普通碳素鋼與高質碳素鋼相比,由于它的有害雜質元素S、P含量相對較高,綜合機械性能和耐蝕性較差,故不宜用在較重要的場合,但普通碳素鋼價格便宜,故工程上常用于各種鋼構架、支吊架等,而流體輸送管道上使用時常給與一定的限制。
普通碳素鋼根據冶煉過程的脫氧程度分為沸騰鋼、冷卻鋼和半冷卻鋼三種。
沸騰鋼:在澆鑄前不用硅和鋁脫氧,鋼液中含氧量多,澆注及凝固時會產生大量CO氣泡,在鋼錠模內產生沸騰現象,這類鋼叫沸騰鋼。沸騰鋼冷凝后沒有集中縮孔,因而成材率高,成本低,表面質量及深沖性能好。但因含氧量高,成分偏析大,內部雜質多,抗腐蝕性和機械性能差,且容易發生時效硬化和鋼板的分層,故不宜作重要用途。
冷卻鋼:而脫氧較完全,澆鑄時鋼水在鋼錠模內不產生CO氣體,這類鋼叫冷卻鋼。成材率低,成本高。但冷卻鋼中氣體含量低,時效傾向小,鋼鏡中氣泡、疏松較少,質量較好。
半冷卻鋼:進行中等程度脫氧,介于沸騰鋼和冷卻鋼之間的鋼叫半冷卻鋼。
普通碳素鋼的表示方法和代號按GB700標準。如Q235 A F:F沸騰鋼,b 半冷卻鋼,冷卻鋼省略。A表示質量等級號,A級不做沖擊試驗,B級做常溫V形缺口沖擊試驗; C、D兩級常用在重要場合下,從字母A到D,質量等級依次提高。Q是“屈”字漢語拼音first個字母。后面的數字表示材料的屈服強度,MPa。分別為195、215、235、255、275五個等級。
壓力管道中常用的普通碳素結構鋼牌號為Q235A(F、b)、Q235B(F、b)、Q235C、Q235D四種,其中極常用的是Q235B。材料標準為GB700。按照GB20801,不得用于 GC1 級管道組成件; 選用 Q235B 等 B 級冷卻鋼時,設計壓力應不大于 3.0 MPa,設計溫度應不大于 350℃ 。對于焊接的管道組成件,含碳量不得大于 0.30 %。選用B級冷卻鋼時,厚度應不大于20 mm。
◆高質碳素鋼
高質碳素鋼中的有害雜質元素S、P比普通碳素鋼低,不僅如此,二者的冶煉方法也多有不同,普通碳素鋼多用成本極低轉爐冶煉,而高質碳鋼則采用平爐或純氧頂吹轉爐冶煉,脫氧較好,雜質含量較低,故其綜合機械性能、耐蝕性等均優于普通碳素鋼。高質碳素鋼與高級高質碳素鋼相比,價格不高,且是工程上應用極寬泛的碳素鋼。
高質碳素鋼的表示方法和代號按GB221標準。08 F:F表示沸騰鋼,08表示含碳量,以萬分之幾表示。再如20g,g表示特殊用途標記,R 壓容用鋼;g鍋爐用鋼;D低溫用鋼,20表示平均含碳量,以萬分之幾表示。若為鑄鋼,則應在含碳量前加“ZG”表示鑄鋼,鑄鋼以外的生產方法不表示,如為沸騰鋼或半冷卻鋼,尚應加“F”或 "b"。
GB/T699給出了高質碳素鋼的化學成分和機械性能要求。該標準共列出了08F、10F、15F、08、10、20、25、……70Mn等31種材料牌號;壓力管道中常用的牌號為08、10、20三種,極常用的為20號鋼及20g板材(新標準為Q245R)。極高使用溫度為425℃。
◆高級高質碳素鋼
高級高質碳素鋼各方面性能略優于高質碳素鋼,但價格較高,工程上用的并不多。一般情況下,如果采用高質碳素鋼不能滿足使用條件要求時,將考慮選用相應的合金鋼而不用高級高質碳素鋼。高級高質碳素鋼在高質碳素鋼的牌號后加A。
Q235B與20鋼冶煉方法不同,雜質含量不同,機械性能不同,耐高低溫的性能自然不同。在項目執行的過程中,不可混用,特別是在高溫和有毒場合,萬不可用Q235B鋼來代替20鋼!
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