执行国标的牌号叫NM400，NM450和NM500，基本国内所有的钢厂都可以生产。执行标准：GB/T 24186-2022 工程机械用高强度耐磨钢板

炼钢是指控制碳含量（一般小于2%），消除P、S、O、N等有害元素，保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素并调整元素之间的比例，获得最佳性能。把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

经过高炉，转炉，用连铸板坯或初轧板坯作原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进入粗轧机，粗轧料经切头、尾、再进入精轧机，实施计算机控制轧制。

炼钢工艺图

沸腾钢为脱氧不完全的钢。它是脱氧不完全的钢，浇注时钢水在锭模中放出大量一氧化碳气体，造成沸腾现象。镇静钢为完全脱氧的钢。

沸腾钢板用于制造各种冲压件，建筑及工程结构及一些不太重要的机器结构零部件。但沸腾钢心部杂质较多，偏析较严重，组织不致密，力学性能不均匀。同时由于钢中气体含量较多，故韧性低，冷脆和时效敏感性较大，焊接性能也较差。故沸腾钢板不适于制造承受冲击载荷、在低温条件下工作的焊接结构及其他重要结构。

镇静钢材主要用于低温下承受冲击的构件、焊接结构及其他要求强度较高的构件。工程机械，矿山机械行业普遍使用的优质钢，低合金钢板都是镇静钢。

根据GB1591，钢板的交货状态主要分：

1. 热轧 as-rolled;AR或 WAR；钢材未经任何特殊轧制和/或热处理的状态。

2. 正火 normalized；钢材加热到高于相变点温度以上的一个合适的温度,然后在空气中冷却至低于某相变点温度的热处理工艺。

3. 正火轧制 normalizingrolling；最终变形是在一定温度范围内的轧制过程中进行,使钢材达到一种正火后的状态,以便即使正火后也可达到规定的力学性能数值的轧制工艺。对于正火轧制,在一些出版物中也称“控制轧制”

4. 热机械轧制 thermomechanical processed；钢材的最终变形在一定温度范围内进行的轧制工艺,从而保证钢材获得仅通过热处理无法获得的
性能。

热轧为一种最基本的交货状态。对于钢板厚度小于60mm的钢板在热轧的过程对温度及轧制过程进行严格控制，即可达到正火的效果，故称之为正火轧制。对于厚度大于60mm的钢板，无法通过正火轧制达到正火状态，主要板厚，钢板内部温度等无法有效得到控制，必须在热轧之后，再进行额外的正火热处理。

工程机械，矿山机械主要使用上述热轧钢，极少使用冷轧钢板。

冷轧钢板

是以热轧板卷为原料，在常温下在再结晶温度以下进行轧制而成，冷轧钢板就是经过冷轧工序生产的钢板，简称冷板。冷轧板的厚度一般是0.1--8.0mm之间。冷轧，是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧---酸洗---冷轧这样的加工过程。

冷板是热板在冷轧工序后得到的，而且冷轧同时还会进行一些表面精整，所以冷板在表面质量（如表面粗糙度之类）上比热板来得好，所以如果对产品后序上漆等涂覆质量存在较高要求的，一般选择冷板。

EN 10130-2006 冷成形用冷轧低碳扁平钢材 - 交货技术条件

GB/T 5213-2019 冷轧低碳钢板及钢带; DC01-DC07

冷轧钢板的标准、牌号与性能

为什么低温冲击功要求到到27J？

根据历史经验，在指定的温度下，材料冲击功到27J时，可以确保材料在此温度下有足够韧性。

The background of the 27J criterion is purely experience-based. A minimum of 27J seemed to give sufficient toughness in practical applications at the time of its introduction.

From studies of casualty material, a Charpy energy of 15ft pounds (20 Joules) at the failure temperature seemed to minimise the risk of failure. To improve margins of safety, 20ft pounds (27 Joules) became a common specification for low strength steels.

EUROPEAN STANDARDS FOR THE PREVENTION OF BRITTLE FRACTURE

控制P，S在碳钢中的含量，可改善其低温冲击性能。

在GB/T 1591-2018低合金高强度结构中，钢的质量等级分为：B、C、D、E、F，其主要区别为磷，硫的含量。

在GB/T 3077-2015合金结构钢中，钢的质量等级划分为：优质钢，高级优质钢，特级优质钢，其主要区别为磷，硫的含量。

元素在钢材中的作用

钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)和氢(H)等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。

碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。

硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。

锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，可提高强度和硬度及钢的淬性，改善钢的热加工性能。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性。

硫（S），硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。

磷（P），磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。。

铬（Cr）：在结构钢钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。

镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。

钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，结构钢中加入钼，能提高机械性能。

钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。

钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。

Ability of a material to absorb energy and plastically deform without fracturing is much required in materials for better toughness used in modern industry. Amount of energy per unit volume that a material can absorb before rupturing is needed to be measured, in other words keeping a balance of strength and ductility, higher the material's resistance to fracture when stressed tougher the material.

The Charpy impact test, also known as the Charpy V-notch test, is a standardized high strain-rate test which determines the amount of energy absorbed by a material during fracture. This absorbed energy is a measure of a given material's notch toughness and acts as a tool to study temperature-dependent ductile-brittle transition. It is widely applied in industry, since it is easy to prepare and conduct and results can be obtained quickly and cheaply.

Charpy impact test - tec-science

GB/T 700-2006 碳素结构钢 Carbon structural steels

GB1591-2018 低合金高强度结构钢 highstrength low alloy structural steels

GB16270-2009 高强度结构用调质钢板 High strength structual steel plates in the quenched and tempered condition

GB/T 28909-2012 超高强度结构用热处理钢板 Extra-high strength structural steel plates in the heat-treatment condition

GB/T 34560.1-2017 结构钢第1部分：热轧产品一般交货技术条件 Structural steels—Part 1:General technical delivery condition for hot-rolled products

GB/T 34560.2-2017结构钢第2部分：一般用途结构钢交货技术条件 Structural steels—Part 2:Technical delivery conditions for structural steels for general purposes

GB/T 34560.3-2017结构钢第3部分：细晶粒结构钢交货技术条件 Structural steels—Part 3:Technical delivery conditions for fine grain structural steels

GB/T 34560.4-2017结构钢第4部分：淬火加回火高屈服强度结构钢板交货技术条件 Structural steels—Part 4:Technical delivery conditions for high yield strength quenched and tempered structural steel plates

GB/T 34560.5-2017结构钢第5部分：耐大气腐蚀结构钢交货技术条件 Structural steels—Part 5:Technical delivery conditionfor atmospheric corrosion resisting steels

GB/T 34560.6-2017结构钢第6部分：抗震型建筑结构钢交货技术条件 Structural steels—Part 6:Technical delivery conditions for seismic-improved structural steels for building

ISO 630-1:2021 Structural steels — Part 1: General technical delivery conditions for hot-rolled products

ISO 630-2:2021 Structural steels — Part 2: Technical delivery conditions for structural steels for general purposes

ISO 630-3:2012 Structural steels — Part 3: Technical delivery conditions for fine-grain structural steels

ISO 630-4:2021Structural steels — Part 4: Technical delivery conditions for high yield strength quenched and tempered structural steel plates and wide flats

ISO 630-5:2014Structural steels — Part 5: Technical delivery conditions for structural steels with improved atmospheric corrosion resistance

ISO 630-6:2014Structural steels — Part 6: Technical delivery conditions for seismic-improved structural steels for building

EN10025-1 Hotrolled products of structural steels. Part 1: General technical delivery conditions

EN 10025-2 Hot rolled products of structuralsteels. Part 2: Technical delivery conditionsfor non-alloy structural steels 非合金结构钢

EN10025-3 Hotrolled products of structural steels. Part 3: Technical delivery conditions for normalized/normalizedrolled weldable fine grain structural steels 正火/正火热轧可焊细晶粒结构钢

EN10025-4 Hotrolled products of structural steels. Part 4: Technical delivery conditions for thermomechanical rolledweldable fine grain structural steels 热机械轧制可焊细晶粒结构钢（TCMP）

EN10025-5 Hotrolled products of structural steels. Part 5: Structural steels with improved atmospheric corrosionresistance. Technical delivery conditions 改进的耐大气腐蚀的结构钢

EN10025-6 Hotrolled products of structural steels. Part 6: Technical delivery conditions for flat products of highyield strength structural steels in the quenched andtempered condition 淬火和回火状态的高屈服强度结构钢扁平产品

GB/T 24186-2022 工程机械用高强度耐磨钢板

High strength abrasion resistant steel plates for construction machine