對Q345材料，你了解多少？

曉昀

0 d5 [, r: C% ]2 M6 O- Z

一、基本介紹

Q345這種低合金鋼（C<0.2%)，廣泛應(yīng)用于建筑，橋梁、車輛、船舶和壓力容器上。

Q代表的是這種材質(zhì)的屈服強(qiáng)度，345是這種材質(zhì)的屈服值，在345兆帕左右。隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。

Q345綜合力學(xué)性能良好，低溫性能尚可，塑性和焊接性良好，用做中低壓容器、油罐、車輛、起重機(jī)、礦山機(jī)械、電站、橋梁等承受動載荷的結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件、建筑結(jié)構(gòu)、一般金屬結(jié)構(gòu)件，熱軋或正火狀態(tài)使用，可用于-40℃以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu)。

& {! V9 _3 B3 m) f( P- H# s6 V級別分類
Q345按等級可分為Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。它們的區(qū)別主要是沖擊的溫度不同。
Q345A級，不須做沖擊;
Q345B級，20度常溫沖擊;
6 |; H& K1 u2 G3 |, Y/ g2 U* r# AQ345C級，0度沖擊;
8 r0 Y: A% [, S8 TQ345D級，－20度沖擊;
/ r) T9 r' D; ?2 p1 e$ eQ345E級，－40度沖擊。
, j7 ?4 \! q# |7 x4 i4 H/ k9 p

化學(xué)成分對比
Q345A：C≤0.20,Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.045，S≤0.045，V 0.02~0.15；
Q345B：C≤0.20， Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.040，S≤0.040，V 0.02~0.15；
7 Z6 j# k, i! ^6 b2 L) D. K. G# eQ345C：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.035，S≤0.035，V 0.02~0.15，Al≥0.015；
( N; s- @" d, y& G0 W/ bQ345D：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.030，S≤0.030，V 0.02~0.15，Al≥0.015；
Q345E：C≤0.20，Mn ≤1.7，Si≤0.55，P≤0.025，S≤0.025，V 0.02~0.15，Al≥0.015；

對比16Mn
6 v" x# M; F# T4 y1 h" [Q345鋼是老牌號的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等多個鋼種的替代，而并非僅替代16Mn鋼一種材料。在化學(xué)成分上，16Mn與Q345也不盡相同。更重要的是兩種鋼材按屈服強(qiáng)度的不同而進(jìn)行的厚度分組尺寸存在較大差異，而這必將引起某些厚度的材料的許用應(yīng)力的變化。因此，簡單地將16Mn鋼的許用應(yīng)力套用在Q345鋼上是不合適的,而應(yīng)根據(jù)新的鋼材厚度分組尺寸重新確定許用應(yīng)力。

Q345鋼的主要組成元素比例與16Mn鋼基本相同，區(qū)別是增加了V、Ti、Nb微量合金元素。少量的V、Ti、Nb合金元素能細(xì)化晶粒，大大提高了鋼的韌性，鋼的綜合機(jī)械性能得到較大提高。也正因為如此，鋼板的厚度才可以做得更大一些。因此，Q345鋼的綜合機(jī)械性能應(yīng)當(dāng)優(yōu)于16Mn鋼，特別是它的低溫性能更是16Mn鋼所不具備的。Q345鋼的許用應(yīng)力略高于16Mn鋼。

# ~' x' F/ O8 o3 {- C3 s; \

性能對比

Q345D無縫管力學(xué)性能：
& e# k% B" W% @1 l+ G抗拉強(qiáng)度：490-675屈服強(qiáng)度：≥345 伸長率：≥22
4 O6 D" e! L6 i! L0 _3 b4 |Q345B無縫管力學(xué)性能：
抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥345 伸長率：≥21
& _) [  s- p! C) j3 bQ345A無縫管力學(xué)性能：
' c; a: g3 _2 A* c6 [抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥345 伸長率：≥21
Q345C無縫管力學(xué)性能：
. S) s' B  M4 g' r0 a1 n- P6 t) Y抗拉強(qiáng)度：490-675 屈服強(qiáng)度：≥345 伸長率：≥22
5 J; P  |7 p5 ^7 L; J) eQ345E無縫管力學(xué)性能：
抗拉強(qiáng)度：490-675屈服強(qiáng)度：≥345 伸長率：≥22
/ e- z1 q: S. W/ ^9 t
5 r- F6 D  C- f" p- U產(chǎn)品系列

1、Q345D鋼材與Q345A，B，C鋼相比而言。低溫沖擊功的試驗溫度低。性能好。含有害物資P,S量比Q345A，B，C要低。

市場價格比Q345A，B，C要高 [編輯本段]Q345d定義　①由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（σs）為235 MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。

2、必要時鋼號后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標(biāo)符號，即Z和TZ都可不標(biāo)。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。

3、專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字母。
) E- u5 f+ L4 I6 y

Q345（低合金高強(qiáng)度鋼）網(wǎng)上摘錄相關(guān)資料
; f/ |+ \/ V1 G. ]  [; V
! V$ u/ A! g3 U+ ]0 v材料介紹

1. Q345化學(xué)成分如下表（%）：
+ L8 @! N5 T) b! u( e

元素	C≤	Mn	Si≤ , V0 `; R: I9 Z7 i% k	P≤	S≤	Al≥ % m$ _3 ^0 C9 ~	V	Nb # j  I- ^8 P* s7 J2 B' \5 b1 Q	Ti
含量	0.2	1.0-1.6 2 H# C+ _2 }5 |- ]; ~( L& j  X& C	0.55	0.035 0 G" x$ Y0 X1 x	0.035	0.015	0.02-0.15	0.015-0.06 , k( s9 g; x) L	0.02-0.2 ! J$ g8 @8 o6 {  x, F. A

; U  m# ^$ p1 F# W( T$ \Q345C力學(xué)性能如下表（%）：
3 ?6 Y8 H3 X! d0 p

機(jī)械性能指標(biāo)	伸長率（%）	試驗溫度0℃ - P2 f) J- v3 a) q  ^6 L% ~% T	抗拉強(qiáng)度MPa . U2 X) L( c1 f& U7 o! ?	屈服點MPa≥
數(shù)值	δ5≥22	J≥34	σb（470-650）	σs（324-259） ' U% _' l3 c* Y: J: v3 \6 o* n

其中壁厚介于16-35mm時，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm時，σs≥295Mpa

: Y% F- n& L: b% o& d/ ~1 ?2. Q345鋼的焊接特點

2.1 碳當(dāng)量(Ceq)的計算
4 f1 G* T4 U0 T) ^- ^Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
* v8 P5 l6 A: d4 O& J計算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時制定嚴(yán)格的工藝措施。

/ @7 \( w/ ]1 }7 ]1 D0 y# E, ^2.2 Q345鋼在焊接時易出現(xiàn)的問題

9 A7 F) B6 n- i4 W" }1 E( \# }2 h2.2.1 熱影響區(qū)的淬硬傾向
, ?" w. O. z' ?$ _! h- n# m+ ]5 wQ345鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。

2.2.2 冷裂紋敏感性

Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。

* B% _" u1 ^: k" k4 `二、焊接施工流程
( e" o; T& r9 z; g0 v' K坡口準(zhǔn)備→點固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根（碳弧氣刨）→外口施焊 →里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無損檢驗（焊縫質(zhì)量一級合格）

三、焊接工藝參數(shù)的選擇
( F+ |2 A( U- `. ]對Q345鋼的焊接性進(jìn)行分析，焊接時采取的措施如下：
1. 焊接材料的選用
6 ^: ^( H; h' @2 o6 r由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則，選用E5015 （J507）型電焊條。

化學(xué)成分見下表（%）：

元素 ) T  D! n. ?8 f/ Y	C	Mn * G0 p3 W2 g, F; R* h% {2 d	Si 4 z, v0 F3 D( {7 u5 H/ s	S	P ( {. G) W! G+ t, |+ s+ G	Cr + D: B+ s4 X! z, _	Mo	V + l/ u, {; N3 K: B' a4 N1 ]( G# [2 x. E	Ti
含量 ; _$ `, ~1 x4 B) V! [* R/ e	0.071	1.11	0.53 1 u, [# h; M) u% }$ P' Z	0.009 . r- R4 ^! p5 I& z; i	0.016 ( E* k9 G+ x& g) J9 A	0.02	0.01 ) q% ~* z) l' Z/ E! P	0.01	0.01 4 a2 U  y3 }3 y4 r  S; D1 z" p2 `

力學(xué)性能見下表：

機(jī)械性能指標(biāo)	σb（Mpa） 2 a- Q3 Q8 B1 V* l" z	σs（Mpa） , G) n+ x# K0 R8 u! @* s	δ5（%） ( v- Q" f# W1 {) E# ~7 R* d: ?	Ψ（%） 4 e& P" @# g- }8 I) }- ~+ E7 P4 A	AkvJ-30℃ 7 D: q2 {. f9 H, X+ N$ Q; ]
數(shù)值 : }! m! \# L7 E. i	440 & n7 \- V6 |$ {	540	31 , A4 W: z8 D( s# P	79	164 114 76

7 m' C6 N  |8 u（抗拉強(qiáng)度應(yīng)該大于屈服）
2. 坡口形式：（根據(jù)圖紙和設(shè)備供貨）

3. 焊接方法：采用手工電弧焊（D）。

+ Y0 y7 k3 `) e, |8 v4. 焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）。焊道的寬度不大于焊條的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A。

5. 預(yù)熱溫度：由于Q345鋼的Ceq>0.45%，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150℃，層間溫度Ti≤400℃。

# N/ [- P  M) s8 n8 P4 t5 ]6. 焊后熱處理參數(shù)：為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應(yīng)對焊縫進(jìn)行熱處理。熱處理溫度為：600-640℃，恒溫時間為2小時（板厚40mm時），升降溫速度為125℃/h 。

+ G/ f/ y2 ~; g! W' @) _

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ExplorerEzreal

感謝分享

機(jī)電軟件化

大俠干的漂亮，請以后多多培訓(xùn)我們，穿道授業(yè)解惑

3983596

受教了，謝謝

曉昀

Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E代表不同的質(zhì)量等級，S和P的含量也是從高到低。
5 X* k/ d: k) O% ^& b1 |, E4 j; w
用于不同低溫情況下的實際Q345材料要做相應(yīng)溫度的沖擊韌性試驗。

東海fyh126

會有好多人把16Mn鋼等同于高錳鋼。這是錯誤的，錳量差了10倍。

云石巖

謝謝分享

云石巖

哪位大師可以講一講，Q345材料作為非標(biāo)設(shè)備結(jié)構(gòu)件比如安裝支架（焊接件、有一定精度要求）時，Q345需要進(jìn)行怎樣的熱處理比較好，能提高強(qiáng)度和精度，是淬火跟時效處理嗎？

軍CSJ

總結(jié)的很詳細(xì)了。不錯不錯

刀劍如孟

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